Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Hat-trick fal grawitacyjnych. LIGO zarejestrował wszystko, czego od niego oczekiwano

Recommended Posts

Przed 900 milionami lat doszło do zderzenia dwóch obiektów. Jednym z nich była czarna dziura, drugim zaś – niemal na pewno – gwiazda neutronowa. Przed tygodniem fale grawitacyjne wywołane tym wydarzeniem dotarły do Ziemi i zostały zarejestrowane przez amerykański wykrywacz LIGO oraz włoski Virgo.

Jesteśmy przekonani, że właśnie wykryliśmy ślad czarnej dziury pożerającej gwiazdę neutronową, mówi Susan Scott, fizyk teoretyk z Australijskiego Universytetu Narodowego w Canberrze i główna badaczka w ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery.

Jeśli odkrycie się potwierdzi, to będziemy mieli sygnały wszystkich trzech kataklizmów kosmicznych, na których zarejestrowanie liczyli twórcy LIGO: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę.

Już w kwietniu naukowcy sądzili, że zarejestrowali zderzenie czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Odkrycia jednak nie ogłoszono, gdyż istniało zbyt duże prawdopodobieństwo, że zarejestrowany sygnał to zakłócenie pochodzenia ziemskiego. Teraz naukowcy są pewni, że sygnał pochodzi spoza Ziemi. Jego właściwości są wysoce zgodne z sygnałem łączenia się układu podwójnego, a ze wstępnej oceny mas obu obiektów wynika, że mamy do czynienia z czarną dziurą i gwiazdą neutronową, stwierdza Scott.

Kompaktowe układy podwójne składają się najczęściej z par gwiazd neutronowych lub czarnych dziur. Twórcy LIGO przewidywali, że będą one źródłami najsilniejszych sygnałów wykrywanych przez detektor. Gdy np. dwie czarne dziury krążą wokół siebie i są znacznie oddalone, dochodzi do emisji słabych fal grawitacyjnych. Fale te zabierają energię z systemu, przez co krążące czarne dziury wchodzą na ciaśniejszą orbitę. Krążą coraz szybciej, a emitowane fale grawitacyjne mają coraz większą energię. W końcu, gdy zbliżą się na odpowiednią odległość, dochodzi do połączenia i utworzenia jednej czarnej dziury. To właśnie wtedy powstają najsilniejsze fale grawitacyjne. Krótko po połączeniu istnieje czarna dziura o mocno zaburzonym kształcie, co przejawia się emisją charakterystycznych fal grawitacyjnych. Obserwując napływające do nas fale grawitacyjne jesteśmy w stanie określić fazy łączenia się obiektów czy ich charakterystyki.

Obecnie badacze na całym świecie sprawdzają obliczenia, by potwierdzić identyfikację obu obiektów. Naukowcy uważają, że większy z nich to czarna dziura, a mniejszy to gwiazda neutronowa. Istnieje jednak minimalne prawdopodobieństwo, że może to być bardzo lekka czarna dziura. Jeśli tak, byłaby to najlżejsza z dotychczas zaobserwowanych. Musimy bliżej przyjrzeć się sygnałom, by sprawdzić, czy możemy potwierdzić, że odpowiadają one zachowaniu się gwiazdy neutronowej opadającej na czarną dziurę, dodaje Scott.

Jeśli się okaże, że LIGO zarejestrowało wszystkie trzy sygnały, których znalezienie było przyczyną wybudowania urządzenia, będzie to dopiero koniec początkowej fazy badań, mówi uczona.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
27 minut temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Kompaktowe układy podwójne składają się najczęściej z par gwiazd neutronowych lub czarnych dziur.

Dla mnie "kompaktowe" układy podwójne zawierają najczęściej WD, ale pewnie to definicja "zwartości", z którą to definicją raczej się nie zgodzę. ;)

27 minut temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Fale te zabierają energię z systemu, przez co krążące czarne dziury wchodzą na ciaśniejszą orbitę.

Gdyby wchodziły na szerszą, to z pewnością byłoby to odkrycie "na miarę". ;) Truizm.

Cytat

Hat-trick fal grawitacyjnych

Czy naprawdę na KW tak trzeba?

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Astro napisał:

Czy naprawdę na KW tak trzeba?

Czepiasz się.A co ma być? Nieprzerwana seria trzech sukcesów w rejestracji....itd. Jedyna wątpliwość to pisownia, webster pisze to bez kreski. 

https://www.merriam-webster.com/dictionary/hat trick

1 godzinę temu, Astro napisał:

Gdyby wchodziły na szerszą, to z pewnością byłoby to odkrycie "na miarę". ;) Truizm.

I dobrze. Nie wszyscy są zawodowo związani z orbitami, więc takie przypomnienie na portalu popularno-naukowym jest jak najbardziej na miejscu.

 

1 godzinę temu, Astro napisał:

Dla mnie "kompaktowe" układy podwójne zawierają najczęściej WD

Zapewne chodzi o white dwarfs? Ale jako laik pewności nie mam.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wg słownika PWN dopuszczalne formy to „hat trick”, „hat-trick” i „hattrick”.

Niektóre rzeczy staramy się wyjaśniać, bo, jak zauważył Jajcenty, to portal popularnonaukowy. Dlatego też np. wspominamy (w miarę naszych możliwości), kim byli Merowingowie czy kiedy panował cesarz Trajan :) A także, jak czarne dziury na siebie wpadają.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Jajcenty napisał:

Nie wszyscy są zawodowo związani z orbitami, więc takie przypomnienie na portalu popularno-naukowym jest jak najbardziej na miejscu.

Może i tak, bo zawsze mam problem z odróżnieniem poziomu popularno-naukowego od disco-polowego (stary już chyba jestem). W końcu może dobrze, bo jeszcze jakiś czytelnik KW rzuciłby młotkiem oczekując, że nie spadnie, a gdyby spadł, to mógłby pozwać KW... Ok, rozumiem.

1 godzinę temu, Jajcenty napisał:

Ale jako laik pewności nie mam.

Szkoda. Statystyka Jajcenty. Na jedną gwiazdę, która spłodzi BH czy gwiazdę neutronową przypada duuuużo tych mniej masywnych. Tak w naturze bywa. ;)

1 godzinę temu, Jajcenty napisał:

A co ma być?

Nadużycie terminu. :) Jeśli Kowalski trzy razy walnie gałę w bramkę to hat-trick też jest, ale nie, ma być Nowak, Kowalski i Wiśniewski, więc bez sensu. :D

ed: Pozwolę sobie Jajcenty, bo wypada w tym temacie. Czy można sobie wyobrazić coś prostszego niż zagadnienie dwóch ciał? W końcu klasycznie to przykład podręcznikowy, da się analitycznie na jednej kartce. :D

ed2: To all whom may concern: nie rzucajcie w górę młotkiem, bo jednak spadnie...

Share this post


Link to post
Share on other sites

"znalezienie było przyczyną" - z tego wynikać by musiało, że najpierw znaleźli (dokonali detekcji) i wówczas zbudowali detektory.

Ciekawe jest też, że w kwietniu było zbyt duże prawdopodobieństwo, że jest to sygnał pochodzenia ziemskiego, a teraz już nie jest?!!! Czy w takim razie chodziło o 2 różne zdarzenia?

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ Astro Wydaje się że twoją misją jest płodzenie masy bezsensownych komentarzy a w dodatku występuje niezrozumiałe przekonanie że masa "uśmieszków" spowoduje że wpis bedzię śmieszny? Może się ciszysz jak piszesz..? Po co to komu?
Dodatkowo komentowanie pojedynczych zdań jest śmieszne ale raczej mam na mśli śmiech politowania.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • 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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Hubble'a zauważył cienki dysk materiału krążącego wokół czarnej dziury NGC 3147, która jest położona w odległości 130 milionów lat świetlnych od Ziemi. Problem w tym, że zgodnie z współczesnymi teoriami dysk taki nie ma prawa istnieć. Jego obecność tak blisko czarnej dziury to okazja do przetestowania teorii względności Einsteina. Teorie te opisują grawitację jako zagięcie przestrzeni oraz relacje pomiędzy czasem a przestrzenią.
      Nigdy z taką dokładnością i to w świetle widzialnym nie obserwowaliśmy skutków opisywanych w ogólnej i szczególnej teorii względności, mówi Marco Chiaberge z Europejskiej Agencji Kosmicznej. Mamy niezwykłą okazję, by obserwować dysk materii znajdujący się bardzo blisko czarnej dziury. Tak blisko, że prędkości i intensywność grawitacji wpływają na wygląd fotonów. Bez odwołania się do teorii względności nie jesteśmy w stanie zrozumieć tego, co widzimy, dodaje główny autor badań, Stefano Bianchi z Universita degli Studi Roma Tre w Rzymie.
      Czarne dziury w pewnych typach galaktyk, takich jak NGC 3147 są „niedożywione”, gdyż brak jest wokół nich wystarczająco dużo materii, która byłaby przez nie regularnie wchłaniana. Materia wokół takich czarnych dziur jest „napompowana”, przypomina kształtem oponę, a nie płaski dysk wokół potężnych „dobrze odżywionych” czarnych dziur. Tymczasem materia wokół NGC 3147 ma kształt płaskiego dysku.
      Myśleliśmy, że ta czarna dziura będzie świetną kandydatką do potwierdzenia, że poniżej pewnej jasności dysk akrecyjny wokół obiektu przestaje istnieć. Jednak zaobserwowaliśmy coś, czego się nie spodziewaliśmy. Zauważyliśmy tam poruszający się gaz, którego właściwości można wyjaśnić tylko wtedy, gdy przyjmiemy, że mamy tam do czynienia z cienkim dyskiem materiału znajdującego się bardzo blisko czarnej dziury, mówi Ari Laor z Izraelskiego Instytutu Technologicznego Technion.
      Obecne modele mówią, że dysk akrecyjny formuje się, gdy wielkie ilości gazu zostaną przechwycone przez pole grawitacyjne czarnej dziury. Przechwycona materia emituje bardzo dużo światła i powstaje kwazar. Gdy do dyskuk napływa coraz mniej materiału, zaczyna się on rozpadać, staje się mniej jasny i zmienia strukturę.
      To, co zaobserwowaliśmy to pomniejszony kwazar. Nie sądziliśmy, że coś takiego istnieje. To taki sam dysk, jaki widzimy wokół obiektów o 1000 czy 100 000 razy jaśniejszych. Okazuje się zatem, że współczesne modele dynamiki gazów w słabo świecących aktywnych galaktykach są niewłaściwe, dodaje Bianchi.
      Niezwykle cenną dla nauki cechą niespodziewanego odkrycia jest fakt, że pole grawitacyjne czarnej dziury oddziałuje na dysk tak silnie, iż modyfikuje właściwości jego światła, do daje unikatową okazję do przetestowania teorii względności.
      Czarna dziura NGC 3147 ma masę około 250 milionów mas Słońca. Materiał krąży wokół niej z prędkością ponad 10% prędkości światła. Przy tych prędkościach wydaje się, że emitowane przezeń światło jest coraz jaśniejsze od strony, z której gaz zbliża się do Ziemi, a przygasa, gdy gaz się oddala. Obserwacje wykazały także, że gaz jest tak mocno powiązany z grawitacją czarnej dziury, iż światło ma problem by się zeń wydobyć, przez co wydaje się, że jest emitowane w czerwonym zakresie spektrum.

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