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

Komputerowy model ujawnił istnienie nieznanych pomostów pomiędzy galaktykami

Recommended Posts

Nowa mapa ciemnej materii ujawniła istnienie nieznanych wcześniej struktur łączących galaktyki. Mapa, stworzona za pomocą technik maszynowego uczenia, pomoże w badaniach nad ciemną materią oraz w opisaniu historii i przyszłości naszego lokalnego wszechświata. Jest ona dziełem międzynarodowego zespołu naukowego.

Jako że nie potrafimy bezpośrednio obserwować ciemnej materii, o jej rozkładzie dowiadujemy się, badając wpływ grawitacyjny, jaki wywiera na inne obiekty we wszechświecie, np. na galaktyki.

Co interesujące, łatwiej jest badać rozkład ciemnej materii znajdującej się znacznie dalej, gdyż pokazuje to daleką przeszłość, kiedy budowa wszechświata była mniej złożona. Z czasem wielkie struktury tylko się powiększyły, stopień złożoności wszechświata wzrósł, więc znacznie trudniej jest dokonywać lokalnych pomiarów ciemnej materii, mówi jeden z autorów badań, profesor Donghui Jeong z Pennsylvania State University.

Już wcześniej próbowano tworzyć podobne mapy rozpoczynając od modelu wczesnego wszechświata i symulując jego ewolucję przez miliardy lat. Jednak to metoda wymagająca olbrzymich mocy obliczeniowych i dotychczas nie udało się za jej pomocą stworzyć mapy na tyle szczegółowej, by można było zobaczyć nasz lokalny wszechświat.

Autorzy najnowszych badań wykorzystali inną metodę – za pomocą maszynowego uczenia się stworzyli model, który na podstawie znanych informacji o rozkładzie i ruchu galaktyk, przewiduje rozkład ciemnej materii.

Naukowcy zbudowali i wyćwiczyli swój model na Illustris-TNG, wielkim zestawie symulacji galaktyk, który zawiera informacje o galaktykach, gazach, innej widzialnej materii oraz ciemnej materii. Szczególnie skupiono się na strukturach podobnych do Drogi Mlecznej. W końcu udało się określić, które dane są niezbędne do poznania rozkładu ciemnej materii.

Do tak stworzonego modelu wprowadzono prawdziwe dane o lokalnym wszechświecie pochodzące z katalogu Cosmicflow-3. Zawiera on informacje o rozkładzie i ruchu ponad 17 000 galaktyk znajdujących się w odległości 200 megaparseków od Drogi mlecznej. Na tej podstawie powstała mapa rozkładu ciemnej materii.

Model prawidłowo odtworzył w niej Lokalną Grupę Galaktyk, Gromadę w Pannie, puste przestrzenie i inne struktury. Pokazał też struktury, o których istnieniu nie wiedzieliśmy, w tym włókna łączące galaktyki.

Możliwość stworzenia mapy lokalnej sieci kosmicznej otwiera nowy rozdział w kosmologii. Możemy teraz badać, jak rozkład ciemnej materii ma się do innych danych, co pozwoli nam na lepsze zrozumienie ciemnej materii. Możemy też bezpośrednio badać te włókna, tworzące wielkie pomocy pomiędzy galaktykami, mówi Jeong.

Uczeni sądzą, że dodając informacje o mniejszych galaktykach, będą mogli poprawić rozdzielczość mapy. Bardzo więc liczą na dane z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba.


« powrót do artykułu
  • Upvote (+1) 1
  • Downvote (-1) 1

Share this post


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

w tym włókna łączące galaktyki.

Może to te ze Star Gate? :)

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
      Międzynarodowy zespół astronomów odkrył właśnie najbardziej odległą znaną galaktykę. Może być ona domem najstarszych gwiazd we wszechświecie. Obiekt HD1, który ma wciąż status kandydata na galaktykę, znajduje się w odległości 13,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. To już kolejne w ostatnim czasie niezwykłe odkrycie. Niedawno informowaliśmy o zauważeniu przez Teleskop Hubble'a najstarszej gwiazdy we wszechświecie.
      Badacze nie są pewni charakteru HD1. Gdy ją odkryli, zauważyli niepodziewanie jasną emisję w ultrafiolecie. To wskazuje na zachodzenie bardzo energetycznych procesów. Tym, co przede wszystkim przychodzi do głowy, jest powstawanie gwiazd. Takie też założenie przyjęto na początku. Jednak gdy wykonano odpowiednie obliczenia okazało się, że galaktyka musiałaby tworzyć gwiazdy z nieprawdopodobną prędkością ponad 100 rocznie. To co najmniej 10-krotnie szybciej niż można się spodziewać po tego typu galaktykach. Dlatego też uczeni zaczęli podejrzewać, że w HD1 nie powstają standardowe gwiazdy.
      Pierwsza generacja gwiazd (gwiazdy III populacji), które tworzyły się we wszechświecie była bardziej masywna, jaśniejsza i cieplejsza niż współczesne gwiazdy. Jeśli przyjmiemy założenie, że w HD1 powstają gwiazdy III populacji, wówczas łatwiej wyjaśnić właściwości tej galaktyki. Trzeba pamiętać, że gwiazdy III populacji emitowały więcej ultrafioletu niż późniejsze populacje, a to może wyjaśniać niezwykle jasną emisję HD1 w paśmie ultrafioletowym, mówi Fabio Pacucci, jeden z autorów badań. Alternatywnym wyjaśnieniem dla ilości emitowanego promieniowania UV przez HD1 jest przyjęcie, że wewnątrz galaktyki istnieje supermasywna czarna dziura o masie 100 milionów razy większej niż masa Słońca. Wchłania ona otaczającą ją materię, podgrzewając ją i wywołując m.in. emisję w ultrafiolecie. Jeśli rzeczywiście w HD1 znajduje się supermasywna czarna dziura, byłby to najbardziej odległy znany nam obiekt tego typu.
      HD1 to wielkie dziecko w porodówce wczesnego wszechświata. Ma niemal dwukrotnie większe przesunięcie ku czerwieni niż rekordowo odległy kwazar. To niezwykłe osiągnięcie, dodaje współautor badań, Avi Loeb.
      Galaktyka została odkryta po ponad 1200 godzinach obserwacji za pomocą Subaru Telescope, VISTA Telescope, UK Infrared Telescope oraz Spitzer Space Telescope. Zauważenie HD1 wśród ponad 700 000 innych obiektów było trudne. Charakterystyka przesunięcia ku czerwieni HD1 odpowiada bardzo dobrze galaktyce położonej w odległości 13,5 miliarda lat świetlnych, wyjaśnia Yuichi Harikane z Uniwersytetu Tokijskiego, który jako pierwszy zauważył HD1. Obserwacje za pomocą wspomnianych teleskopów potwierdzono przy użyciu ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array). Badania pokazały, że rzeczywiście HD1 znajduje się w odległości 100 milionów lat świetlnych dalej, niż dotychczasowa rekordzistka wśród galaktyk – GN-z11.
      Odkrywcy z niecierpliwością czekają teraz na rozpoczęcie pracy naukowej przez Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST). Pozwoli on na ostatecznie potwierdzenie odległości, w jakiej znajduje się HD1. Jeśli obecne wnioski się potwierdzą, będzie to najdalsza i najstarsza ze znanych nam galaktyk. Ponadto JWST pozwoli na bardziej szczegółową jej analizę, dzięki czemu uczeni będą mogli stwierdzić czy któraś z ich hipotez – o produkcji gwiazd III populacji lub o istnieniu supermasywnej czarnej dziury – jest prawdziwa.
      Więcej na temat odkrycia można przeczytać w artykule A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16. Natomiast w autorzy artykułu Are the Newly-Discovered z∼13 Drop-out Sources Starburst Galaxies or Quasars? zastanawiają się nad charakterem HD1.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mapa na portalu Systemu Informacji Przestrzennej Miasta Poznania ma nową funkcjonalność. Pozwala ona zobaczyć zarysy zarówno zachowanych, jak i nieistniejących już fortyfikacji z czasów zaborów.
      Przydatne narzędzie dla administracji czy projektantów
      Jak podkreślono na profilu Pracowni JB72 na Facebooku, interaktywna warstwa powstała na zlecenie Biura Miejskiego Konserwatora Zabytków. Obejmuje ona wewnętrzny pierścień fortyfikacji poligonalnych i zewnętrzny pierścień forteczny. W jej ramach na współczesnej mapie Poznania zlokalizowano obiekty już nieistniejące, [takie] jak bastiony umocnień wewnętrznych, śluzy, bramy czy pierwotne zabudowania Fortu Winiary. Nie zabrakło także dobrze znanych 18 fortów zewnętrznego pierścienia oraz ponad 200 schronów międzypolowych - wytłumaczono na stronie Poznań.pl
      Przygotowana warstwa ma stanowić przydatne narzędzie dla administracji, projektantów, planistów, inwestorów (podczas prac związanych z zagospodarowaniem i zabudową terenu) czy wreszcie pasjonatów. Warto dodać, że niezależnie od formy własności wszystkie obiekty fortyfikacyjne udostępnione na mapie są objęte ochroną konserwatorską (podlegają ochronie prawnej na mocy wpisów do Rejestru Zabytków wchodzących w skład poznańskiej twierdzy poligonalnej i fortowej).
      Ścieżka dostępu
      Jak dotrzeć do opisywanej warstwy? Najpierw powinniśmy kliknąć w przycisk Mapy. Później trzeba wejść w Konfigurację domyślną i tam rozwinąć menu, odszukując Historię i zabytki. Kolejne kliknięcia to Zabytki>Rejestr Zabytków, a na końcu należy zaznaczyć Fortyfikacje. Jeśli zaznaczymy również opcję Ortofotomapa 2021 (bieżąca)" zobaczymy zarysy fortów na tle obecnych zabudowań.
      Twierdza Poznań
      Twierdza Poznań to jeden z największych kompleksów fortyfikacji w Europie. Jej budowę rozpoczęto w 3. dekadzie XIX wieku od wzniesienia twierdzy poligonalnej, rozciągającej się wzdłuż centrum miasta. W latach 70. XIX wieku rozpoczęła się zaś budowa twierdzy fortowej, złożonej z kilku pierścieni obronnych i kilkunastu fortów. Po wybudowaniu fortów twierdza poligonalna stała się zbędna z wojskowego punktu widzenia, a że hamowała rozwój miasta, zdecydowano się na jej wyburzenie. Na przełomie XIX i XX wieku twierdzę poligonalną wyburzono, a tereny po niej uporządkowano i zagospodarowano. Natomiast twierdza fortowa jest w większości zachowana do dzisiaj.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy pracujący przy projekcie GNOME, w skład którego wchodzą uczeni z Polski, Niemiec, Serbii, Izraela, Korei Południowej, Chin, Australii i USA, ogłosił pierwsze wyniki poszukiwań ciemnej materii za pomocą ogólnoświatowej sieci magnetometrów optycznych. We wspomnianych 8 krajach znajduje się 14 magnetometrów, a do obecnie opublikowanej analizy wykorzystano dane z 9 z nich.
      GNOME to skrót od Global Network of Optical Magnetometers for Exotic Physics Searches. Celem projektu jest wykrycie charakterystycznego sygnału, który powinien być generowany przez pola ciemnej materii. Właśnie opublikowano dane z miesiąca nieprzerwanej pracy GNOME. Co prawda sygnał z ciemnej materii nie został wykryty, jednak pomiary pozwoliły na ściślejsze określenie, w jakich zakresach należy sygnału poszukiwać.
      Obecnie wiemy, że wiele obserwowanych zjawisk, jak np. prędkość obrotową gwiazd w galaktykach czy spektrum promieniowania tła, można wyjaśnić przyjmując istnienie ciemnej materii. Jednak samej ciemnej materii nie udało się dotychczas wykryć.
      Niezwykle lekkie cząstki bozonowe to najbardziej obiecujący kandydaci na ciemną materię. Są wśród nich cząstki podobne do aksjonów (ALP). Można je rozpatrywać jako klasyczne pole oscylujące w określonej częstotliwości. Cechą szczególną takich pól bozonowych jest – wedle jednego z teoretycznie możliwych scenariuszy – że mogą tworzyć one pewne wzorce i struktury. To zaś powoduje, że ciemna materia może mieć różną gęstość w różnych miejscach, tworząc na przykład rodzaj ścian mniejszych niż galaktyka, ale większych niż Ziemia, mówi profesor Dmitry Budker z Uniwersytetu Gutenberga z Moguncji.
      Jeśli taka ściana napotka Ziemię, będzie się przez nią przesuwała i będzie po kolei wykrywana przez poszczególne magnetometry sieci GNOME, generując w nich charakterystyczne sygnały. Co więcej, sygnały te będą ze sobą skorelowane, w zależności od tego, jak szybko ta ściana będzie się przesuwała i kiedy dotrze do poszczególnych magnetometrów, wyjaśnia jeden ze współautorów badań, doktor Arne Wickenbrock.
      Sygnał w magnetometrach powinien powstać w wyniku interakcji ciemnej materii ze spinem atomów w urządzeniach. Zgromadzone w nich atomy są wzbudzane za pomocą lasera o określonej częstotliwości, dzięki czemu ich spiny zwrócone są w tym samym kierunku. Przechodzące przez magnetometr pole ciemnej materii powinno zaburzyć ułożenie spinów, co można zmierzyć.
      Hector Masia-Roig, doktorant pracujący w grupie profesora Budkera, porównuje atomy do chaotycznie tańczących osób. Gdy jednak „usłyszą” odpowiednią częstotliwość lasera, atomy koordynują swój taniec. Ciemna materia może wytrącić je z równowagi, a my możemy bardzo precyzyjnie zmierzyć te zaburzenia. Możliwość skorzystania z ogólnoświatowej sieci magnetometrów pozwoli na określenie, co zaburzyło spiny atomów. Gdy bowiem Ziemia będzie przechodziła przez ścianę ciemnej materii, atomy w poszczególnych stacjach będą stopniowo zaburzane. Dopiero gdy porównamy ze sobą sygnały ze wszystkich stacji, będziemy mogli stwierdzić, co je zaburzyło. Wracając do analogii z tańczącymi – będziemy mogli powiedzieć, czy do zaburzenia doszło dlatego, że pojawił się tancerz, który wypadł z rytmu i przeszkadzał innym, czy też było to zjawisko globalne, spowodowane przez ciemną materię.
      Wspomniane na wstępie pomiary całego miesiąca pracy GNOME pozwoliły na stwierdzenie, że statystycznie znaczący sygnał nie pojawia się w badanym zakresie masy od 1 do 100 000 femtoelektronowoltów (feV). To zaś oznacza, że naukowcy mogą zawęzić obszar poszukiwań masy cząstek ciemnej materii.
      W przyszłości naukowcy chcą skupić się na udoskonaleniu magnetometrów i metod analizy danych. Głównym celem ich pracy będzie zwiększenie stabilności działania magnetometrów, by mogły pracować dłużej bez przerw. Ponadto wykorzystywane obecnie atomy metali z grupy litowców zostaną zastąpione atomami gazów szlachetnych. Tak udoskonalony Advanced GNOME ma pozwolić na zwiększenie precyzji pomiarów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stoją uczeni z Holandii, informuje, że nie znalazł śladów ciemnej materii w galaktyce AGC 114905. Obecnie powszechne jest przekonanie, że galaktyki mogą istnieć wyłącznie dzięki ciemnej materii, której oddziaływanie utrzymuje je razem.
      Przed dwoma laty Pavel Mancera Piña i jego zespół z Uniwersytetu w Groningen poinformowali o zidentyfikowaniu sześciu galaktyk, zawierających niewiele lub nie zawierających w ogóle ciemnej materii. Wówczas usłyszeli od swoich kolegów, by lepiej poszukali, a przekonają się, że musi tam ona być. Teraz, po prowadzonych przez 40 godzin obserwacjach za pomocą Very Large Array (VLA) uczeni potwierdzili to, co zauważyli wcześniej – istnienie galaktyk bez ciemnej materii.
      AGC 114905 znajduje się w odległości 250 milionów lat świetlnych od Ziemi. To skrajnie rozproszona galaktyka (UDG – ultra diffuse galaxy) karłowata, ale określenie „karłowata” odnosi się w jej przypadku do jasności, a nie wielkości. Galaktyka jest bowiem wielkości Drogi Mlecznej, ale zawiera około 1000-krotnie mniej gwiazd. Przeprowadzone obserwacje i analizy przeczą przekonaniu, jakoby wszystkie galaktyki, a już na pewno karłowate UDG, mogły istnieć tylko dzięki utrzymującej je razem ciemnej materii.
      Pomiędzy lipcem a październikiem 2020 roku naukowcy przez 40 godzin zbierali za pomocą VLA dane dotyczące ruchu gazu w tej galaktyce. Na podstawie obserwacji stworzyli grafikę pokazującą odległość gazu od galaktyki na osi X oraz jego prędkość obrotową na osi Y. To standardowy sposób badania obecności ciemnej materii. Tymczasem analiza wykazała, że ruch gazu w AGC 114905 można całkowicie wyjaśnić odwołując się wyłącznie do widocznej materii.
      Tego oczekiwaliśmy i spodziewaliśmy się, gdyż potwierdza to nasze wcześniejsze obserwacje. Problem jednak pozostaje, gdyż obecnie obowiązujące teorie mówią, że AGC 114905musi zawierać ciemną materię. Nasze obserwacje wskazują, że jej tam nie ma. Po kolejnych badaniach mamy zatem coraz większą rozbieżność między teorią a obserwacjami, stwierdza Pavel Mancera Piña.
      Naukowcy próbują więc wyjaśnić, co stało się z ciemną materią. Wedle jednej z wysuniętych przez nich hipotez, AGC 114905 mogłaby zostać pozbawiona ciemnej materii przez wielkie sąsiadujące z nią galaktyki. Problem w tym, że nie ma takich galaktyk. Zeby wyjaśnić ten brak ciemnej materii na gruncie powszechnie akceptowanego modelu kosmologicznego Lambda-CDM musielibyśmy wprowadzić do niego parametry o ekstremalnych wartościach, znajdujących się daleko poza akceptowanym zakresem. Również na gruncie alternatywnego modelu – zmodyfikowanej dynamiki newtonowskiej – nie jesteśmy w stanie wyjaśnić ruchu gazu w tej galaktyce.
      Uczeni mówią, że istnieje pewne założenie, które mogłoby zmienić wnioski z ich badań. Założeniem tym jest kąt, pod jakim sądzą, że obserwowali AGC 114905. Jednak kąt ten musiałby się bardzo mocno różnić od naszych założeń, by we wnioskach było miejsce na istnienie ciemnej materii, mówi współautor badań Tom Oosterloo. Tymczasem zespół badań kolejną UDG. Jeśli i tam nie znajdzie śladów ciemnej materii, będzie to bardzo silnym potwierdzeniem dotychczasowych spostrzeżeń.
      Warto tutaj przypomnieć, że już 3 lata temu donosiliśmy, że zespół z Yale University odkrył pierwszą galaktykę bez ciemnej materii. Metoda wykorzystana przez Holendrów jest bardziej wiarygodna i odporna na zakłócenia.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...