ULX nie musi być czarną dziurą

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy korzystający z NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) odkryli obiekt emitujący olbrzymie ilości energii. Początkowo myśleli, że to czarna dziura, jednak ze zdumieniem stwierdzili, iż mają do czynienia z pulsarem. Nigdy nie widzieliśmy czegoś podobnego - mówi profesor Fiona Harrison z California Institute of Technology (Caltech), która stoi na czele zespołu badawczego. Pulsar jest rzeczywiście niezwykły, emituje tyle energii co 10 milionów gwiazd podobnych do Słońca. Sądziliśmy, że obiekt wysyłający tyle energii musi być czarną dziurą - dodaje Harrison.

Pulsary to gwiazdy neutronowe powstałe z zapadnięcia się jądra innej gwiazdy. Masa pulsarów zwykle nie przekracza 1-2 mas Słońca. Nowo odkryty pulsar mieści się w tych granicach, jednak świeci około 100-krotnie jaśniej niż przewidują teorie dla obiektów o jego masie. Nigdy nie widzieliśmy pulsara, którego jasność byłaby zbliżona do tego, co tutaj obserwujemy. Nie wiemy, jak to się dzieje. Myślę, że teoretycy będą mieli twardy orzech do zgryzienia - mówi doktor Dom Walton z Caltechu.

Odkrycia pulsaru dokonano przyglądając się galaktyce Messier 82 (M82, Galaktyka Cygaro), w której w bieżącym roku zaobserwowano supernową. Jako, że tego typu wydarzenia rzadko mają miejsce, astronomowie z całego świata rozpoczęli obserwacje galaktyki znajdującej się w odległości 12 milionów lat świetlnych od Ziemi. W M82 znajduje się wiele superjasnych źródeł promieniowania X (ULX). Matteo Bachetti z Uniwersytetu w Tuluzie, którzy przyglądał się ULX, ze zdumieniem zauważył, że w M82 coś pulsuje. To była wielka niespodzianka. Od dziesięcioleci wszyscy sądzili, że ULX to czarne dziury. Jednak czarna dziury nie mogą pulsować - mówi profesor Harrison.

Naukowcy sprawdzili swoje wyniki i stwierdzili, że rzeczywiście coś w galaktyce pulsuje, a impulsy pojawiają się co 1,37 sekundy. Następnie po przeanalizowaniu danych z NuSTAR i teleskopu Chandra wykluczyli 25 potencjalnych źródeł impulsów i stwierdzili, że są one generowane przez ULX nazwany M82X-2.

Teraz eksperci muszą rozwiązać kilka kolejnych zagadek. Jasność pulsaru wielokrotnie przekracza limit Eddingtonta, czyli teoretyczną granicę określającą maksymalną jasność obiektu o danej masie. To największe naruszenie limitu Eddingtona jaki kiedykolwiek widzieliśmy. Dotychczas wiedzieliśmy, że dochodzi do niewielkich jego naruszeń, ale to co tutaj obserwujemy to wyjątkowe zjawisko - mówi Walton.

Teraz, gdy wiadomo, że M82X-2 jest pulsarem naukowcy będę przyglądali się kolejnym ULX. Niewykluczone bowiem, że wśród nich znajdują się inne pulsary.

« powrót do artykułu

[Jarek Duda 139]

Skąd mogą się brać tak olbrzymie ilości energii?

Może z tego że liczba barionowa prawdopodobnie nie musi być zawsze zachowana - łamanie tej liczby jest wymagane np. przez hipotetyczną bariogenezę jako wytłumaczenie przewagi materii nad antymaterią w naszym wszechświecie, jest wymagane przez wiele modeli cząstek jak supersymetryczne, hipotetyczne promieniowanie Hawkinga ponoć potrafi zamienić bariony w promieniowanie bezmasowe ...

 

Jeśli liczba barionowa nie musi być zachowana, czyli można niszczyć bariony np. w wyniku rozpadu protonu, kolejnym etapem ewolucji gwiazdy neutronowej powinno być osiągnięcie ekstremalnych warunków w centrum wymaganych do takiego "spalania barionów", czyli prawie pełnej konwersji materia->energia, uwalniającej olbrzymie ilości energii, której nie można wytłumaczyć w inny sposób ... jak w powyższym artykule.

[Astroboy 34]

Pulsar jest rzeczywiście niezwykły, emituje tyle energii co 10 milionów gwiazd podobnych do Słońca. Sądziliśmy, że obiekt wysyłający tyle energii musi być czarną dziurą - dodaje Harrison.

[...]

Jasność pulsaru wielokrotnie przekracza limit Eddingtonta, czyli teoretyczną granicę określającą maksymalną jasność obiektu o danej masie.

 

Trochę tu nieścisłości. Taki "zwyczajny" błękitny nadolbrzym emituje mniej więcej tyle samo energii, przy czym jego jasność zdecydowanie nie przekracza jasności Eddingtona (i chodzi tu nie tylko o masę, a może szczególnie nie o masę).

1. Porównywanie ze Słońcem, czy jakąkolwiek gwiazdą MS (CG) jest trochę zgubne – to całkowicie inny rozkład promieniowania.

2. Jasność Eddingtona zależy nie tylko od masy; siedzi za tym trochę bardziej skomplikowana fizyka.

3. Wybacz Mariusz, ale zdecydowanie "Jasność pulsara".

 

Jeśli liczba barionowa nie musi być zachowana, czyli można niszczyć bariony np. w wyniku rozpadu protonu, kolejnym etapem ewolucji gwiazdy neutronowej powinno być osiągnięcie ekstremalnych warunków w centrum wymaganych do takiego "spalania barionów", czyli prawie pełnej konwersji materia->energia, uwalniającej olbrzymie ilości energii, której nie można wytłumaczyć w inny sposób ... jak w powyższym artykule.

 

W powyższym artykule nie ma nic na ten temat. Jeśli przyjąć za dobrą monetę "spalanie barionów", to powstają fotony o energiach większych ze 4-5 rzędów wielkości od tego, co obserwowali autorzy tego artykułu. No i "etap ewolucji gwiazdy neutronowej" zaproponowany przez kolegę jakoś zdecydowanie przekracza moją skromną wiedzę; można poprosić o rozwinięcie tej "frontierskiej" tezy? Na marginesie, sugerowałbym nie stawiać znaku równości między zachowaniem liczby barionowej, a jakimś "niszczeniem" barionów. Każdy neutron (w takich typowych dla nas warunkach) sam z siebie dość szybko się niszczy stając się radośnie protonem; a ileż frajdy mamy uzyskując taką plazmę kwarkowo-gluonową.

 

hipotetyczne promieniowanie Hawkinga ponoć potrafi zamienić bariony w promieniowanie bezmasowe

 

Czarodziej z tego Hawkinga.

 

P.S. Drogi Jarku; nie bierz tego zbyt osobiście, ale odnoszę wrażenie, że przy swojej zdecydowanie sporej wiedzy skłaniasz się ku obozowi "szamańskiemu" (tak nazywam pewien rodzaj wyznania, który dość często występuje wśród naukowców). Charakteryzuje się to tym, że każdą rzecz, która nie ma dobrego wyjaśnienia, próbujemy dopasować do swojej z góry określonej tezy. Myślę, że zdecydowanie lepszym wnioskiem podsumowującym powyższy artykuł jest bardzo krótki zwrot: RZECZ WYMAGA ZBADANIA.

 

Edit: Wszystko może świecić z jasnością większą niż jasność Eddingtona, jednak nie może być wówczas w równowadze; znaczy się, długo nie pociągnie.

[Jarek Duda 139]

Nie jestem jedynym wątpiącym w konieczność zachowania liczby barionowej - łamanie jest wymagane np. w wielu modelach cząstek czy bariogenezie.

Poprzez prawo Gaussa, całe pole elektryczne pilnuje zachowania ładunku, podobnie spin-prawo Ampera ... ale nie ma czegoś w tym stylu dla liczby barionowej.

Jeśli niszczenie barionów jest możliwe, raczej wymaga ekstremalnych warunków żeby być statystycznie istotne - i ciężko sobie wyobrazić bardziej ekstremalne niż w centrum zapadającej się gwiazdy neutronowej, ponoć dążące do nieskończonej gęstości podczas hipotetycznej kreacji centralnej osobliwości czarnej dziury.

 

Z drugiej strony obserwujemy wiele "niewyjaśnionych" źródeł wyzwalających olbrzymie ilości energii jak gamma ray bursts - potrzebujemy coś podtrzymującego ten bilans energii, a tylko "spalanie barionów" jest w pobliżu pełnej konwersji materia->energia.

Spektrum wyzwolonej energii może być bardzo różne - wyższe gdy obserwujemy bezpośrednie produkty, lub niższe jeśli rozproszą się one w objętości gwiazdy i obserwujemy np. jakieś promieniowanie termiczne.

[Astroboy 34]

Nie jestem jedynym wątpiącym w konieczność zachowania liczby barionowej

 

Jarku, gdybyś wczytał się w kilka moich postów (również w dyskusjach z Tobą), to wiedziałbyś doskonale, że w tej kwestii jestem zdecydowanym "ateistą", bo nie wierzę w zasadę zachowania liczby barionowej.

 

Poprzez prawo Gaussa, całe pole elektryczne pilnuje zachowania ładunku, podobnie spin-prawo Ampera

 

Z przykrością powiem, że gubisz całkowicie KONTEKST. W moim wyznaniu wiary zasada zachowania ładunku, i owszem, występuje, ale nie jest to jakiś dogmat. Jak zapewne wiesz, można zapisać relatywistyczne równania Maxwella tak bez pola magnetycznego, jak i bez pola elektrycznego. NIKT TU NICZEGO nie pilnuje. Zaczynasz nadawać cechy boskie wybranemu arbitralnie polu.

 

ciężko sobie wyobrazić bardziej ekstremalne niż w centrum zapadającej się gwiazdy neutronowej, ponoć dążące do nieskończonej gęstości

 

A dlaczego niby gwiazda neutronowa MUSI się zapadać?

 

obserwujemy wiele "niewyjaśnionych" źródeł wyzwalających olbrzymie ilości energii jak gamma ray bursts

 

GRB nie są tak "niewyjaśnione", jak Ci się wydaje. Mistrz Paczyński jeszcze sporo przed rozpadem komuny zaproponował rozwiązania, które są i dziś aktualne. To nie jest jakaś specjalna tajemnica.

 

Spektrum wyzwolonej energii może być bardzo różne - wyższe gdy obserwujemy bezpośrednie produkty, lub niższe jeśli rozproszą się one w objętości gwiazdy i obserwujemy np. jakieś promieniowanie termiczne.

 

Generalnie nie trzeba być jakimś purystą językowym, by wiedzieć, że widmo promieniowania może być termiczne lub nietermiczne. W omawianym artykule zdecydowanie chodzi o to drugie. No i "niższe" lub "wyższe" bywają dziewczęta.

 

Edit: może nie powinienem, ale jeśli widzisz "bezpośrednie produkty", to zdecydowanie będzie to liniowe widmo emisyjne; "rozpraszanie w objętości gwiazdy" brzmi zaś jak bełkot; rozpraszanie (jakie?!) to tylko jeden z przyczynków, o których zapewne myślisz.

[Jarek Duda 139]

Co do pilnowania zachowania ładunku przez prawo Gaussa, nie powiedziałbym że to jest prawo boskie, tylko matematyczne - tzw. twierdzenie Stokesa.

Patrząc się na brzeg jakiegoś obszaru, całka z wychodzącego pola to jest ładunek w środku - chcąc zmienić ładunek w środku, musiałbyś zmienić pole na brzegu obszaru.

Jako że dotyczy to dowolnego obszaru, musiałbyś zmienić pole w dowolnej odległości - dosłownie całe pole pilnuje zachowania ładunku ... i nie ma analogu dla liczby barionowej.

 

Dlaczego gwiazda neutronowa musi się zapadać?

Obserwujemy gwiazdy neutronowe o różnych masach - napierających na ten centralny punkt. Czym większa masa, tym większe ciśnienie a więc i inne parametry w tym punkcie - jeśli materia nie jest niezniszczalna (liczba barionowa może się zmieniać), w końcu będzie musiała się poddać temu dowolnie dużemu ciśnieniu - konwertując tą materię w energię.

 

Co do GRB: http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma-ray_burst#Emission_mechanisms

"The means by which gamma-ray bursts convert energy into radiation remains poorly understood, and as of 2010 there was still no generally accepted model for how this process occurs (...) Particularly challenging is the need to explain the very high efficiencies that are inferred from some explosions: some gamma-ray bursts may convert as much as half (or more) of the explosion energy into gamma-rays"

[Astroboy 34]

Co do pilnowania zachowania ładunku przez prawo Gaussa, nie powiedziałbym że to jest prawo boskie, tylko matematyczne - tzw. twierdzenie Stokesa. Patrząc się na brzeg jakiegoś obszaru, całka z wychodzącego pola to jest ładunek w środku - chcąc zmienić ładunek w środku, musiałbyś zmienić pole na brzegu obszaru. Jako że dotyczy to dowolnego obszaru, musiałbyś zmienić pole w dowolnej odległości - dosłownie całe pole pilnuje zachowania ładunku ... i nie ma analogu dla liczby barionowej.

 

Będę może brutalny, ale to bełkot. ŻADEN fizyk nie będzie kwestionował twierdzenia Pitagorasa (jeśli już ustalimy metrykę ), ale ŻADEN nie będzie przypisywał temu twierdzeniu jakiegoś bytu a'la ZASADA fizyczna. Tylko o to mi chodzi. BARDZO cieszę się, że łapiesz pewne twierdzenia całkowe, ale jak napisałem już Ex nihilo, to tylko KRASNOLUDKI w kontescie RZECZYWISTOŚCI. "Najprawdziwsza prawdziwość" twierdzenia MATEMATYCZNEGO nie oznacza, że opisuje ono JAKIKOLWIEK element RZECZYWISTOŚCI. Pięknie ujął to Lem: matematyk jest jak idealny krawiec. Szyje piękne, gładkie (może nie zawsze ), ubrania. Znajdą się tam garnitury dla ludzi, wiebłądów jak i mrówek, ale również dla jednorożców, krasnoludków tudzież innych. (to moja swobodna interpretacja myśli Mistrza).

 

Obserwujemy gwiazdy neutronowe o różnych masach - napierających na ten centralny punkt. Czym większa masa, tym większe ciśnienie a więc i inne parametry w tym punkcie

 

Wybacz, ale swoją ziemską intuicję pozostaw na Ziemi. Poczytaj może o równaniach stanu materii zdegenerowanej.

 

"The means by which gamma-ray bursts convert energy into radiation remains poorly understood, and as of 2010 there was still no generally accepted model for how this process occurs (...) Particularly challenging is the need to explain the very high efficiencies that are inferred from some explosions: some gamma-ray bursts may convert as much as half (or more) of the explosion energy into gamma-rays"

 

Ja nie powiedziałem, że mamy kompletny model GRB, a Twój cytat wydaje mi się kompletną manipulacją – wyrwałeś z kontekstu pierwsze zdania. DOCZYTAJ proszę ze zrozumieniem kilka następnych.

[Jarek Duda 139]

Co do zachowania ładunku, inne spojrzenie to po prostu prawo Coulomba - dołożenie pojedynczego ładunku zmieniłoby pole elektryczne w całym wszechświecie proporcjonalnie do 1/r^2. Natomiast dołożenie pojedynczego barionu (np. neutronu) nie miałoby tak globalnych konsekwencji.

 

Co do materii zdegenerowanej, to jest pewien kolejny stan materii, który dalej będzie ściskany w centrum gwiazdy neutronowej - przekraczając dowolną skończoną granicę parametrów przy wzroście masy gwiazdy - a więc też ewentualną granicę wytrzymałości barionów, jeśli przyjmiemy że nie są niezniszczalne.

 

Co do cytatu o GRB, proszę spróbuj zasugerować mechanizm eksplozji konwertującej połowę energii wybuchu w gammy?

Czyli potrzebujesz coś jak wybuch supernowej, tylko rozrywany nie ciśnieniem neutrin (z p+e->n), ale gamm - proszę wytłumacz konieczne źródło energii bez niszczenia barionów (konwersji materia->energia) ?

[pogo 102]

Jarku, kompletnie nie rozumiem czemu aż tak się kłócisz z kimś kto przytakuje "Twojej teorii" o niszczeniu barionów, a jedynie wyraża pewne wątpliwości co do Twoich argumentów.

Wróćcie z tematem do ULX, bo zaczynacie gadać o zupełnie niezwiązanych rzeczach.

 

No a teraz bardziej na temat:

Aby doszło do anihilacji barionów we wnętrzu tego pulsara, to musiałby on być zdecydowanie większy. 2 masy Słońca to zdecydowanie za mało by wygenerować w pulsarze takie ciśnienie.

Gdyby to było dość, to większość gwiazd neutronowych świeciłaby podobnie. Szczególnie, że pulsar obraca się z ogromną prędkością, więc siła odśrodkowa zmniejsza ciśnienie w środku. Nie wiem na ile to znacząca zmiana, ale na pewno sprawiałaby, że zwykłe gwiazdy neutronowe świeciłyby jaśniej od pulsarów.

Wydaje się, że zjawisko tak intensywnego świecenia musi być związane z tym co dzieje się na powierzchni, a nie we wnętrzu.

 

Prosto logicznie i bardzo intuicyjnie... mam nadzieję

[darekp 80]

Wydaje się, że zjawisko tak intensywnego świecenia musi być związane z tym co dzieje się na powierzchni, a nie we wnętrzu. Prosto logicznie i bardzo intuicyjnie... mam nadzieję

Podzielam odczucia:)

[Jarek Duda 139]

Oczywiście to co obserwujemy to zjawiska powierzchniowe, jednak to nie znaczy że nadwyżka energetyczna powstała na powierzchni.

Jak gwiazdy produkują energię?

Najpierw przez fuzję aż do żelaza, potem przez e+p->n ... wszystkie te wysoko egzoenergetyczne reakcje wymagają ekstremalnych warunków - zaczynają się i dominują w centrum gwiazdy i tak wytworzona energia podróżuje na powierzchnię na różne sposoby, napędzając przeróżne zjawiska powierzchniowe, jak rotacje tworzące efekty magnetyczne.

Najcięższe obserwowane gwiazdy neutronowe mają masę rzędu 2 mas słońca ( http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star ) - ta tutaj pasuje, i widocznie w cięższych zaczyna się jakaś nowa reakcja - najwyższe parametry są w centrum, więc tam powinna się rozpocząć.

 

Jeśli p+e->n nie wystarcza do wytłumaczenia nadwyżki energetycznej, to znaczy że potrzebujemy coś więcej - jakieś dwa rzędy wielkości wyżej (w konwersji materia->energia) jest rozpad barionów.

Znacie jakieś pośrednie reakcje?

Np. dla tego ULX: gwiazdy o masie rzędu 1-2 masy słońca ... i 10 milionów razy większej mocy?

[pogo 102]

Jarku, konwersja masy (może nie materii) w energie zachodzi już przy fuzji. I rzeczywiście, najprawdopodobniej kolejnym zjawiskiem będzie rozpad barionów.

Jednak wciąż będę się upierał, że gwiazda neutronowa o masie 2 Słońc nie ma dość ciśnienia w środku by zapoczątkować rozpad barionów! A to jest kluczem w przypadku tego konkretnego ULX.

[Jarek Duda 139]

Z http://en.wikipedia....ki/Neutron_star : "The maximum observed mass of neutron stars is about 2 solar masses.", czyli ewentualna kolejna reakcja zaczyna się najpóźniej przy gwieździe neutronowej o ~2 masach słońca ... a ULX "mieści się w granicach" 1-2 mas słońca.

 

Fuzja konwertuje poniżej 0.01 masy na energię, rozpad barionów powyżej 0.99.

[pogo 102]

Rzeczywiście. Jest szansa, że to górna granica masy pulsara, więc mogą już zachodzić "dziwne", niespotykane zwykle zachowania. Jest pewna niewielka szansa, że ten pulsar właśnie zmienia się w czarną dziurę dzięki opadającej na niego materii.

 

Chociaż... czy przejście materii w stan plazmy gluonowo-kwarkowej to jest już rozpad barionów? bo wydaje mi się, że będzie to pierwsze co się wydarzy przy skrajnie dużym ciśnieniu...

[Astroboy 34]

Ale się tu narobiło! Trzeba się nieco pochylić nad zawartymi tu tezami (nie to, że zaraz chciałbym wytykać tu jakąś herezję ), ale właśnie niespecjalnie mam czas, a i jak widzę, pisać szybko trzeba, bo od rana na kopalni trwają chyba przygotowania do wyprawy na Marsa, co nazbyt często odbija się błędami serwera.

 

Edit: krótko, jak "protokół" ostatnio przewiduje – produkowałem się tutaj z pół godziny, z czego moja praca poszła zwyczajnie w kubeł (rozumiem misję na Marsa kopalni, ale nie rozumiem olewania ciepłym moczem). Pozdrawiam Wszystkich.

 

Edit2: zostałem dziś CAŁKOWICIE zniechęcony do jakiejkolwiek dyskusji. Serio.

 

Edit3: w cywilzowanym Świecie, w sytuacji takiej jak dziesiejsza na Kopalni zamieszcza się zwyczajnie WIELKIMI literkami coś w stylu: "SERDECZNIE PRZEPRASZAMY UŻYTKOWNIKÓW ZA ZAISTNIAŁĄ SYTUACJĘ… PROBLEM MOZE POTRWAĆ DO GODZINY…"

 

Edit4: jeśli winę ponosi zmiana layoutu, to szczerze współczuję. Rozumiem, że więcej reklam to lepszy nastrój autora serwisu, ale niekoniecznie przeciętnego "zjadacza" forum. Całkowicie nie ogarniam, że praca "konserwatorska" (takie tam skręcanie śrubek) może być znacznie istotniejsza, niż dajmy na to, przełomowa myśl człowieka, który (dajmy) powierzył całą swą życiową pasję Kopalni.

 

Edit5: Pogo, jeśli pojedziesz, że coś nie jest "w temacie", to chyba coś odpalę.

 

Edit6: ponieważ (jak zaznaczyłem w pierwszym "edit") produkowałem się w tym temacie sporo, a nic z tego nie zostało na forum, to kończę już swoją myśl dość radosną tezą dotyczącą mojego umysłu ( ):

http://www.youtube.com/watch?v=SSbBvKaM6sk

 

Edit7: dostrzegam już parę całkiem POZYTYWNYCH zmian dla przeciętnego "zjadacza" forum, ale może warto było to zaznaczyć wcześniej, jak wspomniałem w Edit4. Może warto pochwalić się tym przed użytkownikami forum. Myślę, że gdyby wczoraj pojawiła się informacja, że będą trudności, których skutkiem będzie TO i TO, to byłoby inaczej.

[Krzychoo 31]

 

 

pisać szybko trzeba, bo od rana na kopalni trwają chyba przygotowania do wyprawy na Marsa

To najlepszy tekst jaki czytałem na Kopalni. Uwielbiam czytać komentarze (forum) pod artykułami - często ciekawsze od samego artykułu - jak wspomniane przygotowania

Dzięki Astroboy. Żona przerwała oglądanie operacji w TV aby spytać co tam ciekawego po wybuchu śmiechu. Sorki Pogo, że nie w temacie