Wybuch supernowej dotarł na Ziemię i zabił wiele gatunków zwierząt?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W próbkach pobranych z dna Pacyfiku występuje niespodziewanie dużo berylu-10, informują naukowcy z Niemiec i Australii. Ten rzadki izotop powstaje w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego i dostarcza cennych informacji na temat geologicznej historii Ziemi. Jego większa od spodziewanej akumulacja na dnie oceanu może mieć związek ze zmianami prądów lub zjawiskami astrofizycznymi, które miały miejsce około 10 milionów lat temu. Nadmiarowy beryl może być znacznikiem, dzięki któremu będziemy mogli bardziej precyzyjnie opisać historię geologiczną naszej planety.
Izotopy promieniotwórcze, jak beryl-10, są wykorzystywane do datowania. Najbardziej znanym z nich jest węgiel-14. Jednak metoda radiowęglowa może być wykorzystywana do datowania próbek nie starszych niż około 50 tysięcy lat. Aby datować starsze próbki potrzebujmy innych izotopów, takich jakich beryl-10. Powstaje on w górnych partiach atmosfery, gdy promienie kosmiczne wchodzą w interakcje z tlenem i azotem. Później wraz z deszczem 10Be opada na powierzchnię planety i może akumulować się na dnie oceanów. Czas jego połowicznego rozpadu wynosi 1,4 miliona lat, co pozwala na datowanie próbek starszych niż 10 milionów lat.
Niedawno naukowcy z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie i Austalijskiego Uniwersytetu Narodowego prowadzili szczegółowe analizy próbek z dna Pacyfiku. Wykorzystali akceleratorową spektrometrię mas do oceny zawartości berylu-10. A gdy sprawdzili uzyskane wyniki, czekała ich niespodzianka. W próbce sprzed około 10 milionów lat znaleźliśmy niemal dwukrotnie więcej 10Be niż się spodziewaliśmy. To nieznana dotychczas anomalia, mówi doktor Dominik Koll z HZDR. Uczeni, by upewnić się, że nie doszło do zanieczyszczenia, poddali podobne analizie inne próbki i uzyskali takie same wyniki.
Anomalia taka wymaga wyjaśnienia. Doktor Koll ma dwie hipotezy. Jedna z nich związana jest z cyrkulacją oceaniczną wokół Antarktyki. Przypuszcza się, że 10–12 milionów lat temu doszło tam do znacznych zmian rozkładu prądów morskich. To mogło spowodować, że przez pewien czas dystrybucja 10Be była nierównomierna i spowodowało to szczególnie dużą koncentrację tego pierwiastka na Pacyfiku.
Druga z hipotez mówi, że przed 10 milionami lat promieniowanie kosmiczne stało się bardziej intensywne, na przykład w wyniku wybuchu pobliskiej supernowej. Ewentualnie Układ Słoneczny mógł przejściowo utracić swoją warstwę ochronną – heliosferę – na przykład w wyniku kolizji z gęstą chmurą międzygwiezdną. Jedynie dodatkowe pomiary berylu pokażą, czy anomalia spowodowana jest zmianą rozkładu prądów oceanicznych czy wydarzeniem astrofizycznym, mówi Koll. Dlatego chcemy w przyszłości przeanalizować więcej próbek i mamy nadzieję, że inne zespoły naukowe zrobią to samo, dodaje.
Jeśli do podobnej anomalii doszło na całej planecie, będzie to oznaczało, że jest ona skutkiem tego, co stało się w przestrzeni kosmicznej. Jeśli występuje tylko lokalnie, prawdopodobnie winna jest zmiana prądów oceanicznych.
Zauważony właśnie nadmiar berylu może być niezwykle przydatny w datowaniu geologicznym. Gdy bowiem porównuje się różne zestawy danych głównym problemem konieczność istnienia uniwersalnych znaczników czasowych, które pozwolą zsynchronizować dane. Dla okresów liczonych w milionach lat takie kosmogeniczne znaczniki jeszcze nie istnieją. Ta anomalia może być pierwszym z nich, wyjaśnia Koll.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wiele z odkrytych dotychczas czarnych dziur jest częścią układu podwójnego. Układy takie składają się z krążących wokół siebie czarnej dziury oraz innego obiektu – jak gwiazda, gwiazda neutronowa czy druga czarna dziura. Astronomowie z MIT-u i Caltechu poinformowali właśnie o zaskakującym odkryciu. Jedna z najlepiej przebadanych czarnych dziur, klasyfikowana jako część układu podwójnego, okazała się wchodzić w skład układu potrójnego.
Dotychczas sądzono, że czarnej dziurze V404 Cygni towarzyszy jedynie sąsiednia gwiazda. Obiega ona dziurę w ciągu 6,5 doby, to tak blisko, że V404 Cygni wciąga materiał z gwiazdy.Ku zdumieniu badaczy okazało się jednak, że wokół czarnej dziury krąży jeszcze jedna gwiazda.
Ten drugi z towarzyszy znajduje się w znacznie większej odległości. Gwiazda obiega dziurę w ciągu 70 000 lat. Sam fakt, że czarna dziura wywiera wpływ grawitacyjny na tak odległy obiekt każe zadać pytania o jej pochodzenie. Czarne dziury tego typu powstają w wyniku eksplozji supernowej. Badacze zauważają jednak, że gdyby tak było w tym przypadku, to energia wyemitowana przez gwiazdę przed jej zapadnięciem się, eksplozją i utworzeniem czarnej dziury, wyrzuciłaby w przestrzeń kosmiczną każdy luźno powiązany z nią obiekt. Zatem tej drugiej gwiazdy, bardziej odległej od czarnej dziury, nie byłoby w jej otoczeniu.
Dlatego też badacze uważają, że zaobserwowana przez nich czarna dziura powstała w wyniku bezpośredniego zapadnięcia się gwiazdy, w procesie, który nie doprowadził do pojawienia się supernowej. To znacznie bardziej łagodna droga tworzenia się czarnych dziur. Sądzimy, że większość czarnych dziur powstaje w wyniku gwałtownej eksplozji gwiazd, jednak to odkrycie poddaje tę drogę w wątpliwość. To bardzo interesujący układ z punktu badania ewolucji czarnych dziur. I każe zadać sobie pytanie, czy istnieje więcej układów potrójnych, mówi Kevin Burdge z MIT-u.
Odkrycia dokonano przypadkiem. Naukowcy analizowali bazę Aladin Lite, repozytorium obserwacji astronomicznych wykonanych przez różne teleskopy naziemne i kosmiczne. Wykorzystali automatyczne narzędzie, by wyodrębnić z bazy obserwacje dotyczące tych samych fragmentów nieboskłonów. Szukali w nich śladów nieznanych czarnych dziur. Z ciekawości Burdge zaczął przyglądać się V404 Cygni. To czarna dziura znajdująca się w odległości 8000 lat od Ziemi i jedna z pierwszych potwierdzonych czarnych dziur. Od czasu potwierdzenia w 1992 roku V404 Cygni jest jedną z najlepiej przebadanych czarnych dziur, na jej temat powstało ponad 1300 prac naukowych.
Burdge, oglądając jej zdjęcia, zauważył dwa źródła światła, zadziwiająco blisko siebie. Pierwsze ze źródeł zostało już wcześniej opisane jako niewielka gwiazda, której materiał jest wciągany przez V404 Cygni. Drugim ze źródeł nikt się dotychczas szczegółowo nie zainteresował. Burdge przystąpił do pracy. Dzięki danym z europejskiego satelity Gaia stwierdził, że to druga gwiazda, poruszająca się w tandemie z pierwszą. Prawdopodobieństwo, że to tylko przypadek, wynosi 1 do 10 milinów.
Zatem ta druga gwiazda również jest powiązana grawitacyjnie z V404 Cygni. Jest jednak daleko od niej. Znajduje się w odległości 3500 jednostek astronomicznych, czyli 3500 razy dalej niż Ziemia od Słońca. Obserwacje tej gwiazdy zdradziły też wiek całego układu. Badacze stwierdzili, że gwiazda rozpoczyna proces zmiany w czerwonego olbrzyma, ma zatem około 4 miliardów lat.
Jak się zatem okazuje, nawet – wydawałoby się – bardzo dobrze przebadane obiekty astronomiczne mogą skrywać niezwykłe tajemnice, których rozwikłanie znacząco zmienia i wzbogaca naszą wiedzę.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie odkryli nowy typ eksplozji gwiazd – mikronową. Do tego typu eksplozji dochodzi na powierzchni niektórych gwiazd, a w ich wyniku w ciągu kilku godzin wypaleniu ulega nawet 20 x 1015 ton materiału tworzącego gwiazdę.
Odkryliśmy zjawisko, które nazwaliśmy mikronową. Jego istnienie rzuca wyzwanie naszemu rozumieniu, w jaki sposób w gwiazdach dochodzi do eksplozji termojądrowych. Dotychczas sądziliśmy, że wiemy, jak to się dzieje. Jednak to odkrycie pokazuje, że eksplozje takie mogą powstawać w zupełnie nowy sposób, mówi Simone Scaringi z Durham University, który stał na czele zespołu badawczego.
Mikronowe to potężne wydarzenia w małej skali. Niosą ze sobą znacznie mniej energii niż znane nam od wieków nowe. Oba typy eksplozji łączy rodzaj gwiazd, mają one bowiem miejsce na białych karłach. To martwe gwiazdy o masie podobnej do masy Słońca, ale średnicy Ziemi.
Gdy biały karzeł występuje w układzie podwójnym, może wysysać materię swojego towarzysza. Gdy ta materia opada na bardzo gorącą powierzchnię białego karła dochodzi do eksplozji, w wyniku której atomy wodoru łączą się, tworząc atom helu. W nowych eksplozja termonuklearna ma miejsce na całej powierzchni gwiazdy. Takie powodują, że biały karzeł pali się i jasno świeci przez wiele tygodni, wyjaśnia współautorka badań, Nathalie Degenaar z Uniwersytetu w Amsterdamie.
Z kolei mikronowe to podobne eksplozje, do których dochodzi w mniejszej skali. Trwają one zaledwie kilka lub kilkanaście godzin. Zarejestrowano je na niektórych białych karłach o bardzo silnym polu magnetycznym, które kieruje opadający na gwiazdę materiał w stronę jej biegunów. Po raz pierwszy obserwowaliśmy zlokalizowaną fuzję wodoru. Wodorowe paliwo zostaje uwięzione w pobliżu biegunów niektórych białych karłów i tylko tam dochodzi do fuzji, dodaje Paul Groot z Radbound University. To zaś prowadzi do mikroeksplozji o sile 1/1 000 000 nowych, stąd też nazwa mikronowa, wyjaśnia uczony.
Odkrycie mikronowych to wyzwanie dla obecnego rozumienia gwiezdnych eksplozji. To pokazuje, jak dynamicznym miejscem jest wszechświat. Takie zjawiska mogą często występować, ale jako że trwają krótko, trudno jest je uchwycić, dodaje Scaingi.
Naukowcy dokonali odkrycia przypadkiem, przeglądając dane z Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Odkryliśmy w nich coś niezwykłego. Jasny rozbłysk w paśmie optyczny, który trwał kilka godzin. Podczas dalszych poszukiwań znaleźliśmy kilkanaście podobnych sygnałów, mówią naukowcy. W danych z TESS znaleziono trzy mikronowe, z czego dwie miały miejsce na białych karłach. Potwierdzenie, że i w przypadku trzeciej eksplozji mieliśmy do czynienia z białym karłem, wymagało wykorzystania instrumentu X-shooter z Very Large Telescope. Dzięki niemu zidentyfikowano zaś kolejne mikronowe.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ziemia wraz z Układem Słonecznym znajduje się w szerokiej na setki lat świetlnych pustce otoczonej tysiącami młodych gwiazd. Pustka ta, w której średnia gęstość materii międzygwiezdnej jest 10-krotnie mniejsza niż w Drodze Mlecznej, zwana jest Bąblem Lokalnym. Naukowcy z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) i Space Telescope Science Institute (STScI) postawili sobie za zadanie odtworzenie historii naszego galaktycznego sąsiedztwa. Wykazali, jak szereg wydarzeń, które rozpoczęły się przed 14 milionami lat, doprowadził do stworzenia bąbla, odpowiedzialnego za powstanie niemal wszystkich pobliskich gwiazd.
Astronom i ekspertka od wizualizacji danych, Catherine Zucker, która brała udział w badaniach mówi, że to naprawdę historia narodzin, po raz pierwszy jesteśmy w stanie wyjaśnić, jak rozpoczęło się formowanie wszystkich pobliskich gwiazd.
Głównym elementem pracy naukowców jest animacja 3D, która pokazuje, że wszystkie młode gwiazdy i regiony gwiazdotwórcze znajdujące się w odległości 500 lat świetlnych od Ziemi, umiejscowione sa na powierzchni Bąbla Lokalnego. O jego istnieniu wiadomo od dziesięcioleci, ale dopiero teraz zaczynamy rozumieć początki Bąbla i jego wpływ na otaczający go gaz.
Naukowcy wykazali teraz, że przed 14 milionami lat rozpoczęła się seria eksplozji supernowych, które wypchnęły gaz międzygwiezdny na zewnątrz, tworząc bąbel o powierzchni gotowej do formowania się gwiazd. Dzisiaj wiemy, że na powierzchni Bąbla znajduje się siedem regionów gwiazdotwórczych – chmur molekularnych – gęstych regionów w przestrzeni kosmicznej, w których formują się gwiazdy. Z naszych obliczeń wynika, że w przeciągu milionów lat doszło do 15 eksplozji supernowych, które uformowały Bąbel Lokalny, mówi Zucker. Uczeni zauważyli, że bąbel powoli rozszerza się z prędkością około 6,5 km/s.
Tempo rozszerzania się bąbla oraz obecne i przeszłe trajektorie gwiazd tworzących się na jego powierzchni zostały określone dzięki danym zebranym przez kosmiczne obserwatorium Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Gdy wybuchła pierwsza supernowa, która przyczyniła się do powstania Bąbla Lokalnego, Słońce znajdowało się daleko od tego wydarzenia. Jednak około 5 milionów lat temu wiodąca przez galaktykę trasa Słońca zaprowadziła je w kierunku Bąbla i teraz Słońce, zupełnym przypadkiem, znajduje się niemal dokładnie w jego centrum, dodaje profesor João Alves z Uniwersytetu Wiedeńskiego.
Niemal 50 lat temu pojawiła się teoria mówiąca, że bąble powszechnie występują w Drodze Mlecznej. Teraz mamy na to dowód. Bo jaka jest szansa, że znajdziemy się dokładnie w środku takiej struktury, mówi Goodman. Gdyby bąble były rzadkością, prawdopodobieństwo, że Słońce trafi do samego centrum jednego z nich, byłoby znikome. Droga Mleczna przypomina więc pełen dziur ser szwajcarski, w którym dziury są tworzone przez wybuchy supernowych, a na powierzchni bąbli tworzonych przez umierające gwiazdy, rodzą się kolejne gwiazdy.
Teraz uczeni planują zmapować więcej bąbli i uzyskać trójwymiarowy obraz ich lokalizacji, kształtów i rozmiarów. Stworzenie takiego spisu bąbli oraz łączących je oddziaływań pozwoli na określenie roli umierających gwiazd w powstawaniu kolejnych pokoleń gwiazd oraz poszerzy naszą wiedzę o strukturze i ewolucji galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej.
Artykuł opisujący badania opublikowano na łamach The Astrophysical Journal Letters, natomiast wszystkie interaktywne dane oraz materiały wideo zostały bezpłatnie udostępnione na specjalnie stworzonej witrynie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zjawiska istotne dla czarnych dziur, eksplozji supernowych i innych ekstremalnych wydarzeń kosmicznych mogą zostać odtworzone na Ziemi, twierdzą naukowcy z Pinceton University, SLAC National Accelerator Laboratory oraz Princeton Plasma Physics Laboratory. Dowodzą oni, że współczesna technologia pozwala na uzyskanie procesów kaskadowych opisywanych przez elektrodynamikę kwantową (QED cascades). Procesy takie leżą u podstaw eksplozji supernowych czy szybkich rozbłysków radiowych, w czasie których w ciągu milisekund emitowane jest tyle energii, ile Słońce emituje w ciągu kilku dni.
Kenan Qu, Sebastian Meuren i Nahaniel J. Fisch poinfornowali na łamach Physical Review Letters, o uzyskaniu pierwszego teoretycznego dowodu, że interakcja laboratoryjnego lasera z gęstym strumieniem elektronów doprowadzi do pojawienia się kaskad. Wykazaliśmy, że to, o czym sądzono, iż jest niemożliwe, w rzeczywistości jest możliwe. To zaś pokazuje, że zjawisko, którego dotychczas nie mogliśmy bezpośrednio obserwować, można uzyskać za pomocą najnowocześniejszych laserów i urządzeń do generowania strumienia elektronów, mówi główny autor artykułu, Kenan Qu.
Zderzenie silnego impulsu laserowego ze strumieniem elektronów o wysokiej energii prowadzi do powstania gęstej chmury par elektron-pozyton, które zaczynają wchodzić w interakcje. To zaś powoduje kolektywne zachowanie się plazmy, co z kolei wpływa na to, jak pary te wspólnie reagują na pola elektryczna lub magnetyczne.
Plazma, zjonizowana materia przypominająca gaz, zawiera swobodne cząstki – jony i elektrony – i stanowi około 99% widzialnego wszechświata. Napędza ona reakcje w gwiazdach, a zachodzące w niej procesy są silnie zależne od pól elektromagnetycznych.
"Poszukiwaliśmy sposobów, na odtworzenie warunków, w jakich powstaną pary elektron-pozyton o gęstości na tyle dużej, by doszło do kolektywnego zachowania się plazmy", mówi Qu. Już znacznie wcześniej wiedziano, że wystarczająco silne lasery, pola magnetyczne lub elektryczne mogą doprowadzić do pojawienia się wspomnianych procesów kaskadowych. Jednak wyliczenia pokazywały, że uzyskanie tak intensywnych promieni laserowych, pól magnetycznych i elektrycznych jest poza naszymi możliwościami.
Okazuje się, że połączenie współczesnych technologii laserowych z relatywistycznymi strumieniami elektronów wystarczy, by zaobserwować takie zjawisko, mówi profesor Nat Fisch. Kluczem jest tutaj wykorzystanie lasera, który spowolni pary elektron-pozyton tak, by ich masa spadła, przez co zwiększy się ich wpływ na częstotliwość plazmy i wzmocni kolektywne zachowania plazmy. Wykorzystanie już dostępnych technologii jest tańsze, niż próba zbudowania lasera o olbrzymiej intensywności.
Teraz autorzy badań chcą sprawdzić swoją przewidywania w SLAC National Accelerator Laboratory. Właśnie trwają tam prace nad laserem o umiarkowanej intensywności, a źródło elektronów już się tam znajduje. Jeśli dowiedziemy prawdziwości naszych obliczeń, zaoszczędzimy miliardy dolarów, dodaje Qu.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.