Niezwykły sygnał w falach grawitacyjnych. Rekordowa gwiazda neutronowa czy rekordowa czarna dziura?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed 10 laty 14 września 2015 roku interferometr LIGO zarejestrował pierwsze fale grawitacyjne wykryte przez człowieka (o ich odkryciu poinformowano 11 lutego 2016 roku). Ludzkość zyskała 3. sposób badania kosmosu, po falach elektromagnetycznych i promieniowaniu kosmicznym. Tym razem zaobserwowaliśmy zaginanie czasoprzestrzeni. Obecnie LIGO rutynowo wykrywa fale grawitacyjne. We współpracy z Virgo (Włochy) i KAGRA (Japonia) tworzy sieć LVK, która średnio co trzy dni rejestruje fale pochodzące z połączenia czarnych dziur. Teraz naukowcy z LVK zdobyli drugi w historii, i jednocześnie najdokładniejszy, dowód obserwacyjny, na prawdziwość teorii o powierzchni czarnych dziur Stephena Hawkinga. W przełomowych badaniach brała udział duża grupa polskich uczonych z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika, Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu w Białymstoku i Narodowego Centrum Badań Jądrowych.
W 1971 roku Stephen Hawking zaprezentował teorię, zgodnie z którą całkowita powierzchnia horyzontu zdarzeń czarnej dziury nigdy się nie zmniejsza. Pierwsze zarejestrowane przez człowieka fale grawitacyjne pochodziły z wydarzenia GW150914, które po analizie okazało się połączeniem czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca. W ich wyniku powstała nowa czarna dziura o masie 62 mas Słońca, a brakujące masa 3 Słońc została wyemitowana w postaci promieniowania grawitacyjnego. Gdy Stephen Hawking się o tym dowiedział, skontaktował się z naukowcami z LIGO i zapytał, czy wykryte zjawisko potwierdza jego teorię o powierzchni. Wówczas jednak naukowcy nie byli w stanie odpowiedzieć na to pytanie. Dopiero w 2019 roku, już po śmierci Hawkinga, stworzono odpowiednie techniki analizy danych. Dwa lata później, w 2021 roku ostatecznie stwierdzono, że obserwacje wykazały, iż powierzchnia wynikowej czarnej dziury się nie zmniejszyła. Dokładność obserwacji wynosiła 95%, czyli około 2 sigma. To zbyt mało, by mówić o odkryciu.
Obecnie nadeszło silniejsze potwierdzenie prawdziwości teorii Hawkinga. Znaleziono je w danych z interferometru LIGO – Virgo i KAGRA były akurat wyłączone – który 14 stycznia bieżącego roku zaobserwował sygnał GW250114. Dostarczył on najsilniejszych dowodów na prawdziwość twierdzenia Hawkinga. ANaliza wykazała, że całkowita powierzchnia obu czarnych dziur, które się połączyły, wynosiła 240 000 km2, a powierzchnia nowo powstałej czarnej dziury to około 400 000 km2. Tym razem dokładność obserwacji wynosi 99,999%. Szczegóły badań opublikowano na łamach Physical Review Letters.
Ten wyjątkowy pomiar był możliwy dzięki 10 latom udoskonaleń interferometru. Prace były prowadzone w obu wykrywaczach, w stanach Waszyngton i Louisiana. Nie wiem, co będzie za 10 lat, ale poprzednie 10 lat to czas olbrzymiego wzrostu czułości LIGO. Dzięki temu nie tylko wykrywamy coraz więcej nowych czarnych dziur, ale zdobywamy coraz bardziej szczegółowe dane na ich temat, mówi profesor Katerina Chatziioannou.
Fale grawitacyjne ściskają i rozciągają przestrzeń o 1 część na 1021, zatem cała ziemia jest ściskana lub rozciągana o około szerokość atomu. LIGO składa się z dwóch bliźniaczych urządzeń umieszczonych w odległości około 3000 kilometrów od siebie. Każde z urządzeń ma kształt litery L o ramionach długości 4 kilometrów. Na końcach ramion znajdują się 40-kilogramowe lustra umieszczone dokładnie w tej samej odległości od lasera. W ich stronę wystrzeliwana jest wiązka lasera, która odbija się od luster i wraca do detektorów. Jeśli w trakcie ostrzeliwania luster laserem przez Ziemię przejdzie fala grawitacyjna, zmieni się odległość pomiędzy jednym z luster a laserem. Zatem światło w obu ramionach przebędzie różną drogę. Między promieniami światła dojdzie do interferencji, a badając ją naukowcy mogą mierzyć relatywną długość obu ramion z dokładnością do 1/10 000 szerokości protonu. To wystarczy, by wykryć zmiany długości ramion interferometru spowodowane przejściem fali grawitacyjnej.
Wykorzystanie dwóch identycznych urządzeń położonych w dużej odległości od siebie ma na celu eliminację części zakłóceń powodowanych źródłami na Ziemi (może zostać zakłócone jedno urządzenie, ale drugie położone tak daleko nie odczuje zakłócenia lub będzie to odczuwalne w inny sposób). Duża odległość pozwala też na dodatkowe upewnienie się, że przeszła fala grawitacyjna. Fale te rozchodzą się bowiem z prędkością światła, dokładnie więc wiemy, jakie może być opóźnienie zarejestrowanego sygnału pomiędzy jednym a drugim urządzeniem. Dzięki odległości dzielącej urządzenia możemy też dokonywać lepszej triangulacji, czyli lepiej określać źródło sygnału, a włączenie do tej sieci Virgo i KAGRA dodatkowo zwiększa precyzję pomiarów.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.