Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Centralna czarna dziura Drogi Mlecznej nagle zwiększyła jasność

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
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
      Niezwykły sygnał, zauważony w falach grawitacyjnych, rzuca nowe światło na „lukę masy” pomiędzy gwiazdami neutronowymi, a czarnymi dziurami. Naukowcy od kilkudziesięciu lat nie wiedzą, czy i co znajduje się pomiędzy tymi obiektami. Teraz mają dowód, że coś tam jest.
      Gdy najbardziej masywne gwiazdy kończą życie, zapadają się pod wpływem własnej grawitacji i powstaje czarna dziura. Gdy jednak umierająca gwiazda jest mniej masywna, wybucha jako supernowa i pozostaje po niej gęste jądro – gwiazda neutronowa.
      Od dziesięcioleci wiemy, że najbardziej masywne gwiazdy neutronowe mają masę nie większą niż 2,5 masy Słońca, a najmniej masywne czarne dziury charakteryzują się masą około 5 mas Słońca. Powstaje więc pytanie, co jest pomiędzy tymi masami.
      W ubiegłym roku informowaliśmy, że wykrywacz fal grawitacyjnych LIGO, zarejestrował wszystko, czego od niego oczekiwano: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę. I właśnie to ostatnie wydarzenie, do którego doszło około 800 milionów lat temu, może rzucić nieco światła na „lukę masy”.
      Jak bowiem czytamy na łamach najnowszego numeru The Astrophysical Journal Letters, zarejestrowany sygnał, oznaczony jako GW190814, pochodził z połączenia czarnej dziury o masie 23 mas Słońca (22,2–24,3 M☉) z obiektem o masie 2,6 mas Słońca (2,50–2,67 M⊙). W wyniku tego procesu powstały fale grawitacyjne, które 800 milionów lat później zarejestrowaliśmy na Ziemi.
      Różnica mas pomiędzy obiektami, wynosząca aż 9:1 jest największą różnicą zaobserwowaną dotychczas podczas badania fal grawitacyjnych. Jednak najbardziej interesująca jest masa lżejszego z obiektów. W tym wypadku nie wiemy, czy lżejszy obiekt to gwiazda neutronowa czy czarna dziura. To wciąż tajemnica. Zbadanie, w jaki sposób powstają takie układy może zmienić nasze rozumienie ewolucji gwiazd, mówi doktor Christopher Berry z Institute for Gravitational Research University of Glasgow, którego naukowcy odegrali kluczową rolę w analizie danych.
      Od dziesięcioleci czekamy na rozwiązanie tej zagadki. Nie wiemy, czy ten obiekt to najbardziej masywna gwiazda neutronowa czy najmniej masywna czarna dziura. Tak czy inaczej jest to rekordowy obiekt, mówi profesor Vicky Kalogera z Northwestern University, a profesor Patrick Brady, rzecznik prasowy eksperymentu LIGO, dodaje: to zmieni sposób postrzegania czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Może się okazać, że „luka masy” nie istnieje, a wynika ona tylko z naszych ograniczonych możliwości obserwacyjnych. Potrzebujemy więcej czasu i kolejnych obserwacji, by to rozstrzygnąć.
      Naukowcy mają nadzieję, że kolejna rozbudowa możliwości obserwatorium LIGO, z obecnego Advanced LIGO do Advanced LIGO Plus, pozwoli na przeprowadzenie większej liczby bardziej szczegółowych obserwacji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie w Glasgow po raz pierwszy eksperymentalnie potwierdzono teorię dotyczącą pozyskiwania energii z czarnych dziur. W 1969 roku wybitny fizyk Roger Penrose stwierdził, że można wygenerować energię opuszczając obiekt do ergosfery czarnej dziury. Ergosfera to zewnętrzna część horyzontu zdarzeń. Znajdujący się tam obiekt musiałby poruszać się szybciej od prędkości światła, by utrzymać się w miejscu.
      Penrose przewidywał, że w tym niezwykłym miejscu w przestrzeni obiekt nabyłby ujemną energię. Zrzucając tam obiekt i dzieląc go na dwie części tak, że jedna z nich wpadnie do czarnej dziury, a druga zostanie odzyskana, spowodujemy odrzut, który będzie mierzony wielkością utraconej energii negatywnej, a to oznacza, że odzyskana część przedmiotu zyska energię pobraną z obrotu czarnej dziury. Jak przewidywał Penrose, trudności inżynieryjne związane z przeprowadzeniem tego procesu są tak wielkie, że mogłaby tego dokonać jedynie bardzo zaawansowana obca cywilizacja.
      Dwa lata później znany radziecki fizyk Jakow Zeldowicz uznał, że teorię tę można przetestować w prostszy, dostępny na Ziemi sposób. Stwierdził, że „skręcone” fale światła uderzające o powierzchnię obracającego się z odpowiednią prędkością cylindra zostaną odbite i przejmą od cylindra dodatkową energię. Jednak przeprowadzenie takiego eksperymentu było, i ciągle jest, niemożliwe ze względów inżynieryjnych. Zeldowicz obliczał bowiem, że cylinder musiałby poruszać się z prędkością co najmniej miliarda obrotów na sekundę.
      Teraz naukowcy z Wydziału Fizyki i Astronomii University of Glasgow opracowali sposób na sprawdzenie teorii Penrose'a. Wykorzystali przy tym zmodyfikowany pomysł Zeldowicza i zamiast "skręconych" fal światła użyli dźwięku, źródła o znacznie niższej częstotliwości, i łatwiejszego do użycia w laboratorium.
      Na łamach Nature Physics Brytyjczycy opisali, jak wykorzystali zestaw głośników do uzyskania fal dźwiękowych, skręconych na podobieństwo fal świetlnych w pomyśle Zeldowicza. Dźwięk został skierowany w stronę obracającego się piankowego dysku, który go absorbował. Za dyskiem umieszczono zestaw mikrofonów, które rejestrowały dźwięk przechodzący przez dysk, którego prędkość obrotowa była stopniowo zwiększana.
      Naukowcy stwierdzili, że jeśli teoria Penrose'a jest prawdziwa, to powinni odnotować znaczącą zmianę w częstotliwości i amplitudzie dźwięku przechodzącego przez dysk. Zmiana taka powinna zajść w wyniku efektu Dopplera.
      Z liniową wersją efektu Dopplera wszyscy się zetknęli słysząc syrenę karetki pogotowia, której ton wydaje się rosnąć w miarę zbliżania się pojazdu i obniżać, gdy się on oddala. Jest to spowodowane faktem, że gdy pojazd się zbliża, fale dźwiękowe docierają do nas coraz częściej, a gdy się oddala, słyszymy je coraz rzadziej. Obrotowy efekt Dopplera działa podobnie, jednak jest on ograniczony do okrągłej przestrzeni. Skręcone fale dźwiękowe zmieniają ton gdy są mierzone z punktu widzenia obracającej się powierzchni. Gdy powierzchnia ta obraca się odpowiednio szybko z częstotliwością dźwięku dzieje się coś dziwnego – przechodzi z częstotliwości dodatniej do ujemnej, a czyniąc to pobiera nieco energii z obrotu powierzchni, wyjaśnia doktorantka Marion Cromb, główna autorka artykułu.
      W miarę jak rosła prędkość obrotowa obracającego się dysku, ton dźwięku stawał się coraz niższy, aż w końcu nie było go słychać. Później znowu zaczął rosnąć, aż do momentu, gdy miał tę samą wysokość co wcześniej, ale był głośniejszy. Jego amplituda była o nawet 30% większa niż amplituda dźwięku wydobywającego się z głośników.
      To co usłyszeliśmy podczas naszych eksperymentów było niesamowite. Najpierw, w wyniku działania efektu Dopplera częstotliwość fal dźwiękowych zmniejszała się w miarę zwiększania prędkości obrotowej dysku i spadła do zera. Później znowu pojawił się dźwięk. Stało się tak, gdyż doszło do zmiany częstotliwości fal z dodatniej na ujemną. Te fale o ujemnej częstotliwości były w stanie pozyskać część energii z obracającego się dysku i stały się głośniejsze. Zaszło zjawisko, które Zeldowicz przewidział w 1971 roku, dodaje Cromb.
      Współautor badań, profesor Daniele Faccio, stwierdza: jesteśmy niesamowicie podekscytowani faktem, że mogliśmy eksperymentalnie potwierdzić jedną z najdziwniejszych hipotez fizycznych pół wieku po jej ogłoszeniu. I że mogliśmy potwierdzić teorię dotyczącą kosmosu w naszym laboratorium w zachodniej Szkocji. Sądzimy, że otwiera to drogę do kolejnych badań. W przyszłości chcielibyśmy badać ten efekt za pomocą różnych źródeł fal elektromagnetycznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Janice Brahney, biogeochemik z Utah State University chciała zbadać, jak wiatr roznosi składniki odżywcze w ekosystemie. Przez przypadek wykazała, jak bardzo zaśmieciliśmy planetę plastikiem. Okazało się, że amerykańskie parki narodowe, a więc obszary szczególnie chronione, oraz odległe niedostępne dzikie tereny są dosłownie zasypywane plastikowym pyłem. Każdego roku spada na nie ponad 1000 ton pyłu z tworzyw sztucznych.
      Ten mikroplastik pochodzi z ubrań, dywanów, a nawet farby w sprayu. Około 25% z tych odpadów ma swoje źródło w najbliższych miastach, reszta wędruje z wiatrem z dalszych okolic.
      W celu przeprowadzenia badań Brahney i jej zespół nawiązali współpracę z National Atmospheric Deposition Program i zbierali próbki pyłów ze stacji pogodowych, zbierających głównie informacje o opadach. Stacje NADP znajdują się najczęściej w odległych regionach kraju. Brahey zaczęła badać próbki z 11 stacji na zachodzie USA, w tym z Wielkiego Kanionu i Joshua Tree National Park. Oglądając je pod mikroskopem stwierdziła liczne fragmenty w jaskrawych kolorach. Zdałam sobie sprawę, że patrzę na plastik. Byłam w szoku, mówi uczona.
      Jako, że program jej prac nie przewidywał finansowania badań nad plastikiem, musiała zajmować się tym w wolnym czasie. Wieczorami i w weekendy liczyła i analizowała zgromadzone odrobinki plastiku.
      Stwierdziła, że w jej próbkach jest niemal 15 000 niewielkich fragmentów plastiku. Były to głównie małe włókna pochodzące prawdopodobnie z ubrań, dywanów i innych tekstyliów. Zauważyła, że około 30% stanowią jaskrawe mikrosfery, które są mniejsze niż plastikowe mikrosfery używane w kosmetykach czy innych produktach higienicznych. Uczona doszła do wniosku, że mikrosfery te pochodzą z farb w spreju.
      Po szczegółowych badaniach i obliczeniach zespół Brahney szacuje, że każdego dnia na każdym metrze kwadratowym dzikich terenów w USA lądują... 132 kawałki mikroplastiku. Innymi słowy na teren parków narodowych i innych obszarów chronionych na zachodzie USA opada ponad 1000 ton plastiku. To tak, jakby rozrzucać tam dziesiątki milionów plastikowych butelek.
      Naukowcy użyli modeli pogodowych, by sprawdzić, skąd pochodzi ten plastik. Okazało się, że źródłem większości są wielkie miasta i ich okolice. Większość plastiku pochodzi też z odległych miejsc, jest niesiona przez wiatry wiejące na dużej wysokości. Ponadto aż 75% plastiku opada gdy nie ma deszczu. Fragmenty opadające w czasie suchej pogody są też mniejsze, prawdopodobnie mogą wędrować tysiące kilometrów. uczeni stwierdzili też, że im wyżej położne tereny, tym więcej plastiku. To zaś potwierdza, że mikroplastik jest przenoszony przez wysoko wiejące wiatry i wędruje po całym globie.
      Uczona nie wyklucza, że mikroplastik może krążyć w powietrzu całymi latami lub dziesięcioleciami. Może on osiadać na polach uprawnych, pustyniach i powierzchni oceanów, skąd jest ponownie zabierany przez wiatr i krąży po całej Ziemi. Z czasem trafia do naszych płuc i naszych żołądków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co jakiś czas przez Drogę Mleczną przechodzi galaktyka karłowata SagDEG (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy). To drugi najbliższy satelita naszej galaktyki, a jego przejście przez dysk Drogi Mlecznej powoduje silne zaburzenia i wywołuje gwałtowne tworzenie się gwiazd. Niewykluczone, że istnienie Układu Słonecznego zawdzięczamy właśnie jednemu z takich przejść.
      Tomas Ruiz-Lara i Carme Gallart z Wydziału Astrofizyki Universidad de La Laguna w Hiszpanii, Edouard J. Bernadr z Universite Cote d'Azur oraz Santi Cassisi z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Pizie, przeprowadzili analizy formowania się gwiazd w promieniu około 2 kpc (ok. 6600 lat świetlnych) od Słońca. Odkryli trzy bardzo dobrze wyodrębnione okresy formowania się gwiazd, do których doszło 5,7, 1,9 oraz 1,0 miliarda lat temu. Każdy z epizodów był mniej intensywny od poprzedniego.
      Łączenie się galaktyk jest uznawane za jeden z głównych czynników powstawania nowych gwiazd. Obecnie obowiązujące teorie kosmologiczne mówią, że takie właśnie łączenie się masywnych galaktyk odgrywają kluczową rolę w ich powstawaniu. Tak też było z Drogą Mleczną. Jednak nie mamy żadnych dowodów, by w późniejszym okresie istnienia naszej galaktyki doszło do takiego wydarzenia.
      Jednocześnie wiemy o istnieniu w galaktycznym halo strumieni łączących Drogę Mleczną z SagDEG, co wskazuje, że w ciągu ostatnich kilku miliardów lat doszło do bliskiego spotkania obu galaktyk. Naukowcy przeprowadzili więc symulację ruchu SagDEG, w której uwzględnili pozycję kątową, odległości i prędkość strumieni pływowych z SagDEG. Na tej podstawie stwierdzili, że przed 6,5, 4,5, 2,75, 1 oraz 0,1 miliarda lat temu musiało dojść do bliskiego spotkania obu galaktyk. Gdy uściślili jeszcze swoje pomiary stwierdzili, że pewne cechy charakterystyczne dysku Drogi Mlecznej da się wyjaśnić, jeśli masa SagDEG wynoxi około 2,5x1010 masy Słońca i jeśli przeszła ona blisko Drogi Mlecznej przed 2,2 oraz 1,1 miliarda lat temu. Kolejne obserwacje o obliczenia wykazały, że dysk naszej galaktyki został poważnie zaburzony 300-900 milionów lat temu, co w wysokim stopni zgadza się z proponowanymi przejściami przezeń SagDEG.
      Bliskie spotkania obu galaktyk znajdują potwierdzenie nie tylko w Drodze Mlecznej. Badanie populacji gwiazd w SagDEG również wskazuje na pojawianie się tam gwiazd, których czas narodzin oraz skład chemiczny potwierdzają fakt spotkań. Ścisła korelacja pomiędzy zawartością gwiazd w SagDEG oraz w Drodze Mlecznej dodatkowo potwierdza hipotezę o związku pomiędzy okresami tworzenia się gwiazd w Drodze Mlecznej a jej interakcją z SagDEG.
      Uzyskaliśmy szczegółowe informacje na temat historii formowania się gwiazd na obszarze 2kpc lokalnego wszechświata. Odkryliśmy, że mamy do czynienia z epizodami zwiększonego tempa formowania się gwiazd, do których dochodziło około 5,7, 1,9 i 1,0 miliarda lat temu. Wszystkie dowody wskazują, że przyczyną pojawiania się takich epizodów są nawracające interakcje pomiędzy Drogą Mleczną a SagDEG. Odkrycie to wskazuje, że galaktyki o niskiej masie nie tylko wpływają na dynamikę dysku Drogi Mlecznej, ale są również w stanie zapoczątkować duże epizody formowania się gwiazd, czytamy w pracy opublikowanej na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Australijscy astronomowie odkryli niezwykle rzadki typ galaktyki sprzed 11 miliardów lat. Opisali ją jako kosmiczny pierścień ognia. Galaktyka o masie podobnej do masy Drogi Mlecznej jest okrągła z dziurą w środku. Jej odkrycie może zmienić nasze poglądy na formowanie się i ewolucję najwcześniejszych galaktyk.
      To dziwaczny obiekt, jakiego wcześniej nie widzieliśmy. Wygląda jednocześnie dziwnie i znajomo, mówi doktor Tiantian Yuan z ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions.
      Galaktyka R5519 znajduje się w odległości 11 miliardów lat świetlnych od Układu Słonecznego. Obecna wewnątrz niej pusta przestrzeń jest kolosalna. Jej średnica wynosi 2 miliardy jednostek astronomicznych. Jest 3 miliony razy większa niż średnica supermasywnej czarnej dziury w galaktyce Messier 87, która w ubiegłym roku stała się pierwszą bezpośrednio zobrazowaną czarną dziurą.
      Jak mówi doktor Yuan, tempo powstawania gwiazd w R5519 jest 50-krotnie szybsze niż w Drodze Mlecznej. Większość jej aktywności ma miejsce w pierścieniu, więc to naprawdę pierścień ognia, dodaje.
      Dotychczas zdobyte dowody wskazują, że jest to typ galaktyki znanej jako kolizyjna galaktyka pierścieniowa. To pierwszy tego typu obiekt odkryty we wczesnym wszechświecie. Obecnie znamy dwa typy galaktyk pierścieniowych. Jeden z nich, bardziej rozpowszechniony, powstaje w wyniku procesów wewnętrznych. Drugi, jak sama nazwa wskazuje, powstaje w wyniku zderzeń z innymi galaktykami.
      W naszym najbliższym otoczeniu galaktyki kolizyjne są 1000-krotnie rzadsze niż galaktyki pierścieniowe powstałe w wyniku procesów wewnętrznych. Najnowsze odkrycie pokazuje, że zawsze były one czymś wyjątkowym. Dzięki niemu będziemy mogli zrozumieć, jak powstają galaktyki spiralne, takie jak Droga Mleczna
      Do pojawienia się kolizyjnej galaktyki pierścieniowej konieczna jest obecność cienkiego dysku w galaktyce, w którą uderzyła inna galaktyka. Takie cienkie dyski to niezbędny element galaktyk spiralnych. Zanim one powstają galaktyki takie są nieuporządkowane, nie można ich nazwać galaktykami spiralnymi. Tutaj mamy kolizyjną galaktykę pierścieniową przed 11 miliardów lat. Dla porównania, dysk Drogi Mlecznej zaczął formować się 9 miliardów lat temu. Dzięki odkryciu R5519 widzimy, że proces formowania się dysków galaktyk spiralnych pojawił się wcześniej, niż dotychczas sądziliśmy, mówi drugi za autorów badań, profesor Kenneth Freeman z Australian National University.
      Do zapoznania się ze szczegółami zapraszamy na łamy Nature.

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