Sign in to follow this
Followers
0
Astronomowie obserwują trzy łączące się supermasywne czarne dziury
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Przed ponad 10 laty poinformowaliśmy o odkryciu tajemniczych olbrzymich bąbli o wysokości około 25 000 lat świetlnych znajdujących się nad i pod centrum Drogi Mlecznej. Z czasem zyskały one miano Bąbli Fermiego. Teraz okazuje się, że nad nimi znajdują się jeszcze większe bąble, których wysokość sięga 45 000 lat świetlnych.
W latach 50. astronomowie po raz pierwszy zauważyli, że nad płaszczyzną Drogi Mlecznej, na jej północnej stronie, wisi łuk emitujący promieniowanie radiowe. Przez kolejne dekady naukowcy sprzeczali się, czym jest ten „North Polar Spur”. Jedni widzieli w nim resztki gwiazdy, która eksplodowała, zdaniem innych była to pozostałość po jakiejś większej eksplozji. Tego typu kwestie są trudne do rozstrzygnięcia, gdyż spoglądając w przestrzeń kosmiczną nie widzimy głębi. Mamy 2-wymiarową mapę 3-wymiarowego wszechświata, stwierdza jeden z ekspertów.
Większość astronomów sądziła, że North Polar Spur należy do bezpośredniego sąsiedztwa naszej galaktyki. Niektóre badania wskazywały, że łączy się on z pobliskimi chmurami gazu. Jeszcze inni specjaliści sprawdzali, jak zaburza on światło gwiazd w tle i dochodzili do wniosku, że to pozostałości supernowej.
W 1977 roku Yoshiaki Sofue, astronom z Uniwersytetu Tokijskiego, na podstawie przeprowadzonych symulacji uznał, że to co widzimy, to jedynie część większej gigantycznej struktury, pary bąbli znajdujących się po obu stronach centrum galaktyki. Struktury takie miały, zdaniem Sofuego, rozdciągać się na dziesiątki tysięcy lat i być falami uderzeniowymi po wielkim wydarzeniu, do którego doszło przed milionami lat.
Jeśli jednak Sofue ma racje, to dlaczego nie widzimy podobnej struktury na południu? Większość specjalistów pozostała nieprzekonana i pomysł Japończyka został niszową hipotezą.
Wszystko uległo zmianie, gdy w 2010 roku teleskop kosmiczny Fermiego zaobserwował dwa bąble emitujące promieniowanie gamma i rozciągające się po obu stronach płaszczyzny naszej galaktyki, nad i pod jej centrum. Bąble były zbyt małe, by North Polar Spur mógł być ich częścią. Jeśli jednak wiemy, że istnieje jedna para bąbli, to może istnieje też i druga? Sytuacja uległa gwałtownej zmianie, mówi Jun Kataoka, współpracownik Sofuego z Uniwersytetu Waseda.
Kolejne badania tylko dodały wagi twierdzeniom japońskiego badacza. W połowie 2019 roku wystrzelono niemiecko-rosyjską misję Spektr-RG, która orbituje wokół punktu L2. W jej skład wchodzą rosyjski teleskop ART-XC, który rejestruje wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie w zakresie 5–30 keV oraz niemiecki eROSITA, obserwujący to samo promieniowanie w zakresie 0,2–10 keV. W połowie bieżącego roku opublikowano pierwszą wstępną mapę obserwacji eROSITA.
Widać na niej emitujące promieniowanie X bąble o wysokości 45 000 lat świetlnych każdy. Promieniowanie są emitowane przez gaz o temperaturze 3–4 milionów kelwinów, który rozszerza się w tempie 300–400 km/s. Co ważne, widoczny jest i bąbel północny i południowy. A pozycja bąbla północnego idealnie pasuje do pozycji North Polar Spur.
Jednak naukowcy wciąż nie dokonali pełnej interpretacji North Polar Spur. Nie można wykluczyć, że pozostałości po supernowej znajdują się dokładnie przed nowo odkrytym bąblem północnym. We wrześniu 2020 roku ukazały się badania, których autorzy poinformowali, że coś złożonego z pyłu wisi 450 lat świetlnych nad centrum galaktyki. W kategoriach kosmicznych jest to bezpośrednie sąsiedztwo, wręcz rzut kamieniem.
Jednak to, co zaobserwował eROSITA wskazuje, że przed około 15–20 milionami lat w centrum Drogi Mlecznej doszło do wielkiej eksplozji. Co to jednak mogło być? Na podstawie obliczeń energii, potrzebnej by powstały tak wielkie i gorące bąble, stwierdzono, że możliwe są dwa scenariusze.
Pierwszy zakłada, że nagle pojawiły się dziesiątki tysięcy nowych gwiazd, które szybko zakończyły swoje życie spektakularnymi eksplozjami. Zdaniem wielu specjalistów jest to jednak mało prawdopodobne, bo w obserwowanych bąblach znajduje się niewiele metali, czyli cięższych pierwiastków. Metaliczność jest bardzo niska, więc nie sądzę, by przyczyną była aktywność gwiazd, mówi Kataoka.
Alternatywny scenariusz dotyczy supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Nie można wykluczyć, że w jej pobliże zawędrowała wielka chmura gazu, której część została do dziury wciągnięta, a część odrzucona. W ten sposób powstały nowo odkryte bąble i, być może, bąble Fermiego.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Niewykluczone, że chińscy naukowcy zaobserwowali najstarszy znany rozbłysk gamma, który miał miejsce zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Linhua Jiang z Uniwersytetu w Pekinie i jego koledzy korzystali z Teleskopu Kecka na Hawajach do badań najsłabiej świecącej i najstarszej znanej nam galaktyki, GN-z11, gdy galaktyka nagle pojaśniała. Przez mniej niż 3 minuty była setki razy jaśniejsza niż zwykle.
Naukowcy sądzą, że za nagłe zwiększenie jasności galaktyki odpowiada rozbłysk gamma czyli nagłe pojawienie się bardzo silnego źródła promieniowania gamma. Zjawiska takie znamy z innych galaktyk, a źródłami rozbłysków mogą być eksplozje gwiazd.
Widzimy GN-z11 taką, jak wyglądała 13,4 miliarda lat temu, co oznacza, że jest to jedna z pierwszych galaktyk, jakie powstały po Wielkim Wybuchu. Jednak w rzeczywistości, biorąc pod uwagę rozszerzanie się wszechświata, znajduje się ona w odległości około 32 miliardów lat świetlnych. Ten proces rozszerzania się rozciągnął też czas, w jakim Jian i jego zespół mogli obserwować rozbłysk. W rzeczywistości trwał on około 20 sekund.
Poprzedni najstarszy zaobserwowany rozbłysk gamma pochodził sprzed 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ten z GN-z11 jest zatem wyjątkowo stary i sugeruje, że galaktyki we wczesnym wszechświecie były bardziej aktywne niż sądzono.
Odkrycie jest tym bardziej istotne, że zauważono niezwykle rzadkie zjawisko. Prawdopodobieństwo odkrycia rozbłysku gamma w konkretnej galaktyce jest bliskie zeru. Jeśli byśmy obserwowali jakąś galaktykę przez milion lat, to zauważylibyśmy jedynie kilka takich wydarzeń. To dlatego jesteśmy tak zaskoczeni, mówi Jiang.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie nie od dzisiaj wiedzą, że galaktyki mogą rosnąć łącząc się z innymi galaktykami. W ten sposób mogła też ewoluować Droga Mleczna. Międzynarodowy zespół astronomów pracujący pod kierunkiem doktora Diederika Kruijssena z Uniwersytetu w Heidelbergu oraz doktora Joela Pfeffera z Liverpool John Moores University stworzył drzewo genealogiczne naszej galaktyki, a o wynikach swoich badań poinformował na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gromady kuliste to gęste zgrupowania powiązanych grawitacyjnie gwiazd. To bardzo stare struktury. W skład gromady może wchodzić nawet milion gwiazd. Wiemy, że w Drodze Mlecznej występuje ponad 150 takich gromad. Wiele z nich powstało w mniejszych galaktykach, które łączyły się, by w końcu utworzyć Drogę Mleczną taką, jaką znamy ją dzisiaj. Naukowcy od dawna podejrzewali, że gromady kuliste mogą pełnić rolę swoistych „skamieniałości”, dzięki którym uda się kiedyś zbadać przeszłość naszej galaktyki. Teraz mamy już w ręku odpowiednie narzędzia, by podjąć się takiego zadania.
Zespół Kruijssena i Pfeffera odtworzył drzewo genealogiczne Drogi Mlecznej opierając się przy tym wyłącznie na gromadach kulistych. Na potrzeby swoich badań naukowcy stworzyli zestaw zaawansowanych symulacji komputerowych modelujących powstawanie galaktyk podobnych do naszej. Zestaw ten, E-MOSAICS, jest jedynym, który zawiera kompletny model tworzenia się, ewolucji i niszczenia gromad kulistych.
Naukowcy byli w stanie powiązać wiek gromad kulistych, ich skład chemiczny oraz ruch orbitalny z właściwościami galaktyk, w których powstały ponad 10 miliardów lat temu. Stosując tę metodę do gromad kulistych w naszej galaktyce uczeni zdołali obliczyć nie tylko, z ilu gwiazd składały się galaktyki, w skład których oryginalnie gwiazdy z gromad wchodziły, ale również, kiedy doszło do ich połączenia z Drogą Mleczną.
Głównym wyzwaniem był fakt, że zderzenia galaktyk to bardzo chaotyczny proces, podczas którego orbity gromad kulistych zostają całkowicie zmienione. Wykorzystaliśmy więc sztuczną inteligencję, którą pomogła nam zrozumieć cały złożony system, który istnieje dzisiaj. Wytrenowaliśmy sieć neuronową na symulacjach E-MOSAICS tak, by łączyła właściwości gromad kulistych z historią ich oryginalnych galaktyk. Przetestowaliśmy nasz algorytm dziesiątki tysięcy razy i byliśmy zaskoczeni jak dokładnie reoknstruował łączenie się symulowanych galaktyk, wykorzystując w tym celu jedynie gromady kuliste, mówi Kruijssen.
Zachęceni wysoką dokładnością algorytmu naukowcy postanowili odszyfrować za jego pomocą historię Drogi Mlecznej. Symulacje nie tylko ujawniły masy moment łączenia się mniejszych galaktyk z Drogą Mleczną, ale pozwoliły na odkrycie nieznanej dotychczas kolizji Drogi Mlecznej z galaktyką, którą badacze nazwali Krakenem.
Zderzenie z Krakenem musiało być najważniejszym takim wydarzeniem w historii Drogi Mlecznej. Dotychczas powszechnie sądzono, że największym zderzeniem była kolizja z galaktyką karłowatą Gaia-Enceladus do którego doszło przed 9 miliardami lat.
Teraz dowiadujemy się, że 11 miliardów lat temu, gdy Droga Mleczna była 4-krotnie mniej masywna, połączyła się z galaktyką Kraken. Kolizja ta musiała całkowicie zmienić wygląd Drogi Mlecznej, mówi Kruijssen.
Dzięki rekonstrukcji wiemy, że dotychczas Droga Mleczna wchłonęła około 5 galaktyk, z których każda miała ponad 100 milionów gwiazd oraz około 15 galaktyk, z których każda miała co najmniej 10 milionów gwiazd. Do zderzenia z najbardziej masywną galaktyką doszło pomiędzy 6 a 11 miliardów lat temu.
Pozostałości po pięciu wielkich galaktykach zostały już zidentyfikowane. Obecne i przyszłe teleskopy powinny umożliwić identyfikację pozostałości wszystkich galaktyk wchłoniętych przez Drogę Mleczna, mówi Kruijssen.
Warto tutaj przypomnieć, że – jak informowaliśmy – naukowcy sądzą, że za kilka miliardów lat dojdzie do połączenia Drogi Mlecznej i Galaktyki Andromedy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Astronauci przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ewakuowali się na pokład pojazdu Sojuz, a sama stacja wykonała manewr obronny, by uniknąć zderzenia ze swobodnie poruszającym się obiektem. Co prawda miał on przelecieć w odległości kilkunastu kilometrów od ISS, jednak na wszelki wypadek dwóch Rosjan i Amerykanina ewakuowano, a stację przesunięto.
Manewr zakończono, a astronauci mogli wyjść z bezpiecznego miejsca, poinformował na Twitterze szef NASA, Jim Bridenstine. Do zbliżenia się obiektu do stacji doszło dzisiaj o godzinie 00:21 czasu polskiego.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna znajdujesię na wysokości 420 kilometrów nad Ziemią i porusza się z prędkością 27 568 km/h. Przy tej prędkości zderzenie nawet z niewielkim obiektem może dokonać poważnych zniszczeń.
W latach 1999–2018 ISS wykonała 25 manewrów w celu uniknięcia zderzenia ze zbliżającymi się obiektami.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Wykorzystując sztuczną inteligencję, po raz pierwszy udało się znaleźć zlewające się pary galaktyk przy użyciu identycznej metody zarówno w symulacjach, jak i obserwacjach prawdziwego wszechświata. Współautorem pionierskiej pracy jest dr William Pearson z Zakładu Astrofizyki Departamentu Badań Podstawowych NCBJ.
Ostatnia Nagroda Nobla pokazała, jak ważną i fascynującą dziedziną jest astrofizyka. Wielu naukowców od lat próbuje odkryć tajemnice wszechświata, jego przeszłość i przyszłość. Teraz po raz pierwszy udało im się znaleźć zlewające się pary galaktyk przy użyciu identycznej metody zarówno w symulacjach, jak i obserwacjach prawdziwego wszechświata (wykorzystano do tego sztuczną inteligencję).
W badaniach prowadzonych przez Lingyu Wang (Holenderski Instytut Badań Kosmicznych, SRON), Vicente Rodrigueza-Gomeza (Instytut Radioastronomii i Astrofizyki, IRyA) oraz Williama J. Pearsona (Narodowe Centrum Badań Jądrowych, NCBJ) zastosowano pionierską metodę identyfikacji zderzających się galaktyk zarówno w symulacjach, jak i w obserwacjach rzeczywistego wszechświata.
Zderzenia galaktyk nie są niczym nowym, od początku powstania wszechświata galaktyki zderzają się ze sobą, często łącząc się w jedną większą galaktykę. Wiadomo, że większość znanych nam galaktyk uczestniczyła w co najmniej kilku takich zderzeniach w ciągu swojego życia. Proces zderzania się galaktyk trwa zwykle setki milionów lat. To ważny aspekt historii naszego wszechświata, który możemy zobaczyć też na własne oczy, np. dzięki zdjęciom z teleskopu Hubble'a.
Identyfikacja zderzających się galaktyk nie jest jednak prosta. Proces ten możemy badać albo symulując całe wydarzenie i analizując jego przebieg, albo obserwując je w realnym świecie. W przypadku symulacji jest to proste: wystarczy śledzić losy konkretnej galaktyki i sprawdzać, czy i kiedy łączy się z inną galaktyką. W prawdziwym wszechświecie sprawa jest trudniejsza. Ponieważ zderzenia galaktyk są rzadkie i trwają miliardy lat, w praktyce widzimy tylko jeden "moment" z całego długiego procesu zderzenia. Astronomowie muszą dokładnie zbadać obrazy galaktyk, aby ocenić, czy znajdujące się na nich obiekty wyglądają tak, jakby się zderzały lub niedawno połączyły.
Symulacje można porównać z prowadzeniem kontrolowanych eksperymentów laboratoryjnych. Dlatego są potężnym i użytecznym narzędziem do zrozumienia procesów zachodzących w galaktykach. Dużo więcej wiemy na temat zderzeń symulowanych niż zderzeń zachodzących w prawdziwym wszechświecie, ponieważ w przypadku symulacji możemy prześledzić cały długotrwały proces zlewania się konkretnej pary galaktyk. W prawdziwym świecie widzimy tylko jeden etap całego zderzenia.
Wykorzystując obrazy z symulacji, jesteśmy w stanie wskazać przypadki zderzeń, a następnie wytrenować sztuczną inteligencję (AI), aby była w stanie zidentyfikować galaktyki w trakcie takich zderzeń – wyjaśnia dr William J. Pearson z Zakładu Astrofizyki NCBJ, współautor badań. Aby sztuczna inteligencja mogła spełnić swoje zadanie, obrazy symulowanych galaktyk przetworzyliśmy tak, żeby wyglądały, jakby były obserwowane przez teleskop. Naszą AI przetestowaliśmy na innych obrazach z symulacji, a potem zastosowaliśmy ją do analizy obrazów prawdziwego wszechświata w celu wyszukiwania przypadków łączenia się galaktyk.
W badaniach sprawdzono, jak szanse na prawidłową identyfikację zderzającej się pary galaktyk zależą m.in. od masy galaktyk. Porównywano wyniki oparte na symulacjach i rzeczywistych danych. W przypadku mniejszych galaktyk AI poradziła sobie równie dobrze w przypadku obrazów symulowanych i rzeczywistych. W przypadku większych galaktyk pojawiły się rozbieżności, co pokazuje, że symulacje zderzeń masywnych galaktyk nie są wystarczająco realistyczne i wymagają dopracowania.
Artykuł zatytułowany Towards a consistent framework of comparing galaxy mergers in observations and simulations został przyjęty do publikacji w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.