Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Na Ziemi uda się odtworzyć procesy z czarnych dziur i wybuchów supernowych?

Rekomendowane odpowiedzi

Zjawiska istotne dla czarnych dziur, eksplozji supernowych i innych ekstremalnych wydarzeń kosmicznych mogą zostać odtworzone na Ziemi, twierdzą naukowcy z Pinceton University, SLAC National Accelerator Laboratory oraz Princeton Plasma Physics Laboratory. Dowodzą oni, że współczesna technologia pozwala na uzyskanie procesów kaskadowych opisywanych przez elektrodynamikę kwantową (QED cascades). Procesy takie leżą u podstaw eksplozji supernowych czy szybkich rozbłysków radiowych, w czasie których w ciągu milisekund emitowane jest tyle energii, ile Słońce emituje w ciągu kilku dni.

Kenan Qu, Sebastian Meuren i Nahaniel J. Fisch poinfornowali na łamach Physical Review Letters, o uzyskaniu pierwszego teoretycznego dowodu, że interakcja laboratoryjnego lasera z gęstym strumieniem elektronów doprowadzi do pojawienia się kaskad. Wykazaliśmy, że to, o czym sądzono, iż jest niemożliwe, w rzeczywistości jest możliwe. To zaś pokazuje, że zjawisko, którego dotychczas nie mogliśmy bezpośrednio obserwować, można uzyskać za pomocą najnowocześniejszych laserów i urządzeń do generowania strumienia elektronów, mówi główny autor artykułu, Kenan Qu.

Zderzenie silnego impulsu laserowego ze strumieniem elektronów o wysokiej energii prowadzi do powstania gęstej chmury par elektron-pozyton, które zaczynają wchodzić w interakcje. To zaś powoduje kolektywne zachowanie się plazmy, co z kolei wpływa na to, jak pary te wspólnie reagują na pola elektryczna lub magnetyczne.

Plazma, zjonizowana materia przypominająca gaz, zawiera swobodne cząstki – jony i elektrony – i stanowi około 99% widzialnego wszechświata. Napędza ona reakcje w gwiazdach, a zachodzące w niej procesy są silnie zależne od pól elektromagnetycznych.

"Poszukiwaliśmy sposobów, na odtworzenie warunków, w jakich powstaną pary elektron-pozyton o gęstości na tyle dużej, by doszło do kolektywnego zachowania się plazmy", mówi Qu. Już znacznie wcześniej wiedziano, że wystarczająco silne lasery, pola magnetyczne lub elektryczne mogą doprowadzić do pojawienia się wspomnianych procesów kaskadowych. Jednak wyliczenia pokazywały, że uzyskanie tak intensywnych promieni laserowych, pól magnetycznych i elektrycznych jest poza naszymi możliwościami.

Okazuje się, że połączenie współczesnych technologii laserowych z relatywistycznymi strumieniami elektronów wystarczy, by zaobserwować takie zjawisko, mówi profesor Nat Fisch. Kluczem jest tutaj wykorzystanie lasera, który spowolni pary elektron-pozyton tak, by ich masa spadła, przez co zwiększy się ich wpływ na częstotliwość plazmy i wzmocni kolektywne zachowania plazmy. Wykorzystanie już dostępnych technologii jest tańsze, niż próba zbudowania lasera o olbrzymiej intensywności.

Teraz autorzy badań chcą sprawdzić swoją przewidywania w SLAC National Accelerator Laboratory. Właśnie trwają tam prace nad laserem o umiarkowanej intensywności, a źródło elektronów już się tam znajduje. Jeśli dowiedziemy prawdziwości naszych obliczeń, zaoszczędzimy miliardy dolarów, dodaje Qu.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • 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
      Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
      Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
      Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
      Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
      Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
      Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
      Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
      Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
      Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
      Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
      Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
      Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
      Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
      Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
      Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
      Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
      Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
      Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
      Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Northwestern University są pierwszymi, którym udało się zaobserwować gwiazdę progenitorową supernowej w zakresie średniej podczerwieni. Obserwacje, dokonane za pomocą Teleskopu Webba w połączeniu z analizą archiwalnych obrazów z Teleskopu Hubble'a, dają nadzieję na rozwiązanie zagadki masywnych czerwonych nadolbrzymów. Astronomowie od dekad zastanawiają się, dlaczego masywne czerwone nadolbrzymy rzadko eksplodują, podczas gdy modele teoretyczne przewidują, że powinny one stanowić większość supernowych Typu II, powstających poprzez zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy.
      Teleskop Webba sfotografował masywnego czerwonego nadolbrzyma zasłoniętego przez gęstą warstwę pyłu. Zatem tego typu gwiazdy eksplodują, ale dotychczas nie mogliśmy tych eksplozji obserwować, gdyż gęsty pył zasłaniał nam widok. Dopiero Teleskop Webba jest w stanie przebić się przez ten pył i wyjaśnić pozorną sprzeczność pomiędzy teorią a obserwacjami.
      Naukowcy, korzystając z All-Sky Automated Survey of Supernovae, najpierw odkryli supernową SN2025pht. Zauważyli ją 29 czerwca bieżącego roku. Znajduje się ona w pobliskiej galaktyce NGC 1637, oddalonej od Ziemi o 40 milionów lat świetlnych. Porównując obrazy galaktyki wykonane przez Hubble'a i JWST odnaleźli gwiazdę progenitorową (gwiazdę macierzystą) supernowej. Okazało się, że jest ona niezwykle jasna i świeci na czerwono. Mimo, że jej jasność była 100 000 razy większa od jasności Słońca, większość światła była blokowana przez pył. Tak bardzo blokował on blask gwiazdy, że na zdjęciach w zakresie światła widzialnego wydawała się ona 100-krotnie ciemniejsza, niż była w rzeczywistości. Jako, że pył blokuje głównie krótszy zakres fal, światło niebieskie, gwiazda wydawała się też wyjątkowo czerwona. To najbardziej czerwony i otoczony najgęstszą zasłoną pyłu czerwony nadolbrzym, który zmienił się w supernową, stwierdzają badacze.
      Czerwone nadolbrzymy to jedne z największych gwiazd we wszechświecie. Gdy jądro takiej gwiazdy się zapada, pojawia się supernowa Typu II, a wynikiem jest eksplozji jest gwiazda neutronowa lub czarna dziura. SN2025pht wydawała się znacznie bardziej czerwona niż wszystkie inne czerwone nadolbrzymy, o których wiemy, że zamieniły się w supernowe. To zaś oznacza, że wcześniejsze eksplozje mogły być znacznie bardziej jasne, ale nie mieliśmy wówczas takich możliwości obserwacyjnych, jakie daje JWST, nie mogliśmy więc tak dobrze zobaczyć ich przez chmury pyłu.
      Obecność tego pyłu tłumaczy, dlaczego astronomowie mieli problemy z zobaczeniem czerwonych nadolbrzymów będących gwiazdami progenitorowymi supernowych. Większość gwiazd, które zamieniają się w supernową, należy do najjaśniejszych obiektów na niebie. Powinniśmy więc je z łatwością zauważyć. Astronomowie przypuszczają jednak, że najbardziej masywne stare gwiazdy mogą znajdować się w środowisku pełnym pyłu. Może być go tak dużo, że mimo olbrzymiej jasności tych gwiazd, niemal nie jesteśmy w stanie ich zobaczyć. Dokonane właśnie odkrycie potwierdza tę hipotezę. Jednocześnie wyjaśnia to, dlaczego tak trudno jest obserwować czerwone nadolbrzymy i ich eksplozje.
      Badania wykazały coś jeszcze. Czerwone nadolbrzymy emitują bogaty w tlen pył krzemionkowy. Jednak w przypadku SN2025pht pył był bogaty w węgiel. Zdaniem naukowców wskazuje to, że w ostatnich latach życia gwiazdy potężne prądy konwekcyjne wynoszą z wnętrza na powierzchnię węgiel, co zmienia skład chemiczny pyłu.
      Opis badań został opublikowany w The Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...