Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Astrofizycy wiedzą, czym jest niezwykła Krowa

Recommended Posts

Wielu astronomów zapamięta rok 2018 jako Rok Krowy, od nazwy spektakularnej eksplozji, którą specjaliści na całym świecie badają od czerwca. Teraz dwa zespoły badaczy sugerują, że mamy tutaj do czynienia z zapadnięciem się gwiazdy i niezwykłą okazją do obserwacji tego zjawiska na bieżąco.

W przeciwieństwie do powoli rozwijającej się typowej supernowej Krowa rozbłysła w przeciągu kilkunastu godzin. Pojawiła się znikąd, mówi jej odkrywca Stephen Smartt z Queen's University Belfast. Dla ekspertów badających eksplozje gwiazd Krowa to wymarzone wydarzenie.

Dwa niezależne zespoły doszły do tego samego wniosku. Obserwowane światło musi pochodzić albo z nowo powstałej czarnej dziury pochłaniającej materię, albo z gwiazdy neutronowej. Obie struktury powstają, gdy masywne gwiazdy kończą swój żywot. Pojawienie się AT2018cow to bezprecedensowa okazja do zbadania takiego zjawiska. Dzięki temu możemy zrozumieć najbardziej ekstremalne zjawiska zachodzące podczas eksplozji masywnych gwiazd, stwierdza Mansi Kasliwal z California Institute of Technology.

Niemal wszystko, co możemy obserwować, to zjawiska, których nigdy wcześniej nie widzieliśmy, dodaje Iar Arcavi, astrofizyk z Instytutu Kalifornijskiego w Santa Barbara.

Historia odkrycia Krowy rozpoczęła się 16 czerwca, gdy jeden z kolegów zwrócił Smarttowi uwagę na gwiazdę, której wcześniej nie było. Smartt początkowo uznał to za nic nieznaczący rozbłysk gwiazdy w Drodze Mlecznej. Jednak szybko zdał sobie sprawę, że zjawisko to znajduje się prawdopodobnie znacznie dalej, a konkretnie w galaktyce CGCG 137-068 oddalonej od Ziemi o około 200 milionów lat świetlnych. To była 11 w nocy w niedzielę gdy pomyślałem, że powinienem wszystkich o tym powiadomić, mówi Smartt. Wysłał więc informację za pomocą Astronomer's Telegram, usługi służącej do raportowania i komentowania przejściowych zjawisk astronomicznych. Bardzo szybko inni astronomowie potwierdzili, że świecący obiekt znajduje się w znaczniej odległości i jest na tyle jasny, iż mogą go obserwować nawet amatorzy.

Oczywistym się też stało, że nie mamy do czynienia ze zwykłą supernową. Obiekt osiągnął szczyt jasności w ciągu kilku dni, nie tygodni. W tym momencie wszyscy odłożyli to, co dotychczas robili i zaczęli obserwować Krowę, mówi Daniel Perley z Liverpool John Moores University. Zespół Perleya wykorzystał do obserwacji teleskop na Wyspach Kanaryjskich oraz wiele innych teleskopów. Obserwowali Krowę przez 6 tygodni. Na podstawie zebranych danych stwierdzili, że mamy do czynienia z gwiazdą rozrywaną przez czarną dziurę.

W tym samym czasie zjawisko obserwowała Anna Ho z Caltechu. Badania prowadziła w spektrum radiowym. Zauważyła emisję w krótkich zakresach fal, która trwała całymi tygodniami. To zaś wskazywało, że istnieje mechanizm, który tę emisję napędza – czarna dziura lub obracająca się gwiazda neutronowa. Wykazaliśmy, że nie mamy tu do czynienia z żadnym standardowym zjawiskiem, mówi Ho.

Jeszcze więcej szczęścia miała Raffaella Margutti z Northwestern University, autorka jednego z dwóch wspomnianych na wstępie artykułów. Już wcześniej zarezerwowała ona sobie czas obserwacyjny na teleskopie rentgenowskim NuSTAR. Teraz mogła wykorzystać jego możliwości. Za pomocą NuSTAR i innych urządzeń wraz z zespołem potwierdziła, że mamy do czynienia z niezwykłym zjawiskiem. Wskazywała na to przede wszystkim emisja w zakresie promieniowania rentgenowskiego, która wskazywała, że cząstki są ogrzewane od wewnątrz rozbłysku. To również wskazywało, że silnikiem napędowym Krowy jest czarna dziura lub gwiazda neutronowa.

Obserwowaliśmy tworzenie się kompaktowego obiektu w czasie rzeczywistym, mówi uczona. Zwykle takich zjawisk się nie obserwuje, gdyż całość jest początkowo zakryta chmurą materiału pochodzącego z eksplozji. Zaletą Krowy jest fakt, że jej główny mechanizm napędowy był niemal całkowicie odsłonięty, cieszy się Margutti.


« powrót do artykułu

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
      Astrofizyk Amy Reines przyjrzała się 111 galaktykom karłowatym położonym w promieniu miliarda lat świetlnych od Ziemi i zauważyła coś niezwykle zaskakującego. Część z nich nie tylko zawierała masywne czarne dziury, ale nie znajdowały się w centrach galaktyk.
      Wszystkie czarne dziury, jakie wcześniej widziałam, były w centrach. Zaś te czarne dziury poruszały się po ich obrzeżach. Byłam zaszokowana, mówi Reines, która jest profesorem w Montana State University.
      Jak wyjaśnia uczona, istnieją dwa typy czarnych dziur. Mniejsze, gwiazdowe czarne dziury, które powstają w wyniku kolapsu masywnych gwiazd. Drugi typ to masywne i supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk, których masa może być nawet miliardy razy większa od masy Słońca.
      Zaobserwowanie masywnych czarnych dziur na obrzeżach galaktyk karłowatych to potwierdzenie niedawnych symulacji komputerowych przeprowadzonych przez Jillian Bellovary z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej. Z symulacji wynikało, że w wyniku oddziaływania galaktyk karłowatych z otoczeniem ich czarne dziury mogą znajdować się poza centrum.
      Musimy rozszerzyć poszukiwania na całe galaktyki, a nie tylko na ich centrum, gdzie spodziewamy się znaleźć czarne dziury, mówi Reines.
      Jedną z takich niezwykłych galaktyk jest Henize 2-10 oddalona od Ziemi o 30 milionów lat świetlnych. Do niedawna sądzono, że jest zbyt mała, by zawierać masywną czarną dziurę. Jednak w 2011 roku Reines znalazła jej czarną dziurę. Od tamtej pory bardziej szczegółowo zaczęła przyglądać się galaktykom karłowatym i w próbce ponad 40 000 takich galaktyk znalazła ponad 100 czarnych dziur.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz drugi w historii LIGO zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia gwiazd neutronowych. Pierwsze tego typu wydarzenie udało się zarejestrować 2,5 roku temu.
      Najnowsze zderzenie zostało zarejestrowane 25 kwietnia ubiegłego roku. Naukowcy, którzy analizowali dane, stwierdzili, że łączna masa obu gwiazd wynosiła 3,4 masy Słońca. To interesujące odkrycie, gdyż dotychczas nigdy nie zaobserwowano pary gwiazd neutronowych, która miałaby masę większą niż 2,9 masy Słońca. Ta para była wyraźnie cięższa niż jakakolwiek inna zaobserwowana dotychczas para gwiazd neutronowych, mówi Katerina Chatziioannou z nowojorskiego Flatiron Institute.
      Uczona dodała, że nie można wykluczyć, iż doszło do zderzenia czarnych dziur lub czarnej dziury z gwiazdą neutronową, ale jest to mało prawdopodobne, gdyż nigdy wcześniej nie zaobserwowano tak małych czarnych dziur.
      Nie wiadomo, dlaczego dotychczas teleskopy nie zaobserwowały pary gwiazd neutronowych o tak dużej masie. Teraz, gdy wiadomo, że pary takie istnieją, teoretycy będą musieli wyjaśnić, dlaczego widać je w wykrywaczach fal grawitacyjnych, a nie w teleskopach.
      Gdy tylko LIGO wykrywa fale grawitacyjne, zostaje wysłany alert wraz z informacją o pozycji źródła tych fal. Dzięki temu astronomowie z całego świata mogą rozpocząć obserwacje wskazanego miejsca. Kiedy detektor odkrył pierwsze zderzenie gwiazd neutronowych, wysłany alert pozwolił zaobserwować rozbłysk gamma pochodzący ze starej galaktyki położonej w odległości około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi.
      Jednak tym razem niczego nie wykryto. Żadna grupa naukowa nie poinformowała dotychczas o zauważeniu rozbłysku w miejscu i czasie, które zgadzałyby się z zarejestrowanymi falami. Mogło się tak stać dlatego, że fale wykrył tylko jeden z detektorów LIGO, ten znajdujący się w Livingston w stanie Louisiana. Drugi z nich, z Hanford w stanie Waszyngton, był czasowo wyłączony, a europejski Virgo w pobliżu Pizy jest zbyt mało czuły, by zauważyć te fale.
      Zwykle mamy więc do dyspozycji trzy wykrywacze systemu LIGO-Virgo. Mogą one nawzajem potwierdzać swoje obserwacje, a dzięki triangulacji możliwe jest dokładne określenie źródła fal. Fakt, że tym razem mamy dane tylko z jednego z nich pozwala na stwierdzenie, że do zderzenia gwiazd doszło w odległości większej niż 500 milionów lat świetlnych od Ziemi gdzieś w obszarze obejmujący niemal 20% nieboskłonu.
      Danym zarejestrowanym przez LIGO możemy jednak zaufać. Urządzenia działają już na tyle długo, że naukowcy potrafią odróżnić prawdziwy sygnał od zakłócenia, nawet jeśli mają do dyspozycji tylko jeden wykrywacz.
      Chatziioanou przypomina, że gdy dochodzi do zderzenia gwiazd neutronowych, powstaje czarna dziura. W tym wypadku mogła ona powstać tak szybko, że natychmiast wchłonęła wszelkie światło, co wyjaśniałoby brak obserwacji. Ponadto strumień energii, który pochodził z takiego wydarzenia, mógł zostać skierowany w inną stronę niż Ziemia.
      Naukowcy nadal jednak badają to wydarzenie, więc nie można wykluczyć, że dowiemy się o nim więcej.
      W ciągu najbliższych kilku tygodni uruchomiony zostanie japoński wykrywacz fal grawitacyjnych KAGRA. Czwarte takie urządzenie pozwoli na jeszcze bardziej precyzyjne wykrywanie jeszcze większej liczby fal grawitacyjnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomom udało się odnaleźć gwiazdę zaginioną od ponad 30 lat. W 1987 roku zaobserwowano eksplozję supernowej, a dane z badań neutrino wskazują, że pozostałością supernowej powinna być gwiazda neutronowa. Jednak od tamtej pory nie udało się jej odnaleźć.
      SN 1987A jest najbliższą Ziemi supernową od 1604 roku. Znajduje się ona w Wielkim Obłoku Magellana, w odległości 163 000 lat świetlnych od Ziemi. Zwykle widzimy tylko bardzo jasne światło z odległej galaktyki, ale nie możemy zbyt dokładnie się temu przyjrzeć. Tutaj po raz pierwszy mamy supernową tak blisko, że możemy zajrzeć do jej wnętrza, mówi Phil Cigan, z Cardiff University. Jest też pierwszą nową supernową, którą współczesna astronomia może szczegółowo badać. Nic więc dziwnego, że budzi ona szczególne zainteresowanie, a zaginiona gwiazda neutronowa tylko napędza ciekawość.
      Olbrzymia ilość pyłu i gazu nie pozwoliła dotychczas dojrzeć gwiazdy neutronowej. Teraz Cigan i jego koledzy odnaleźli jej sygnaturę za pomocą urządzenia ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array), złożonego z 66 radioteleskopów w Chile.
      Dzięki temu potężnemu narzędziu udało się zarejestrować obszar jaśniejszy i cieplejszy niż otoczenie. Znajduje się on dokładnie w miejscu, w którym powinna być gwiazda neutronowa. Przetestowaliśmy wiele innych scenariuszy istnienia tego obszaru, ale najbardziej prawdopodobny jest ten mówiący o istnieniu tam gwiazdy neutronowej, która podgrzewa otaczający ją pył i gaz, powodując ich świecenie, wyjaśnia Cigan.
      Uczony mówi, że obecnie nie jesteśmy w stanie bezpośrednio zobaczyć gwiazdy neutronowej pozostałej po ekplozji SN 1987A. Jednak w ciągu 50–100 lat gaz i pył powinny na tyle się rozproszyć, że ją zobaczymy. Wówczas astronomowie będą mogli zbadać ją bardziej szczegółowo, co z kolei pozwoli nam lepiej zrozumieć ewolucję supernowych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół astronomów poinformował o odkryciu najszybciej poruszającej się gwiazdy w Drodze Mlecznej. Jej prędkość względem centrum naszej galaktyki wynosi ponad 6 000 000 km/h. Przed około 5 milionami lat ta hiperprędkościowa gwiazda znajdowała się w centrum Drogi Mlecznej. Została stamtąd wyrzucona przez czarną dziurę. Gwiazda ma prędkość, która pozwala jej opuścić Galaktykę.
      Gwiazda S5-HVS1 jest dwukrotnie bardziej masywna od Słońca i dostarcza pierwszych mocnych dowodów na poparcie liczącej sobie 30 lat teorii mówiącej, że czarne dziury mogą przyspieszyć gwiazdy do hiperprędkości pozwalających an opuszczenie naszej galaktyki, mówi główny autor badań, profesor Daniel Zucker.
      Centrum Galaktyki to wir składający się z obiektów krążących wokół czarnej dziury i w nią wpadających. Wydaje się, że tworzą się tam też gwiazdy. To dziwaczne miejsce, które trudno badać, gdyż pomiędzy nim a nami znajduje się dużo pyłu. Może je obserwować w podczerwieni i w zakresie fal radiowych, ale już niekoniecznie w świetle widzialnym, dodaje uczony. Teraz odkryliśmy gwiazdę, która prawdopodobnie w tym miejscu się uformowała i z niego uciekła. Obecnie znajduje się w odległości 29 000 lat świetlnych od Ziemi. To wystarczająco blisko, byśmy mogli ją dość szczegółowo badać. Gwiazda wydaje się zwyczajna. Powinna nam sporo powiedzieć o gwiazdach powstających w pobliżu centrum Galaktyki i o warunkach tam panujących.
      S5-HSV1 należy do ciągu głównego gwiazd, podobnie jak Słońce i większość innych gwiazd. Liczy sobie około 500 milionów lat, czyli jest w połowie życia. Przez 495 milionów lat stanowiła część układu podwójnego. W pewnym momencie znalazł się on zbyt blisko Saggitariusa A*, czarnej dziury w środku Drogi Mlecznej. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, czarna dziura musiała przechwycić jedną z gwiazd, którą w końcu wchłonęła, a S5-HSV1 została wystrzelona z prędkością 1800 km/s.
      Pierwszą gwiazdę hiperprędkościową odkryto w 2005 roku. Do dzisiaj poznaliśmy zaledwie kilkadziesiąt takich obiektów, a przed kilku laty donosiliśmy o odkryciu nowej klasy gwiazd hiperprędkościowych, odkryciu pierwszego hiperprędkościowego układu podwójnego i o tajemniczej hiperprędkościowej gwieździe LAMOST-HVS.
      S5-HVS1 w końcu opuści Drogę Mleczną. Nie nastąpi to jednak zbyt szybko przebycie 1 roku świetlnego zajmuje jej bowiem 180 lat.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jeśli to, co uznawaliśmy za czarne dziury jest w rzeczywistości obiektami nieposiadającymi osobliwości, wówczas przyspieszające rozszerzanie wszechświata jest naturalną konsekwencją Einsteinowskiej ogólnej teorii względności, mówi Kevin Croker z Uniwersytetu Hawajskiego. Croker i jego kolega opublikowali na łamach Astrophysical Journal artykuł, w którym stwierdzają, że niektóre obiekty uznawane obecnie za czarne dziury, mogą nie być czarnymi dziurami, ale obiektami pełnymi ciemnej energii.
      Kevin Croker i emerytowany profesor matematyki Joel Weiner nie zajmowali się badaniem czarnych dziur. Przyglądali się równaniom Friedmanna, które zostały przez ich twórcę wywiedzione z teorii Einsteina. Fizycy wykorzystują te równania do opisu rozszerzania się wszechświata, gdyż za ich pomocą łatwiej jest prowadzić obliczenia. Naukowcy zauważyli, że aby poprawnie zapisać równania Friedmanna, ultragęste izolowane obiekty we wszechświecie, takie jak gwiazdy neutronowe czy czarne dziury muszą być – z matematycznego punktu widzenia – traktowane jak cała reszta. Dotychczas kosmolodzy uważali, że w obliczeniach należy pomijać szczegóły dotyczące tych obiektów.
      Wykazaliśmy, że istnieje tylko jeden prawidłowy sposób na tworzenie tych równań. A jeśli zrobi się to w ten sposób, można dojść do bardzo interesujących wniosków, mówi Croker.
      Z obliczeń wynika, że cała ciemna energia, potrzebna do przyspieszania rozszerzania się wszechświata, może znajdować się w obiektach uznawanych obecnie za czarne dziury. Co więcej wykazali, że te alternatywy dla czarnych dziur – nazwane Generycznymi Obiektami Ciemnej Energii (GEODE – Generic Objects of Dark Energy) – pozwalają również wyjaśnić pewne cechy fal grawitacyjnych.
      Wyliczenia, dokonane przez Crokera i Weinera wykazały, że GEODE, ultragęste obiekty pełne ciemnej energii, ale niezawierające osobliwości, zyskują masę wyłącznie przez to, że wszechświat się rozszerza. Ich masa zwiększa się, nawet gdy w pobliżu nie ma materii, którą mogłyby wchłonąć. Tak, jak światło podróżujące przez rozszerzający się wszechświat traci energię, co widzimy w postaci przesunięcia w podczerwieni, tak i materia traci masę w miarę rozszerzania się wszechświata. Zwykle efekt ten jest zbyt słaby, by go zauważyć. Jednak w ultragęstych środowiskach, wewnątrz których panuje niezwykle wysokie ćiśnienie, mamy do czynienia z materiałem relatywistycznym, a tam efekt utraty masy przez materię jest zauważalny. Ciemna materia jest relatywistyczna i panujące wewnątrz niej ciśnienie działa inaczej niż na materię czy światło. Zatem obiekty zbudowane z ciemnej energii, jak GEODE, z czasem zyskują masę.
      Hipoteza dotycząca GEODE pojawiła się w latach 60. ubiegłego wieku, ale dopiero ostatnio opracowano metody matematyczne, pozwalające badać te obiekty. Dzięki pracy Crokera i Weinera wydaja się, że za ich pomocą w prosty sposób można wyjaśnić pewne zjawiska zaobserwowane podczas rejestracji fal grawitacyjnych pochodzących z połączenia dwóch czarnych dziur. Gdy LIGO po raz pierwszy wykrył fale grawitacyjne wyliczono, że pochodzą one z połączenia czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca. Tymczasem naukowcy spodziewali się innych mas.
      Jednak GEODE, w przeciwieństwie do czarnych dziur, zyskują z czasem masę. Uformowane w młodym wszechświecie GEODE mogły z czasem zyskać na masie i to właśnie one mogły się zderzyć, co zostało zaobserwowane przez LIGO. Wyjaśnienie takie jest znacznie prostsze niż przyjęcie, że mieliśmy do czynienia z czarnymi dziurami o takich, a nie innych masach.
      Nie wszyscy są przekonani do twierdzeń Crokera i Weinera. Profesor fizyki Vitor Cardoso z Instituto Superior Tecnico w Lizbonie mówi, że zaprezentowany opis GEODE jest sprzeczny z intuicją i trudny do przyjęcia. Dodaje przy tym: podoba mi się pomysł znalezienia alternatyw dla czarnych dziur. To zmusi nas to wzmocnienia teorii opisującej czarne dziury. Poza tym, jeśli nie będziemy takiej alternatywy szukali, to nigdy jej nie znajdziemy.
      Badania opisano w artykule Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology. I. Formalism

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...