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

Polsko-niemiecki zespół naukowy znalazł najszybszą gwiazdę Drogi Mlecznej

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

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.

Trochę zbytni skrót perspektywiczny, ponieważ Sgr A* otacza mała gromada "szybkich" gwiazd zwanych gwiazdami S (gromada S); stąd S4711 itd.

9 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Z kolei S4714 jest najszybszą znaną nam gwiazdą.

Dla ścisłości nie jest, a bywa. ;)

9 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

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*.

Hmm. Dość karkołomne twierdzenie.

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
      Stephen Hawking przewidywał, że czarne dziury emitują promieniowanie jak ciało doskonale czarne. Emisja ta, zwana emisją Hawkinga, jest stała w czasie, a jej temperatura jest determinowana przez grawitację. Mimo, że przewidywania Hawkinga liczą sobie 50 lat, dotychczas nie udało się obserwacyjnie potwierdzić temperatury promieniowania. Prawdopodobnie jest ona niezwykle niska, w skali nanokelwinów lub mniej.
      Naukowcy z Wydziału Fizyki Izraelskiego Instytut Technologii Technion stworzyli dźwiękową czarną dziurę, będącą analogiem rzeczywistych czarnych dziur. To system, z którego fale dźwiękowe nie mogą się wydostać.
      W artykule opublikowanym na łamach Nature Physics naukowcy wykazali istnienie stacjonarnego promieniowania Hawkinga z takiej dziury.
      Dziura o średnicy 0,1 mm powstała z 8000 atomów rubidu. Każdy pomiar ją niszczył, zatem naukowcy – chcąc obserwować ewolucję swojej czarnej dziury – musieli ją na nowo utworzyć, zmierzyć i znowu utworzyć. Eksperyment powtórzyli 97 000 razy, co odpowiadało 124 dniom obserwacji i pomiarów. W tym czasie udało im się zarejestrować 6 momentów spontanicznego promieniowania i potwierdzić, że jego temperatura oraz siła były stałe.
      Profesor Jeff Steinhauer, który stał na czele zespołu badawczego, mówi, że emisja z dźwiękowej czarnej dziury składa się z fal dźwiękowych, a nie świetlnych. Atomy rubidu poruszają się szybciej niż prędkość dźwięku, więc dźwięk nie jest w stanie dotrzeć do horyzontu zdarzeń i uciec z dziury. Jednak poza horyzontem zdarzeń atomy poruszają się powoli, więc i dźwięk może się swobodnie przemieszczać.
      Wyobraź sobie, że płyniesz pod prąd. Jeśli prąd porusza się szybciej od ciebie, nie możesz się przesuwać naprzód, jesteś spychany w tył. To właśnie dzieje się w czarnej dziurze, wyjaśnia uczony.
      Hawking uważał, że promieniowanie czarnych dziur jest spontaniczne. Steinhauer i jego zespół potwierdzili to już podczas poprzednich badań. Obecnie chcieli sprawdzić, czy promieniowanie to jest też stałe, czyli czy nie zmienia się w czasie.
      Promieniowania Hawkinga składa się z pary fotonów. Jeden z nich wpada w czarną dziurę, drugi z niej ucieka. Dlatego też Steinhauer i jego koledzy szukali podobnych par fal dźwiękowych. Gdy już je znaleźli, musieli jeszcze określić, czy między nimi istnieje korelacja. W jej poszukiwaniu przeprowadzili wspomniane 97 000 powtórzeń eksperymentu.
      Uzyskane przez Izraelczyków wyniki są zgodne z przewidywaniami Hawkinga. Wszystko wskazuje na to, że promieniowanie jest stacjonarne. Oczywiście odnosi się do dźwiękowej czarnej dziury stworzonej w laboratorium, jednak naukowcy uważają, że dalsze prace teoretyczne pozwolą stwierdzić, iż wyniki te można też odnieść do czarnych dziur.
      Z naszych badań wynikają ważne pytania, gdyż obserwowaliśmy cały cykl życiowy odpowiednika czarnej dziury, zatem widzieliśmy, jak rozpoczynało się promieniowanie Hawkinga. W przyszłości ktoś może porównać uzyskane przez nas wyniki z tym, co mówią teorie na temat procesów zachodzących w czarnych dziurach. Czy rzeczywiście promieniowanie Hawkinga bierze się z niczego.
      W pewnym momencie podczas eksperymentów promieniowania otaczające laboratoryjną czarną dziurę stało się bardzo silne. Doszło do tego, czy czarna dziura utworzyła horyzont wewnętrzny. Jego istnienie jest zgodnie z teorią Einsteina. Horyzont wewnętrzny znajduje się wewnątrz czarnej dziury i oddziela obszar bliższy centrum temu dalszemu. Wewnątrz tego horyzontu grawitacja jest znacznie mniejsza, więc znajdujące się tam obiekty mogą się swobodnie przemieszczać. Nie opadają na centrum czarnej dziury. Nie są jednak w stanie wydostać się z czarnej dziury, gdyż nie mogą przekroczyć wewnętrznego horyzontu w stronę horyzontu zdarzeń.
      Horyzont zdarzeń to zewnętrzna sfera czarnej dziury. Wewnątrz znajduje się jeszcze jedna mała sfera, horyzont wewnętrzny. Jeśli tam trafisz to nadal jesteś uwięziony w czarnej dziurze, jednak nie odczuwasz dziwacznych praw fizyki w niej obowiązujących. Panuje tam bardziej „normalne środowisko”, oddziaływanie grawitacyjne jest tam znacznie słabsze, wyjaśnia Steinhauer.
      Niektórzy fizycy przewidywali, że gdy analog czarnej dziury tworzy wewnętrzny horyzont, rośnie emisja z czarnej dziury. Takie właśnie zjawisko zaobserwował zespół Seinhauera.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy naukowcy za pomocą teleskopu Hubble'a przyjrzeli się centrum gromady kulistej NGC 6397, spodziewali się znaleźć średnio masywną czarną dziurę. Zamiast niej zauważyli całą grupę niewielkich czarnych dziur. Odkrycie to stało się pierwszą okazją do badania czarnych dziur w centrum gromady kulistej.
      Gromady kuliste to niezwykle gęsto upakowane układy, w których gwiazdy znajdują się blisko siebie. Są też zwykle bardzo stare. Wiek NGC 6397 jest podobny do wieku wszechświata. Gromada znajduje się w odległości około 7800 lat świetlnych od Ziemi, co czyni ją jedną z najbliższych nam takich struktur. Jest ona jedną z około 20% gromad kulistych, w których – w wyniku gęstego upakowania – doszło do zapaści jądra. I to właśnie w tym zapadniętym jądrze odkryto grupę czarnych dziur.
      Odkrycia dokonali Eduardo Vitral i Gary A. Mamon z Institut d’Astrophysique de Paris, którzy spodziewali się znaleźć średnio masywną czarną dziurę. Takie obiekty są zaginionym elementem ewolucji czarnych dziur. Wiemy o istnieniu niewielkich czarnych dziur o masach gwiazdowych oraz supermasywnych czarnych dziur. Istnienie czarnych dziur o masach pośrednich jest przedmiotem gorących sporów.
      Uczeni poszukiwali czarnej dziury analizując pozycję i prędkość gwiazd w gromadzie. Wykorzystali przy tym dane z teleskopu Hubble'a oraz obserwatorium kosmicznego Gaia.
      Nasza analiza wykazała, że w całej gromadzie orbity gwiazd są niemal przypadkowe, a nie okrągłe lub eliptyczne, mówi Mamon. Odkryliśmy bardzo silny dowód na istnienie niewidocznej dla nas masy w centralnym regionie gromady. Ale, ku naszemu zdumieniu, stwierdziliśmy, że masa tanie znajduje się w jednym punkcie, ale zajmuje kilka procent rozmiarów gromady, dodaje Vitral.
      Taki rozkład niewidocznej masy wskazuje, że może ona pochodzić wyłącznie z pozostałości po masywnych gwiazdach, które się zapadły. W wyniku oddziaływań grawitacyjnych gwiazdy takie stopniowo przemieszczały się w kierunku centrum gromady. Badacze, wykorzystując modele ewolucji gwiazd doszli do wniosku, że mamy tam do czynienia ze zgrupowaniem mniejszych czarnych dziur, a nie z gwiazdami neutronowymi lub białymi karłami, których nie jesteśmy w stanie zaobserwować.
      Nasze badania są pierwszymi, w których została obliczona masa i rozkład zgrupowania składającego się głównie z czarnych dziur znajdujących się w zapadniętym jądrze gromady kulistej, stwierdza Vitral.
      Odkrywcy zastanawiają się, czy takie zgromadzenia czarnych dziur nie mogą być ważnym źródłem fal grawitacyjnych.
      Z pracą Mamona i Vitrala można zapoznać się na łamach Astronomy & Astrophysics.

      « 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
      Ziemia jest bliżej supermasywnej centralnej czarnej dziury – Sagittariusa A* – naszej galaktyki i porusza się szybciej niż dotychczas sądzono. Tak wynika z nowej mapy sporządzonej na podstawie ponad 15-letnich badań prowadzonych przez japoński projekt astronomiczny VERA.
      VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry) wystartował w 2000 roku. Głównym zadaniem projektu jest określenie struktury przestrzennej i prędkości obiektów w Drodze Mlecznej. Naukowcy wykorzystują technikę interferometrii, która pozwala połączyć dane z różnych radioteleskopów znajdujących się w Japonii i uzyskać obraz o takiej rozdzielczości, jak z jednego radioteleskopu o średnicy 2300 kilometrów. Uzyskano w ten sposób rozdzielczość wynoszącą 10 mikrosekund kątowych. To rozdzielczość wystarczająca, by – przynajmniej teoretycznie – dostrzec z Ziemi 2-złotówkę leżącą na powierzchni Księżyca.
      Jako, że Ziemia znajduje się wewnątrz Drogi Mlecznej, nie możemy badać naszej galaktyki z zewnątrz. Żeby zrozumieć strukturę Drogi Mlecznej musimy posłużyć się astrometrią, dokładnymi pomiarami pozycji i ruchu obiektów w naszej galaktyce. Dzięki temu jesteśmy w stanie odtworzyć jej trójwymiarową strukturę.  Właśnie opublikowano First VERA Astrometry Catalog, w którym znajdują się dokładne dane dotyczące 99 obiektów Drogi Mlecznej.
      Dzięki temu dowiedzieliśmy się właśnie, że Ziemia porusza się wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością 227 km/s, czyli o 7 km/s szybciej, niż sądziliśmy. Jest też o 2000 lat świetlnych bliżej Sagittariusa A*. Od centralnej czarnej dziury dzieli nas zatem 25 800 lat świetlnych, a nie 27 700 lat świetlnych.
      Teraz VERA obserwuje kolejne obiekty, szczególnie te znajdujące się blisko czarnej dziury. Projekt VERA przystąpił też do programu EAVN (East Asian VLBI Network), w ramach którego współpracują ze sobą radioteleskopy w Japonii, Korei Południowej i Chin. Dzięki zwiększeniu liczby urządzeń oraz odległości pomiędzy nimi EAVN osiągnie większą rozdzielczość niż VERA i dostarczy jeszcze bardziej dokładnych danych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W naszej galaktyce mogą znajdować się miliardy planet swobodnych, takich, które nie są związane grawitacyjnie z żadną gwiazdą i samodzielnie przemierzają przestrzeń kosmiczną. Polscy naukowcy z zespołu OGLE poinformowali właśnie o odkryciu najmniejszej znanej nam planety swobodnej.
      OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) ma na celu obserwację zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Prowadzony jest on przez naukowców z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego (OAUW), którzy wykorzystują polski teleskop znajdujący się w Las Campanas w Chile.
      To nie pierwsze znaczące osiągnięcie polskich naukowców. z OAUW. Przed kilku laty przeprowadziliśmy wywiad z profesorem Grzegorzem Pietrzyńskim, którego zespół dokonał najbardziej precyzyjnych pomiarów odległości do Wielkiego Obłoku Magellana.
      Większość znanych nam planet pozasłonecznych odkryto dzięki obserwacji ich przejść na tle gwiazdy macierzystej. Gdy taka planeta znajdzie się między swoją gwiazdą a Ziemią, widzimy spadek jasności gwiazdy, której część została przesłonięta przez planetę. Jednak tej metody nie możemy wykorzystać do wykrywania planet swobodnych. Nie krążą one przecież wokół gwiazd. Można je za to obserwować za pomocą zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
      Jak wiemy z ogólnej teorii względności, światło ulega zakrzywieniu w pobliżu masywnych obiektów. Grawitacja takich obiektów działa jak soczewka skupiająca i wzmacniająca światło odległych gwiazd. Jeśli zatem pomiędzy Ziemią odległą gwiazdą znajdzie się masywny obiekt – jak np. planeta – to jego grawitacja może spowodować, że światło ulegnie zakrzywieniu i skupieniu, a obserwator na Ziemi zobaczy pojaśnienie źródła światła.
      Jako, że mikrosoczewkowanie grawitacyjne nie zależy od jasności soczewki, jest świetnym sposobem na wykrywanie obiektów, które nie emitują światła, jak np. planety. Zjawisko mikrosoczewkowania jest jednak zależne od masy soczewki. Jeśli soczewką jest gwiazda, to wywołane przez nią zjawisko mikrosoczewkowania będzie trwało kilkanaście dni. W przypadku planet o masie Jowisza trwa ono 1-2 dni, a w przypadku planet podobnych do Ziemi – jedynie kilka godzin.
      Polscy naukowcy z OGLE donoszą o zaobserwowaniu najkrócej trwającego znanego nam zjawiska mikrosoczewkowania. Zjawisko OGLE-2016-BLG-1928 trwało zaledwie 41,5 minuty. Jako, że naukowcy nie znali odległości soczewki od Ziemi, nie mogli zbyt precyzyjnie określić jej masy, ale zdobyte dane wystarczyły, by stwierdzić, że soczewką był obiekt o masie mniejszej od Ziemi, za to trzykrotnie większej od masy Marsa. Najprawdopodobniej znajduje się on w odległości kilkunastu tysięcy lat świetlnych od nas.
      Wszystko wskazuje na to, że obiektem tym jest samotna planeta. Gdyby bowiem krążyła ona wokół gwiazdy, to gwiazda ta zostałaby zauważona. Zdaniem polskich naukowców mamy tutaj do czynienia z najmniejszą znaną nam planetą swobodną, która opuściła swój układ planetarny zaraz po jego uformowaniu się. Najprawdopodobniej została z niego wyrzucona w wyniku oddziaływania z innymi planetami.
      Szczegóły badań zostały przedstawione na łamach Astrphysical Journal Letters w artykule A terrestrial-mass rogue planet candidate detected in the shortest-timescale microlensing event.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...