Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

NASA poinformowała, że odkryty w Boże Narodzenie ubiegłego roku niezwykły rozbłysk gamma został spowodowany albo eksplozją oddalonej o miliardy lat supernowej nieznanego typu, albo też niezwykłą kolizją w naszej własnej galaktyce.

Agencja opublikowała właśnie dokument, opisujący obydwa możliwe wydarzenia.

 

Rozbłyski gamma to najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie. W ciągu kilku sekund rozbłysk emituje więcej energii niż nasze Słońce wyprodukuje w czasie całego swojego życia.

 

„Rozbłysk bożonarodzeniowy" czyli GRB 101225A został odkryty w gwiazdozbiorze Andromedy przez Swift's Burst Alert Telescope. Ttrwał on co najmniej 28 minut, czyli niezwykle długo jak na tego typu wydarzenie. Obserwacje pozostałej po nim poświaty nie pozwoliły na dokładne określenie odległości miejsca eksplozji od Ziemi.

 

Naukowcy pracujący pod kierunkiem Christiny Thoene z Instituto de Astrofísica de Andalucía wysunęli teorię na temat przyczyn wybuchu. Ich zdaniem mogło do niego dojść w egzotycznym układzie podwójnym, gdzie gwiazda neutronowa obiegała zwykłą gwiazdę, która weszła w etap czerwonego olbrzyma, gwałtownie zwiększając swoją objętość. Gwiazda neutronowa znalazła się wewnątrz olbrzyma i w ciągu kilkunastu miesięcy została wchłonięta przez jego jądro. To przyczyniło się do powstania czarnej dziury i pojawienia się dwóch przeciwbieżnych strumieni cząstek poruszających się niemal z prędkością światła. Powstała też niewielka supernowa. Strumienie wyemitowały promienie gamma, które zaobserwowaliśmy jako rozbłysk.

 

Naukowcy obliczyli, że jeśli takie zdarzenie miało miejsce, to doszło do niego w odległości 5,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. W pobliżu zaobserwowano też obiekt, który może być słabo świecącą galaktyką.

 

Jednak zdaniem Serio Campany z Osservatorio Astronomico di Brera, powyższa interpretacja nie jest jedyną możliwą. Jeśli zaobserwowany obiekt rzeczywiście jest galaktyką, dowiedziona zostanie teoria o systemie podwójnym. Jeśli jednak odkryty zostanie pulsar, teoria Thoene nie utrzyma się.

 

Campana i jego zespół zaproponowali inne możliwe rozwiązanie. Ich zdaniem duży podobny do komety obiekt został zniszczony przez siły pływowe, a jego resztki uderzyły w gwiazdę neutronową znajdującą się w odległości zaledwie 10 000 lat świetlnych od Ziemi. W tym scenariuszu zakłada się, że obiekt, który uległ zniszczeniu, musiał mieć masę równą połowie masy planety karłowatej Ceres. Gdy jego szczątki uderzyły w gwiazdę, doszło do rozbłysku gamma.

 

Należący do NASA Swift's Burst Alert Telescope został wystrzelony w 2004 roku. Urządzenie znacznie zwiększyło naszą wiedzę o rozbłyskach gamma. Jak pokazuje niezwykły GRB 101225A w tej materii wciąż jest bardzo wiele do odkrycia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jacques Kluska i jego zespół z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven (KU Leuven) znaleźli dowody wskazujące, że stare gwiazdy w układach podwójnych mogą tworzyć planety. Podczas prowadzonych w podczerwieni obserwacji naukowcy zauważyli 10 systemów, w których w dyskach protoplanetarnych prawdopodobnie uformowały się wielkie planety. Jeśli odkrycie się potwierdzi, będziemy musieli ponownie przemyśleć teorie dotyczące narodzin planet.
      Dyski protoplanetarne do olbrzymie struktury z gazu i pyłu otaczające rodzące się gwiazdy. Dzięki ich obserwacjom wiemy, w jaki sposób powstają planety. Wszystko rozpoczyna się od stopniowego łącznia się materii w dyskach. Z czasem zlepia się jej coraz więcej, powstaje coraz większy obiekt, który dosłownie rzeźbi w dysku. Z czasem rodzi się planeta, a tam, gdzie krąży wokół gwiazdy, widać wyraźnie mniej materiału w dysku protoplanetarnym. Ten brakujący materiał utworzył planetę. Obserwując więc dyski protoplanetarne z takimi wyraźnymi przerwami w materiale, możemy odnajdować tworzące się wokół nich planety. Z obserwacji dysków protoplanetarnych wokół młodych gwiazd wiemy, że emisja w podczerwieni z tych dysków spada w miarę formowania się w nich planet.
      Jednak dyski protoplanetarne istnieją nie tylko wokół młodych gwiazd. Zaobserwowano je też wokół starych układów podwójnych, w skład których wchodzi biały karzeł. To pozostałość gwiazdy, która odrzuciła swoje zewnętrzne warstwy. I to właśnie te warstwy tworzą „dysk protoplanetarny drugiej generacji” wokół takich systemów.
      Kluska i jego zespół obserwowali emisję z 85 starych układów podwójnych w Drodze Mlecznej. Zauważyli, że w przypadku 10 z nich emisja w podczerwieni była niższa niż powinna. To zaś sugeruje, że mogą się tam tworzyć planety. To jednak nie wszystkie wskazówki. Okazało się bowiem, że na powierzchni białych karłów w tych systemach występuje mniejszy odsetek metali trudnotopliwych – m.in. niobu, molibdenu, wolframu, tantalu i renu – niż zwykle. To wskazuje, że metale te mogły wejść w skład tworzącej się planety, zamiast opaść na powierzchnię gwiazdy.
      Belgijscy uczeni chcą teraz wykorzystać teleskopy Europejskiego Obserwatorium Południowego, za pomocą których spróbują dojrzeć ewentualne planety tworzące się w dyskach protoplanetarnych starych układów podwójnych. Jeśli im się to uda, będą mogli badać tworzenie się „planet drugiej generacji”.

      « powrót do artykułu
    • By 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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewykluczone, że chińscy naukowcy zaobserwowali najstarszy znany rozbłysk gamma, który miał miejsce zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Linhua Jiang z Uniwersytetu w Pekinie i jego koledzy korzystali z Teleskopu Kecka na Hawajach do badań najsłabiej świecącej i najstarszej znanej nam galaktyki, GN-z11, gdy galaktyka nagle pojaśniała. Przez mniej niż 3 minuty była setki razy jaśniejsza niż zwykle.
      Naukowcy sądzą, że za nagłe zwiększenie jasności galaktyki odpowiada rozbłysk gamma czyli nagłe pojawienie się bardzo silnego źródła promieniowania gamma. Zjawiska takie znamy z innych galaktyk, a źródłami rozbłysków mogą być eksplozje gwiazd.
      Widzimy GN-z11 taką, jak wyglądała 13,4 miliarda lat temu, co oznacza, że jest to jedna z pierwszych galaktyk, jakie powstały po Wielkim Wybuchu. Jednak w rzeczywistości, biorąc pod uwagę rozszerzanie się wszechświata, znajduje się ona w odległości około 32 miliardów lat świetlnych. Ten proces rozszerzania się rozciągnął też czas, w jakim Jian i jego zespół mogli obserwować rozbłysk. W rzeczywistości trwał on około 20 sekund.
      Poprzedni najstarszy zaobserwowany rozbłysk gamma pochodził sprzed 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ten z GN-z11 jest zatem wyjątkowo stary i sugeruje, że galaktyki we wczesnym wszechświecie były bardziej aktywne niż sądzono.
      Odkrycie jest tym bardziej istotne, że zauważono niezwykle rzadkie zjawisko. Prawdopodobieństwo odkrycia rozbłysku gamma w konkretnej galaktyce jest bliskie zeru. Jeśli byśmy obserwowali jakąś galaktykę przez milion lat, to zauważylibyśmy jedynie kilka takich wydarzeń. To dlatego jesteśmy tak zaskoczeni, mówi Jiang.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas narodzin i początków ewolucji układów planetarnych panują warunki zdecydowanie niesprzyjające powstaniu życia. W gromadach gwiazd, gdzie powstają takie układy, często dochodzi do bliskich spotkań pomiędzy ciałami niebieskimi i gwałtownych oddziaływań pomiędzy nimi. Jednak naukowcy z University of Sheffield znaleźli pewną pozytywną cechę tego gwałtownego okresu w życiu planet. Model opracowany przez studentkę Bethany Wootton i doktora Richarda Parkera pokazuje, że w tym okresie może dochodzić do sprzyjających powstaniu życia zmian w układach podwójnych.
      Naukowcy odkryli, że gdy z układem podwójnym gwiazd spotka się trzecia gwiazda, jej oddziaływanie może spowodować, że gwiazdy z układu podwójnego przybliżą się do siebie, a to spowoduje rozszerzenie się ekosfery wokół tych gwiazd.
      Ekosfera, zwana też „strefą Złotowłosej”, to zakres takich odległości od gwiazdy macierzystej, gdzie na znajdujących się tam planetach może istnieć woda w stanie ciekłym. Nie jest tam ani za gorąco ani za zimno. Na planetach znajdujących się w ekosferze z większym prawdopodobieństwem mogą powstać molekuły niezbędne do utworzenia życia niż na planetach spoza ekosfery.
      Około 1/3 gwiazd w naszej galaktyce to gwiazdy w układach podwójnych i większych. Im młodsze gwiazdy, tym więcej takich układów. Wootton i Parker sprawdzali, jak zmieniają się ekosfery w takich układach. Symulacje komputerowe wykazały, że w typowej gromadzie gdzie rodzą się gwiazdy istnieje 350 układów podwójnych, a 20 z nich to układy, w których gwiazdy zostały do siebie zbliżone przez interakcję z trzecią gwiazdą i tam ekosfera jest większa niż w typowym układzie podwójnym.
      Nasz model pokazuje, że w ekosferach układów podwójnych znajduje się więcej planet niż przypuszczaliśmy, a to zwiększa szanse na pojawienie się życia. Tak więc ulubiony scenariusz autorów science-fiction, gdzie nad zamieszkałym światem świecą dwa słońca, jest bardziej prawdopodobny niż się wydaje, mówią uczeni.
      W następnym etapie badań naukowcy chcą sprawdzić, czy negatywne skutki procesu zbliżania do siebie gwiazd układu podwójnego są niwelowane przez skutki pozytywne. Parker i jego zespół sprawdzają obecnie, czy wewnętrzne ciepło generowane przez Ziemię nie pochodzi stąd, że w pobliżu narodzin młodego Słońca doszło do eksplozji supernowej. Takie wydarzenie byłoby katastrofalne dla istniejącego życia na Ziemi, jednak z drugiej strony mogło zapewnić warunki niezbędne do jego pojawienia się.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kanadyjsko-amerykański zespół badawczy znalazł dowody wskazujące, że materiał znajdujący się pod powierzchnią gwiazd neutronowych może być najtwardszym materiałem we wszechświecie. M. E. Caplan, A. S. Schneider i C. J. Horowitz opisali na łamach Physical Review Letters swoje symulacje i uzyskane wyniki.
      Nie od dzisiaj wiadomo, że gwiazdy neutornowe charakteryzują się wyjątkowo duża gęstością. Wcześniejsze badania sugerowały, że w związku z tym, powierzchnia gwiazd neutronowych jest niezwykle wytrzymała. Teraz Caplan, Schneider i Horowitz twierdzą, że materiał położony bezpośrednio pod powierzchnią jest jeszcze twardszy niż ona sama.
      Astrofizycy teoretyzują, że w gwiazdach neutronowych gęsto upakowane neutrony tworzą pod powierzchnią najróżniejsze kształty. Wiele z nich nazwano „makaronem”. Teraz uczeni postanowili sprawdzić, czy materiał ten może być bardziej gęsty i twardy niż powierzchnia gwiazdy.
      Przeprowadzili liczne symulacje, które wykazały, że mamy tam do czynienia z najtwardszym materiałem we wszechświecie. Jest on 10 miliardów razy twardszy od stali. To jednak nie wszystko. Symulacje te dowodzą też, że gwiazdy neutronowe, poprzez swoje silne pole grawitacyjne, mogą zaburzać czasoprzestrzeń. A zaburzenia te są skutkiem nieregularnego charakteru „makaronu” wewnątrz gwiazd. Niewykluczone, że w przyszłości zaobserwujemy fale grawitacyjne wywoływane tymi zaburzeniami.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...