Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Była, zniknęła i znowu się pojawiła. Zabłąkana gwiazda rozbiła koronę czarnej dziury?

Recommended Posts

Czarnych dziur nie możemy bezpośrednio obserwować. Widzimy jednak gaz i pył, które świecą, gdy są przez nie wchłaniane. Wciągana do czarnej dziury materia wiruje na podobieństwo wody wpływającej do dziury, a nad i pod dziurą pojawia się tzw. korona, zbudowana z jasno świecącego ultragorącego gazu. Przed dwoma laty astronomowie ze zdumieniem zaobserwowali, że korona czarnej dziury w galaktyce 1ES 1927+654 szybko zniknęła, a później równie szybko jest pojawiła.

Korony czarnych dziur mogą zmieniać jasność nawet 100-krotnie. Jednak w naszym przypadku doszło do bezprecedensowego wydarzenia. W ciągu zaledwie 40 dni jasność korony zmniejszyła się 10 000 razy. Niemal natychmiast korona zaczęła świecić coraz mocniej i po kolejnych 100 dniach jej blask był 20-krotniej silniejszy niż przed przygasaniem.

Jako, że blask korony jest bezpośrednio związany z materią wchłanianą przez czarną dziurę, zaobserwowane zjawisko świadczyło o tym, że źródło materii zostało odcięte. Jednak co mogło być przyczyną tak spektakularnego wydarzenia?
Międzynarodowy zespół astronomów z Izraela, USA, Wielkiej Brytanii, Chin, Kanady i Chile uważa, że przyczyną czasowego zniszczenia korony była zabłąkana gwiazda. Znalazła się ona zbyt blisko czarnej dziury i została rozerwana przez siły pływowe. Jej szybko poruszające się szczątki mogły spaść na dysk gazu otaczającego dziurę i chwilowo go rozproszyć.

Zwykle nie obserwujemy tak dużych zmian w dysku akrecyjnym czarnej dziury, mówi główny autor badań, profesor Claudio Ricci z chilijskiego Uniwersytetu im. Diego Portalesa. To było tak dziwne, że początkowo sądziliśmy, iż coś jest nie tak z naszymi danymi. Gdy stwierdziliśmy, że są one prawidłowe, poczuliśmy dużą ekscytację. Nie mieliśmy jednak pojęcia, z czym mamy do czynienie. NIkt, z kim rozmawialiśmy, nie obserwował wcześniej takiego zjawiska.

Hipotezę o rozerwanej gwieździe wzmacnia fakt, że kilka miesięcy przed zniknięciem korony zauważono, że dysk akrecyjny badanej czarnej dziury nagle pojaśniał w paśmie widzialnym. Być może był to wynik pierwszego zderzenia z resztkami gwiazdy.
Najnowsze odkrycie jest również o tyle cenne, że naukowcy mogli całe zjawisko obserwować w czasie rzeczywistym. Oczywiście uwzględniając fakt, że galaktyka 1ES 1927+654 znajduje się w odległości 300 milionów lat świetlnych od Ziemi. Kiedy bowiem obserwatoria doniosły o pojaśnieniu dysku akrecyjnego zespół Ricciego zaczął obserwować czarną dziurę za pomocą kilku narzędzi. Wykorzystano teleskop NICER znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Neil Gehrels Swift Observatory, NuSTAR oraz XMM-Newton. Wszystkie one zapewniały ciągły napływ danych przez wiele miesięcy, co pozwoliło na obserwowanie zniknięcia i pojawienia się korony.

Autorzy badań nie wykluczają, że mogą istnieć inne wyjaśnienia obserwowanego zjawiska. Podkreślają, że jedną z wyróżniających się cech tego, co obserwowali był fakt, że spadek jasności korony nie był liniowy. Zmiany zachodziły w różnym tempie, czasami jasność korony spadała 100-krotnie w czasie zaledwie 8 godzin. Wiadomo, że korony czarnych dziur mogą tak bardzo zmieniać jasność, jednak w znacznie dłuższym czasie. Tak dramatyczne skoki, do których dochodziło całymi miesiącami, to coś niezwykłego.

Te dane wciąż stanowią zagadkę. Ale to niezwykle ekscytujące, gdyż oznacza, że uczymy się czegoś nowego o wszechświecie. Sądzimy, że hipoteza o gwieździe jest dobra, ale wiemy, że jeszcze przez długi czas będziemy to analizowali, mówi współautor badań profesor Erin Kara z MIT.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy teoretyczni z Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) sądzą, że znaleźli dowód na istnienie aksjonów, teoretycznych cząstek tworzących ciemną materię. Ich zdaniem aksjony mogą być źródłem wysokoenergetycznego promieniowania X otaczającego pewną grupę gwiazd neutronowych.
      Istnienie aksjonów postulowane jest od lat 70. ubiegłego wieku. Zgodnie z hipotezami mają powstawać one we wnętrzach gwiazd i pod wpływem pola magnetycznego zmieniać się w fotony. Mają też tworzyć ciemną materię, która stanowi 85% masy wszechświata i której istnienia wciąż bezpośrednio nie udowodniono. Widzimy jedynie jej oddziaływanie grawitacyjne na zwykłą materię.
      Grupa gwiazd neutronowych, o której mówią naukowcy z LBNL to Magnificient 7. Są one świetnym miejscem do testowania obecności akcjonów, gdyż wiadomo, że gwiazdy te posiadają silne pola magnetyczne, są dość blisko siebie – w odległości kilkuset lat świetlnych – i powinny emitować niskoenergetyczne promieniowanie X oraz światło ultrafioletowe.
      Wiemy, że gwiazdy te są nudne i w tym przypadku jest to dobra cecha, mówi Benjamin Safdi, który stał na czele grupy badawczej.
      Gdyby Magnificient 7 były pulsarami, to tłumaczyłoby to odkrytą emisję w paśmie X. Jednak pulsarami nie są i żadne znane wyjaśnienie nie pozwala wytłumaczyć rejestrowanej emisji. Jeśli zaś otaczające Magnificient 7 promieniowanie pochodziło ze źródła lub źródeł ukrytych za pulsarami, to byłyby one widoczne w danych uzyskanych z teleskopów kosmicznych XMM-Newton i Chandra. A żadnego takiego źródła nie widać. Dlatego też Safdi i jego współpracownicy uważają, że źródłem są aksjony.
      Naukowcy nie wykluczają całkowicie, że nadmiar promieniowania można wyjaśnić w innych sposób niż istnieniem aksjonów. Mają jednak nadzieję, że jeśli takie alternatywne wyjaśnienie się pojawi, to również i ono będzie związane ze zjawiskiem wykraczającym poza Model Standardowy.
      Jesteśmy dość mocno przekonani, że to nadmiarowe promieniowanie istnieje i bardzo mocno przekonani, że mamy tutaj do czynienia z czymś nowym. Gdybyśmy zyskali 100% pewności, że to, co obserwujemy, spowodowane jest obecnością nieznanej cząstki, byłoby to wielkie odkrycie. Zrewolucjonizowałoby to fizykę, mówi Safdi.
      W tej chwili nie twierdzimy, że odkryliśmy aksjony. Twierdzimy, że dodatkowe promieniowanie X może być wyjaśnione przez aksjony, dodaje doktor Raymond Co z University of Minnesota.
      Safdi mówi, że kolejnym celem jego badań bądą białe karły. Gwiazdy te również mają bardzo silne pole magnetyczne i powinny być wolne od promieniowania X. Jeśli i tam zauważymy nadmiarowe promieniowanie X, będziemy coraz bardziej przekonani, że znaleźliśmy coś, co wykracza poza Model Standardowy, dodaje uczony.
      W ostatnim czasie aksjony cieszą się większym zainteresowaniem niż zwykle, gdyż kolejne eksperymenty nie dostarczyły dowodów na istnienie WIMP-ów (słabo oddziałujących masywnych cząstek), które również są kandydatem na cząstki tworzące ciemną materię.
      Aksjony to cała rodzina cząstek. Mogą istnieć setki cząstek podobnych do aksjonów (ALP) tworzących ciemną materię, a teoria strun pozwala na istnienie wielu typów ALP.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed ponad 10 laty poinformowaliśmy o odkryciu tajemniczych olbrzymich bąbli o wysokości około 25 000 lat świetlnych znajdujących się nad i pod centrum Drogi Mlecznej. Z czasem zyskały one miano Bąbli Fermiego. Teraz okazuje się, że nad nimi znajdują się jeszcze większe bąble, których wysokość sięga 45 000 lat świetlnych.
      W latach 50. astronomowie po raz pierwszy zauważyli, że nad płaszczyzną Drogi Mlecznej, na jej północnej stronie, wisi łuk emitujący promieniowanie radiowe. Przez kolejne dekady naukowcy sprzeczali się, czym jest ten „North Polar Spur”. Jedni widzieli w nim resztki gwiazdy, która eksplodowała, zdaniem innych była to pozostałość po jakiejś większej eksplozji. Tego typu kwestie są trudne do rozstrzygnięcia, gdyż spoglądając w przestrzeń kosmiczną nie widzimy głębi. Mamy 2-wymiarową mapę 3-wymiarowego wszechświata, stwierdza jeden z ekspertów.
      Większość astronomów sądziła, że North Polar Spur należy do bezpośredniego sąsiedztwa naszej galaktyki. Niektóre badania wskazywały, że łączy się on z pobliskimi chmurami gazu. Jeszcze inni specjaliści sprawdzali, jak zaburza on światło gwiazd w tle i dochodzili do wniosku, że to pozostałości supernowej.
      W 1977 roku Yoshiaki Sofue, astronom z Uniwersytetu Tokijskiego, na podstawie przeprowadzonych symulacji uznał, że to co widzimy, to jedynie część większej gigantycznej struktury, pary bąbli znajdujących się po obu stronach centrum galaktyki. Struktury takie miały, zdaniem Sofuego, rozdciągać się na dziesiątki tysięcy lat i być falami uderzeniowymi po wielkim wydarzeniu, do którego doszło przed milionami lat.
      Jeśli jednak Sofue ma racje, to dlaczego nie widzimy podobnej struktury na południu? Większość specjalistów pozostała nieprzekonana i pomysł Japończyka został niszową hipotezą.
      Wszystko uległo zmianie, gdy w 2010 roku teleskop kosmiczny Fermiego zaobserwował dwa bąble emitujące promieniowanie gamma i rozciągające się po obu stronach płaszczyzny naszej galaktyki, nad i pod jej centrum. Bąble były zbyt małe, by North Polar Spur mógł być ich częścią. Jeśli jednak wiemy, że istnieje jedna para bąbli, to może istnieje też i druga? Sytuacja uległa gwałtownej zmianie, mówi Jun Kataoka, współpracownik Sofuego z Uniwersytetu Waseda.
      Kolejne badania tylko dodały wagi twierdzeniom japońskiego badacza. W połowie 2019 roku wystrzelono niemiecko-rosyjską misję Spektr-RG, która orbituje wokół punktu L2. W jej skład wchodzą rosyjski teleskop ART-XC, który rejestruje wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie w zakresie 5–30 keV oraz niemiecki eROSITA, obserwujący to samo promieniowanie w zakresie 0,2–10 keV. W połowie bieżącego roku opublikowano pierwszą wstępną mapę obserwacji eROSITA.
      Widać na niej emitujące promieniowanie X bąble o wysokości 45 000 lat świetlnych każdy. Promieniowanie są emitowane przez gaz o temperaturze 3–4 milionów kelwinów, który rozszerza się w tempie 300–400 km/s. Co ważne, widoczny jest i bąbel północny i południowy. A pozycja bąbla północnego idealnie pasuje do pozycji North Polar Spur.
      Jednak naukowcy wciąż nie dokonali pełnej interpretacji North Polar Spur. Nie można wykluczyć, że pozostałości po supernowej znajdują się dokładnie przed nowo odkrytym bąblem północnym. We wrześniu 2020 roku ukazały się badania, których autorzy poinformowali, że coś złożonego z pyłu wisi 450 lat świetlnych nad centrum galaktyki. W kategoriach kosmicznych jest to bezpośrednie sąsiedztwo, wręcz rzut kamieniem.
      Jednak to, co zaobserwował eROSITA wskazuje, że przed około 15–20 milionami lat w centrum Drogi Mlecznej doszło do wielkiej eksplozji. Co to jednak mogło być? Na podstawie obliczeń energii, potrzebnej by powstały tak wielkie i gorące bąble, stwierdzono, że możliwe są dwa scenariusze.
      Pierwszy zakłada, że nagle pojawiły się dziesiątki tysięcy nowych gwiazd, które szybko zakończyły swoje życie spektakularnymi eksplozjami. Zdaniem wielu specjalistów jest to jednak mało prawdopodobne, bo w obserwowanych bąblach znajduje się niewiele metali, czyli cięższych pierwiastków. Metaliczność jest bardzo niska, więc nie sądzę, by przyczyną była aktywność gwiazd, mówi Kataoka.
      Alternatywny scenariusz dotyczy supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Nie można wykluczyć, że w jej pobliże zawędrowała wielka chmura gazu, której część została do dziury wciągnięta, a część odrzucona. W ten sposób powstały nowo odkryte bąble i, być może, bąble Fermiego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie z University of Warwick są współodkrywcami nowej klasy planet – ultragorących Neptunów. Co interesujące, pierwszy przedstawiciel tej klasy został znaleziony został w miejscu, gdzie planety rozmiarów Neptuna rzadko są znajdowane.
      Pierwszy ultragorący Neptun został odkryty w pobliżu gwiazdy LTT 9779. Obiega on ją w ciągu zaledwie 19 godzin. Jak obliczyli naukowcy, temperatura na powierzchni planety wynosi ponad 1700 stopni Celsjusza.
      Przy takiej temperaturze ciężkie pierwiastki jak żelazo mogą być jonizowane w atmosferze. To zaś stwarza unikatową okazję do badania składu chemicznego planet spoza Układu Słonecznego.
      Planeta LTT 9779B ma masę dwukrotnie większą od masy Neptuna, i jest o niego nieco większa. Ma zatem podobną gęstość. Stąd naukowcy wnioskują, że samo jej jądro ma masę 28 mas Ziemi, a jej atmosfera stanowi około 9% masy planety.
      Sam system liczy sobie 2 miliard y lat i ze względu na intensywne promieniowanie z gwiazdy nie należy planeta nie utrzyma swojej atmosfery zbyt długo.
      LTT 9779 to gwiazda podobna do Słońca położona w odległości 260 lat świetlnych od Ziemi. Jest bardzo bogata w metale, w jej atmosferze znajduje się dwukrotnie więcej żelaza niż w atmosferze Słońca. To zaś może wskazywać, że krążąca wokół niej planeta była w przeszłości znacznie większym gazowym olbrzymem, gdyż „lubią one” gwiazdy z dużą ilością żelaza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astrofizycy z Uniwersytetu Harvarda opublikowali na łamach The Astrophysical Journal Letters teorię, zgodnie z którą Słońce było kiedyś częścią układu podwójnego. Nasza gwiazda miała krążącego wokół niej towarzysza o podobnej masie. Jeśli teoria ta zostanie potwierdzona, zwiększy to prawdopodobieństwo istnienia Obłoku Oorta w takim kształcie, jak obecnie przyjęty i będzie można uznać teorię mówiącą, że tajemnicza Dziewiąta Planeta (Planeta X) została przez Układ Słoneczny przechwycona, a nie uformowała się w nim.
      Autorzy nowej teorii – profesor Avi Loeb i jego student Amir Siraj – postulują, że obecność towarzysza Słońca w klastrze, w którym gwiazdy się uformowały, pozwala wyjaśnić istnienie Obłoku Oorta. Naukowcy mówią, że dotychczasowe teorie pozostawiały wiele niewyjaśnionych zagadnień związanych z Obłokiem Oorta. Przyjęcie, że Słońce było częścią układu podwójnego, pozwala wyjaśnić liczne wątpliwości. Tym bardziej, że nie jest to wcale nieprawdopodobne. Większość gwiazd podobnych do Słońca zaczyna życie w układach podwójnych, mówią uczeni.
      Jeśli Obłok Oorta rzeczywiście został utworzony z obiektów przechwyconych dzięki pomocy towarzysza Słońca, to będzie to niosło istotne implikacje dla naszego rozumienia uformowania się Układu Słonecznego. Układy podwójne znacznie efektywniej przechwytują różne obiekty niż pojedyncze gwiazdy. Jeśli Obłok Oorta rzeczywiście tak się utworzył, będzie to znaczyło, że Słońce miało towarzysza o podobnej masie, stwierdza Loeb.
      Przyjęcie teorii o układzie podwójnym ma też znaczenie dla wyjaśnienia pojawienia się życia na Ziemi. Obiekty z zewnętrznych części Obłoku Oorta mogły odgrywać istotną rolę historii Ziemi. Mogły dostarczyć tutaj wodę i spowodować zagładę dinozaurów. Zrozumienie ich pochodzenia jest bardzo ważne, przypomina Siraj.
      Obaj naukowcy podkreślają, że ich teoria ma też znacznie dla wyjaśnienia zagadki Planety X. Dotyczy to nie tylko Obłoku Oorta ale również ekstremalnie dalekich obiektów transneptunowych, takich jak Dziewiąta Planeta. Nie wiadomo, skąd one pochodzą, jednak nasz model przewiduje, że jest więcej obiektów o orbitach takich jak Dziewiąta, stwierdza Loeb.
      Obecnie nie posiadamy instrumentów, które pozwoliłyby zaobserwować Obłok Oorta czy Dziewiątą Planetę. Jednak już w przyszłym roku ma zacząć działać Vera C. Rubin Observatory (VRO). Będzie ono w stanie zweryfikować istnienie Dziewiątej Planety. Jeśli VRO potwierdzi, że Dziewiąta Planeta istnieje i została przechwycona oraz zaobserwuje podobnie przechwycone planety karłowate, wtedy model binarny zyska przewagę nad obecnymi teoriami o początkach Słońca, mówi Siraj.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polsko-niemiecki zespół naukowy zaobserwował niedawno grupę gwiazd najbliższych czarnej dziurze w Drodze Mlecznej i stwierdził, że znajduje się wśród nich najszybsza znana nam gwiazda.  Niektóre z badanych gwiazd znajdują się wewnątrz orbity gwiazdy S2, która jeszcze do niedawna była uważana za najbliższą czarnej dziurze w Drodze Mlecznej.
      Czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki nosi nazwę Sagittarius A* (Sgr A*), dlatego też pobliskim jej gwiazdom nadano nazwy od S4711 do S4715. Gwiazdy te badał Michał Zajączek z Centrum Fizyki Teoretycznej w Warszawie we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Kolonii i Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka.
      Z grupy tej najbardziej interesujące okazały się S4711 oraz S4714. Badania wykazały, że S4711 ma masę 2,2 mas Słońca i okrąża czarną dziurę w ciągu zaledwie 7,6 roku i zbliża się do niej na odległość zaledwie 143,7 (± 18,8) jednostek astronomicznych. Jest więc gwiazdą o najkrótszym okresie orbitalnym i najmniejszej średniej odległości do Sgr A*.
      Z kolei S4714 jest najszybszą znaną nam gwiazdą. Co prawda okrąża ona czarną dziurę w ciągu 12 lat, jednak jej orbita jest eliptyczna, dzięki czemu przez dłuższy czas jest poddawana większemu oddziaływaniu ze strony Sgr A*. Z przeprowadzonych badań wynika, że S4714 zbliża się do Sgr A* na odległość zaledwie 12,6 j.a. (± 9,3 j.a.). W takiej odległości osiąga gigantyczną prędkość 23 928 km/s (± 8840 km/s), co stanowi aż 8% prędkości światła.
      Szczegóły badań opublikowano w artykule S62 and S4711: Indications of a population of faint fast moving stars inside the S2 orbitS4711 on a 7.6 year orbit around Sgr A*.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...