Wiemy, dlaczego stare masywne galaktyki przestały tworzyć nowe gwiazdy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Międzynarodowy zespół naukowców z Izraela, USA, Wielkiej Brytanii, Danii i Finlandii, znalazł dowody świadczące o tym, że gwiazda przetrwała spotkanie z supermasywną czarną dziurą. Do takich wniosków uczeni doszli, gdy niedawno zauważyli rozbłysk, który bardzo przypominał rozbłysk AT 2022dbl sprzed 700 dni. Ten wcześniejszy zaobserwowano dokładnie w tym samym miejscu, co późniejszy, a charakterystyki obu były niezwykle podobne. Badacze wysnuli więc wniosek, że oba rozbłyski spowodowało przejście tej samej gwiazdy w pobliżu czarnej dziury. A to oznacza, że gwiazda przetrwała pierwsze spotkanie.
Gdy gwiazda znajdzie się zbyt blisko supermasywnej czarnej dziury, jest rozrywana przez siły pływowe. Połowa jej masy trafia do czarnej dziury, połowa jest odrzucana. Astronomowie niejednokrotnie obserwowali rozbłyski, świadczące o rozerwaniu gwiazdy przez czarną dziurę. Takie obserwacje pozwalają poznać właściwości czarnych dziur i ich dysku akrecyjnego. Centralną czarną dziurę Drogi Mlecznej możemy badać wykorzystując w tym celu ruch pobliskich gwiazd. Jednak w odniesieniu do innych galaktyk naukowcy muszą polegać na rzadkich wysokoenergetycznych wydarzeniach, pozwalających w ogóle stwierdzić obecność czarnej dziury.
Szacuje się, że raz na 10 000 – 100 000 lat gwiazda może zbliżyć się do czarnej dziury tak blisko, że zostanie rozerwana. Wówczas połowa jej materiału opada na dziurę po spiralnej trajektorii. W bezpośrednim sąsiedztwie dziury opadająca materia osiąga niemal prędkość światła, rozgrzewa się i intensywnie promieniuje. Trwa to kilka tygodni lub miesięcy, dając astronomom okazję do badań.
Jednak wiele takich rozbłysków stanowi zagadkę, gdyż ich jasność i temperatura są znacznie niższe, że przewidują teorie. Dlatego naukowcy szukają alternatywnych wyjaśnień tego fenomenu. Niedawno grupa naukowa pracująca pod kierunkiem Uniwersytetu w Tel Awiwie, zidentyfikowała w danych obserwacyjnych rozbłysk, który bardzo przypominał i miał miejsce w tym samym miejscu co rozbłysk AT 2022dbl sprzed 700 dni. Uczeni wysunęli więc hipotezę, że pierwszy rozbłysk był spowodowany częściowym zniszczeniem gwiazdy przez siły pływowe czarnej dziury, a drugi rozbłysk to dowód na ponowną interakcję tej samej gwiazdy i dziury.
Pytanie brzmi, czy zaobserwujemy kolejny rozbłysk po mniej więcej dwóch latach, czyli na początku 2026 roku. Jeśli tak, to będzie oznaczało, że również drugi rozbłysk był wynikiem częściowego zniszczenia gwiazdy. Może więc i inne rozbłyski, których naturę specjaliści próbują wyjaśnić od dekady, nie są spowodowane przez całkowite zniszczenie gwiazdy, zastanawia się profesor Iair Arcavi z Tel Awiwu.
Źródło: The Double Tidal Disruption Event AT 2022dbl Implies that at Least Some “Standard” Optical Tidal Disruption Events Are Partial Disruptions
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Lód w przestrzeni kosmicznej jest inny, niż dotychczas sądzono, wynika z badań przeprowadzonych przez uczonych z University College London i University of Cambridge. Ich zdaniem, zawiera on niewielkie kryształki i nie jest całkowicie nieuporządkowanym amorficznym materiałem, jak woda. Przez dekady uważano, że lód poza Ziemią nie posiada struktury, jest amorficzny, gdyż znacznie niższe niż na Ziemi temperatury nie zapewniają wystarczająco dużo energii, by podczas zamarzania uformowały się kryształy.
Autorzy nowych badań przyjrzeli się najpowszechniej występującej formie lodu we wszechświecie, amorficznemu lodowi o niskiej gęstości, który występuje w kometach, na lodowych księżycach czy w chmurach materiału, z których powstają gwiazdy i planety. Przeprowadzone przez nich symulacje komputerowe wykazały, że lód taki najlepiej odpowiada wynikom analiz gdy nie jest w pełni amorficzny, a zawiera niewielkie kryształki o średnicy 3 nanometrów. Naukowcy przeprowadzili też badania, w czasie których krystalizowali (np. poprzez podgrzewanie) uzyskane w różny sposób próbki amorficznego lodu. Zauważyli, że ostateczna struktura krystaliczna lodu zależała od tego, w jaki sposób został oryginalnie utworzony. Stwierdzili też, że gdyby taki lód był w pełni amorficzny, to nie zachowałby żadnych informacji o swojej wcześniejszej strukturze.
Teraz mamy dobre pojęcie, jak na poziomie atomowym wygląda najbardziej rozpowszechniony lód we wszechświecie. To bardzo ważna wiedza, gdyż lód bierze udział w wielu procesach kosmologicznych, na przykład w formowaniu się planet, ewolucji galaktyk czy przemieszczaniu materii we wszechświecie, wyjaśnia główny autor badań doktor Michael B. Davies.
Lód na Ziemi to kosmologiczny ewenement z powodu wysokich temperatur panujących na naszej planecie. Ma dzięki nim uporządkowaną naturę. Uznawaliśmy, że lód w pozostałych częściach wszechświata jest jak unieruchomiona ciekła woda, nieuporządkowana struktura. Nasze badania pokazują, że nie jest to do końca prawda. I każą zadać pytanie o amorficzne struktury w ogóle. Takie materiały są niezwykle ważne dla nowoczesnych technologii. Na przykład światłowody powinny być amorficzne. Jeśli jednak zawierają niewielkie kryształki, a my będziemy potrafili je usunąć, poprawimy ich wydajność, dodaje profesor Christoph Salzmann.
Badania prowadzono zarówno metodą symulacji komputerowych, jak i tworząc amorficzny lód. Metodami obliczeniowymi sprawdzano dwa rodzaje wirtualnego lodu. Jeden powstawał podczas obniżania temperatury wirtualnych molekuł wody do -120 stopni Celsjusza. W zależności od tempa schładzania otrzymany lód składał się ze struktury krystalicznej i amorficznej w różnych proporcjach. Okazało się, że właściwości wirtualnego lodu zawierającego 20% struktury krystalicznej i 80% amorficznej blisko odpowiadają właściwościom prawdziwego lodu amorficznego o niskiej gęstości, który badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Drugi rodzaj lodu składał się z niewielkich ściśniętych razem kryształków pomiędzy którymi symulowano istnienie struktury amorficznej. Taki lód wykazywał największe podobieństwo do prawdziwego kosmicznego lodu gdy zawierał 25% kryształków.
Natomiast podczas badań eksperymentalnych uzyskiwano amorficzny lód o niskiej gęstości albo poprzez osadzanie pary wodnej na bardzo zimnej powierzchni, albo podgrzewając amorficzny lód o dużej gęstości. Następnie tak uzyskany amorficzny lód o niskiej gęstości był delikatnie podgrzewany, by miał wystarczająco dużo energii do utworzenia kryształów. Różnice w uzyskanej w ten sposób strukturze zależały od pierwotnej metody wytworzenia lodu. W ten sposób naukowcy doszli do wniosku, że gdyby lód taki był całkowicie amorficzny, nie zachowałby pamięci o swojej pierwotnej strukturze.
Lód to potencjalnie bardzo przydatny materiał w kosmosie. Mógłby posłużyć do ochrony pojazdu kosmicznego przed promieniowaniem czy do wytworzenia paliwa. Dlatego musimy lepiej rozumieć jego różne rodzaje i właściwości, podsumowuje doktor Davies.
Źródło: Low-density amorphous ice contains crystalline ice grains, https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.112.024203
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
TOI-6894 to gwiazda jakich wiele, nieduży czerwony karzeł o masie pięciokrotnie mniejszej od masy Słońca. Astronomowie nie spodziewają się, by wokół tak niewielkich gwiazd krążyły duże planety. Podczas ich formowania nie powinno być bowiem warunków do powstania wielkich planet. Jednak uczeni z University College London i University of Warwick dokonali zdumiewającego odkrycia, którego nie potrafią wytłumaczyć.
Wokół TOI-6894 krąży bowiem gazowy olbrzym TOI-6894b o średnicy większej od średnicy Saturna. To odkrycie będzie przełomem w zrozumieniu procesu formowania się gazowych olbrzymów, stwierdzają odkrywcy. Planeta TOI-6894b, zauważona dzięki Very Large Telescope, jest gazowym olbrzymem o niewielkiej gęstości. Przy średnicy większej od Saturna jej masa jest o połowę mniejsza niż olbrzyma z Układu Słonecznego. A jej gwiazda macierzysta to najmniej masywna gwiazda przy której zauważono dużą planetę.
To interesujące odkrycie. Nie rozumiemy, jak gwiazda o tak niskiej masie doprowadziła do powstania tak masywnej planety. To właśnie jeden z celów poszukiwań egzoplanet. Znajdując układy planetarne różne od Układu Słonecznego, możemy przetestować nasze modele i lepiej zrozumieć, jak powstał nas własny system planetarny, mówi doktor Vincent Van Eylen z UCL.
Zgodnie z najszerzej akceptowaną teorią dotyczącą formowania się gazowych olbrzymów, powstają one z dysku akrecyjnego wokół gwiazdy. Znajdujący się tam materiał gromadzi się, tworząc jądro, a gdy staje się ono wystarczająco masywne, zaczyna przyciągać gazy, tworzące atmosferę gazowego olbrzyma. Początkowo proces ten jest powolny, jednak gdy masa atmosfery dorównuje już masie jądra, dochodzi do gwałtownego zasysania gazu z dysku akrecyjnego, a im większa masa, tym proces ten jest szybszy.
Wedle tej teorii utworzenie się gazowych olbrzymów wokół gwiazd o niskiej masie jest trudniejsze, gdyż w ich dysku protoplanetarnym nie ma wystarczająco dużo materiału. Odkrycie TOI-6894b wskazuje, że taki model nie jest dokładny i potrzebne są alternatywne teorie. Być może formowanie się planety przebiegało stopniowo, jej jądro nie było nigdy tak masywne, by rozpoczął się proces gwałtownego zasysania gazu. Być może zaś planeta powstała w grawitacyjnie niestabilnym dysku, który rozpadł się na fragmenty i utworzył planetę. Naukowcy rozważyli oba te scenariusze i uznali, że żaden z nich nie wyjaśnia do końca powstania TOI-6894b. Kwestia więc pozostaje otwarta.
Innym interesującym aspektem nowo odkrytej planety jest temperatura jej atmosfery. Jest ona bowiem niezwykle chłodna. Większość pozasłonecznych gazowych olbrzymów to gorące Jowisze, których atmosfera ma temperaturę 1000–2000 kelwinów. Tymczasem temperatura TOI-6894b to zaledwie 420 kelwinów.
Źródło: A transiting giant planet in orbit around a 0.2-solar-mass host star, https://www.nature.com/articles/s41550-025-02552-4
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed czterema laty informowaliśmy, że NASA wybrała przyszłą misję, która pozwoli lepiej zrozumieć ewolucję wszechświata oraz zbadać, na ile powszechne w naszej galaktyce są podstawowe składniki niezbędne do powstania życia. Misja SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) wystartowała 11 marca i właśnie przysłała pierwsze zdjęcia. W ciągu dwóch lat pracy ma dostarczyć danych o ponad 450 milionach galaktyk i ponad 100 milionach gwiazd w Drodze Mlecznej.
Mimo, że zdjęcia pochodzą z nieskalibrowanych jeszcze instrumentów, więc nie nadają się więc do prowadzenia badań, pokazują niezwykłe możliwości misji i – przede wszystkim – dowodzą, iż czujniki działają. Na każdym z sześciu obrazów, po jednym dla każdego z wyspecjalizowanych detektorów, widzimy jasne źródła światła, jak galaktyki czy gwiazdy. Każdy z nich powinien zawierać ponad 100 000 takich źródeł. Trzy górne obrazy prezentują ten sam obszar nieboskłonu, co trzy dolne. Widzimy tutaj pełne pole widzenia SPHEREx. To prostokątny obszar około 20-krotnie szerszy niż Księżyc w pełni widziany z Ziemi. Gdy w drugiej połowie kwietnia SPHEREx rozpocznie badania naukowe, będzie wykonywał około 600 takich ujęć na dobę.
Najnowszy teleskop NASA działa w podczerwieni i wykorzystuje 102 filtry, po 17 dla każdego z czujników. Dzięki temu, badając unikatową sygnaturę światła, będzie mógł wykrywać różne związki chemiczne i molekuły. Urządzenie pomoże też mierzyć odległość do zaobserwowanych obiektów, co pozwoli na badanie odległych galaktyk i tworzenie trójwymiarowej mapy wszechświata.
Zanim jednak SPHEREx przystąpi do badań, musi zostać odpowiednio przygotowany. Przez ostatnie dwa tygodnie inżynierowie z JPL (Jet Propulsion Laboratory), którzy zarządzają misją, sprawdzali stan teleskopu. Dotychczas wszystko działa bez zarzutu.
Obecnie trwa schłodzenie czujników i innego sprzętu do docelowej temperatury roboczej około -210 stopni Celsjusza. Bez osiągnięcia tak niskiej temperatury promieniowanie cieplne samego teleskopu uniemożliwiłoby rejestrowanie obrazu w podczerwieni. Co interesujące, chłodzenie jest całkowicie pasywne. SPHEREx nie wykorzystuje w tym celu elektryczności czy specjalnych chłodziw, dzięki czemu był tańszy i prostszy w budowie. A chłodzi się dzięki trzem stożkowatym osłonom, które chronią urządzenia przed ciepłem Słońca oraz Ziemi oraz specjalnym lustrom, które odbijają promieniowanie cieplne urządzeń bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną.
Przesłane obrazy testowe dowiodły, że czujniki teleskopu zostały dobrze ustawione i zapewniają ostry obraz. To bardzo dobra informacja, gdyż odpowiedniego dostrojenia ostrości można było dokonać jedynie na Ziemi. W przestrzeni kosmicznej nie można już tego zmienić. Z tego, co widzimy na zdjęciach wynika, że zespół odpowiedzialny za instrumenty idealnie wykonał swoją robotę, cieszy się Jamie Bock, główny naukowiec misji.
SPHEREx zapewni naukowcom ogólny przegląd nieboskłonu. O ile teleskopy takie jak Webb czy Hubble badają bardzo szczegółowo niewielki wycinek nieba, SPHEREx zapewnia bardzo szeroki widok. Posłuży zresztą między innymi do określania celów obserwacyjnych dla bardziej precyzyjnych urządzeń. Możliwości nowego teleskopu są tak duże, że w ciągu dwóch lat aż czterokrotnie sfotografuje on całe niebo.
Program Explorer, w ramach którego powstał SPHEREx, to najstarszy wciąż kontynuowany program naukowy NASA. Pierwszą misją, jaką przeprowadzono w jego ramach, była Explorer 1 wystrzelona w 1958 roku. Dotychczas w ramach programu przeprowadzono około 100 misji w przestrzeni kosmicznej.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.