Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Groźne rozbłyski
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Tydzień temu teleskopy wykryły rozbłysk gamma GRB 221009A. Kilka dni później astronomowie korzystający z teleskopu Gemini South stwierdzili, że to najpotężniejsze wydarzenie tego typu. Ten rozbłysk jest tak jasny, a jego źródło znajduje się tak blisko, że to jedna na 100 lat okazja, by odpowiedzieć na pewne podstawowe pytania związane z tego typu eksplozjami – od powstawania czarnych dziur po przetestowanie modeli dotyczących ciemnej materii, mówi Brendan O'Connor z University of Maryland.
Badania GRB 221009A podjęły się, niezależnie od siebie, zespoły Brendana O'Connora i Jillian Rastinejad z Northwestern University. Oba zespoły wykorzystały teleskop Gemini South, ale użyły dwóch różnych instrumentów – pracującego w bliskiej podczerwieni spektrografu FLAMINGOS-2 oraz GMOS (Gemini Multi-Object Spectrographs). Naukowcy mieli nawzajem dostęp do swoich danych i wykonali ich własne analizy.
Wyjątkowo długotrwały GRB 221009A jest najjaśniejszym zarejestrowanym rozbłyskiem gamma, a jego poświata bije wszelkie rekordy we wszystkich długościach fali, informuje O'Connor. Zjawisko będzie jeszcze długo długo badane. Astronomowie z całego świata udostępniają sobie nawzajem dane za pośrednictwem prowadzonego przez NASA archiwum Gamma-ray Coordinates Network.
Naukowcy uważają, że niezwykle silny rozbłysk był wynikiem zapadnięcia się gwiazdy o masie wielokrotnie przekraczającej masę Słońca. W wyniku tego procesu pojawiła się potężna supernowa oraz czarna dziura. Rozbłysk miał miejsce 2,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi, w kierunku Gwiazdozbioru Strzały.
W naszym zespole nazywamy ten rozbłysk BOAT albo Brighest Of All Time, gdyż jeśli przejrzy się dane z tysięcy rozbłysków gamma, które zostały zarejestrowane od lat 90., ten się wyróżnia. Dzięki czułym i zróżnicowanym instrumentom na Gemini, będziemy mogli obserwować składniki optyczne GRB221009A znacznie dłużej, niż może to robić większość naziemnych teleskopów. To pomoże nam zrozumieć, dlaczego rozbłyski gamma są tak jasne i mają tak wielką energię, stwierdza Rastinejad.
Po utworzeniu się czarnej dziury pojawiają się dżety cząstek przyspieszanych niemal do prędkości światła. Niedawno informowaliśmy o takim rekordowo szybkim dżecie. Cząstki te zderzają się z pozostałościami gwiazdy, w wyniku eksplozji której powstała czarna dziura. Skutkiem tych zderzeń jest emisja promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma. Jeśli dżety są skierowane w stronę Ziemi, możemy je obserwować w formie potężnych rozbłysków.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Reintrodukcja bobrów, niedźwiedzi czy żubrów znacząco poprawiłaby stan światowych ekosystemów. Zamówiony przez ONZ raport wykazał, że przywrócenie dużych ssaków może pomóc w walce z ociepleniem klimatu, poprawi stan zdrowia ekosystemów i przywróci bioróżnorodność. By osiągnąć ten cel w skali świata wystarczy reintrodukcja zaledwie 20 gatunków, których historyczne zasięgi zostały dramatycznie zredukowane przez człowieka.
Jeśli pozwolimy powrócić tym zwierzętom, to dzięki ich obecności pojawią się warunki, które z czasem spowodują, że gatunki te pojawią się na 1/4 powierzchni planety, a to z kolei rozszerzy zasięgi innych gatunków i odbuduje ekosystemy, dzięki czemu zwiększy się ich zdolność do wychwytywania i uwięzienia węgla atmosferycznego.
Przywracanie gatunków nie jest jednak proste. Pojawia się bowiem zarówno pytanie, który z historycznych zasięgów gatunku należy uznać za pożądany. Niektórzy obawiają się też reintrodukcji dużych drapieżników, jak np. wilki, twierdząc, że niesie to ze sobą zagrożenie dla ludzi i zwierząt hodowlanych. Badania pokazują jednak, że duże drapieżniki, wpływając na roślinożerców, doprowadzają do zwiększenia zarówno pokrywy roślinnej, jak i innych gatunków. Z kolei przywracanie historycznych zasięgów roślinożerców powoduje, że roznoszą oni nasiona, pomagają w obiegu składników odżywczych oraz zmniejszają zagrożenie pożarowe poprzez wyjadanie roślinności.
Autorzy najnowszych badań postanowili sprawdzić, gdzie przywrócenie dużych ssaków przyniosłoby największe korzyści i w jaki sposób można to osiągnąć. Okazało się, że wystarczy reintrodukcja 20 gatunków – 13 roślinożerców i 7 drapieżników – by na całej planecie odrodziła się bioróżnorodność. Te 20 gatunków to niewiele jak na 298 gatunków dużych ssaków żyjących na Ziemi.
Badania wykazały, że obecnie jedynie w 6% obszarów zasięg dużych ssaków jest taki, jak przed 500 laty. Okazuje się również, że tylko w odniesieniu do 16% planety można stwierdzić, że znajdują się tam gatunki ssaków, na których zasięg nie mieliśmy większego wpływu.
Naukowcy przyjrzeli się następnie poszczególnym regionom, by określić, ile pracy trzeba włożyć, by przywrócić w nich bioróżnorodnośc. Okazało się, że w większości Azji północnej, północnej Kanady oraz w częściach Ameryki Południowej i Afryki wystarczyłoby wprowadzić jedynie po kilka gatunków dużych ssaków, by przywrócić bioróżnorodność z przeszłości.
I tak Europie przywrócenie bobra, wilka, rysia, renifera i żubra pozwoliłoby na powrót bioróżnorodności w 35 regionach, w których gatunki te zostały wytępione. Podobnie jest w Afryce, gdzie reintrodukcja hipopotama, lwa, sasebiego właściwego, likaona i geparda doprowadziłaby do dwukrotnego zwiększenia obszarów o zdrowej populacji ssaków w 50 ekoregionach. W Azji, po reintrodukcji tarpana dzikiego oraz wilka w Himalajach doszłoby do zwiększenia zasięgów zdrowych populacji o 89% w 10 ekoregionach. Z kolei w Ameryce Północnej do znacznego poprawienia stanu ekosystemów wystarczyłaby reintrodukcja niedźwiedzia brunatnego, bizona, rosomaka oraz niedźwiedzia czarnego.
Reintrodukcja gatunków miałaby olbrzymie znaczenie nie tylko dla ekosystemu, ale i dla uratowania ich samych. Na przykład jednym ze zidentyfikowanych 20 kluczowych gatunków jest gazelka płocha, występująca na Saharze. Obecnie to gatunek krytycznie zagrożony, na świecie pozostało zaledwie około 200–300 osobników. Największym zagrożeniem dla niej są zaś działania człowieka – polowania i utrata habitatów.
Przywrócenie wielu ze wspomnianych gatunków nie będzie jednak proste. Trzeba by np. zabronić polowań na nie i zapobiegać dalszej utracie habitatu. Ponadto wiele z ekoregionów poprzedzielanych jest granicami państwowymi, więc przywracanie gatunków i bioróżnorodności wymagałoby współpracy międzynarodowej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rozbłyski gamma, jako jedne z najbardziej energetycznych procesów zachodzących w najdalszych zakątkach Wszechświata, od lat są w centrum zainteresowania astrofizyków. Naukowcy spodziewają się, że podobnie jak w przypadku innych dalekich obiektów, istnieje możliwość soczewkowania grawitacyjnego sygnałów pochodzących od takich zdarzeń. NCBJ bierze udział w poszukiwaniach potwierdzenia tych oczekiwań.
Rozbłyski gamma (GRB, z ang. Gamma-Ray Burst) są obserwowane na całym niebie i są tak jasne, że sygnały od nich docierają z najodleglejszych zakątków Wszechświata. Właściwe zrozumienie kosmologicznego pochodzenia rozbłysków gamma oraz ich natury, zawdzięczamy Polakowi, profesorowi Bohdanowi Paczyńskiemu. Najdalsze obserwowane GRB mają przesunięcie ku czerwieni (z ang. redshift) ~10. Wynika z tego, że ich źródłami są obiekty, od których światło podróżowało do nas ponad 13 miliardów lat. Ze względu na dużą odległość należy się spodziewać, że światło dochodzące do nas od wielu z nich może ulegać soczewkowaniu grawitacyjnemu wywołanemu przez bliższe nam galaktyki. Jednak poza jednym niedawnym przypadkiem opublikowanym w czasopiśmie Nature, nie zdołano jeszcze zaobserwować soczewkowanego GRB tylko i wyłącznie w oparciu o dane z zakresu gamma.
Od dawna sugerowano, że soczewkowanie grawitacyjne może powielać obrazy GRB. Obserwacje takich zjawisk mogłyby być wykorzystane między innymi do znaczącego polepszenia dokładności pomiarów parametrów kosmologicznych, takich jak stała Hubble'a, do badania fizyki fundamentalnej (testując prędkość ich propagacji w zależności od energii), oraz do uzyskania ograniczenia na obfitość ciemnej materii w postaci zwartych obiektów (czarne dziury, wystygłe: gwiazdy neutronowe lub białe karły).
Tradycyjne poszukiwania soczewkowanych GRB skupiają się na zakresie promieni gamma. Międzynarodowy zespół naukowców, w którym pracuje prof. Marek Biesiada z Narodowego Centrum Badań Jądrowych, proponuje by poszukiwania takich zjawisk oprzeć nie tylko o dane gamma, ale też o wielozakresowe obserwacje poświaty rozbłysków (z ang. GRB afterglow).
Problemów przy szukaniu soczewkowanych rozbłysków gamma jest kilka – mówi prof. Marek Biesiada. Po pierwsze, promieniowanie gamma emitowane jest w obszar dość wąskiego stożka – zatem musimy mieć więcej szczęścia, aby wzajemne ustawienie źródła i soczewki skutkowało obserwowalnymi wielokrotnymi obrazami. Po drugie, detektory gamma mają zbyt słabą rozdzielczość, aby zidentyfikować położenie tych wielokrotnych obrazów. Na szczęście sygnały z obrazów docierają do nas z pewnym opóźnieniem czasowym, czyli detektor powinien zarejestrować dwa sygnały o identycznym kształcie. Tu też tkwi pewien problem: opóźnienie czasowe musi być większe niż 1 sekunda, lecz krótsze niż 300 sekund. W innym przypadku nie mamy szans na odkrycie soczewkowania w detektorze promieni gamma. Ograniczenie czasowe oznacza, że soczewkami mogą tu być obiekty o masach między 100 a 10 mln mas Słońca – to zapewne musiałyby być egzotyczne obiekty, np. masywne czarne dziury o tzw. pośrednich masach, które wciąż są jedynie hipotetyczne. Na szczęście, rozbłyskom gamma towarzyszą znacznie dłużej trwające późniejsze poświaty: najpierw w promieniach X, następnie w świetle widzialnym i na falach radiowych. Co więcej, promieniowanie poświaty nie jest już skolimowane do wnętrza stożka. Mamy więc większe szanse na odkrycie układu soczewkowanego grawitacyjnie. Jest to pomysł, który jakiś czas temu zainspirował mnie i dr Aleksandrę Piórkowską-Kurpas z Uniwersytetu Śląskiego.
Korzystając ze standardowego modelu poświaty GRB, badacze określili, jak wyglądałyby dane obserwacyjne soczewkowanej poświaty błysków gamma. Analizy oparte zostały o dwa modele soczewek grawitacyjnych: model punktowy (opisujący gwiazdy lub czarne dziury) oraz model galaktyki (tzw. osobliwa izotermiczna sfera). W takiej sytuacji poświata rentgenowska składałaby się z kilku rozbłysków o podobnym kształcie. Z kolei optyczna krzywa jasności poświaty mogłaby posiadać pojaśnienia na swej gałęzi opadającej, gdy jej blask nieuchronnie się zmniejsza. Symulacje numeryczne pozwoliły uzyskać przewidywane profile krzywych jasności poświat w zależności od masy soczewki i opóźnienia czasowego sygnałów.
W oparciu o swoje analizy naukowcy sugerują, aby przyszłe poszukiwania soczewkowanych GRB oprzeć na dwóch przypadkach obiektów soczewkujących:
1) Zwarty obiekt, typu czarnej dziury o masie nie większej niż 10 mln mas Słońca. Opóźnienie będzie wtedy niewielkie (~100 sekund lub mniejsze), a zwielokrotnione obrazy gamma mogą być rozdzielone lub nakładające się. Jeśli jednak sygnał opóźniony będzie słabszy niż czułość detektora, aparatura zarejestruje tylko jeden sygnał. W takim przypadku, można wykorzystać późniejsze obserwacje poświaty w zakresach rentgenowskim i optycznym, by ocenić, czy obraz jest soczewkowany, czy może obiekt miał kilka następujących po sobie emisji. Jeśli sygnał GRB jest faktycznie soczewkowany, wówczas poświata rentgenowska najprawdopodobniej zawierałaby kilka rentgenowskich flar o podobnym kształcie. W obrazie optycznym poświaty również powinniśmy zaobserwować pojaśnienia „górki” krzywej jasności.
2) Galaktyki o masie 1-100 mld mas Słońca. W takim przypadku typowe opóźnienie będzie rzędu ~17 min – 28 h. Wobec tego w zakresie gamma niezmiernie trudno będzie wykryć soczewkowanie (o ile w ogóle będzie to możliwe). Natomiast w zakresie promieni X, światła widzialnego, czy fal radiowych powinny się ujawnić wyraźne flary (pojaśnienia) na tle słabnącej emisji poświaty. Takie zjawisko pozwoliłoby na łatwą weryfikację czy doszło do soczewkowania.
Biorąc pod uwagę, że teleskopy optyczne oraz radioteleskopy są zazwyczaj w stanie rozróżnić poszczególne obrazy zwielokrotnione, pozwoli to na weryfikację soczewkowania. Jest to kolejny argument na rzecz rozwijania tzw. astronomii wielozakresowej (ang. multimessenger astronomy), co również jest domeną NCBJ.
W ramach powyższych badań, w archiwalnych danych naukowcy znaleźli potencjalnego kandydata soczewkowanego błysku gamma o katalogowej nazwie – GRB130831A. Opóźnienie czasowe było rzędu 500 sekund, co mieści się w zakresie omawianych sytuacji. Pewne detale tego zjawiska nie pozwalają jednak na stuprocentowe potwierdzenie postawionej hipotezy. Naukowcy nie poddają się i zapowiadają dalsze badania GRB 130831A. Tym samym żywią ogromne nadzieje, że dzięki wielozakresowym przeglądom nieba, w szczególności monitoringu całego nieba w zakresie gamma, znalezienie kolejnych soczewkowanych błysków gamma jest tylko kwestią czasu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Historia naszej planety, to historia 4,5 miliarda lat schładzania się. Dzięki temu, że Ziemia stygnie, uformowała się jej sztywna skorupa i mogło powstać życie. Jednocześnie dzięki temu, że nie wystygła, istnieją takie procesy jak tektonika płyt i wulkanizm. Gdy wnętrze planety wystygnie, te kluczowe procesy zatrzymają się. Nie wiemy jednak, jak szybko nasza planeta się wychładza i kiedy procesy przebiegające w jej wnętrzu zatrzymają się.
Odpowiedzią na te pytania może dać zbadanie przewodnictwa cieplnego minerałów znajdujących się na granicy między jądrem a płaszczem Ziemi. To bardzo ważne miejsce, w którym lepkie skały mają bezpośredni kontakt z płynnym zbudowanym głównie z niklu i żelaza zewnętrznym jądrem. Gradient temperatury pomiędzy jądrem zewnętrznym a płaszczem jest bardzo duży, zatem potencjalnie może tam przepływać sporo ciepła. Warstwa graniczna zbudowana jest głownie z bridgmanitu.
Profesor Motohiko Murakami ze Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurichuy (ETH Zurich) wraz z naukowcami z Carnegie Institute for Science opracowali złożony system pomiarowy, który pozwolił im na wykonanie w laboratorium oceny przewodnictwa cieplnego bridgmanitu w warunkach ciśnienia i temperatury, jakie panują we wnętrzu Ziemi. Wykorzystali przy tym niedawno opracowaną technikę optycznego pomiaru absorpcji diamentu podgrzewanego impulsami laserowymi.
Dzięki tej nowej technice wykazaliśmy, że przewodnictwo cieplne bridgmanitu jest około 1,5-razy większe niż się przyjmuje, mówi profesor Murakami. To zaś wskazuje, że przepływ ciepła pomiędzy jądrem a płaszczem jest większy. A większy przepływ ciepła oznacza, że konwekcja w płaszczu zachodzi szybciej i Ziemia szybciej się ochładza. Tektonika płyt może więc w rzeczywistości spowalniać szybciej, niż się obecnie przyjmuje.
Grupa Murakami wykazała jednocześnie, że szybsze wychładzanie się płaszcza zmieni fazy minerałów na granicy jądra i płaszcza. Schładzający się bridgmanit zmieni się w minerał, który będzie jeszcze efektywniej przewodził ciepło, zatem stygnięcie Ziemi jeszcze bardziej przyspieszy.
Wyniki naszych badań rzucają nowe światło na ewolucję dynamiki Ziemi. Wskazują, że Ziemia, podobnie jak Merkury czy Mars, schładza się szybciej i stanie się szybciej nieaktywna, wyjaśnia Murakami.
Trudno jednak powiedzieć, ile czasu minie zanim ruchy konwekcyjne w płaszczu ustaną. Wciąż wiemy zbyt mało, by określić, kiedy do tego dojdzie, przyznają naukowcy. Żeby się tego dowiedzieć, uczeni muszą najpierw lepiej rozpoznać w czasie i przestrzeni procesy konwekcyjne w płaszczu. Ponadto muszą wiedzieć, jak rozpad pierwiastków radioaktywnych we wnętrzu Ziemi, który jest jednym z głównych źródeł ciepła, wpływa na dynamikę procesów płaszcza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Big Bear Solar Observatory, Instituto de Astrofísica de Canarias oraz New York University poinformowali, że Ziemia pociemniała w wyniku zmian klimatycznych. Główną zaś przyczyną zmniejszonego współczynnika odbicia naszej planety są ogrzewające się oceany. Na potrzeby swoich badań uczeni wykorzystali dane z 20 lat (1998–2017) pomiarów światła popielatego oraz pomiary satelitarne. Okazało się, że w tym czasie doszło do znacznego spadku albedo – stosunku światła padającego do odbitego – Ziemi.
Światło popielate to światło odbite od Ziemi, które pada na nieoświetloną przez Słońce powierzchnię Srebrnego Globu. Możemy z łatwością zaobserwować je w czasie, gdy Księżyc widoczny jest jako cienki sierp o zmierzchu lub świcie. Widzimy wtedy słabą poświatę na pozostałej części jego tarczy. To właśnie światło popielate, odbite od naszej planety światło słoneczne, które dotarł do Księżyca.
Obecnie, jak czytamy na łamach pisma Geophysical Research Letters wydawanego przez American Geophysical Union, Ziemia odbija o około 0,5 W na m2 mniej światła niż przed 20 laty, a do największego spadku doszło na przestrzeni 3 ostatnich lat badanego okresu. Taka wartość oznacza, że współczynnik odbicia naszej planety zmniejszył się o około 0,5%. Ziemia odbija około 30% padającego na nią światła słonecznego.
Taki spadek albedo był dla nas zaskoczeniem, gdyż przez wcześniejszych 17 lat utrzymywało się ono na niemal stałym poziomie, mówi Philip Goode z Big Bear Solar Observatory.
Na albedo planety wpływają dwa czynniki, jasność jej gwiazdy oraz współczynnik odbicia samej planety. Badania wykazały zaś, że obserwowane zmiany albedo Ziemi nie są skorelowane ze zmianami jasności Słońca, a to oznacza, że przyczyna zmian albedo znajduje się na samej Ziemi.
Jak wykazały dalsze analizy, satelity pracujące w ramach projektu Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) zarejestrowały spadek pokrywy nisko położonych jasnych chmur tworzących się nad wschodnią częścią Pacyfiku. Do spadku tego doszło u zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Z innych zaś badań wiemy, że w tamtym regionie szybko rośnie temperatura wód powierzchniowych oceanu, a zjawisko to spowodowane jest zmianami w dekadowej oscylacji pacyficznej (PDO). Zaś zmiany te są najprawdopodobniej wywołane globalnym ociepleniem.
Zmniejszenie współczynnika odbicia oznacza również, że w całym ziemskim systemie zostaje uwięzione więcej energii słonecznej niż wcześniej. To może dodatkowo napędzać globalne ocieplenie.
Specjaliści zauważają, że to niepokojące zjawisko. Jakiś czas temu naukowcy meli nadzieję, że globalne ocieplenie doprowadzi do pojawienia się większej ilości chmur i zwiększenia albedo Ziemi, co złagodzi wpływ człowieka na klimat i go ustabilizuje. Tymczasem okazało się, że chmur tworzy się mniej, przez co albedo spada.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.