Sign in to follow this
Followers
0
Astronomowie obserwują trzy łączące się supermasywne czarne dziury
-
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
Europejska Agencja Kosmiczna poinformowała, że musiała przesunąć jednego ze swoich satelitów, by uniknąć zderzenia z satelitą Starlink firmy SpaceX. Jak poinformowano na Twitterze, konieczne było wykonanie manewru unikania kolizji, by zapobiec zderzeniu satelitą należącym do megakonstelacji Starlink.
ESA musiała uruchomić silniki manewrowe satelity Aeolus i wprowadzić go na większą wysokość, by mógł on przelecieć nad jednym ze Starlinków.
Aeolus to satelita naukowy wystrzelony w sierpniu 2018 roku. Jego głównym zadaniem jest poprawa jakości prognoz meteorologicznych. ESA informuje, że bardzo rzadko zdarza się konieczność przemieszczania satelitów, by uniknęły one zderzenia z innymi satelitami. Znacznie częściej zdarza się konieczność manewrowania, by uniknąć kosmicznych śmieci.
Orbita Aeolusa znajduje się niżej niż orbity satelitów konstelacji Starlink, jednak Starlink 44 znalazł się na kursie kolizyjnym z Aeolusem, gdyż SpaceX ćwiczyło techniki dezorbitacji satelity.
Konstelacja Starlink to zespół satelitów komunikacyjnych firmy SpaceX. Firma Muska chce za ich pomocą zapewnić łączność sateliterną na całym świecie. Konstelacja ma zostać uruchomiona, gdy na orbicie znajdzie się 800 satelitów Starlink. Docelowo zaś ma być ich 12 000.
Plany SpaceX i podobne zamiary innych firm, które łącznie chcą na orbicie okołoziemskiej umieścić dziesiątki tysięcy satelitów, niepokoją naukowców. Obawiają się oni, że tak olbrzymia liczba satelitów, przede wszystkim zaś satelitów komunikacyjnych, ciągle wysyłających i odbierających sygnały, utrudni lub wręcz uniemożliwi prowadzenie wilu badań. "Ostatnie postępy radioastronomii, takie jak stworzenie pierwszego obrazu czarnej dziury były możliwe tylko dzięki temu, że nieboskłon jest wolny od interferencji sztucznych sygnałów radiowych" – oświadczyła Międzynarodowa Unia Astronomiczna. Oczywiście właściciele firm, tacy jak Elon Musk, chcących robić biznes na satelitach, twierdzą, że nie będą one w żaden sposób zakłócały badań naukowych. Nie wyjaśniają jednak, jak tysiące takich obiektów miałyby pozostać bez wpływu na astronomię.
Jak zresztą widzimy, obawy naukowców były jak najbardziej uzasadnione. W przyszłości jednak ręczne unikanie kolizji może nie wystarczyć. Dlatego też ESA pracuje nad zautomatyzowanym systemem, który pozwoli na uchronienie satelitów przed zderzeniami. Agencja musi się pospieszyć, gdyż dziesiątki tysięcy nowych satelitów może trafić na orbity już w ciągu najbliższych 5–7 lat.
« 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
Gdy Galileusz skierował swój pierwszy teleskop w kierunku Drogi Mlecznej, dostrzegł, że składa się ona z niezliczonej liczby gwiazd. Od tego czasu badania historii i własności Galaktyki pochłaniały wiele pokoleń naukowców. W najnowszym numerze amerykańskiego tygodnika Science zespół polskich astronomów z Obserwatorium Astronomicznego UW, pracujący w ramach projektu The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), prezentuje unikalną, trójwymiarową mapę Drogi Mlecznej. Mapa przedstawia precyzyjny obraz naszej Galaktyki i dostarcza wielu nowych informacji dotyczących budowy i historii systemu gwiazdowego, w którym mieszkamy.
Od XVII wieku astronomowie zdawali sobie sprawę, że Ziemia, Słońce i inne planety z Układu Słonecznego wraz z miliardami gwiazd widocznych przez teleskopy tworzą naszą Galaktykę. Światło tych gwiazd, obserwowane z dala od świateł cywilizacji, zlewa się, przybierając kształt rozlanego na niebie mleka, tworząc Drogą Mleczną. Opisanie rzeczywistego kształtu oraz budowy i struktury Galaktyki na podstawie obserwacji pochodzących z jej wnętrza nie jest zadaniem łatwym.
Astronomowie wyobrażają sobie Galaktykę jako typową galaktykę spiralną z tzw. poprzeczką, składającą się z centralnego zgrubienia zawierającego owalną poprzeczkę otoczonego płaskim dyskiem zbudowanym z gazu, pyłu i gwiazd. Dysk składa się z czterech ramion spiralnych, a jego średnica wynosi około 120 tys. lat świetlnych. Układ Słoneczny znajduje się wewnątrz dysku w odległości około 27 tys. lat świetnych od centrum Galaktyki. Dlatego gwiazdy dysku oglądane z tego miejsca wyglądają na niebie jak cienka, blada poświata – pas Drogi Mlecznej.
Aktualna wiedza dotycząca budowy Galaktyki opiera się m. in. na zliczeniach gwiazd, radiowych badaniach rozmieszczenia cząsteczek gazu w Galaktyce, a także analizie obrazów innych galaktyk, które widzimy z zewnątrz. Jednak zawsze dotąd odległości do badanych obiektów mających opisać budowę Galaktyki wyznaczane były pośrednio oraz były mocno zależne od przyjętych modeli. Najdokładniejszą metodą poznania struktury Galaktyki byłoby więc wyznaczenie precyzyjnych odległości do dużej grupy gwiazd o podobnych własnościach, dzięki czemu zobaczylibyśmy bezpośrednio ich rozmieszczenie w Galaktyce w trzech wymiarach.
Obiektami idealnymi do mapowania Drogi Mlecznej są stosunkowo młode (młodsze niż 250 mln lat) gwiazdy zwane cefeidami klasycznymi. Są to pulsujące nadolbrzymy, których jasność zmienia się w bardzo regularny sposób z okresem od kilkunastu godzin do kilkudziesięciu dni.
Na podstawie okresu pulsacji możemy wyznaczyć jasność rzeczywistą cefeidy i porównując ją z jasnością obserwowaną gwiazdy obliczamy precyzyjnie jej odległość – objaśnia dr Dorota Skowron, liderka zespołu przygotowującego mapę Galaktyki, pierwsza autorka pracy. Pewnym utrudnieniem w uzyskaniu dokładnych wyników jest pochłanianie światła na drodze od gwiazdy do obserwatora ziemskiego, ale astronomowie radzą sobie z tym problemem przez wykonywanie obserwacji w zakresie promieniowania podczerwonego, gdzie pochłanianie jest bardzo małe. Odległości do cefeid można wyznaczyć z dokładnością lepszą niż 5% – dodaje.
Unikatowa mapa Drogi Mlecznej
Najnowsza mapa Galaktyki zespołu OGLE prezentowana w czasopiśmie Science powstała na podstawie danych dotyczących ponad 2400 cefeid. Większość z nich to nowo odkryte obiekty dzięki obserwacjom prowadzonym w ramach projektu OGLE, w Obserwatorium Las Campanas w Chile.
Projekt OGLE to jeden z największych na świecie przeglądów fotometrycznych nieba, obserwuje regularnie ponad dwa miliardy gwiazd. Kolekcje różnorodnych typów gwiazd zmiennych, w tym cefeid z Galaktyki i sąsiednich Obłoków Magellana, należą do największych we współczesnej astrofizyce i są podstawą do różnorodnych badań Wszechświata – wyjaśnia kierownik projektu OGLE, prof. Andrzej Udalski.
Skonstruowana na podstawie analizowanych cefeid mapa pokazuje rzeczywiste rozmieszczenie młodej populacji gwiazdowej w Galaktyce. Jest to pierwsza trójwymiarowa mapa stworzona na podstawie bezpośrednich odległości wyznaczonych do poszczególnych obiektów. Precyzyjnie wyznaczone odległości cefeid wypełniających dysk galaktyczny, aż po jego krańce, umożliwiają dokładną analizę budowy dysku galaktycznego. Słońce znajduje się około 50 lat świetlnych powyżej płaszczyzny dysku. Mapa pokazuje, że dysk galaktyczny jest płaski do odległości 25 tys. lat świetlnych od centrum Galaktyki, a w dalszych odległościach ulega zakrzywieniu (disk warp).
Zakrzywienie dysku podejrzewano już wiele lat temu, ale dopiero teraz po raz pierwszy możemy użyć indywidualnych obiektów do badania jego kształtu w trzech wymiarach – wyjaśnia Przemek Mróz, doktorant UW, badający parametry dysku Galaktyki. Gwiazdy w zewnętrznych częściach dysku Drogi Mlecznej mogą być przesunięte nawet o 4,5 tys. lat świetlnych od płaszczyzny dysku wyznaczonej w centralnych rejonach Galaktyki. Zakrzywienie dysku może być spowodowane oddziaływaniami z innymi galaktykami, wpływem gazu międzygalaktycznego lub tzw. ciemnej materii.
Dysk galaktyczny nie ma stałej grubości. Rozszerzanie dysku (disk flaring) zostało w przypadku młodej populacji gwiazd Galaktyki po raz pierwszy tak dokładnie scharakteryzowane. Grubość dysku galaktycznego wynosi około 500 lat świetlnych w odległości Słońca i osiąga ponad 3 tys. na samych krańcach dysku.
Wyznaczenie precyzyjnych odległości do tak licznej próbki cefeid w połączeniu z pomiarami ich prędkości z satelity Gaia umożliwiły również skonstruowanie dokładnej krzywej rotacji Galaktyki – zależności prędkości orbitalnej gwiazd wokół centrum Galaktyki od ich odległości od środka.
Nasza krzywa rotacji Galaktyki sięga daleko poza zakres dotychczasowych badań i potwierdza stałą prędkość orbitalną gwiazd, praktycznie aż do granic dysku – dodaje Przemek Mróz. Taki jej kształt jest jednym z podstawowych argumentów na rzecz istnienia tzw. ciemnej materii w Galaktyce.
Wiek cefeid skorelowany jest z ich okresem pulsacji. Na tej podstawie można wykonać tomografię wieku cefeid z Galaktyki. Okazuje się, że szereg wyraźnych struktur widocznych na mapie ma podobny wiek. Cefeidy młodsze znajdują się bliżej centrum Galaktyki, a najstarsze na jej krańcach.
Zbliżony wiek struktur wskazuje, że musiały one powstać w podobnym momencie w przeszłości, w jednym z ramion spiralnych Galaktyki. Ich dzisiejsze rozmieszczenie w dysku i częściowe rozmycie jest wynikiem różnej prędkości rotacji w Galaktyce ramion spiralnych (gazowych struktur, w których młode gwiazdy, m.in. cefeidy, powstają) oraz rotacji gwiazd – zauważa dr Jan Skowron, współautor pracy w tygodniku Science.
Aby przetestować tę hipotezę, skonstruowany został prosty model powstawania poszczególnych struktur. W ramiona spiralne Galaktyki wstawiono epizody formowania się gwiazd w różnych momentach w przeszłości i powstającym gwiazdom przypisano typowe ruchy własne oraz prędkość rotacji. Sprawdzano jak powstające miliony lat temu we fragmentach ramion spiralnych cefeidy będą usytuowane w dzisiejszej Galaktyce.
Symulowane i obserwowane struktury w Galaktyce są uderzająco podobne. Możemy więc stwierdzić, że nasz model historii dysku galaktycznego jest możliwy i jest w stanie objaśnić dzisiejsze struktury jakie w nim widzimy – podsumowuje wyniki modelowania dr Jan Skowron.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie pokazali pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury. Po dekadzie teoretycznych rozważań na temat możliwości obrazowania obiektu, z którego nie wydobywa się światło, udało się teorię przekuć w praktykę. Dzięki Event Horizon Telescope (EHT), o którego uruchomieniu informowaliśmy przed dwoma laty, udało się osiągnąć kamień milowy w astronomii.
EHT, w skład którego wchodzą teleskopy na Hawajach, w Chile, Meksyku, Antarktydzie, Francji i Hiszpanii od początku swojego powstania obserwował Saggitariusa A*, czyli czarną dziurę w Drodze Mlecznej, oraz supermasywną czarną dziurę w galaktyce Messier 87. I to właśnie M87 jest pierwszą czarną dziurą, którą zobrazowała ludzkość.
EHT zbiera tak dużo danych, że jej przesłanie za pomocą internetu nie jest możliwe. Informacje są składowane lokalnie, a później przewożone do Instytutu Maksa Plancka w Niemczech i do Haystack Observatory w USA, gdzie są przetwarzane. Dane, dzięki którym zobaczyliśmy czarną dziurę, zostały zebrane pomiędzy 5 a 14 kwietnia 2017 roku. Dopiero po dwóch latach pracy udało się je złożyć razem i pokazać, jak wygląda M87.
Czarne dziury są tak masywne i gęste, że nie może z nich uciec nawet światło. Są też zwane osobliwościami, gdyż nie zajmują przestrzeni. Jednak są otoczone horyzontem zdarzeń. I wszystko, co przekroczy granicę horyzontu zdarzeń, wpada do czarnej dziury bez możliwości powrotu. Z czarnej dziury nie wydobywa się więc światło, które można by uchwycić na fotografii. Jest ona jednak obiektem tak gęstym i masywnym, że oddziałuje na swoje otoczenie, zakrzywiając czasoprzestrzeń i podgrzewając do ekstremalnych temperatur otaczającą ją materię.
Jeśli czarną dziurę zanurzymy w czymś jasnym, takim jak dysk świecącego gazu, to powstanie ciemny obszar podobny do cienia. Coś, co przewidziane jest ogólną teorią względności Einsteina, a czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy, wyjaśnia przewodniczący Rady Naukowej EHT Heino Falcke z Holandii. Ten cień, powodowany przez grawitacyjne zaginanie i przechwytywanie światła przez horyzont zdarzeń, zdradza nam wiele informacji na temat czarnej dziury i pozwolił nam na zmierzenie maszy M87.
Gdy już upewniliśmy się, że mamy na obrazie cień, mogliśmy go porównać z naszymi modelami komputerowymi, które uwzględniają fizykę zagiętej przestrzeni, supergorącą materię i silne pola magnetyczne. Wiele z tego, co zaobserwowaliśmy dzięki EHT zadziwiająco dobrze pasuje do modeli teoretycznych. Dzięki temu jesteśmy pewni, że dobrze interpretujemy to, co widzimy i dobrze obliczyliśmy masę czarnej dziury, stwierdza Paul T.P. Ho, dyrktor Obserwatorium Wschodnioazjatyckiego i członek Rady EHT.
Event Horizon Telescope zdobył petabajty danych, które zostały przeanalizowane przez wyspecjalizowane superkomputery w Niemczech i USA. Osiągnęliśmy coś, o czym generację temu nie mogliśmy nawet marzyć. Przełom technologiczny, współpraca najlepszych światowych radioteleskopów oraz innowacyjne algorytmy pozwoliły nam badanie czarnych dziur i horyzontów zdarzeń w zupełnie nowy sposób, podsumowuje dyrektor EHT, Sheperd S. Doeleman z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
« powrót do artykułu
-