Bąble wielkości galaktyki. Kolejne niezwykłe odkrycie w pobliżu Drogi Mlecznej
-
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
Niewykluczone, że chińscy naukowcy zaobserwowali najstarszy znany rozbłysk gamma, który miał miejsce zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Linhua Jiang z Uniwersytetu w Pekinie i jego koledzy korzystali z Teleskopu Kecka na Hawajach do badań najsłabiej świecącej i najstarszej znanej nam galaktyki, GN-z11, gdy galaktyka nagle pojaśniała. Przez mniej niż 3 minuty była setki razy jaśniejsza niż zwykle.
Naukowcy sądzą, że za nagłe zwiększenie jasności galaktyki odpowiada rozbłysk gamma czyli nagłe pojawienie się bardzo silnego źródła promieniowania gamma. Zjawiska takie znamy z innych galaktyk, a źródłami rozbłysków mogą być eksplozje gwiazd.
Widzimy GN-z11 taką, jak wyglądała 13,4 miliarda lat temu, co oznacza, że jest to jedna z pierwszych galaktyk, jakie powstały po Wielkim Wybuchu. Jednak w rzeczywistości, biorąc pod uwagę rozszerzanie się wszechświata, znajduje się ona w odległości około 32 miliardów lat świetlnych. Ten proces rozszerzania się rozciągnął też czas, w jakim Jian i jego zespół mogli obserwować rozbłysk. W rzeczywistości trwał on około 20 sekund.
Poprzedni najstarszy zaobserwowany rozbłysk gamma pochodził sprzed 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ten z GN-z11 jest zatem wyjątkowo stary i sugeruje, że galaktyki we wczesnym wszechświecie były bardziej aktywne niż sądzono.
Odkrycie jest tym bardziej istotne, że zauważono niezwykle rzadkie zjawisko. Prawdopodobieństwo odkrycia rozbłysku gamma w konkretnej galaktyce jest bliskie zeru. Jeśli byśmy obserwowali jakąś galaktykę przez milion lat, to zauważylibyśmy jedynie kilka takich wydarzeń. To dlatego jesteśmy tak zaskoczeni, mówi Jiang.
« 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
Astronomowie nie od dzisiaj wiedzą, że galaktyki mogą rosnąć łącząc się z innymi galaktykami. W ten sposób mogła też ewoluować Droga Mleczna. Międzynarodowy zespół astronomów pracujący pod kierunkiem doktora Diederika Kruijssena z Uniwersytetu w Heidelbergu oraz doktora Joela Pfeffera z Liverpool John Moores University stworzył drzewo genealogiczne naszej galaktyki, a o wynikach swoich badań poinformował na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gromady kuliste to gęste zgrupowania powiązanych grawitacyjnie gwiazd. To bardzo stare struktury. W skład gromady może wchodzić nawet milion gwiazd. Wiemy, że w Drodze Mlecznej występuje ponad 150 takich gromad. Wiele z nich powstało w mniejszych galaktykach, które łączyły się, by w końcu utworzyć Drogę Mleczną taką, jaką znamy ją dzisiaj. Naukowcy od dawna podejrzewali, że gromady kuliste mogą pełnić rolę swoistych „skamieniałości”, dzięki którym uda się kiedyś zbadać przeszłość naszej galaktyki. Teraz mamy już w ręku odpowiednie narzędzia, by podjąć się takiego zadania.
Zespół Kruijssena i Pfeffera odtworzył drzewo genealogiczne Drogi Mlecznej opierając się przy tym wyłącznie na gromadach kulistych. Na potrzeby swoich badań naukowcy stworzyli zestaw zaawansowanych symulacji komputerowych modelujących powstawanie galaktyk podobnych do naszej. Zestaw ten, E-MOSAICS, jest jedynym, który zawiera kompletny model tworzenia się, ewolucji i niszczenia gromad kulistych.
Naukowcy byli w stanie powiązać wiek gromad kulistych, ich skład chemiczny oraz ruch orbitalny z właściwościami galaktyk, w których powstały ponad 10 miliardów lat temu. Stosując tę metodę do gromad kulistych w naszej galaktyce uczeni zdołali obliczyć nie tylko, z ilu gwiazd składały się galaktyki, w skład których oryginalnie gwiazdy z gromad wchodziły, ale również, kiedy doszło do ich połączenia z Drogą Mleczną.
Głównym wyzwaniem był fakt, że zderzenia galaktyk to bardzo chaotyczny proces, podczas którego orbity gromad kulistych zostają całkowicie zmienione. Wykorzystaliśmy więc sztuczną inteligencję, którą pomogła nam zrozumieć cały złożony system, który istnieje dzisiaj. Wytrenowaliśmy sieć neuronową na symulacjach E-MOSAICS tak, by łączyła właściwości gromad kulistych z historią ich oryginalnych galaktyk. Przetestowaliśmy nasz algorytm dziesiątki tysięcy razy i byliśmy zaskoczeni jak dokładnie reoknstruował łączenie się symulowanych galaktyk, wykorzystując w tym celu jedynie gromady kuliste, mówi Kruijssen.
Zachęceni wysoką dokładnością algorytmu naukowcy postanowili odszyfrować za jego pomocą historię Drogi Mlecznej. Symulacje nie tylko ujawniły masy moment łączenia się mniejszych galaktyk z Drogą Mleczną, ale pozwoliły na odkrycie nieznanej dotychczas kolizji Drogi Mlecznej z galaktyką, którą badacze nazwali Krakenem.
Zderzenie z Krakenem musiało być najważniejszym takim wydarzeniem w historii Drogi Mlecznej. Dotychczas powszechnie sądzono, że największym zderzeniem była kolizja z galaktyką karłowatą Gaia-Enceladus do którego doszło przed 9 miliardami lat.
Teraz dowiadujemy się, że 11 miliardów lat temu, gdy Droga Mleczna była 4-krotnie mniej masywna, połączyła się z galaktyką Kraken. Kolizja ta musiała całkowicie zmienić wygląd Drogi Mlecznej, mówi Kruijssen.
Dzięki rekonstrukcji wiemy, że dotychczas Droga Mleczna wchłonęła około 5 galaktyk, z których każda miała ponad 100 milionów gwiazd oraz około 15 galaktyk, z których każda miała co najmniej 10 milionów gwiazd. Do zderzenia z najbardziej masywną galaktyką doszło pomiędzy 6 a 11 miliardów lat temu.
Pozostałości po pięciu wielkich galaktykach zostały już zidentyfikowane. Obecne i przyszłe teleskopy powinny umożliwić identyfikację pozostałości wszystkich galaktyk wchłoniętych przez Drogę Mleczna, mówi Kruijssen.
Warto tutaj przypomnieć, że – jak informowaliśmy – naukowcy sądzą, że za kilka miliardów lat dojdzie do połączenia Drogi Mlecznej i Galaktyki Andromedy.
« 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.