Mamy najbardziej szczegółowe zdjęcia Słońca w historii
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Problem grzania korony słonecznej pozostaje nierozwiązany od 80 lat. Z modeli obliczeniowych wynika, że temperatura we wnętrzu Słońca wynosi ponad 15 milionów stopni, jednak na jego widocznej powierzchni (fotosferze) spada do około 5500 stopni, by w koronie wzrosnąć do około 2 milionów stopni. I to właśnie ta olbrzymia różnica temperatur pomiędzy powierzchnią a koroną stanowi zagadkę. Jej rozwiązanie – przynajmniej częściowe – zaproponował międzynarodowy zespół naukowy z Polski, Chin, USA, Hiszpanii i Belgii. Zdaniem badaczy za podgrzanie części korony odpowiadają... chłodne obszary na powierzchni.
W danych z Goode Solar Telescope uczeni znaleźli intensywne fale energii pochodzące z dość chłodnych, ciemnych i silnie namagnetyzowanych regionów fotosfery. Takie ciemniejsze regiony mogą powstawać, gdy silne pole magnetyczne tłumi przewodzenie cieplne i zaburza transport energii z wnętrza naszej gwiazdy na jej powierzchnię. Naukowcy przyjrzeli się aktywności tych chłodnych miejsc, przede wszystkim zaś włóknom plazmy powstającym w umbrze, najciemniejszym miejscu plamy słonecznej. Włókna te to stożkowate struktury o wysokości 500–1000 kilometrów i szerokości około 100 km. Istnieją one przez 2-3 minuty i zwykle ponownie pojawiają się w tym samym najciemniejszym miejscu umbry, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze, wyjaśnia profesor Vasyl Yurchyshyn z New Jersey Institute of Technology (NJIT).
Te ciemne dynamiczne włóka obserwowane były od dawna, jednak jako pierwsi byliśmy w stanie wykryć ich oscylacje boczne, które są powodowane przez szybko poruszające się fale. Te ciągle obecne fale w silnie namagnetyzowanych włóknach transportują energię w górę i przyczyniają się do podgrzania górnych części atmosfery Słońca, dodaje Wenda Cao z NJIT. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że fale te przenoszą tysiące razy więcej energii niż ilość energii tracona w aktywnych regionach atmosfery. Rozprzestrzenianie się tej energii jest nawet o 4 rzędy wielkości większa niż ilość energii potrzebna do utrzymania temperatury korony słonecznej.
Wszędzie na Słońcu wykryto dotychczas różne rodzaje fal. Jednak zwykle niosą one ze sobą zbyt mało energii, by podgrzać koronę. Szybkie fale, które wykryliśmy w umbrze plam słonecznych to stałe i wydajne źródło energii, które może podgrzewać koronę nad plamami, wyjaśnia Yurchyszyn. Odkrycie to, jak mówią naukowcy, nie tylko zmienia nasz pogląd na umbrę plam, ale również jest ważnym krokiem w kierunku zrozumienia transportu energii i podgrzewania korony.
Jednak, jak sami zauważają, zagadka grzania korony słonecznej nie została rozwiązania. Przepływ energii pochodzącej z plam może odpowiadać tylko za podgrzanie pętli koronalnych, które biorą swoje początki z plam. Istnieją jednak inne, wolne od plam, regiony Słońca powiązane z gorącymi pętlami koronalnymi. I czekają one na swoje wyjaśnienie, dodaje Cao.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba wykonał pierwsze zdjęcia planety pozasłonecznej. Na fotografiach widzimy gazowego olbrzyma HIP65426b. To planeta o masie od 5 do 10 razy większej od Jowisza, która powstała zaledwie 15–20 milionów lat temu. Znajduje się w odległości 385 lat świetlnych od Ziemi.
Na czele zespołu badawczego, który wykonał zdjęcia, stał profesor Sasha Hinkley z University of Exeter. To bardzo ważny moment nie tylko dla Webba, ale dla astronomii. Dzięki Webbowi, obserwując za jego pomocą skład chemiczny planet, możemy bowiem opisywać zjawiska fizyczne na nich zachodzące, stwierdza uczony. Planeta została odkryta w 2017 roku za pomocą urządzenia SPHERE na Very Large Telescope. Dysponowaliśmy jedynie jej obrazami wykonanymi w krótkich falach podczerwieni, które pokazywały dość wąski zakres emisji z planety.
Większość planet pozasłonecznych wykrywamy metodami pośrednimi, np. rejestrując regularne spadki jasności ich gwiazd, świadczące o tym, że na tle gwiazdy przeszła planeta. Wykonanie bezpośredniego obrazowania planety jest znacznie trudniejszym wyzwaniem, gdyż gwiazdy są wielokrotnie jaśniejsze od planet, więc ich blask przesłania nam krążące wokół nich planety. W przypadku HIP65426b różnica jasności między planetą a jej gwiazdą wynosiła od kilku do ponad 10 tysięcy.
Nowe zdjęcia wykonano w kilku różnych zakresach podczerwieni: 3,00 mikrometrów (to zdjęcie wykonało urządzenie NIRCam), 4,44 mm (NIRCam), 11,4o mm (MIRI) oraz 15,50 (MIRI). Fotografii takich nie można wykonać z Ziemi, gdyż przeszkadza światło podczerwone emitowane przez naszą atmosferę.
Bezpośrednie obrazowanie planety było możliwe dzięki temu, że znajduje się ona 100-krotnie dalej od swojej gwiazdy macierzystej niż Ziemia od Słońca. Do pozwoliło Webbowi odróżnić ją od gwiazdy. Instrumenty NIRCam i MIRI są wyposażone w koronografy. To zestaw niewielkich masek, które blokują światło gwiazd, pozwalając dojrzeć obiekty, które w innym przypadku byłyby niewidoczne przez blask gwiazdy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Australii i USA opisuje na łamach Nature Astronomy wyniki swoich badań nad asteroidami, z których wynika, że ważnym źródłem wody dla formującej się Ziemi był kosmiczny pył. A w procesie powstawania w nim wody główną rolę odegrało Słońce.
Naukowcy od dawna szukają źródeł wody na Ziemi. Jedna z teorii mówi, że pod koniec procesu formowania się naszej planety woda została przyniesiona przez planetoidy klasy C. Już wcześniej naukowcy analizowali izotopowy „odcisk palca” planetoid typu C, które spadły na Ziemię w postaci bogatych w wodę chondrytów węglistych. Jeśli stosunek wodoru do deuteru byłby w nich taki sam, co w wodzie na Ziemi, byłby to silny dowód, iż to właśnie one były źródłem wody. Jednak uzyskane dotychczas wyniki nie są jednoznaczne. Woda zawarta w chondrytach w wielu przypadkach odpowiadała wodzie na Ziemi, jednak w wielu też nie odpowiadała. Częściej jednak ziemska woda ma nieco inny skład izotopowy niż woda w chondrytach. To zaś oznacza, że oprócz nich musi istnieć w Układzie Słonecznym co najmniej jeszcze jedno źródło ziemskiej wody.
Naukowcy pracujący pod kierunkiem specjalistów z University of Glasgow przyjrzeli się teraz planetoidom klasy S, które znajdują się bliżej Słońca niż planetoidy C. Przeanalizowali próbki pobrane z asteroidy Itokawa i przywiezione na Ziemię w 2010 roku przez japońską sondę Hayabusa. Dzięki najnowocześniejszym narzędziom byli w stanie przyjrzeć się strukturze atomowej poszczególnych ziaren próbki i zbadać pojedyncze molekuły wody. Wykazali, że pod powierzchnią Itokawy, w wyniku procesu wietrzenia, powstały znaczne ilości wody. Odkrycie to wskazuje, że w rodzącym się Układzie Słonecznym pod powierzchnią ziaren pyłu tworzyła się woda. Wraz z pyłem opadała ona na Ziemię, tworząc z czasem oceany.
Wiatr słoneczny to głównie strumień jonów wodoru i helu, które bez przerwy przepływają przez przestrzeń kosmiczną. Kiedy jony wodoru trafiały na powierzchnię pozbawioną powietrza, jak asteroida czy ziarna pyłu, penetrowały ją na głębokość kilkudziesięciu nanometrów i tam mogły wpływać na skład chemiczny skład i pyłu. Z czasem w wyniku tych procesów jony wodoru mogły łączyć się z atomami tlenu obecnymi w pyle i skałach i utworzyć wodę.
Co bardzo ważne, taka woda pochodząca z wiatru słonecznego, składa się z lekkich izotopów. To zaś mocno wskazuje, że poddany oddziaływaniu wiatru słonecznego pył, który opadł na tworzącą się Ziemię, jest brakującym nieznanym dotychczas źródłem wody, stwierdzają autorzy badań.
Profesor Phil Bland z Curtin University powiedział, że dzięki obrazowaniu ATP (Atom Probe Tomography) możliwe było uzyskanie niezwykle szczegółowego obrazu na głębokość pierwszych 50 nanometrów pod powierzchnią ziaren pyłu Itokawy, który okrąża Słońce w 18-miesięcznych cyklach. Dzięki temu zobaczyliśmy, że ten fragment zwietrzałego materiału zawiera tyle wody, że po przeskalowaniu było by to około 20 litrów na każdy metr sześcienny skały.
Z kolei profesor John Bradley z University of Hawai‘i at Mānoa przypomniał, że jeszcze dekadę temu samo wspomnienie, że źródłem wody w Układzie Słonecznym może być wietrzenie skał spowodowane wiatrem słonecznym, spotkałoby się z niedowierzaniem. Teraz wykazaliśmy, że woda może powstawać na bieżąco na powierzchni asteroidy, co jest kolejnym dowodem na to, że interakcja wiatru słonecznego z pyłem zawierającym tlen prowadzi do powstania wody.
Pył tworzący mgławicę planetarną Słońca był poddawany ciągłemu oddziaływaniu wiatru słonecznego. A z pyłu tego powstawały planety. Woda tworzona w ten sposób jest zatem bezpośrednio związana z wodą obecną w układzie planetarnym, dodają autorzy badań.
Co więcej, odkrycie to wskazuje na obfite źródło wody dla przyszłych misji załogowych. Oznacza to bowiem, ze woda może znajdować się w na pozornie suchych planetach. Jednym z głównych problemów przyszłej załogowej eksploracji kosmosu jest problem znalezienia wystarczających ilości wody. Sądzimy, że ten sam proces wietrzenia, w wyniku którego woda powstała na asteroidzie Itokawa miał miejsce w wielu miejscach, takich jak Księżyc czy asteroida Westa. To zaś oznacza, że w przyszłości astronauci będą mogli pozyskać wodę wprost z powierzchni planet, dodaje profesor Hope Ishii.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy od dawna wiedzą, że duży koronalny wyrzut masy na Słońcu może poważnie uszkodzić sieci energetyczne, doprowadzając do braków prądu, wody, paliwa czy towarów w sklepach. Znacznie mniej uwagi przywiązują jednak do tego, jak takie wydarzenie wpłynie na internet. Jak się okazuje, skutki mogą być równie katastrofalne, a najsłabszym elementem systemu są podmorskie kable łączące kraje i kontynenty.
Przed kilkunastu laty amerykańskie Narodowe Akademie Nauk przygotowały na zlecenie NASA raport dotyczący skutków wielkiego koronalnego wyrzutu masy, który zostałyby skierowany w stronę Ziemi. Takie wydarzenie mogłoby pozbawić ludzi wody, towarów w sklepach, transportu publicznego i prywatnego, uniemożliwić działanie szpitali i przedsiębiorstw, doprowadzić do wyłączenia elektrowni. Jak wówczas informowali autorzy raportu same tylko Stany Zjednoczone poniosłyby w ciągu pierwszego roku straty rzędu 2 bilionów dolarów. Przywrócenie stanu sprzed katastrofy potrwałoby 4-10 lat.
Katastrofy naturalne zwykle są najbardziej odczuwane przez najbiedniejsze państwa. Wielki koronalny wyrzut masy jest zaś tym bardziej niebezpieczny, im bardziej rozwinięte państwo i im bardziej uzależnione jest od sieci energetycznej i – jak się okazuje – internetu.
Koronalne wyrzuty masy to gigantyczne obłoki plazmy, które co jakiś czas są wyrzucane przez Słońce w przestrzeń kosmiczną. Mają one masę miliardów ton i posiadają silne pole magnetyczne, które może uszkadzać satelity, sieci energetyczne i zakłócać łączność radiową.
Ludzkość nie ma zbyt wielu doświadczeń z tego typu wydarzeniami. W marcu 1989 roku w Kanadzie 6 milionów osób było przez 9 godzin pozbawionych prądu właśnie z powodu burzy na Słońcu. Jednak wiemy, że wyrzuty koronalne mogą być znacznie silniejsze. Najpotężniejsze znane nam tego typu zjawisko to wydarzenie Carringtona z 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak brytyjski astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych.
Przestały działać telegrafy, a Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety, doszło do kilku pożarów drewnianych budynków telegrafów, igły kompasów poruszały się w sposób niekontrolowany, a zorze polarne widać było nawet w Kolumbii. Jednak wydarzenie to miało miejsce na długo przed rozwojem sieci energetycznych. Obecnie tak silny rozbłysk miałby katastrofalne skutki.
Podczas zakończonej niedawno konferencji SIGCOMM 2021 profesor Sangeetha Abdu Jyothi z University of California Irvine, wystąpiła z odczytem Solar Superstorms. Planning for an Internet Apocalypse. Przedstawiła w nim wyniki swoich badań nad wpływem wielkiej chmury szybko poruszających się namagnetyzowanych cząstek słonecznych na światowy internet.
Z badań wynika, że nawet gdyby stosunkowo szybko udało się przywrócić zasilanie, to problemów z internetem doświadczalibyśmy przez długi czas. Dobra wiadomość jest taka, że lokalna i regionalna infrastruktura internetowa nie powinna zbytnio ucierpieć. Światłowody same w sobie są odporne na tego typu wydarzenia. Znacznie gorzej byłoby z przesyłaniem danych w skali całego globu.
Największe zagrożenie czyha na kable podmorskie. Przesyłają one dane przez tysiące kilometrów, a co 50–150 kilometrów są na nich zainstalowane wzmacniacze. I o ile sam podmorski kabel nie byłby narażony, to wielka burza słoneczna mogłaby uszkodzić te wzmacniacze. Gdy zaś doszłoby do uszkodzenia odpowiednich ich liczby, przesyłanie danych stałoby się niemożliwe. Co więcej, kable podmorskie są uziemiane co setki lub tysiące kilometrów, a to stwarza dodatkowe zagrożenie dla wzmacniaczy. Jakby jeszcze tego było mało, budowa geologiczna morskiego dna jest bardzo różna, i w niektórych miejscach wpływ burzy słonecznej na kable będzie silniejszy niż w innych. Zapomnijmy też o przesyłaniu danych za pomocą satelitów. Wielki rozbłysk na Słońcu może je uszkodzić.
Obecnie nie mamy modeli pokazujących dokładnie, co mogłoby się stać. Lepiej rozumiemy wpływ koronalnego wyrzutu masy na sieci energetyczne. Jednak one znajdują się na lądach. Jeszcze trudniej jest przewidywać, co może stać się na dnie morskim, mówi Abdu Jyothi.
Koronalne wyrzuty masy są bardziej niebezpieczne dla wyższych szerokości geograficznych, tych bliższych biegunom. Zatem Polska czy USA ucierpią bardziej niż położony w pobliżu równika Singapur. A Europa i Ameryka Północna będą miały większe problemy z internetem niż Azja.
Internet zaprojektowano tak, by był odporny na zakłócenia. Gdy dojdzie do awarii w jednym miejscu, dane są automatycznie kierowane inną drogą, by omijać miejsce awarii. Ale jednoczesna awaria w kilku czy kilkunastu kluczowych punktach zdestabilizuje całą sieć. Wszystko zależy od tego, gdzie do niej dojdzie. Wspomniany tutaj Singapur jest hubem dla wielu azjatyckich podmorskich kabli telekomunikacyjnych. Jako, że położony jest blisko równika, istnieje tam mniejsze ryzyko awarii w razie wielkiej burzy słonecznej. Ponadto wiele kabli w regionie jest dość krótkich, rozciągają się z huba w różnych kierunkach. Tymczasem kable przekraczające Atlantyk czy Pacyfik są bardzo długie i położone na wyższych, bardziej narażonych na zakłócenia, szerokościach geograficznych.
Niestety, podmorskie kable rzadko są zabezpieczane przed skutkami wielkich zaburzeń geomagnetycznych, takich jak burze słoneczne. Nie mamy doświadczenia z takimi wydarzeniami, a właściciele infrastruktury priorytetowo traktują cyberataki czy katastrofy naturalne mające swój początek na Ziemi i to przed nimi zabezpieczają swoje sieci.
Abdu Jyothi zauważa jednak, że o ile wielkie koronalne wyrzuty masy są niezwykle rzadkie, a jeszcze rzadziej są one skierowane w stronę Ziemi, to stawka jest tutaj bardzo duża. Długotrwałe zaburzenie łączności w skali globalnej miałoby negatywny wpływ niemal na każdy dział gospodarki i niemal każdego człowieka na Ziemi.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W 2018 roku naukowcy z Cornell University zbudowali wysoko wydajny wykrywacz, połączyli go z ptychografią, specjalną metodą obrazowania mikroskopowego i ustanowili światowy rekord obrazowania, uzyskując trzykrotnie większą rozdzielczość obrazu niż najlepsze mikroskopy elektronowe. Teraz ten sam zespół pobił swój własny rekord, dwukrotnie poprawiając rozdzielczość obrazu.
Uzyskano niezwykle wyraźny obraz, a jedyne rozmazane elementy pochodzą od zmian termicznych samych atomów. To nie jest po prostu nowy rekord. Wkroczyliśmy w obszar ostatecznych limitów rozdzielczości. Możemy teraz w bardzo prosty sposób wskazać, gdzie znajdują się atomy. To zaś otwiera całkiem nowe możliwości pomiaru, o których marzyliśmy od dawna. Rozwiązaliśmy też poważny problem, który Hans Bethe zauważył w 1928 roku, poradziliśmy sobie z rozpraszaniem promienia w próbce, mówi Muller.
Dzięki nowym algorytmom jesteśmy teraz w stanie skorygować wszelkie rozmazane kształty do tego stopnia, że największy rozmazany obszar, jaki otrzymujemy wynika z faktu, że same atomy się poruszają, dodaje uczony. Niewykluczone, że obraz można jeszcze poprawić, używając cięższych atomów, które mniej się poruszają, lub też schładzając próbkę. Jednak nawet w temperaturze zera absolutnego w atomach wciąż będzie dochodziło do fluktuacji kwantowych, zatem poprawa nie będzie szczególnie duża w porównaniu z już uzyskanym obrazem.
Najnowsze osiągnięcie naukowców z Cornell University oznacza, że specjaliści będą mogli zlokalizować indywidualne atomy w przestrzeni trójwymiarowej, co nie było możliwe za pomocą dotychczasowych metod. Możliwe będzie tez znalezienie zanieczyszczeń atomowych w różnych materiałach, co przełoży się na stworzenie doskonalszych półprzewodników, katalizatorów czy materiałów wykorzystywanych do budowy komputerów kwantowych. Możliwe będzie też analizowanie atomów na styku dwóch różnych połączonych materiałów.
Bardzo ważnym elementem pracy jest fakt, że nową metodę można też wykorzystać do analizowania próbek biologicznych, a nawet połączeń pomiędzy synapsami w mózgu.
Zastosowana metoda jest czasochłonna i wymaga dostępu do dużych mocy obliczeniowych, jednak w przyszłości dzięki potężniejszym komputerom, metodom maszynowego uczenia i szybszym czujnikom stanie się tańsza i łatwiej dostępna.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.