Astronomowie znaleźli najbliższą Ziemi czarną dziurę
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy w w połowie grudnia 1972 roku astronauci misji Apollo zbierali na Księżycu próbki, nie mieli pojęcia, że ponad 50 lat później jedna z nich – oznaczona numerem 76535 – zmieni nasze rozumienie historii Srebrnego Globu. Materiał powstał niemal 50 kilometrów pod powierzchnią Księżyca, jednak nie nosi śladów gwałtownego oddziaływania sił, które powstają, gdy skały z dużej głębokości są wyrzucane na powierzchnię. Zagadka 76535 intrygowała naukowców od dekad. Zdaniem niektórych specjalistów, materiał ten znalazł się na powierzchni w wyniku potężnego uderzenia, które utworzyło największy księżycowy krater, Basen Biegun Południowy-Aitken.
Zespół Evana Bjonnesa z Lawrence Livermore National Laboratory przeprowadził zaawansowane analizy komputerowe wielkiego uderzenia w Księżyc i stwierdził, że uderzenie, które utworzyło Morze Jasności mogło wynieść na powierzchnię skały na późniejszych etapach jego formowania się. Badania sugerują, że do tego uderzenia doszło 4,25 miliarda lat temu. To o 300 milionów lat wcześniej, niż dotychczas sądzono. To zaś oznacza, że okres intensywnych bombardowań Księżyca należy przesunąć w czasie. A co za tym idzie, należy zmienić pogląd na okres, w którym dochodziło do bombardowań Ziemi i innych planet. To niewielka skała, ale przynosi wielką zmianę w rozumieniu wczesnej historii Księżyca. Jest jak kapsuła czasu sprzed 4,25 miliardów lat, mówi Bjonnes.
Skład chemiczny i budowa fizyczna próbki 76535 wskazują, że materiał powstał głęboko pod powierzchnią. Jednak brak śladów oddziaływania potężnych sił, jakie zwykle towarzyszą gwałtownemu wydobywaniu się na powierzchnię. Dotychczasowe hipotezy mówiły, że tylko tak potężne uderzenia, jak to w wyniku którego powstał Basen Biegun Południowy-Aitken mogły wydobyć skały z tak dużych głębokości. Jednak miejsce znalezienia próbki było tak odległe od Basenu, że jej przyniesienie tam wymagałoby gwałtownego oddziaływania potężnych sił, a na próbce żadnych takich śladów nie było widać.
Jednak z badań Bjonnesa i jego zespołu wynika, że podczas późniejszego etapu formowania się krateru uderzeniowego, materiał z głębokości dziesiątków kilometrów może zostać wyniesiony na powierzchnię na tyle łagodnie, by zachować skały w takiej formie, jak próbka 76535. Symulacje wykazały, że uderzenie, które utworzyło Morze Jasności, mogło wynieść materiał z głębokości kilkudziesięciu kilometrów na głębokość nie większą niż kilku kilometrów od powierzchni. To dokładnie taki proces, w wyniku którego próbka mogła trafić na powierzchnię i nie nosić śladów oddziaływania gwałtownych sił.
Jeśli zaś rzeczywiście Morze Jasności powstało 4,25 miliardów lat temu, to również inne duże księżycowe kratery mogą być starsze niż obecnie uznawane. A to oznacza, że naukowcy muszą przemyśleć, jak szybko Księżyc ostygł i jak często w Układzie Słonecznym dochodziło do wielkich bombardowań wewnętrznych planet. Badania Księżyca są ważne z punktu widzenia naszej wiedzy o historii Ziemi. Na planecie wiele śladów zostało zatartych w wyniku procesów geologicznych i ruchów tektonicznych. Dlatego oś czasu Ziemi kalibruje się z uwzględnieniem danych z Księżyca. Zmiana datowania historii Srebrnego Globu wpływa więc na datowanie historii Ziemi.
Wyniki fascynujących badań zostały opublikowane na łamach Geophysical Research Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W dobie niezmiennie ciekawych odkryć, szczególnie związanych z JWST, wracamy do fundamentalnych pytań dotyczących początków Wszechświata. W odległości 12,8 miliardów lat świetlnych od Ziemi znajduje się czarna dziura o masie około miliarda mas Słońca. Powstała zatem w czasie krótszym niż miliard lat po Wielkim Wybuchu. Dziurę odkryto przed dwoma laty, a dzięki teleskopowi Chandra wiemy, że zasila ona kwazar RACS J0320-35. Chandra pozwolił też stwierdzić, że czarna dziura rośnie w rekordowo szybkim tempie.
Gdy materia opada na czarną dziurę, jest podgrzewana i pojawia się intensywne promieniowanie w szerokim zakresie. Promieniowanie to wywiera ciśnienie na opadający materiał. Gdy tempo opadania materii osiągnie wartość krytyczną, ciśnienie promieniowania równoważy grawitację czarnej dziury i materiał nie może już na nią szybko opadać. Ta wartość krytyczna nazywana została granicą Eddingtona.
Naukowcy uważają obecnie, że czarne dziury przybierające na masie wolniej niż pozwala granica Eddingtona muszą rozpocząć swoje istnienie jako obiekty o około 10 000 mas Słońca lub więcej, by w ciągu miliarda lat po Wielkim Wybuchu osiągnąć masę miliard razy większą od naszej gwiazdy. Żeby jednak czarna dziura rozpoczęła swoje istnienie od tak dużej masy, musiałaby powstać w wyniku rzadko zachodzącego procesu zapadnięcia się wielkiej chmury gęstego gazu zawierającego niezwykle małe ilości pierwiastków cięższych od helu.
Jeśli jednak RACS J0320-35 rzeczywiście rośnie w tempie 2,4-krotnie przekraczającym granicę Eddingtona – jak na to wskazują badania – i jeśli proces ten zachodzi przez dłuższy czas, to czarna dziura mogła powstać w bardziej typowy sposób, wskutek zapadnięcia się masywnej gwiazdy o masie nie przekraczającej 100 Słońc.
Znając masę czarnej dziury i tempo jej rośnięcia, naukowcy są w stanie obliczyć, jaką miała masę, gdy powstała. To z kolei pozwala na testowanie różnych teorii dotyczących powstawania czarnych dziur. W przypadku RACS J0320-35 naukowcy porównali modele teoretyczne z danymi z Chandry dotyczącymi promieniowania rentgenowskiego. Okazało się, że uzyskane przez teleskop spektrum promieniowania rentgenowskiego wskazuje, że czarna dziura rośnie szybciej niż granica Eddingtona, a znajduje to potwierdzenie w spektrum w zakresie widzialnym i podczerwieni.
Tego typu badania przybliżają nas do rozwiązania zagadki dotyczącej powstania pierwszego pokolenia czarnych dziur. Inną tajemnicą, do rozwikłania której się zbliżyliśmy, było zauważenie dżetów cząstek uciekających od czarnej dziury z prędkością światła. Tego typu dżety są rzadko obserwowane w przypadku kwazarów, a to może oznaczać, że szybko rosnąca czarna dziura może mieć z nimi coś wspólnego.
Artykuł X-Ray Investigation of Possible Super-Eddington Accretion in a Radio-loud Quasar at z = 6.13 został opublikowany na łamach The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W dobie niezmiennie ciekawych odkryć, szczególnie związanych z JWST, wracamy do fundamentalnych pytań dotyczących początków Wszechświata. W odległości 12,8 miliardów lat świetlnych od Ziemi znajduje się czarna dziura o masie około miliarda mas Słońca. Powstała zatem w czasie krótszym niż miliard lat po Wielkim Wybuchu. Dziurę odkryto przed dwoma laty, a dzięki teleskopowi Chandra wiemy, że zasila ona kwazar RACS J0320-35. Chandra pozwolił też stwierdzić, że czarna dziura rośnie w rekordowo szybkim tempie.
Gdy materia opada na czarną dziurę, jest podgrzewana i pojawia się intensywne promieniowanie w szerokim zakresie. Promieniowanie to wywiera ciśnienie na opadający materiał. Gdy tempo opadania materii osiągnie wartość krytyczną, ciśnienie promieniowania równoważy grawitację czarnej dziury i materiał nie może już na nią szybko opadać. Ta wartość krytyczna nazywana została granicą Eddingtona.
Naukowcy uważają obecnie, że czarne dziury przybierające na masie wolniej niż pozwala granica Eddingtona muszą rozpocząć swoje istnienie jako obiekty o około 10 000 mas Słońca lub więcej, by w ciągu miliarda lat po Wielkim Wybuchu osiągnąć masę miliard razy większą od naszej gwiazdy. Żeby jednak czarna dziura rozpoczęła swoje istnienie od tak dużej masy, musiałaby powstać w wyniku rzadko zachodzącego procesu zapadnięcia się wielkiej chmury gęstego gazu zawierającego niezwykle małe ilości pierwiastków cięższych od helu.
Jeśli jednak RACS J0320-35 rzeczywiście rośnie w tempie 2,4-krotnie przekraczającym granicę Eddingtona – jak na to wskazują badania – i jeśli proces ten zachodzi przez dłuższy czas, to czarna dziura mogła powstać w bardziej typowy sposób, wskutek zapadnięcia się masywnej gwiazdy o masie nie przekraczającej 100 Słońc.
Znając masę czarnej dziury i tempo jej rośnięcia, naukowcy są w stanie obliczyć, jaką miała masę, gdy powstała. To z kolei pozwala na testowanie różnych teorii dotyczących powstawania czarnych dziur. W przypadku RACS J0320-35 naukowcy porównali modele teoretyczne z danymi z Chandry dotyczącymi promieniowania rentgenowskiego. Okazało się, że uzyskane przez teleskop spektrum promieniowania rentgenowskiego wskazuje, że czarna dziura rośnie szybciej niż granica Eddingtona, a znajduje to potwierdzenie w spektrum w zakresie widzialnym i podczerwieni.
Tego typu badania przybliżają nas do rozwiązania zagadki dotyczącej powstania pierwszego pokolenia czarnych dziur. Inną tajemnicą, do rozwikłania której się zbliżyliśmy, było zauważenie dżetów cząstek uciekających od czarnej dziury z prędkością światła. Tego typu dżety są rzadko obserwowane w przypadku kwazarów, a to może oznaczać, że szybko rosnąca czarna dziura może mieć z nimi coś wspólnego.
Artykuł X-Ray Investigation of Possible Super-Eddington Accretion in a Radio-loud Quasar at z = 6.13 został opublikowany na łamach The Astrophysical Journal Letters.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Międzynarodowy zespół, kierowany przez naukowców z University of Texas w Austin, zidentyfikował najbardziej odległą i najstarszą czarną dziurę, jaką kiedykolwiek potwierdzono obserwacyjnie. Dziura i jej macierzysta galaktyka CAPERS-LRD-z9, istniały zaledwie 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu, 13,3 miliarda lat temu.
Odkrycia dokonano za pomocą teleskopu Jamesa Webba (JWST) w ramach programu CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey), którego celem jest identyfikacja i analiza najodleglejszych galaktyk. Kluczowe było zastosowanie spektroskopii, pozwalającej na rozszczepienie światła na poszczególne długości fal i wykrycie charakterystycznych przesunięć widma, wywołanych ruchem gazu wokół czarnej dziury. Dzięki temu astronomowie wykryli gaz poruszający się z prędkością ponad 3500 km/s. To sygnał wskazujący na istnienie aktywnego jądra galaktycznego. Zauważono je przy przesunięciu ku czerwieni z = 9,288.
Galaktyka należy do intrygującej klasy Małych Czerwonych Kropek (Little Red Dots). To odkryte w 2024 roku przez JWST kompaktowe obiekty, które pojawiły się między 0,6 a 1,5 miliarda lat po powstaniu wszechświata. W przypadku CAPERS-LRD-z9 źródłem intensywnego blasku jest supermasywna czarna dziura. Jej masę oszacowano na nawet 300 milionów mas Słońca, co stanowi do połowy masy wszystkich gwiazd w galaktyce.
Modelowanie emisji w zakresie UV i optycznym sugeruje, że czarna dziura jest otoczona gęstym obłokiem neutralnego gazu o gęstości rzędu 1010 cząsteczek wodoru na centymetr sześcienny. Ten gaz, działając jak filtr, nadaje obserwowanej galaktyce charakterystyczny czerwony odcień. Obserwacje wskazują również na małe rozmiary galaktyki, jej średnica to około 1100 lat świetlnych.
Tak masywna czarna dziura w tak młodym Wszechświecie rodzi fundamentalne pytania o mechanizmy ich powstawania. Być może czarne dziury we wczesnym wszechświecie rosły znacznie szybciej, niż zakładają obecne modele, albo też rozpoczynały swoje istnienie od znacznie większej masy.
Więcej na ten temat: CAPERS-LRD-z9: A Gas-enshrouded Little Red Dot Hosting a Broad-line Active Galactic Nucleus at z = 9.288.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Koala to jedne z najbardziej rozpoznawalnych i lubianych zwierząt na Ziemi. Te niewielkie ssaki są jednak zagrożone w wyniku utraty i fragmentacji siedlisk oraz trapiących je chorób. Wiemy, że niemal całe życie spędzają na drzewach, schodzą z nich tylko, by przemieścić się na inne drzewo. I pomimo tego, że na gatunek ten zwraca się dużo uwagi, nauka niewiele wie o tych nielicznych chwilach, które zwierzęta spędzają na ziemi. Tymczasem z najnowszych badań wynika, że właśnie to zabija koale.
Już poprzednie badania zgonów koali pokazały, że do 66% zgonów wśród nich dochodzi w momencie, gdy są na ziemi. Są tam głównie zabijane przez psy oraz samochody. Nie wiemy, jak często koala schodzą z drzew, jak daleko i jak szybko się przemieszczają, jak długo pozostają na ziemi, dlaczego schodzą z drzew. To niezwykle ważne informacje, których potrzebujemy, jeśli chcemy zidentyfikować najbardziej zagrożone obszary lub pory dnia i opracować strategie zmniejszenia zagrożeń czyhających na te zwierzęta, mówi doktorantka Gabriella Sparkes z University of Queensland.
Uczona wraz z zespołem wyposażyła dzikie koale w nadajniki GPS oraz akcelerometry. Urządzenia założono zwierzętom żyjącym na obszarach, na których wiele drzew wycięto na potrzeby rolnictwa. Pozycję koali rejestrowano co 5 minut, a gdy znalazły się na ziemi, była ona odnotowywana co 5 sekund. Dzięki temu możliwe było precyzyjne określenie zachowań zwierząt.
Tym, co zaszokowało naukowców, był fakt, jak wiele czasu zwierzęta spędzają na drzewach. Okazało się, że schodzą one z nich zaledwie 2-3 razy w ciągu nocy, a łączny czas przebywania na gruncie wynosi zaledwie około 10 minut. Z badań wynika też, że przebywające na ziemi zwierzę porusza się naprawdę powoli. Niemal tyle samo czasu spędzały na siedzeniu i staniu, co na przemieszczaniu się, a szybciej poruszają się jedynie przez 7% czasu spędzanego na gruncie. To może oznaczać, że zwierzęta bardzo szczegółowo oceniają otocznie, być może starannie wybierają drzewa, na które chcą wejść, a być może szybszy ruch wiąże się z olbrzymim wydatkiem energetycznym.
Dokonane odkrycie przynosi niezwykle ważne informacje i pokazuje, jak wielkim zagrożeniem jest wycinka drzew. Skoro w ciągu tych zaledwie 10 minut przebywania na gruncie, ginie aż 2/3 zwierząt, a fragmentacja siedlisk powoduje, że koala zmuszone są przebywać na gruncie coraz więcej czasu, dalsze niszczenie środowiska może przynieść gatunkowi zagładę.
Teraz autorzy badań oceniają te cechy habitatów koali, które decydują, jak długo zwierzęta pozostają na drzewach. Jeśli zidentyfikujemy gatunki drzew lub warunki środowiskowe powodujące, że zwierzęta dłużej zostają na drzewach, być może będziemy w stanie tak zarządzać krajobrazem, że rzadziej będą musiały schodzić z drzew, mówi Sparkes.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.