Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Czarna dziura, która znajduje się w centrum naszej galaktyki, w ciągu zaledwie dwóch godzin zwiększyła swoją jasność 75-krotnie. Naukowcy sądzą, że Sagittarius A* była jeszcze jaśniejsza, nim zaczęli się jej przyglądać. Jeszcze nigdy w historii 20-letnich obserwacji nie zanotowano tak dużej jasności tej czarnej dziury. To jednocześnie największa zaobserwowana zmiana.

Obserwacji dokonał Tuan Do z Keck Observatory. Początkowo sądził, że wyjątkowo jasny punkt, który pojawił się na odczytach to pobliska gwiazda S0-2, jednak szybko zdał sobie sprawę, że to co obserwuje, to rosnąca jasność czarnej dziury.

To było dziwne. Nigdy wcześniej nie widziałem tak jasnej czarnej dziury. Może wpada w nią więcej gazu, przez co staje się bardziej jasna niż kiedyś?, zastanawia się uczony. W ubiegłym roku gwiazda S0-2 wędrowała w pobliżu Sagittariusa A*, co mogło zaburzyć gaz znajdujący się w okolicy i spowodowało, że więcej go trafia do dziury, a być może zwiększanie jasności jest związane z tajemniczą chmurą gazu i pyłu zwaną G2, którą zaobserwowano w 2014 roku. Już wówczas spodziewano się zwiększenia aktywności i fajerwerków, ale nic takiego nie nastąpiło. Astronomowie byli wówczas rozczarowani. Być może, jak mówi Do, coś opóźniło tę chmurę.

Sagittarius A* ma wkrótce zostać zobrazowana przez Event Horizon Telescope. W kwietniu wykonał on pierwsze w historii ludzkości zdjęcie czarnej dziury. Była to M87. Gdy w końcu zobaczymy dokładniejszy obraz centralnej dziury Drogi Mlecznej będziemy mogli o niej więcej powiedzieć.

Oczywiście obserwowane światło, które zwiększyło jasność, nie pochodzi z samej czarnej dziury, a z towarzyszącego jej dysku akrecyjnego. To dysk materii krążącej wokół czarnej dziury, który jest podgrzewany wskutek jej oddziaływania i zaczyna emitować promieniowanie elektromagnetyczne. To właśnie nagłe zwiększenie jego jasności zaobserwował Do.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Określenie, że czarna dziura zwiększyła swoją jasność jest błędne i może wyrabiać fałszywe stereotypy o kosmosie wśród niektórych osób. Swoją jasność mógł zwiększyć świecący dysk akrecyjny wirujący wokół czarnej dziury, np. ze względu na lokalnie większą gęstość materii wpadającej do czarnej dziury. W odległości mniejszej niż promień Schwarzschilda od centrum nieobracającej się czarnej dziury, czyli poza tzw. horyzontem zdarzeń światło widzialne ani żaden obiekt materialny  nie może wydostać się z czarnej dziury.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wiemy :) Natomiast chyba wyjaśnianie istnienia dysku i dlaczego świeci chyba by jeszcze dodatkowo tę dziurę zaciemniło :)
Ale fakt, dodam akapit na koniec :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Qion napisał:

ze względu na lokalnie większą gęstość materii wpadającej do czarnej dziury

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

Godzinę temu, Qion napisał:

W odległości mniejszej niż promień Schwarzschilda

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 godzin temu, Astro napisał:

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Rotują przy braku równowagi, oczywiście jeśli tworzy się dysk akrecyjny musi to nastąpić i przyjmując znane teorie nigdy się ona całkowicie nie zatrzyma, ale to już gdybanie na bazie Kerra Newmana. Można "bezpiecznie" przyjąć promień Schwarzschilda za ostateczną "bezpieczną" odległość horyzontu zdarzeń dla uproszczenia.

 

Jeśli chodzi o materię "wpadającą" pełna zgoda.

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 godzin temu, Astro napisał:

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

 

3 godziny temu, puzzlemaniak napisał:

Jeśli chodzi o materię "wpadającą" pełna zgoda.

To ja z pytaniem laika. Ta materia nie wpada, bo im bliżej czarnej dziury, tym czas z punktu widzenia odległego obserwatora płynie wolniej i w związku z tym ten obserwator widzi materię spadającą coraz wolniej, tak? To w takim razie, gdy gwiazda się zapada, tworząc czarną dziurę, to czy ten proces zapadania się też trwa (widziany z daleka) nieskończenie długo, czy jakiś skończony czas? Ktoś mi powiedział kilka lat temu na forum KW, że to tylko pewnego rodzaju złudzenie, że spadek trwa coraz wolniej, ale jakoś czuję niedosyt.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 hours ago, Astro said:

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury ma takie same ograniczenia jak nieobracającej się czarnej dziury, lecz w przypadku obracającej się czarnej dziury występuje dodatkowa powierzchnia poza horyzontem zdarzeń nazywana ergopowierzchnią określona wzorem:

(r - M)^2 = M*M – (J*cos Θ)^2, gdzie M – masa czarnej dziury, J – moment pędu czarnej dziury, r, Θ – współrzędne Boyera-Linquista. Na powierzchni tej sfery prędkość wirowania otaczającej przestrzeni osiąga prędkość światła. Wewnątrz tej sfery prędkość „ciągnięcia” (wirowania zakrzywionej przestrzeni) jest większa od prędkości światła. Przestrzeń pomiędzy horyzontem zdarzeń a powierzchnią, na której prędkość wirowania dorównuje prędkości światła jest nazywana ergosferą. Cząstki, które dostaną się do ergosfery są zmuszone poruszać się szybciej zyskując energię. Ze względu na to, że znajdują się wciąż poza horyzontem zdarzeń, to mogą opuścić czarną dziurę. Możliwość uzyskania energii z obracającej się czarnej dziury została zaproponowana przez matematyka Rogera Penrose w 1969 i nazywa się procesem Penrose’a.

https://en.wikipedia.org/wiki/Penrose_process

Nie ma jednak niezbitych dowodów, czy mechanizm ten uczestniczy także w procesie formowania jetów – wysokoenergetycznych cząstek wystrzeliwanych z czarnej dziury w jej obszarach biegunowych w kierunku prostopadłym do dysku akrecyjnego. Istnieje możliwość, że proces Penrose’a odpowiada także za rozbłyski gamma.

Horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury określa wzór:

image.png.703da99d8c3e01f9e1645e0cc12ddfff.png

a = J/(M*c)

gdzie:

rs – promień Schwarzschilda czarnej dziury o takiej samej masie jak obracająca się czarna dziura; J – moment pędu czarnej dziury, M – masa czarnej dziury, c – prędkość światła. Wynika z tego, że właściwy horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury nie przekracza wartości promienia Schwarzschilda.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Kerr_metric

 

Zbyt uogólniłem swoją pierwszą wypowiedź, gdyż z artykułu jednoznacznie nie wynika czy promieniowanie wydostaje się z dysku akrecyjnego, czy też z ergosfery, którą można uznać za składnik czarnej dziury.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
Godzinę temu, Qion napisał:

Możliwość uzyskania energii z obracającej się czarnej dziury została zaproponowana przez matematyka Rogera Penrose w 1969 i nazywa się procesem Penrose’a.

Laików takich jak ja może zainteresować: https://www.youtube.com/watch?v=QUBr-VzcB18

Edited by darekp

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rozwój zaś amerykańskiej przykładowo astronomii to co? Opuszczanie termometrów w fotosfery gwiazdowe?

16 godzin temu, Qion napisał:

czy promieniowanie wydostaje się z dysku akrecyjnego, czy też z ergosfery

Raczej z dysku.

16 godzin temu, Qion napisał:

można uznać za składnik czarnej dziury

Przeddziurze, śróddziurze i zadziurze? Hmmm. Wydaje mi się, że budowa czarnej dziury jest nam tak odległa, jak tylko może.

23 godziny temu, darekp napisał:

że to tylko pewnego rodzaju złudzenie

Raczej nie. Gdy mówimy o powstawaniu i rozwoju horyzontu to mówimy raczej o procesach tej skali, gdzie efekty kwantowe są bardzo istotne, czyli nie mamy definitywnej koncepcji którą można to prosto rozkminić. Spójrz przykładowo na obrazki w tej pracy. Masywna gwiazda (upraszczając) zapada się, nie ma horyzontu i nagle jest? Czy to "cząstki" przekraczają horyzont, czy może jednak ten rozrastając się je pochłania? Skłaniam się ku temu drugiemu rozumieniu procesu.

ed: Różni ludzie oczywiście różnie rozumieją pewne pojęcia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pytanie laika
Jeśli materia spada na czarną dziurę, to przyspiesza w kierunku czarnej dziury i zwiększa swoją prędkość dążąc do prędkości światła, której nie może jednak osiągnąć
To czy nie świadczy to o tym, że czarna dziura tak naprawdę jest czarną SWERĄ, w której środku czas nie płynie?

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, Astro said:

Gdy mówimy o powstawaniu i rozwoju horyzontu to mówimy raczej o procesach tej skali, gdzie efekty kwantowe są bardzo istotne, czyli nie mamy definitywnej koncepcji którą można to prosto rozkminić. Spójrz przykładowo na obrazki w tej pracy. Masywna gwiazda (upraszczając) zapada się, nie ma horyzontu i nagle jest? Czy to "cząstki" przekraczają horyzont, czy może jednak ten rozrastając się je pochłania? Skłaniam się ku temu drugiemu rozumieniu procesu.

Procesu pożerania zapadającego się obiektu kosmicznego przez horyzont zdarzeń nie można by się dopatrywać nawet w przypadku gwiazd neutronowych, chociaż rozmiary czarnej dziury i gwiazdy neutronowej są zbliżone. Gdyby obiekt o masie Słońca i promieniu 696,34 tys. km został w nienaturalny sposób ściśnięty do rozmiaru gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury, to jego promień wyniósłby odpowiednio 10 km oraz 3km (promień Schwarzschilda). Wielkości te jak widać nie są porównywalne z rozmiarami Słońca, więc pożeranie jest tu raczej metaforą. Przy założeniu stałej gęstości obiektu lub jego warstwy kurczenie przebiegałoby w miarę równomiernie co wynika z prawa grawitacji Newtona, a dla mniejszych obiektów horyzont zdarzeń pojawiłby się w końcu procesu zapadania. W bardzo masywnych obiektach horyzont pojawiłby się szybciej, lecz nadal miałby znacznie mniejszą średnicę niż zapadająca się materia.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Qion napisał:

wyniósłby odpowiednio 10 km

Nawet pewnie 11; poniżej masz pewne ograniczenia obserwacyjne jak i rachunki  dla różnych równań stanu:

http://xtreme.as.arizona.edu/NeutronStars/index.php/neutron-star-radii/

3 godziny temu, Qion napisał:

Wielkości te jak widać nie są porównywalne z rozmiarami Słońca, więc pożeranie jest tu raczej metaforą.

Ale o co chodzi i kto taką "metaforę" wysunął?

3 godziny temu, Qion napisał:

Przy założeniu stałej gęstości obiektu

Gwiazdy masywne, które są protoplastami BH pod koniec życia stanowczo nie są jednorodne, więc takie szkolne rozważania o kant stołu, podobnie jak "prawa grawitacji Newtona".

ed: Przy okazji, bo miałem to już gdzieś wcześniej podlinkować, ale niech będzie tu. Prześliczna tablica :)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/Nucleosynthesis_periodic_table.svg

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Astro said:

Gwiazdy masywne, które są protoplastami BH pod koniec życia stanowczo nie są jednorodne, więc takie szkolne rozważania o kant stołu, podobnie jak "prawa grawitacji Newtona".

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość, a jak się ją odpowiednio "podkarmi" to zamieni się w czarną dziurę lub hipotetyczne dziwadełko (ang. strangelet) zbudowane z masy kwarkowo-gluonowej

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minuty temu, Qion napisał:

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość

Kto Cię tak skrzywdził?

33 minuty temu, Qion napisał:

to zamieni się w czarną dziurę lub hipotetyczne dziwadełko (ang. strangelet) zbudowane z masy kwarkowo-gluonowej

Odpuść sobie dziwadełka, bo w jednorożce nie bardzo chce mi się wchodzić. Spójrz ponownie na pierwszy link mojego ostatniego posta. Na dużym obrazku szare rosnące linie wskazują przewidywania dla gwiazd kwarkowych. Jak widzisz, nie bardzo chcą być w zgodzie z rzeczywistością.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dobra, dodam (bo wyrzut sumienia)

14 godzin temu, Qion napisał:

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość

+/- raczej dziś tak to widzimy:

image.png.2cefc1fa8f1a65ccdd1140ae12c2c2d9.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 hours ago, Astro said:

Odpuść sobie dziwadełka, bo w jednorożce nie bardzo chce mi się wchodzić. Spójrz ponownie na pierwszy link mojego ostatniego posta. Na dużym obrazku szare rosnące linie wskazują przewidywania dla gwiazd kwarkowych. Jak widzisz, nie bardzo chcą być w zgodzie z rzeczywistością.

Powiedziałbym, że współczesna fizyka istnieje właśnie dzięki "jednorożcom", gdyż zmusza naukowców do weryfikacji dotychczasowych teorii i nakłada na nie dodatkowe warunki brzegowe lub zmusza ich do  zastosowania różniących się praw fizyki np. w odniesieniu do odmiennych typów materi, a nawet opracowania teorii wszystkiego za jaką uważam hipotezę holograficznego wszechświata . W jaki sposób można sobie wyobrazić cząstkę o ujemnej energii w procesie Penrose'a,  istnienie związanej materii kwarkowo-gluonowej w przypadku zaniku grawitacji, bezkolizyjne przenikanie ciemnej materii przez materię barionową pomimo wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 minuty temu, Qion napisał:

a nawet opracowania teorii wszystkiego za jaką uważam hipotezę holograficznego wszechświata

No to malutkie masz to wszystko, ale to Twój wybór i problem. :)

Współczesna fizyka istniej głównie dzięki zarąbistym teleskopom i takim również akceleratorom. Jak za dużo jednorożców tupie, to albo kościół, albo bezsenność. ;)

26 minut temu, Qion napisał:

W jaki sposób można sobie wyobrazić cząstkę o ujemnej energii w procesie Penrose'a,  istnienie związanej materii kwarkowo-gluonowej w przypadku zaniku grawitacji, bezkolizyjne przenikanie ciemnej materii przez materię barionową pomimo wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego.

Kolega rozwija jakiś domowy zielnik? Polecam odstawić.

P.S. Z mojej strony to już chyba wszystko. Jeśli masz problem ze zrozumieniem czegokolwiek, to pytaj. Wizji po zielniku nie polecam jako obrazu rzeczywistości.Owszem, banan w pierwszym przybliżeniu jest kulą i to założenie wespół z empirycznym faktem, że mniejsze banany mają cieńszą skórkę pomaga rozwiązać dylemat czy lepiej kupić dwa duże, czy trzy małe. Jeśli jednak będziesz chciał układać banany jak kule przy istotnym problemie transportu bananów do Europy, to nie przewiduję długo Twojej działalności w branży.  EOT.

ed: Chciałem przed upływem pół godziny edytować, bo babok jak "istniej" się wykluł, a nie jestem aż tak szybki, przy czym dziuniek jeszcze nie odpowiedział... to chyba nie jest normalne dla ludzi w moim wieku. Bywa. Może jakaś statystyka by pomogła w arbitralnej wizji wiadomego pogromcy stada?

image.png

ed2: i znowu jakoś wkleiło mi się niechcący coś, co już było... Za stary jestem chyba na KW...

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 minutes ago, Astro said:

Współczesna fizyka istniej głównie dzięki zarąbistym teleskopom i takim również akceleratorom. Jak za dużo jednorożców tupie, to albo kościół, albo bezsenność. ;)

Teleskopy i akceleratory tylko dostarczają danych wejściowych, których obróbką na bazie istniejących teorii matematyczno-fizycznych muszą zająć się superkoputery zaprogramowane przez zwykłych ludzi, których w przyszłości może zastąpić sztuczna inteligencja. Obróbka danych może potwierdzić lub skomplikować istniejące już hipotezy.

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma tygodniami rozpoczęto testowanie nowego potężnego narzędzia, którego zadaniem jest stworzenie mapy milionów galaktyk oraz dokonanie pomiarów ich ruchu. Robotyczny instrument o nazwie DESI pozwoli astronomom na określenie ilości ciemnej energii oraz zachodzących w niej zmian.
      Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) został zainstalowany w teleskopie znajdującym się w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Jego instalowanie zajęło specjalistom aż 18 miesięcy.
      DESI oficjalnie rozpocznie pracę na początku przyszłego roku. W idealnych warunkach instrument będzie rejestrował nawet 5000 galaktyk w ciągu 20 minut. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu 5 lat pracy DESI zarejestruje światło z 35 milionów galaktyk i 2,4 miliona kwazarów. Tak wysoka wydajność jest możliwa dzięki zastosowaniu robotyki. Wewnątrz instrumentu umieszczono 5000 światłowodów oraz urządzenia do precyzyjnego pozycjonowania każdego z nich. Urządzenia te są w stanie w ciągu kilku minut ustawić wszystkie światłowody w predefiniowanej pozycji.
      DESI będzie zbierał konkretne długości fali światła z poszczególnych galaktyk, a astronomowie na tej podstawie określą, jak szybko oddalają się one od nas. Możliwe będzie też dokonanie pomiarów odległości każdej z galaktyk do Ziemi względem innych galaktyk. Lokalizacja galaktyk oraz ich względne odległości posłużą do stworzenia trójwymiarowej mapy wszechświata obejmującej przestrzeń w promieniu do 11 miliardów lat świetlnych.
      Dzięki pomiarom na temat tempa ruchu galaktyk astronomowie będą mogli ocenić ilość ciemnej energii, a jako że DESI dostarczy indywidualnych danych dla milionów galaktyk, możliwe będzie określenie ilości ciemnej energii w konkretnym miejscu i konkretnym czasie. To zaś pozwoli stwierdzić czy, zgodnie z założeniami współczesnej kosmologii, ilość ciemnej energii we wszechświecie jest stała czy też w jakiś sposób zmienia się w czasie.

      « 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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie obserwują ostatnie etapy łączenia się trzech supermasywnych czarnych dziur. Krążą one wokół siebie w centrum trzech galaktyk, do połączenia których dochodzi w odległości około miliarda lat świetlnych od Ziemi. Niezwykły taniec czarnych dziur specjaliści zauważyli wewnątrz obiektu SDSS J084905.51+111447.2.
      Obserwowaliśmy parę czarnych dziur, a gdy użyliśmy kolejnych technik [obrazowania rentgenowskiego o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, obrazowania w bliskiej podczerwieni oraz spektroskopii optycznej – red.] znaleźliśmy ten niezwykły system, mówi główny autor badań, Ryan Pfeifle z George Mason University. Mamy tutaj najsilniejsze z dostępnych dowodów na istnienie systemu trzech aktywnych supermasywnych czarnych dziur.
      Badania wspomnianego systemu rozpoczęły się od jego obrazowania w świetle widzialnym za pomocą teleskopu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) w Nowym Meksyku. Dane udostępniono w społecznościowym projekcie Galaxy Zoo, którego użytkownicy oznaczyli SDSS J084905.51+111447.2 jako miejsce, w którym właśnie dochodzi do łączenia się czarnych dziur. Naukowcy przeanalizowali więc dane zebrana przez teleskop kosmiczny Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Pracuje on w podczerwieni i jeśli rzeczywiście w galaktyce dochodzi do łączenia się czarnych dziur, to powinien on zaobserwować co najmniej dwa źródła gwałtownego pochłaniania materii. Kolejne obserwacje potwierdziły podejrzenia. Chandra X-ray Observatory wykrył istnienie silnych źródeł promieniowania X, co wskazuje, że czarne dziury pochłaniają tam duże ilości pyłu i gazu. Podobne dowody zdobył Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Kolejne obrazowanie w świetle widzialnym przeprowadzone za pomocą SDSS i Large Binocular Telescope potwierdziły obecność trzech aktywnych czarnych dziur.
      Dzięki użyciu wielu instrumentów opracowaliśmy nową technikę identyfikowania potrójnych układów supermasywnych czarnych dziur. Każdy z tych teleskopów dostarczył nam nieco innych informacji o tym, co się tam dzieje. Mamy nadzieję, że za pomocą tej techniki znajdziemy więcej układów potrójnych, mówi Pfeifle.
      Naukowcy stwierdzili, że odległość pomiędzy każdą z czarnych dziur, a jej sąsiadami wynosi od 10 do 30 tysięcy lat świetlnych. Będzie ona malała, gdyż galaktyki, do których należą te dziury, łączą się, więc i czarne dziury są skazane na połączenie.
      Dzięki wykryciu przez LIGO fal grawitacyjnych pochodzących z łączenia się czarnych dziur, wiemy co nieco o tym, jak przebiega taki proces. Jednak łączenie się układu potrójnego wygląda prawdopodobnie nieco inaczej. Specjaliści podejrzewają, że obecność trzeciej dziury powoduje, iż dwie pierwsze łączą się znacznie szybciej.
      Istnienie układu potrójnego może pozwolić też na wyjaśnienie teoretycznego „problemu ostatniego parseka”. Gdy dochodzi do połączenia dwóch galaktyk ich czarne dziury nie zderzają się czołowo, ale powinny minąć się po orbicie hiperbolicznej. Musi istnieć mechanizm, który spowoduje, że zbliżą się do siebie. Najważniejszym takim mechanizmem jest dynamiczne tarcie. Gdy czarna dziura zbliża się do gwiazdy, gwiazda jest przyspieszana, a czarna dziura spowalniana. Mechanizm ten spowalnia czarne dziury na tyle, że tworzą powiązany ze sobą układ podwójny. Dynamiczne tarcie nadal działa, dziury zbliżają się do siebie na odległość kilku parseków. Jednak proces krążenia czarnych dziur wokół siebie powoduje, że w pobliżu zaczyna brakować materii. W końcu jest jej tak mało, że jej oddziaływanie nie wystarczy, by dziury się połączyły.
      Ostatecznie do połączenia się czarnych dziur mogłyby doprowadzić fale grawitacyjne, ale ich oddziaływanie ma znaczenie dopiero, gdy dziury zbliżą się do siebie na odległość 0,01–0,001 parseka. Wiemy jednak, że czarne dziury się łączą, pozostaje więc pytanie, co rozwiązuje problem ostatniego parseka, czyli co powoduje, że zbliżą się do siebie na tyle, iż utworzą jedną czarną dziurę. Obecność trzeciej czarnej dziury wyjaśniałaby, jaka siła powoduje, że czarne dziury się łączą.
      Nie można też wykluczyć, że w układach potrójnych dochodzi nie tylko do połączenia się dwóch czarnych dziur, ale i do wyrzucenia trzeciej z nich w przestrzeń kosmiczną.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W centrum Drogi Mlecznej znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. Jest ona spokojna jak na aktywne jądro galaktyki, jednak obserwacje w zakresie promieniowania rentgenowskiego pokazują, że w okolicach czarnej dziury dochodzi do silnych rozbłysków. Ponadto chociaż tempo formowania się gwiazd w tamtym regionie jest od kilkuset milionów lat stabilne, mamy dowody, że czasami dochodzi tam do wysokoenergetycznych epizodów. Teraz na łamach Nature naukowcy donoszą o odkryciu dwóch bąbli emitujących promieniowanie radiowe i znajdujących się nad oraz pod płaszczyzną Galaktyki.
      Rozmiary obu bąbli wynoszą 140x430 parseków, czyli każda z nich rozciąga się na 700 lat świetlnych. Wiek bąbli oceniono na kilka milionów lat, a całkowitą energię na 7x1052 ergów.
      Naszym czytelnikom z pewnością coś to przypomina. Przed 9 laty informowaliśmy o odkryciu tajemniczych bąbli rozciągających się w obu kierunkach od centrum Drogi Mlecznej. Natura Bąbli Fermiego wciąż nie została wyjaśniona. A odkryte właśnie bąble emitujące promieniowanie radiowe nie są tym samym, co Bąble Fermiego. To zupełnie nowa, nieznana dotychczas struktura i jedna z największych istniejących w centrum Drogi Mlecznej.
      Centrum naszej galaktyki jest dość spokojne w porównaniu z innymi galaktykami. Mimo to, nasza centralna czarna dziura może być czasami niezwykle aktywna, rozbłyskając, gdy wchłonie większe ilości pyłu i gazu. Możliwe, że podczas jednego z takich zdarzeń doszło do potężnego rozbłysku, który utworzył te bąble, mówi astrofizyk Ian Heywood z Uniwersytetu w Oksfordzie.
      Na pierwsze ślady nowo odkrytych struktur trafił w latach 80. ubiegłego wieku astronom Farhad Yusef-Zadeh z Northwestern University, który wraz z kolegami zauważył w centrum galaktyki długie, wąskie dobrze zorganizowane i wysoce namagnetyzowane pasma gazu, rozciągające się na dziesiątki lat świetlnych, których szerokość wynosiła zaledwie rok świetlny. Gaz ten emitował promieniowanie synchrotronowe. Podobnych struktur nigdzie indziej nie zaobserwowano.
      W międzyczasie powstał należący do National Radio Astronomy Observatory południowoafrykański teleskop MeerKAT, złożony z 64 anten. Gdy naukowcy nakierowali go na centrum Drogi Mlecznej zauważyli wspomniane bąble emitujące promieniowanie radiowe. Bąble odkryte przez MeerKAT rzucają nowe światło na pochodzenie pasm gazu, mówi Yusef-Zadeh. Niemal wszystkie z ponad 100 takich pasm znajdują się wewnątrz bąbli radiowych.
      Cała nowo odkryta struktura przypomina klepsydrę, ma wyraźnie zaznaczone ostre krawędzie, jest niezwykle symetryczna. To ta symetria oraz całkowita długość struktury wynosząca 1400 lat świetlnych zdradzają kilka szczegółów na temat struktury. Kształt i symetria wskazują, że wydarzenie, które utworzyło tę strukturę miało miejsce przed kilkoma milionami lat w bezpośrednim pobliżu czarnej dziury. Prawdopodobnie doszło do erupcji wywołanej olbrzymią ilością gazu, który wpadł do czarnej dziury lub też masowym formowaniem się gwiazd, co wywołało falę uderzeniową, która przeszła przez centrum galaktyki. Wskutek tego wydarzenia w gorącym zjonizowanym gazie w pobliżu centrum galaktyki doszło do wygenerowania fal radiowych, które możemy obecnie rejestrować, wyjaśnia William Cotton z National Radio Astronomy Observatory.
      Mimo, że bąble radiowe są mniejsze i mają mniej energii niż Bąble Fermiego, nie można wykluczyć, że obie struktury powstały w wyniku podobnych, może nawet połączonych ze sobą, wydarzeń.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury.
      Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury.
      Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie.
      Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara.
      Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom.
      Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center.


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