Specjaliści prezentują pomysły, jak znaleźć czarną dziurę krążącą w Układzie Słonecznym
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society pojawiły się wyniki nowego teoretycznego studium mechanizmu powstawania supermasywnych czarnych dziur. Jego autorzy, międzynarodowy zespół naukowy, twierdzą, że supermasywne czarne dziury nie muszą powstawać ze zwykłej materii, a mogą tworzyć się bezpośrednio z ciemnej materii.
Powstawanie i ewolucja czarnych dziur to wciąż jedna z zagadek astronomii. Wiemy, że supermasywne czarne dziury istniały już 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Wciąż nie wiemy, jak mogły uformować się tak szybko.
Standardowe modele tworzenia się czarnych dziur mówi o materii barionowej, która zapadła się pod wpływem grawitacji, utworzyła czarną dziurę, która z czasem rosła wchłaniając pobliską materię.
Autorzy nowej pracy badali teoretyczne możliwości istnienia stabilnych jąder galaktyk utworzonych z jądra z ciemnej materii i otaczającej je rozproszonego halo ciemnej materii. W czasie badań zauważyli, że centralne miejsca takich struktur mogą stać się tak gęste, że po przekroczeniu pewnej granicy zapadną się tworząc supermasywną czarną dziurę.
Z modelu wynika, że takie zjawisko może zachodzić znacznie szybciej niż inne mechanizmy powstawania supermasywnych czarnych dziur. Na tyle szybko, że mogły się one formować we wczesnym wszechświecie, zanim jeszcze powstały galaktyki, w centrach których się znajdują.
Nowy scenariusz formowania może wyjaśniać, w jaki sposób supermasywne czarne dziury powstały we wczesnym wszechświecie, bez potrzeby odwoływania się do wcześniejszego powstania gwiazd czy formowania się czarnych dziur o nierealnym tempie wzrostu, mówi główny autor badań Carlos R. Argüelles z Universidad Nacional de La Plata.
Nasza praca pokazuje, że wewnątrz halo ciemnej materii mogą znajdować się gęste ośrodki, które mogą wyjaśniać formowania się supermasywnych czarnych dziur, mówi uczony.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Dziewiąta Planeta, zwana też Planetą X, to wciąż hipotetyczny nieznany członek Układu Słonecznego. Jej istnienie zaproponowano przed kilku laty, by wyjaśnić nietypowe orbity niektórych obiektów poza Neptunem. Dziewiątej wciąż nie znaleziono, ale właśnie dowiadujemy się o odkryciu planety, która może być podobna do naszej Dziewiątej.
Niezwykłą planetę zauważono w 2013 roku w dużej odległości od liczącej sobie zaledwie 15 milionów lat gwiazdy podwójnej HD 106906. Jest jedyną znaną nam planetą w tak olbrzymiej odległości od gwiazdy. Planeta ta jest znacznie bardziej masywna, niż proponowana masa Dziewiątej. O ile bowiem Planeta X może mieć masę 10-krotnie większą od Ziemi, to planeta z 2013 roku jest 11-krotnie bardziej masywna od Jowisza, czyli ma 3500 mas Ziemi.
Znaleziono ją znacznie powyżej płaszczyzny układu planetarnego, odchyloną od niego o 21 stopni. Jednak dotychczas nie wiedziano, czy planeta ta stanowi część tego układu i jest powiązana grawitacyjnie jego gwiazdą podwójną czy też jest właśnie z niego wyrzucana.
Teraz na łamach Astronomical Journal opublikowano artykuł z którego dowiadujemy się, że HD 106906 b krąży wokół układu podwójnego HD 106906. Na podstawie analizy pozycji tej planety na przestrzeni ponad 14 lat naukowcy stwierdzili, że planeta okrąża swoje gwiazdy w ciągu 15 000 lat, wędrując po mocno eliptycznej orbicie.
Zauważenie planety na tak niezwykłej orbicie to potwierdzenie, że planety mogą mieć niezwykle wydłużone i nietypowo nachylone orbity. A to oznacza, że nic nie stoi na przeszkodzie, by taką orbitę miała też Dziewiąta Planeta. O ile istnieje.
HD 106906 zyskała swoją niezwykłą orbitę na wczesnym etapie ewolucji układu planetarnego. Bardzo wcześnie dzieje się coś, co wyrzuca planety i komety na zewnątrz, a później pojawiają się przechodzące obok gwiazdy, które stabilizują całość, mówi jeden z autorów badań, Paul Kalas z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Powoli gromadzimy dowody potrzebne nam do zrozumienia dużego zróżnicowania planet pozasłonecznych oraz tego, jak się to ma do niewyjaśnionych jeszcze zagadek Układu Słonecznego.
HD 106906 to młody układ podwójny znajdujący się w kierunku Gwiazdozbioru Krzyża Południa. W ostatnich latach był on intensywnie badany, gdyż posiada duży dysk pyłu i gazu, w którym mogą się rodzić planety. Na zdjęciu wykonanym w 2013 roku przez Teleskop Magellana w Chile zauważono planetę, świecącą od własnego wewnętrznego ciepła i znajdującą się w odległości 737 jednostek astronomicznych od układu podwójnego. To 25-krotnie dalej niż odległość Neptuna od Słońca.
Badania z 2015 roku wykazały, że w przeszłości planeta znajdowała się bliżej układu podwójnego, ale została wyrzucona w wyniku interakcji z gwiazdami. Problem w tym, że planeta mogła zostać całkowicie wyrzucona ze swojego układu. Do ustabilizowania jej dodatkowej orbity potrzebna była jeszcze dodatkowa interakcja.
Kalas i Robert De Rosa, który obecnie pracuje w Europejskim Obserwatorium Południowym, zaczęli szukać obiektów, z którymi mogło dojść do takiej interakcji i poinformowali, że zidentyfikowali kilkanaście gwiazd, które 3 miliony lat wcześniej mogły przechodzić w pobliżu układu HD 106906 stabilizując orbitę wyrzuconej planety HD 106906 b.
Teraz, korzystając z danych z lat 2004–2018 Kalas, de Rosa i Meiji Nguyen donoszą, że planeta jest na stabilnej orbicie wokół układu podwójnego, a w badanym czasie przebyła mniej niż 1/1000 swojej orbity. Co więcej, potwierdzili, że orbita ta jest bardzo mocno – w zakresie od 36 do 44 stopni – odchylona od płaszczyzny układu. A jej peryhelium znajduje się odległości 500 jednostek astronomicznych. To zaś sugeruje, że nie ma ona żadnego wpływu na zewnętrzne planety układu. Jest to więc jej kolejne podobieństwo do Dziewiątej, która nie wpływa na pozostałych osiem planet krążących wokół Słońca.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Teleskopy umieszczone na wysoko latających balonach stratosferycznych prowadzą obserwacje, jakich z Ziemi wykonać nie sposób. Jednak konieczność zabrania dużych systemów chłodzących ogranicza ilość sprzętu naukowego, jaki mogą zabrać balony. Naukowcy NASA opracowali właśnie technologię pozwalającą na znaczne zmniejszenie wagi takich systemów. Została ona przetestowana podczas misji Balloon-Borne Cryogenic Testbed (BOBCAT).
Wiele interesujących obiektów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej – jak odległe galaktyki czy chmury gazu i pyłu, z którego powstają gwiazdy oraz układy planetarne – emituje promieniowanie podczerwone. Jednak atmosfera Ziemi blokuje większość takiego promieniowania, przez co obiekty te trudno jest badać z powierzchni planety. Teleskopy można wysyłać w przestrzeń kosmiczną, jednak jest to niezwykle kosztowne przedsięwzięcie. Bardzo dobrą i znacznie tańszą alternatywą są więc teleskopy wynoszone przez balony.
Lustra takich teleskopów podróżujących w balonie mogłyby mieć nawet 5 metrów średnicy, czyli tyle co średnica pokoju w mieszkaniu. To jednak poważne wyzwanie, gdyż zarówno lustro jak i reszta teleskopu muszą być schłodzone do temperatur bliskich zeru absolutnemu. Jeśli ich się nie schłodzi, ich własne ciepło może zakłócać uzyskany obraz. To efekt podobny do prześwietlenia zdjęcia, wyjaśnia lider zespołu badawczego, Alan Kogut.
Ciekły hel z łatwością chłodzi teleskop, ale żeby tego dokonać, musimy wsadzić urządzenie do gigantycznego termosu zwanego dewarem. Termos wielkości pokoju ważyłby wiele ton, a to przekracza możliwości największych balonów, dodaje Kogut. Waga dewara wynika z faktu, że musi on mieć wystarczająco grube ściany, by wytrzymały różnicę ciśnień próżni pomiędzy ściankami termosu a ciśnieniem na poziomie morza.
Kogut i jego koledzy stwierdzili jednak, że tak naprawdę dewary mogłyby być znacznie lżejsze, gdyż pracują na wysokości 40 km, gdzie ciśnienie wynosi zaledwie 0,3% ciśnienia na poziomie morza.
Dewary opracowane na potrzeby misji BOBCAT składają się z części wewnętrznej zawierającej chłodziwo otoczonej przez część zewnętrzną. Pomiędzy obiema częściami jest próżnia. To standardowa architektura termosu. Jednak dewary Koguta i jego kolegów są niezwykłe, gdyż ich wykonane ze stali nierdzewnej ścianki mają zaledwie 0,5 mm grubości. Są więc niewiele grubsze niż ścianki standardowej puszki do napojów.
Urządzenie Koguta może być wystrzeliwane w temperaturze pokojowej. Jest wyposażone w zintegrowane zawory, przez który powietrze ciągle ucieka w miarę wznoszenia się urządzenia. Wyeliminowano w ten sposób problem pojawiania się dużej różnicy ciśnień. Gdy balon osiągnie wysokość 40 km. zawory są zamykane. Dopiero wówczas ze specjalnych zbiorników do termosu jest pompowany ciekły hel lub azot. Zbiorniki mają standardową konstrukcję, są niewielkie i niezbyt ciężkie.
Kogut i jego zespół rozpoczęli testy swojego urządzenia w sierpniu 2019 roku, wysyłając balon z 827-kilogramowym ładunkiem. Test miał dwa cele. Po pierwsze miał udowodnić, że płyny kriogeniczne (14 litrów ciekłego azotu i 268 litrów ciekłego helu) można rzeczywiście przepompowywać na docelowej wysokości. Po drugie zaś, naukowcy chcieli sprawdzić, jak wiele energii cieplnej przeniknie do dewara w czasie tej operacji. Okazało się, że do termosu trafiło około 2,7 wata, czyli więcej niż 1–2 watów uzyskanych dla tego samego dewara w idealnych warunkach laboratoryjnych.
Teraz naukowcy przygotowują kolejny test. Wykorzystają z nim lżejszy dewar o takiej samej wielkości i sprawdzą, czy uzyskane wyniki się potwierdzą.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Nowa sieć superautostrad w Układzie Słonecznym pozwoli na podróże znacznie szybciej niż dotychczas. Odkryte właśnie trasy umożliwiają kometom i asteroidom pokonanie odległości pomiędzy Jowiszem a Neptunem w czasie krótszym niż dekada i umożliwiają przebycie 100 jednostek astronomicznych szybciej niż w ciągu wieku. Trasy te mogą zostać użyte przez pojazdy kosmiczne do dość szybkiego dotarcia na skraj Układu Słonecznego. Ich odkrycie pozwoli też lepiej zrozumieć zagrożenia ze strony obiektów, które mogą zderzyć się z Ziemią.
Artykuł The arches of chaos in the Solar System opublikowany na łamach Science Advances opisuje dokonane obserwacje struktury dynamicznej tych tras, które tworzą serię połączonych łuków wewnątrz tzw. rozmaitości przestrzennej, rozciągającej się od pasa asteroid poza Uran. Ta specyficzna autostrada pozwala obiektom znajdującym się w Układzie Słonecznym na pokonanie w ciągu dziesięcioleci trasy, której przebycie – z uwzględnieniem całej dynamiki Układu Słonecznego – zajmuje tysiące lub miliony lat.
Najbardziej widoczne z tych łukowatych struktur są powiązane z Jowiszem i jego silnym wpływem grawitacyjnym. Cała populacja komet z rodziny Jowisza, których obieg jest krótszy niż 20 lat, oraz Centaury, są w olbrzymim stopniu kontrolowane przez rozmaitości przestrzenne. Niektóre z nich zderzają się z Jowiszem lub są wyrzucane poza Układ Słoneczny.
Na ślad tych struktur naukowcy wpadli analizując orbity milionów obiektów w Układzie Słonecznym i sprawdzając, jak orbity te wpasowują się w już znane kosmiczne autostrady. Potrzebne są jeszcze kolejne badania, które pozwolą dokładnie określić, w jaki sposób możemy wykorzystać te autostrady do wysyłania pojazdów pozaziemskich oraz w jaki sposób rozmaitości przestrzenne zachowują się w pobliżu Ziemi. To z kolei może mieć znaczenie zarówno dla określenie ryzyka zderzeń Ziemi z asteroidami czy zachowania coraz większej liczby sztucznych obiektów znajdujących się w układzie Ziemia-Księżyc.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.