Izraelczycy podsłuchują żarówki
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
O teleskopie Hubble'a słyszeli chyba wszyscy. Nic w tym dziwnego, gdyż jest to jeden z najważniejszych instrumentów naukowych wykorzystywanych obecnie przez człowieka. Niewiele osób jednak wie, że teleskopy wcale nie muszą spoglądać w niebo. Na Antarktydzie powstaje właśnie niezwykłe urządzenie. Teleskop IceCube (Kostka Lodu), jest budowany wewnątrz lodowej czapy pokrywającej południowy biegun naszej planety. Jego zadaniem jest wykrywanie neutrin.
Neutrino
Neutrino to jedna z cząstek elementarnych. Należy ona do grupy leptonów i wyróżniamy trzy typy neutrin: taonowe, mionowe oraz elektronowe. Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny i niemal nie ma masy. Cząstka jest tak przenikliwa, że na przykład planety nie stanowią dla niej żadnej przeszkody. W każdej chwili przez nasze ciała, przez budynki i przez samą Ziemię przelatuje niezliczona liczba neutrin. Ich głównym źródłem jest oddziaływanie promieni kosmicznych w górnych warstwach atmosfery. Neutrina emitują też np. gwiazdy i reaktory atomowe.
Istnienie neutrin zostało przewidziane teoretycznie w 1930 roku przez Wolfganga Pauliego, ale musiało minąć aż 26 lat zanim eksperymentalnie udowodniono, że Pauli się nie mylił.
Cząsteczki te są bardzo łakomym kąskiem dla astronomów. Podróżują z prędkością światła od źródeł promieniowania, a na swej drodze nie napotykają niemal żadnych przeszkód. Neutrina powstają np. we wnętrzach gwiazd i bez najmniejszych problemów przemierzają przestrzeń kosmiczną. Badanie neutrin pozwala więc naukowcom wysnuć wnioski na temat samych źródeł, z których zostały wyemitowane.
Z tego, co wiemy obecnie, zdecydowana większość istniejących neutrin pochodzi z samych początków wszechświata, powstały w momencie Wielkiego Wybuchu.
IceCube
Neutrina badane są od kilkudziesięciu lat i od lat naukowcy opracowują nowe metody ich obserwacji. Teoretycy od dawna uważają, że do obserwacji neutrin pochodzących z bardzo odległych źródeł potrzebny jest instrument długości co najmniej kilometra. Takim instrumentem ma być IceCube. Na miejsce jego budowy wybrano Antarktydę, gdyż jej lody są wyjątkowo czyste i wolne od źródeł promieniowania. Nic nie powinno więc zakłócać pracy niezwykłego teleskopu.
Będzie się on składał z co najmniej 4200 modułów optycznych zawieszonych na 70 pionowych linach, a te z kolei będą umieszczone na głębokości od 1450 do 2450 metrów pod powierzchnią lodu. Na samej powierzchni znajdzie się kopuła zbudowana z co najmniej 280 modułów optycznych. Powierzchnia IceCube'a będzie wynosiła około 1 kilometra kwadratowego. Jak łatwo obliczyć, objętość tego niezwykłego instrumentu naukowego to około 2,5 kilometra sześciennego. Po ukończeniu prac IceCube będzie działał przez 20 lat.
Uczeni mają nadzieję, że odpowie on na tak fundamentalne pytania, jak warunki fizyczne rozbłysków gamma czy też pozwoli zbadać naturę fotonów pochodzących z pozostałości po supernowej w gwiazdozbiorze Kraba oraz z nieodległych galaktyk. Być może IceCube pozwoli również potwierdzić teorię strun.
Obecnie IceCube składa się z 40 lin. Do stycznia 2009 roku przybędzie 9 kolejnych. Rok później mają być już 63 liny, a w marcu 2010 roku urządzenie osiągnie pełną gotowość operacyjną. We wrześniu 2010 roku zakończony zostanie główny etap budowy IceCube'a.
Obecnie budżet projektu wynosi 271 milionów dolarów. W pracach bierze udział około 200 naukowców i 29 instytucji.
O skali przedsięwzięcia niech świadczą liczby. Wywiercenie w lodzie każdego z 70 otworów o średniej głębokości 2454 metrów trwa średnio 48 godzin (pierwszy otwór wiercono przez 57 godzin). W tym czasie usuwane jest 757 metrów sześciennych lodu i zużyciu ulega około 2400 litrów paliwa. W każdym otworze umieszczana jest lina. Operacja ta trwa 11 godzin. Praca nie jest łatwa, gdyż Antarktyda to najzimniejsze, najbardziej wietrzne i najbardziej suche miejsce na Ziemi. W niektórych jej punktach nie padało od tysięcy lat, a średnie temperatury na Biegunie Południowym wynoszą latem około -37 stopni Celsjusza. Rekord ciepła na Biegunie to -13,8 stopnia Celsjusza. Rekord zimna na Antarktydzie to -89 stopni Celsjusza.
Najsilniejsze podmuchy wiatru zanotowano w lipcu 1972 roku. Naukowcy z francuskiej bazy Dumont d'Urville poinformowali wówczas, że wiatr wial z prędkością 320 kilometrów na godzinę. Na Antarktydzie znajduje się też największa pustynia na świecie, a rekordowy zanotowany spadek temperatury wyniósł 36 stopni w ciągu 12 minut.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ekosfera jest tradycyjnie definiowana, jako odległość pomiędzy gwiazdą, a planetą, która umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na planecie. To obszar wokół gwiazdy, w którym na znajdujących się tam planetach może istnieć życie. Jednak grupa naukowców z University of Georgia uważa, że znacznie lepsze byłoby określenie „ekosfery fotosyntezy”, czyli wzięcie pod uwagi nie tylko możliwości istnienia ciekłej wody, ale również światła, jakie do planety dociera z gwiazdy macierzystej.
O życiu na innych planetach nie wiemy nic pewnego. Jednak poglądy na ten temat możemy przypisać do jednej z dwóch szkół. Pierwsza z nich mówi, że na innych planetach ewolucja mogła znaleźć sposób, by poradzić sobie z pozornie nieprzekraczalnymi barierami dla życia, jakie znamy z Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, życie w całym wszechświecie ograniczone jest uniwersalnymi prawami fizyki i może istnieć jedynie w formie podobnej do życia na Ziemi.
Naukowcy z Georgii rozpoczęli swoje badania od przyznania racji drugiej ze szkół i wprowadzili pojęcie „ekosfery fotosyntezy”. Znajdujące się w tym obszarze planety nie tylko mogą utrzymać na powierzchni ciekłą wodę – zatem nie znajdują się ani zbyt blisko, ani zbyt daleko od gwiazdy – ale również otrzymują wystarczająca ilość promieniowania w zakresie od 400 do 700 nanometrów. Promieniowanie o takich długościach fali jest na Ziemi niezbędne, by zachodziła fotosynteza, umożliwiające istnienie roślin.
Obecność fotosyntezy jest niezbędne do poszukiwania życia we wszechświecie. Jeśli mamy rozpoznać biosygnatury życia na innych planetach, to będą to sygnatury atmosfery bogatej w tlen, gdyż trudno jest wyjaśnić istnienie takiej atmosfery bez obecności organizmów żywych na planecie, mówi główna autorka badań, Cassandra Hall. Pojęcie „ekosfery fotosyntezy” jest zatem bardziej praktyczne i dające szanse na znalezienie życia, niż sama ekosfera.
Nie możemy oczywiście wykluczyć, że organizmy żywe na innych planetach przeprowadzają fotosyntezę w innych zakresach długości fali światła, jednak istnieje pewien silny przekonujący argument, że zakres 400–700 nm jest uniwersalny. Otóż jest to ten zakres fal światła, dla którego woda jest wysoce przezroczysta. Poza tym zakresem absorpcja światła przez wodę gwałtownie się zwiększa i oceany stają się dla takiego światła nieprzezroczyste. To silny argument za tym, że oceaniczne organizmy w całym wszechświecie potrzebują światła w tym właśnie zakresie, by móc prowadzić fotosyntezę.
Uczeni zauważyli również, że życie oparte na fotosyntezie może z mniejszym prawdopodobieństwem powstać na planetach znacznie większych niż Ziemia. Planety takie mają bowiem zwykle bardziej gęstą atmosferę, która będzie blokowała znaczną część światła z potrzebnego zakresu. Dlatego też Hall i jej koledzy uważają, że życia raczej należy szukać na mniejszych, bardziej podobnych do Ziemi planetach, niż na super-Ziemiach, które są uważane za dobry cel takich poszukiwań.
Badania takie, jak przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia są niezwykle istotne, gdyż naukowcy mają ograniczony dostęp do odpowiednich narzędzi badawczych. Szczegółowe plany wykorzystania najlepszych teleskopów rozpisane są na wiele miesięcy czy lat naprzód, a poszczególnym grupom naukowym przydziela się ograniczoną ilość czasu. Dlatego też warto, by – jeśli ich badania polegają na poszukiwaniu życia – skupiali się na badaniach najbardziej obiecujących obiektów. Tym bardziej, że w najbliższych latach ludzkość zyska nowe narzędzia. Od 2017 roku w Chile budowany jest europejski Extremely Large Telescope (ELT), który będzie znacznie bardziej efektywnie niż Teleskop Webba poszukiwał tlenu w atmosferach egzoplanet. Z kolei NASA rozważa budowę teleskopu Habitable Exoplanet Observatory, który byłby wyspecjalizowany w poszukiwaniu biosygnatur na egzoplanetach wielkości Ziemi. Teleskop ten w 2035 roku miałby trafić do punktu L2, gdzie obecnie znajduje się Teleskop Webba.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Uniwersytet Jagielloński wyśle w przestrzeń kosmiczną teleskop, który będzie poszukiwał śladów wodoru i deuteru wokół małych ciał Układu Słonecznego. Projekt HYADES, który właśnie został dofinansowany kwotą 3 milionów euro przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, ma na celu zbadanie pochodzenia wody na Ziemi oraz poszukiwanie jej źródeł w Układzie Słonecznym.
Woda to jeden z najważniejszych składników, niezbędnych do rozwoju życia. Wiemy, że występuje ona na Marsie i wchodzi w skład komet. Jednak jej bezpośrednia obserwacja na kometach jest trudna. Znacznie łatwiej jest zaobserwować atomy wodoru uwolnione w gazowych otoczkach komet wskutek rozpadu cząsteczek wody, mówi kierownik projektu HYADES, doktor Michał Drahus.
Atomy wodoru emitują dużo światła przez linię widmową Lyman alfa, dzięki czemu są bardzo czułym wskaźnikiem obecności wody. Jednak ten zakres promieniowania jest trudny w obserwacji. Znajduje się bowiem w zakresie dalekiego ultrafioletu, który jest całkowicie pochłaniany przez atmosferę Ziemi. Dlatego też naukowcy z UJ postanowili przenieść swoje obserwacje w kosmos.
W ramach pięcioletniego projektu powstanie satelita wyspecjalizowany w poszukiwaniu wody. Jego głównym celem będzie zbadanie różnych grup komet pod kątem jej występowania. Jest to o tyle istotne, że zgodnie z obecnym stanem wiedzy, Ziemia uformowała się bez wody. Dopiero później ten życiodajny składnik trafił na naszą planetę. Jedna z hipotez mówi, że została ona przyniesiona przez komety. Dlatego też ich obserwacje mogą pomóc w określeniu, skąd wzięła się woda na Ziemi. O tym, czy komety mogły być źródłem wody na Błękitnej Planecie może świadczyć stosunek izotopów wodoru. Jeśli znajdziemy na kometach wodę o składzie izotopowym takim, jaki ma woda na Ziemi, będzie to silnym potwierdzeniem hipotezy o pochodzeniu wody.
Misja HYADES może zrewolucjonizować naszą wiedzę na ten temat. O ile bowiem w ciągu ostatnich 35 lat tego typu badania przeprowadzono na próbce 12 komet uzyskując niejednoznaczne wyniki, to polscy naukowcy mają zamiar przebadać 50 komet w ciągu zaledwie 3 lat.
Na tym jednak możliwości HYADES się nie kończą. Kosmiczny teleskop z UJ poszuka też nieznanych zasobów wody w Układzie Słonecznym. Naukowcy chcą przyjrzeć się m.in. grupie planetoid przypominających komety. Uzyskane informacje na temat sublimacji lodu wodnego z tych ciał dadzą nam unikalny wgląd w zawartość wody w pasie głównym planetoid, mówi doktor Drahus. Niezwykle interesującym celem badawczym mogą być też obiekty międzygwiezdne, które podróżują przez Układ Słoneczny. Obiekty te mają niesłychane znaczenie dla nauki, gdyż uformowały się wokół innych gwiazd, w związku z czym przynoszą nam unikalne informacje o swoich macierzystych układach planetarnych, mówi Michał Drahus. Dotychczas zidentyfikowaliśmy dwa tego typu obiekty – 1I/Oumuamua oraz 2I/Borisov – naukowcy sądzą jednak, że jest ich znacznie więcej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Troje astronomów – José Luis Bernal, Gabriela Sato-Polito i Marc Kamionkowski – uważa, że sonda New Horizons mogła zarejestrować rozpadające się cząstki ciemnej materii. Uważają oni, że niespodziewany nadmiar światła zarejestrowany przez sondę, może pochodzić z rozpadających się aksjonów, hipotetycznych cząstek ciemnej materii.
Na optyczne promieniowanie tła składa się całe światło widzialne emitowane przez źródła znajdujące się poza Drogą Mleczną. Światło to może nieść ze sobą istotne informacje na temat struktury wszechświata. Problem w badaniu tego światła polega na trudności w jego odróżnieniu od światła, którego źródła znajdują się znacznie bliżej, szczególnie od światła Słońca rozproszonego na pyle międzyplanetarnym.
Wystrzelona w 2006 roku sonda New Horizons znajduje się obecnie w Pasie Kuipera. Pył międzyplanetarny jest tam znacznie bardziej rozproszony niż bliżej Słońca. Niedawno sonda użyła instrumentu o nazwie Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) do pomiaru światła. Ku zdumieniu specjalistów okazało się, że optyczne promieniowanie tła jest dwukrotnie bardziej jasne, niż należałoby się spodziewać z ostatnich badań dotyczących rozkładu galaktyk.
Astronomowie z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa uważają, że ten nadmiar światła może pochodzić z rozpadu aksjonów. Uczeni, chcąc wyjaśnić wyniki obserwacji LORRI, zbadali model, w którym aksjony rozpadałyby się do fotonów. Obliczyli, jak rozkładałaby się energia fotonów z takiego rozpadu i w jaki sposób przyczyniałoby się to zarejestrowania nadmiarowego światła przez LORRI. Wyniki sugerują, że nadmiar fotonów mógłby pochodzić z aksjonów o masie mieszczącym się w zakresie 8–20 eV/c2. Powinny one dawać wyraźny sygnał w przyszłych pomiarach intensywności światła.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Budowany od 7 lat największy aparat fotograficzny na świecie jest już niemal gotowy. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w maju 2023 roku aparat zostanie zabrany z clean roomu w SLAC National Accelerator Laboratory w Kalifornii i poleci do Chile, gdzie specjaliści zamontują go w budowanym właśnie Vera C. Rubin Observatory. Wszystkie elementy aparatu zostały już w pełni złożone, mówi inżynier Hannah Pollek.
Aparat posiada największe na świecie soczewki o średnicy 157 cm. Będzie do nich trafiało światło odbijane od trzech luster. Teleskop Vera C. Rubin Observatory będzie jednorazowo obserwował nieboskłon o szerokości 3,5 stopnia, czyli siedmiokrotnie większej od Księżyca w pełni. Gigantyczny aparat wykona dwa 15-sekundowe ujęcia obserwowanego obszaru, a następnie teleskop zostanie przekierowany na inny obszar nieboskłonu. W ten sposób, całymi latami, nowoczesne obserwatorium astronomiczne będzie badało południowy nieboskłon i sfotografuje około 20 miliardów galaktyk w ciągu 10 lat. Każdej nocy dostarczy astronomom 1,5 TB danych.
Badania te będą prowadzone za pomocą 3,2-gigapikselowego aparatu fotograficznego. To rozdzielczość tak duża, że pozwala na zarejestrowanie piłeczki golfowej z odległości 25 kilometrów.
Płaszczyzna ogniskowa aparatu ma szerokość 60 centymetrów i składa się ze 189 czujników CCD o rozdzielczości 16 megapikseli każdy. CCD wraz z towarzyszącą im elektroniką zostały połączone w grupy po 9 CCD w każdej. Powstało w ten sposób 21 modułów, które wraz z 4 dodatkowymi modułami, które służą pozycjonowaniu aparatu, umieszczono na podstawie. Każdy z takich modułów kosztował około 3 milionów dolarów.
Każdy z pikseli ma szerokość około 10 mikrometrów, a całość jest niezwykle płaska. Nierówności na całej płaszczyźnie ogniskowej nie przekraczają 1/10 grubości ludzkiego włosa. Dzięki tak małym pikselom i tak płaskiej powierzchni, możliwe jest wykonywanie zdjęć w niezwykle wysokiej rozdzielczości. W połączeniu z możliwościami lustra teleskopu Vera C. Rubin Observatory pozwoli na rejestrowanie obiektów, które są 100 milionów razy mniej jasne, niż minimalna jasność wymagana, by zauważyło je ludzkie oko. To właśnie te możliwości sprawiają, że środowisko naukowe z niecierpliwością czeka na uruchomienie nowego obserwatorium.
Jednak aby osiągnąć tak imponującą czułość, czujniki rejestrujące światło muszą zostać schłodzone. Dlatego za obiektywem zostanie umieszczony m.in. kriostat, który ma utrzymać CCD w temperaturze -100 stopni Celsjusza. To pozowali na wyeliminowanie większości szumu, jaki mogłyby przechwycić czujniki.
To jednak nie jedyne wyzwanie techniczne. Aparat potrzebuje do pracy ok. 1100 watów energii, a inżynierowie wciąż udoskonalają jego system chłodzenia. Ostatnio zdecydowali się na wykorzystanie innego płynu chłodzącego, co pociągnęło za sobą konieczność przebudowy całej instalacji chłodzącej.
Do zamontowania pozostało jeszcze sześć filtrów, z których każdy przepuszcza światło o konkretnej długości fali. Pięć filtrów zostanie umieszczonych na karuzeli, a szósty znajdzie się w specjalnym schowku. Mechanizm potrzebuje około 2 minut, by umieścić odpowiedni filtr pomiędzy soczewkami a czujnikami CCD. Po zamontowaniu filtrów aparat zostanie zwrócony obiektywem w stronę podłogi i rozpoczną się testy w warunkach słabego oświetlenia.
Gdy już całość będzie gotowa to transportu, z aparatu zostaną wymontowane soczewki i inne szklane elementy. Aparat zostanie umieszczony w specjalnie zabezpieczonym kontenerze, a całość poleci z San Francisco do Santiago.
Obecne plany przewidują, że pierwsze zdjęcie nieba aparat wykona w 2024 roku.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.