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

Zidentyfikowali dziesiątki planet swobodnych. W Drodze Mlecznej mogą ich być miliardy

Recommended Posts

Naukowcy skupieni wokół projektu COSMIC-DANCE poinformowali o odkryciu od 70 do 170 nieznanych dotychczas planet swobodnych (FFP – free-floating planet), czyli takich, które nie są powiązane z żadną gwiazdą i samotnie wędrują przez przestrzeń kosmiczną. Odkrycia dokonali w jednym z najbliższych obszarów gwiazdotwórczych, asocjacji Skorpiona-Centaura.

Nie znamy natury planet swobodnych, nie wiemy, dlaczego nie są powiązane grawitacyjnie z żadną gwiazdą. Być może powstają podobnie jak gwiazdy, w wyniku kolapsu grawitacyjnego niewielkich chmur gazu. A być może formują się podobnie jak inne planety w dysku protoplanetarnym krążącym wokół gwiazd, i potem w wyniku oddziaływania jakichś sił – na przykład sąsiednich planet – zostają wyrzucone ze swojego układu planetarnego. Żeby rozwiązać tajemnicę planet swobodnych potrzebujemy dużej homogenicznej próbki takich planet.

Specjaliści z COSMIC-DANCE postanowili poszukać FFP na obszarze nieboskłonu obejmującym asocjację Skorpiona-Centaura. Asocjacje gwiazd to otwarte gromady, w których gwiazdy nie są ze sobą grawitacyjnie powiązane.

Znalezienie planet swobodnych w gromadach gwiazd jest bardzo trudne. Potrzebna są bardzo czułe instrumenty. Gwiazdy są dość jasne i łatwe do zauważenia. Planety zaś są tysiące razy ciemniejsze, a dodatkową trudnością jest odróżnienie planeto od gwiazd i galaktyk w tle, mówi Núria Miret Roig, która wraz z zespołem zajmowała się poszukiwaniami planet. Naukowcy połączyli dwie techniki. Przeanalizowali publicznie dostępne bazy fotografii astronomicznych oraz bazy danych, w których zamieszczono informacje o ruchu, kolorze i jasności dziesiątków milionów źródeł światła. Dane takie zostały zebrane za pomocą najlepszych dostępnych teleskopów pracujących w podczerwieni i świetle widzialnym.

Dzięki wykorzystaniu ponad 80 000 obrazów i około 100 terabajtów danych zbieranych przez 20 lat członkom COSMIC-DANCE udało się zidentyfikować do 170 możliwych planet swobodnych. Okazało się, że wszystkie one znajdują się w asocjacji Skorpiona-Centaura.

To, jak dotąd, największa grupa planet swobodnych zaobserwowanych bezpośrednio w pojedynczej asocjacji. Niemal podwoiliśmy liczbę znanych FFP. Ich liczba zdecydowanie przekracza liczbę planet swobodnych jaką powinniśmy zaobserwować, gdyby planety takie powstawały w wyniku kolapsu małych chmur molekularnych. To zaś wskazuje, że musi istnieć inny mechanizm ich powstawania. Na podstawie dostępnej nam wiedzy o dynamice układów planetarnych stwierdzamy, że ważnym mechanizmem powstawania planet swobodnych jest ich wyrzucanie z orbit ich gwiazd, stwierdzają naukowcy.

Jeśli zagęszczenie planet swobodnych w innych regionach gwiazdotwórczych jest podobne jak w asocjacji Skorpiona-Centaura, to w całej Drodze Mlecznej mogą istnieć miliardy planet wielkości Jowisza, które nie są powiązane z gwiazdami. Jeszcze więcej może być FFP wielkości Ziemi, gdyż w układach planetarnych występują one częściej.

 


« powrót do artykułu

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
      Zespół Thiago Ferreiry z Uniwersytetu w São Paulo poinformował o odkryciu dwóch egzoplanet okrążających gwiazdę podobną do Słońca. Zwykle egzoplanety wykrywa się metodą tranzytu, badając zmiany jasności gwiazdy macierzystej, na tle której przechodzą. Tym razem odkrycia dokonano rejestrując zmiany prędkości radialnej gwiazdy spowodowane oddziaływaniem grawitacyjnym planet. Tą metodą odnaleziono dotychczas około 13% z ponad 5000 znanych nam egzoplanet.
      Naukowcy obserwowali gwiazdę HIP 104045. To gwiazda typu G5V, należy do ciągu głównego, a jej rozmiary i masa są zaledwie kilka procent większe od rozmiarów i masy Słońca. Temperatura powierzchni gwiazdy wynosi 5825 kelwinów, a jej wiek to 4,5 miliarda lat. Jest więc bardzo podobna do Słońca, gwiazdy typu G2V o temperaturze 5778 kelwinów i wieku ok. 4,6 miliarda lat.
      Planeta HIP 104045 c to super-Neptun położony blisko gwiazdy. Jej masa jest około 2-krotnie większa od masy Neptuna, znajduje się w odległości 0,92 jednostki astronomicznej od gwiazdy, którą obiega w ciągu 316 dni. Z kolei HIP 104045 b ma masę co najmniej połowy Jowisza, położona jest w odległości 3,46 j.a. od gwiazdy i obiega ją ciągu 2315 dni.
      Okazuje się, że gwiazda HIP 104045 jest podobna do Słońca również pod względem składu chemicznego, chociaż istnieją pewne różnice mogące wskazywać, że HIP 104045 mogła wchłonąć nieco materiału z planety skalistej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od 20 lat naukowcy obserwują w pobliżu Sagittariusa A* – centralnej czarnej dziury Drogi Mlecznej – tajemniczy szybko ewoluujący obiekt X7. Specjaliści zastanawiali się, czym on jest. Czy został wyciągnięty z większej pobliskiej struktury, czy jego niezwykły kształt to skutek oddziaływania wiatrów gwiazdowych, a może ukształtował go strumień cząstek z czarnej dziury? X7 ma masę 50-krotnie większa od masy Ziemi, a pełen obieg wokół czarnej dziury zajmie mu 170 lat.
      Po analizie danych z 20 lat astronomowie z UCLA Galactic Center Group oraz Keck Observatory uważają, że X7 może być chmurą pyłu i gazu wyrzuconą podczas zderzenia dwóch gwiazd. Z czasem chmura została rozciągnięta i jest powoli rozrywana przez siły pływowe czarnej dziury. Autorzy badań sądzą, że w ciągu najbliższych dekad dojdzie do rozpadu X7, a szczątki mogą zostać wciągnięte przez Sgr A*.
      Żaden obiekt w tym regionie nie podlega tak ekstremalnej ewolucji. Rozpoczęło się od kształtu przypominającego kometę i dlatego sądzono, że obiekt został ukształtowany przez wiatry gwiazdowe lub strumień cząstek z czarnej dziury. Jednak analiza danych pokazała, że obiekt stał się bardziej rozciągnięty. Coś musiało ustawić tę chmurę na takim konkretnym kursie i z tą orientacją, mówi Anna Ciurlo, główna autorka badań.
      Na podstawie trajektorii obiektu naukowcy obliczyli, że około 2036 roku chmura znajdzie się najbliżej czarnej dziury. Wówczas prawdopodobnie zacznie być przez nią wciągana i zniknie. Przewidujemy, że siły pływowe rozerwą X7 zanim w pełni obiegnie ona czarną dziurę, mówi współautor badań, profesor Mark Morris z UCLA.
      Niektóre cechy X7 są podobne do cech innych obiektów znajdujących się w pobliżu Sagittariusa A*. Te tak zwane obiekty G wyglądają jak chmury gazu, ale zachowują się jak gwiazdy. Jednak X7 podlega znacznie szybszej, bardziej dramatycznej ewolucji niż obiekty G. Znacznie bardziej przyspiesza też w kierunku czarnej dziury. Obecnie prędkość X7 wynosi około 1130 km/s.
      Badacze przypuszczają, że obiekt powstał z gazu i pyłu wyrzuconego podczas zderzenia dwóch gwiazd. Powstała w wyniku tego zderzenia gwiazda ukryta jest za powłoką pyłu oraz gazu i może odpowiadać opisowi obiektu G. A wyrzucony gaz utworzył X7, mówi Ciurlo. Uczona dodaje, że do połączeń gwiazd dochodzi często, szczególnie w pobliżu czarnych dziur.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach The Astrophysical Journal.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z NASA napotkali na zadziwiająco masywną czarną dziurę. Jej odkrycie każe ponownie zastanowić się nad teoriami dotyczącymi ewolucji gwiazd.
      Wspomniana czarna dziura jest częścią galaktyki M33, która znajduje się w odległości 3 milionów lat świetlnych od Ziemi. Dane z Chandra X-ray Observatory i teleskopu Gemini wykazały, iż czarna dziura w układzie podwójnym M33 X-7 jest 15,7 razy bardziej masywna niż Słońce. Tym samym jest to najbardziej masywna znana nam gwiazdowa czarna dziura.
      Odkrycie stawia zupełnie nowe pytania o formowanie się czarnych dziur – mówi Jerome Orosz z San Diego State University, jeden z odkrywców M33 X-7.
      Czarna dziura znajduje się w pobliżu towarzyszącej jej gwiazdy, która ma również olbrzymią masę, jest 70 razy cięższa od Słońca. To z kolei najcięższa gwiazda w binarnym systemie, w skład którego wchodzi czarna dziura. Wspomniana gwiazda krąży wokół czarnej dziury przesłaniając ją co trzy i pół doby. To jedyna znana nam czarna dziura w systemie binarnym, która ulega zaćmieniom. Dzięki nim możliwe jest precyzyjne określenie jej masy.
      To olbrzymia gwiazda, której towarzyszy olbrzymia czarna dziura. W przyszłości gwiazda prawdopodobnie zmieni się w supernową i z czasem powstanie para czarnych dziur – stwierdził Jeffrey McClintock z Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics.
      Ewolucja systemu binarnego M33 X-7 jest trudna do przestawienia, gdyż nie zgadza się ze współczesnymi teoriami.
      Otóż gwiazda, z której powstała czarna dziura, musiałaby mieć masę większą, niż istniejąca jeszcze gwiazda wchodząca w skład systemu binarnego. To właśnie przez to, iż jej masa była większa, jako pierwsza zmieniła się w czarną dziurę. Tu powstaje jednak pewien problem. Otóż średnica tej gwiazdy byłaby wówczas większa, niż obecna odległość pomiędzy czarną dziurą a istniejącą gwiazdą. Oznaczałoby to, iż gwiazdy miałyby wspólną część zewnętrznego płaszcza. To z kolei powinno spowodować tak znacznie straty w masie takiego systemu, że niemożliwe byłoby powstanie tak masywnej czarnej dziury, jaką odkryto.
      Powstanie takiej dziury byłoby możliwe jedynie wówczas, gdyby gwiazda, z której czarna dziura się narodziła, traciła masę 10-krotnie wolniej, niż przewidują współczesne modele astronomiczne.
      Jednak takie wolniejsze tracenie masy mogłoby wyjaśniać inne zjawisko, które wcześniej zaobserwowano. Otóż ostatnio astronomowie zauważyli niezwykle jasną supernową SN 2006gy. Gwiazda, która zmieniła się w supernową było 150-krotnie cięższa od Słońca. Oznacza to, że pod koniec swojego życia gwiazdy mogą być znacznie bardziej masywne, niż przewidują współczesne teorie. Innymi słowy, wolniej tracą masę, niż dotychczas sądzono.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Planety mogą wymuszać na swoich gwiazdach macierzystych, by zachowywały się tak, jakby były młodsze niż są w rzeczywistości. Badania licznych układów przeprowadzone przy użyciu Chandra X-ray Observatory dostarczyły najsilniejszych jak dotąd dowodów, na to, że niektóre planety spowalniają proces starzenia się gwiazd.
      Już wcześniej zauważono pierwsze oznaki „odmładzania” gwiazd przez gorące jowisze, czyli gazowe olbrzymy, które znajdują się na orbitach podobnych do orbity Merkurego lub nawet bliżej. Jednak dopiero teraz udało się zjawisko to dobrze i systematycznie udokumentować.
      W medycynie, żeby stwierdzić, czy obserwowane zjawisko jest prawdziwe, czy też jest to odchylenie od normy, trzeba zaangażować do badań wielu pacjentów. Podobnie jest w astronomii, a te badania dają nam pewność, że gorące jowisze naprawdę powodują, że ich gwiazdy zachowują się tak, jakby były młodsze, mówi kierująca badaniami Nikoleta Ilic z Instytutu Astrofizyki im. Leibniza w Poczdamie.
      Gorące jowisze wpływają na swoje gwiazdy prawdopodobnie za pomocą sił pływowych, powodując, że gwiazdy szybciej obracają się wokół własnej osi niż gdyby nie posiadały tego typu plany. Szybciej obracająca się gwiazda jest bardziej aktywna i wytwarza więcej promieniowania rentgenowskiego, co jest cechą młodszych gwiazd.
      Z upływem czasu wszystkie gwiazdy spowalniają swój obrót i dochodzi na nich do mniejszej liczby rozbłysków. Jednak określenie wieku gwiazd nie jest łatwe, więc trudno jest stwierdzić, czy gwiazda, wokół której krąży gorący jowisz zachowuje się jakby była młodsza, czy rzeczywiście jest młodsza.
      Uczeni rozwiązali ten problem przyglądając się układom podwójnym, gdzie dwie odległe gwiazdy krążą wokół siebie, ale tylko jedna z nich posiada na orbicie gorącego jowisza. Astronomowie wiedzą, że gwiazdy w układach podwójnych są w tym samym wieku. Odległość pomiędzy takimi gwiazdami jest zbyt duża, by wpływały na swoje tempo obrotu lub by gorący jowisz wpływał na gwiazdę, wokół której nie krąży. Zatem gwiazda nie posiadająca gorącego jowisza może posłużyć do kontrolowania rzeczywistego wieku obu gwiazd układu.
      Naukowcy wykorzystali ilość promieniowania rentgenowskiego jako wskaźnik wieku gwiazd. Znaleźli około 30 układów podwójnych, w których jednej z gwiazd towarzyszył gorący jowisz. Okazało się, że gwiazdy z krążącym gorącym jowiszem zwykle emitowały więcej promieni X, zatem były bardziej aktywne, niż gwiazdy bez gazowego olbrzyma.
      Wcześniejsze badania pozwoliły na zdobycie pewnych wskazówek, ale teraz mamy w końcu statystycznie istotne dowody, że niektóre planety wpływają na swoje gwiazdy powodując, że zachowują się one tak, jakby były młodsze, stwierdza współautorka badań Marzieh Hosseini.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niemal połowa gwiazd Drogi Mlecznej to obiekty samotne, jak Słońce. Druga połowa zaś to gwiazdy znajdujące się w układach podwójnych lub większych. W układach takich gwiazdy mogą znajdować się na niezwykle ciasnych orbitach. I właśnie taki, rekordowo ciasny układ, znaleźli właśnie astronomowie z MIT.
      Nowo odkryty system, ZTF J1813+4251, to układ kataklizmiczny o rekordowo krótkim czasie obiegu gwiazd wokół siebie. Gwiazdy okrążają się w ciągu zaledwie... 51 minut.
      Układy kataklizmiczne, zwane też zmiennymi kataklizmicznymi, składają się z gwiazdy ciągu głównego (podobne do Słońca) oraz z białego karła. Powstają one, gdy dwie gwiazdy zbliżą się do siebie na tyle, że biały karzeł zaczyna wchłaniać materię z gwiazdy mu towarzyszącej. W trakcie tego procesu dochodzi do pojawiania się olbrzymich zmiennych błysków światła. Astronomowie, obserwujący przed wiekami te rozbłyski, sądzili, że są one skutkiem jakiegoś kataklizmu. Stąd nazwa tych układów.
      W przypadku ZTF J1813+4251, w przeciwieństwie do innych podobnych systemów, udało się wielokrotnie zaobserwować przesłonięcie jednej gwiazdy przez drugą, co dało astronomom okazję do dokładnych pomiarów właściwości obu gwiazd. Dzięki temu mogli przeprowadzić symulacje obecnego wyglądu systemu oraz tego, jak będzie ewoluował przez najbliższych kilkaset milionów lat. Z symulacji wynika, że gwiazda ciągu głównego okrąża białego karła i traci na jego rzecz olbrzymie ilości wodoru. Z czasem zostanie obdarta z materii i pozostanie z niej głównie gęste bogate w hel jądro. Za około 70 milionów lat gwiazdy tak bardzo zbliżą się do siebie, że będą okrążały się w ciągu zaledwie 18 minut. Później zaczną się od siebie oddalać.
      Symulacje to potwierdzenie hipotez, które wysunięto przed laty. Mówiły one, że gwiazdy z układach kataklizmicznych wchodzą z czasem na ultrakrótkie orbity. Tutaj mamy do czynienia z rzadkim przypadkiem, gdy przyłapaliśmy jeden z takich systemów w momencie zmiany z akrecji wodoru na akrecję helu, mówi Kevin Burdge z MIT. Przewidywano, że obiekty takie będą wchodziły na ultrakrótkie orbity i od dawna zastanawiano się, czy będą one na tyle krótkie, by pojawiły się fale grawitacyjne.
      Nowy układ został odkryty przez naukowców z MIT, Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics i innych instytucji w katalogu Zwicky Transient Facility (ZTF). Jest on tworzony w Palomar Observatory w Kalifornii. Umieszczony tam aparat fotograficzny przez lata wykonał ponad 1000 zdjęć każdej z ponad miliarda obserwowanych gwiazd, rejestrując w ten sposób zmiany ich jasności.
      Naukowcy przeanalizowali dane, szukając cech charakterystycznych systemów na ultrakrótkich orbitach, które mogłyby emitować olbrzymie rozbłyski światła oraz fale grawitacyjne. Stworzony przez Burdge'a algorytm wskazał na około milion gwiazd, które co mniej więcej godzinę prawdopodobnie emitowały rozbłyski. Następnie skupił się na rozbłyskach o szczególnych cechach. W ten sposób zauważył ZTF J1813+4251, układ, który znajduje się w odległości około 3000 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Herkulesa.
      Burge i jego zespół rozpoczęli wówczas obserwacje za pomocą W.M. Keck Observatory na Hawajach i Gran Telescopio Canarias. Przekonali się, że znaleziony system daje wyjątkowo jasny sygnał. Dzięki temu możliwe były precyzyjne pomiary układu.
      ZTF J1813+4251 składa się prawdopodobnie z białego karła o rozmiarach 100-krotnie mniejszych niż Słońce i o połowie masy naszej gwiazdy. Towarzyszy mu gwiazda o masie i 1/10 rozmiarów Słońca. Obie gwiazdy okrążały się w ciągu 51 minut, ale coś tutaj nie pasowało.
      Ta druga gwiazda wyglądała jak Słońce, ale Słońce nie zmieści się na orbicie krótszej niż 8-godzinna, mówi Burdge. Wyjaśnieniem okazała się praca naukowa sprzed 30 lat autorstwa profesora MIT Saula Rappaporta. Przewidział on w niej, że układy o bardzo ciasnych orbitach mogą istnieć jako układy kataklizmiczne. Gdy biały karzeł pochłonie cały wodór z towarzyszącej mu gwiazdy podobne do Słońca, pozostaje gęste jądro z helu, które jest wystarczająco masywne, by martwa gwiazda znalazła się na ultrakrótkiej orbicie.
      ZTF J1813+4251 to układ kataklizmiczny, który znajduje się właśnie z momencie przejścia z gwiazdy wodorowej, w obiekt bogaty w hel. To szczególny układ. Mieliśmy olbrzymie szczęście, że zauważyliśmy system, który daje odpowiedź na ważne pytanie. To jedna z najpiękniejszych zmiennych kataklizmicznych, cieszy się Burdge.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...