Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Poznaliśmy historię Bąbla Lokalnego. Otaczająca nas pustka zaczęła się tworzyć 14 milionów lat temu

Recommended Posts

Ziemia wraz z Układem Słonecznym znajduje się w szerokiej na setki lat świetlnych pustce otoczonej tysiącami młodych gwiazd. Pustka ta, w której średnia gęstość materii międzygwiezdnej jest 10-krotnie mniejsza niż w Drodze Mlecznej, zwana jest Bąblem Lokalnym. Naukowcy z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) i Space Telescope Science Institute (STScI) postawili sobie za zadanie odtworzenie historii naszego galaktycznego sąsiedztwa. Wykazali, jak szereg wydarzeń, które rozpoczęły się przed 14 milionami lat, doprowadził do stworzenia bąbla, odpowiedzialnego za powstanie niemal wszystkich pobliskich gwiazd.

Astronom i ekspertka od wizualizacji danych, Catherine Zucker, która brała udział w badaniach mówi, że to naprawdę historia narodzin, po raz pierwszy jesteśmy w stanie wyjaśnić, jak rozpoczęło się formowanie wszystkich pobliskich gwiazd.

Głównym elementem pracy naukowców jest animacja 3D, która pokazuje, że wszystkie młode gwiazdy i regiony gwiazdotwórcze znajdujące się w odległości 500 lat świetlnych od Ziemi, umiejscowione sa na powierzchni Bąbla Lokalnego. O jego istnieniu wiadomo od dziesięcioleci, ale dopiero teraz zaczynamy rozumieć początki Bąbla i jego wpływ na otaczający go gaz.

Naukowcy wykazali teraz, że przed 14 milionami lat rozpoczęła się seria eksplozji supernowych, które wypchnęły gaz międzygwiezdny na zewnątrz, tworząc bąbel o powierzchni gotowej do formowania się gwiazd. Dzisiaj wiemy, że na powierzchni Bąbla znajduje się siedem regionów gwiazdotwórczych – chmur molekularnych – gęstych regionów w przestrzeni kosmicznej, w których formują się gwiazdy. Z naszych obliczeń wynika, że w przeciągu milionów lat doszło do 15 eksplozji supernowych, które uformowały Bąbel Lokalny, mówi Zucker. Uczeni zauważyli, że bąbel powoli rozszerza się z prędkością około 6,5 km/s.
Tempo rozszerzania się bąbla oraz obecne i przeszłe trajektorie gwiazd tworzących się na jego powierzchni zostały określone dzięki danym zebranym przez kosmiczne obserwatorium Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Gdy wybuchła pierwsza supernowa, która przyczyniła się do powstania Bąbla Lokalnego, Słońce znajdowało się daleko od tego wydarzenia. Jednak około 5 milionów lat temu wiodąca przez galaktykę trasa Słońca zaprowadziła je w kierunku Bąbla i teraz Słońce, zupełnym przypadkiem, znajduje się niemal dokładnie w jego centrum, dodaje profesor João Alves z Uniwersytetu Wiedeńskiego.

Niemal 50 lat temu pojawiła się teoria mówiąca, że bąble powszechnie występują w Drodze Mlecznej. Teraz mamy na to dowód. Bo jaka jest szansa, że znajdziemy się dokładnie w środku takiej struktury, mówi Goodman. Gdyby bąble były rzadkością, prawdopodobieństwo, że Słońce trafi do samego centrum jednego z nich, byłoby znikome. Droga Mleczna przypomina więc pełen dziur ser szwajcarski, w którym dziury są tworzone przez wybuchy supernowych, a na powierzchni bąbli tworzonych przez umierające gwiazdy, rodzą się kolejne gwiazdy.

Teraz uczeni planują zmapować więcej bąbli i uzyskać trójwymiarowy obraz ich lokalizacji, kształtów i rozmiarów. Stworzenie takiego spisu bąbli oraz łączących je oddziaływań pozwoli na określenie roli umierających gwiazd w powstawaniu kolejnych pokoleń gwiazd oraz poszerzy naszą wiedzę o strukturze i ewolucji galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej.

Artykuł opisujący badania opublikowano na łamach The Astrophysical Journal Letters, natomiast wszystkie interaktywne dane oraz materiały wideo zostały bezpłatnie udostępnione na specjalnie stworzonej witrynie.

 


« powrót do artykułu
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
56 minut temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Gdy wybuchła pierwsza supernowa, która przyczyniła się do powstania Bąbla Lokalnego, Słońce znajdowało się daleko od tego wydarzenia. Jednak około 5 milionów lat temu wiodąca przez galaktykę trasa Słońca zaprowadziła je w kierunku Bąbla i teraz Słońce, zupełnym przypadkiem, znajduje się niemal dokładnie w jego centrum,

Co za zbieg okoliczności! Ja to bym się upierał, że to nasze słoneczko wymiotło materię. No bo skoro jest w centrum... Na szczęście na wizualizacji widać że bąbel (bąbelek w skali ko(s)micznej?) nie jest sferą, ale jeśli przestrzeń nie jest izotropowa :D, to mamy jak na dłoni wyróżnione kierunki :DTu się można pobawić

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Cytat

Gdyby bąble były rzadkością, prawdopodobieństwo, że Słońce trafi do samego centrum jednego z nich, byłoby znikome.

Gdyby nie były, również byłoby znikome, choć trochę mniej znikome :)

  • Haha 1

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy poszukujący życia poza Układem Słonecznym zwracają uwagę na planety o podobnej masie, rozmiarach, temperaturze i składzie atmosfery, co Ziemia. Astronomowie z University of Cambridge twierdzą jednak, że istnieje znacznie więcej możliwości, niż tylko znalezienie „drugiej Ziemi”. Na łamach Astrophysical Journal opublikowali artykuł, w którym informują o zidentyfikowaniu nowej klasy planet, na których może istnieć życie. A jako że planety tą są bardziej rozpowszechnione i łatwiejsze do obserwowania niż kopie Ziemi, nie można wykluczyć, że ślady życia poza Układem Słonecznym znajdziemy w ciągu kilku lat.
      Ta nowa klasa została przez nich nazwana „planetami hyceańskimi”, od złożenia wyrazów „hydrogen” (wodór) i „ocean”. To światy pokryte oceanem o atmosferze bogatej w wodór. Planety hyceańskie otwierają zupełnie nowe możliwości w dziedzinie poszukiwania życia, mówi główny autor badań, doktor Nikku Madhusudhan z Insytutu Astroomii.
      Wiele z kandydatów na „planety hyceańskie” to obiekty większe i cieplejsze od Ziemi. Ale z ich charakterystyk wynika, że są pokryte olbrzymimi oceanami zdolnymi do podtrzymania życia w takiej formie, jaką znajdujemy z najbardziej ekstremalnych ziemskich środowiskach wodnych. Co więcej, dla planet takich istnieje znacznie większa ekosfera.
      Ekosfera, przypomnijmy, to taki zakres odległości planety od jej gwiazdy macierzystej, w którym woda na planecie może istnieć w stanie ciekłym. Jak się okazuje, w przypadku „planet hyceańskich” ekosfera jest szersza niż dla planet wielkości Ziemi.
      W ciągu ostatnich niemal 30 lat odkryliśmy tysiące planet poza Układem Słonecznym. Większość z nich to planety większe od Ziemi, a mniejsze od Neptuna, zwane super-Ziemiami. To zwykle skaliste lub lodowe olbrzymy z atmosferami bogatymi w wodór. Wcześniejsze badania takich planet pokazywały, że jest na nich zbyt gorąco, by mogło tam istnieć życie.
      Niedawno zespół Madhusudhana prowadził badania super-Ziemi K2-18. Naukowcy odkryli, że w pewnych okolicznościach na planetach takich mogłoby istnieć życie. Postanowili więc przeprowadzić szerzej zakrojone badania, by określić, jakie warunki powinna spełniać planeta i jej gwiazda, by tego typu okoliczności zaszły, które ze znanych egzoplanet je spełniają oraz czy możliwe byłoby zaobserwowanie z Ziemi ich biosygnatur, czyli śladów tego życia.
      Uczeni stwierdzili, że „planety hyceańskie” mogą być do 2,6 razy większe od Ziemi, temperatura ich atmosfery może dochodzić do 200 stopni Celsjusza, ale warunki panujące w oceanach mogą być podobne do warunków, w jakich w ziemskich oceanach istnieją mikroorganizmy. Do klasy tej należą też „ciemne planety hyceańskie”, których obrót jest zsynchronizowany z ich obiegiem wokół gwiazdy, zatem w stronę gwiazdy zwrócona jest zawsze jedna strona planety. Tego typu ciała niebieskie mogłyby utrzymać życie tylko na stronie nocnej.
      Planety większe od Ziemi, ale nie bardziej niż 2,6-krotnie, dominują wśród odkrytych planet. Można przypuszczać, że „planety hyceańskie” występują wśród nich dość powszechnie. Dotychczas jednak nie cieszyły się zbyt dużym zainteresowaniem, gdyż skupiano się przede wszystkim na badaniu planet najbardziej podobnych do Ziemi.
      Jednak sam rozmiar to nie wszystko. Aby potwierdzić, że mamy do czynienia z „planetą hyceańską” musimy też poznać jej masę, temperaturę oraz skład atmosfery.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma laty astronomowie zauważyli niezwykły obiekt, międzygwiezdną kometę. 2I/Borisov to jedyna taka kometa i zaledwie drugi – po 1I/Oumuamua – znany nam przybysz spoza Układu Słonecznego. Jednak wizyty tego typu mogą być znacznie częstsze niż nam się wydaje. Amir Siraj i profesor Avi Loeb z Center for Astrophysics (CfA) Harvard & Smithsonian zaprezentowali właśnie badania, z których wynika, że w Obłoku Oorta znajduje się więcej obiektów pochodzących spoza Układu Słonecznego niż z Układu Słonecznego.
      Zanim odkryliśmy pierwszą międzygwiezdną kometę, nie mieliśmy pojęcia, jak dużo tego typu obiektów znajduje się w Układzie Słonecznym. Jednak teorie dotyczące formowania się planet przewidują, że powinno być tutaj więcej obiektów rodzimych niż przybyszów. Jednak z naszych obliczeń wynika, że gości może być znacznie więcej, mówi Siraj.
      Uczony przyznaje, że obliczenia, opierające się na badaniach 2I/Borisov, obarczone są dość sporym marginesem błędu, ale nawet jeśli weźmiemy to pod uwagę i tak Obłok Oorta powinien być w większości zbudowany z obiektów międzygwiezdnych.
      Powiedzmy, że przez jeden dzień obserwuję kilometrowy odcinek torów kolejowych. I zauważyłem, że w tym czasie przekroczył go jeden samochód. Mogę więc stwierdzić, że średnia liczba samochodów przejeżdżających przez tory kolejowe wynosi 1 pojazd na 1 kilometr na 1 dzień. Jeśli jednak mam podstawy, by przypuszczać, że moje obserwacje nie były pełne – gdy na przykład zauważę dodatkowy przejazd kolejowy, na który nie zwróciłem wcześniej uwagi – mogę pójść dalej i wykorzystać metody statystyczne do oceny rzeczywistej liczby samochodów, które przejechały przez tory na obserwowanym przeze mnie odcinku, wyjaśnia uczony.
      Obłok Oorta to hipotetyczna olbrzymia sfera otaczająca Układ Słoneczny. Jego wewnętrzna krawędź ma znajdować się w odległości od 2000 do 5000 jednostek astronomicznych [1 j.a. to średnia odległość Ziemi od Słońca], a krawędź zewnętrzna może być oddalona od naszej gwiazdy o 10 000 lub nawet 100 000 j.a. Obłok składa się z olbrzymiej liczby obiektów. Uważa się, że komety długookresowe pochodzą właśnie z Obłoku Oorta. Samego jednak Obłoku, ze względu na jego olbrzymie oddalenie oraz fakt, że znajdujące się tam obiekty nie świecą światłem własnym, nie udało się zaobserwować. Dlatego też tak trudno badać ten obszar.
      Obliczenia Siraja i Loeba, opublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mogą mieć znaczenie również dla obiektów znajdujących się bliżej niż Obłok Oorta. Wyliczenia te sugerują bowiem, że wiele obiektów znajdujących się pomiędzy Słońcem a Saturnem pochodzi z przestrzeni międzygwiezdnej. A to by oznaczało, że w naszym niedalekim sąsiedztwie roi się od przybyszów z innych układów planetarnych, zauważa astrofizyk Matthew Holman.
      Rodzi się więc pytanie, czy znane nam asteroidy, znajdujące się stosunkowo niedaleko Ziemi nie przybyły spoza Układu Słonecznego. Pytanie jest o tyle zasadne, że o wielu asteroidach nie mamy zbyt wielu danych. Są one wykrywane, a później specjaliści ich już nie śledzą. Sądzimy, że to asteroidy, ale ich nie obserwujemy, nie mamy więc szczegółowych danych, mówi Holman.
      Dopiero przyszłe badania za pomocą technologii najnowszej generacji pozwolą nam stwierdzić, czy Siraj i Loeb mają rację. Jeszcze w bieżącym roku na szczycie Cerro Pachón w Chile zostanie uruchomione Vera C. Rubin Observatory (VRO). To supernowoczesne obserwatorium wyposażone będzie m.in. w najpotężniejszy aparat cyfrowy w dziejach – ważące trzy tonu urządzenie o rozdzielczości 3,2 gigapiksela. VRO będzie badało ciemną materię, asteroidy bliskie Ziemi, poszukiwało obiektów międzygwiezdnych i mapowało Drogę Mleczną.
      Kolejnym projektem badawczym, z którym specjaliści wiążą olbrzymie nadzieje jest Transneptunian Automated Occultation Survey (TAOS II). Jego celem będzie poszukiwanie niewielkich – poniżej 1 km średnicy – obiektów znajdujących się za Neptunem. TAOS II ma ruszyć w przyszłym roku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Włoscy uczeni postanowili znaleźć te miejsca Drogi Mlecznej, w których życie może najbezpieczniej się rozwijać. Ocenili historyczną zdolność do podtrzymania życia w Drodze Mlecznej z uwzględnieniem wpływu eksplozji supernowych i rozbłysków gamma. Zjawiska te mogą bowiem zniszczyć życie w zasięgu swojego oddziaływania. Przy okazji zaś przetestowali hipotezę mówiącą, że to rozbłysk gamma był odpowiedzialny za wymieranie w ordowiku (ok. 445 milionów lat temu).
      Wybuchy supernowych i rozbłyski gamma niosą ze sobą olbrzymią ilość promieniowania, które może odrzeć atmosferę planety z ochronnej warstwy ozonu. Bez tej warstwy do powierzchni planety dociera szkodliwe promieniowanie zdolne do zabicia życia. Przed około 359 milionami lat pobliska supernowa prawdopodobne doprowadziła do masowego wymierania na Ziemi. Gdyby znajdowała się bliżej, mogłaby zabić całe życie.
      Eksperci z Università dell’Insubria, Osservatorio Astronomico di Brera, Sezione Milano–Bicocca oraz Università Milano–Bicocca zdolność do bezpiecznego utrzymania życia szacowali na podstawie odległości potencjalnych planet typu ziemskiego od centrum galaktyki. Wykorzystali tutaj dane dotyczące pojawiania się supernowych i rozbłysków gamma z historią ewolucji poszczególnych gwiazd oraz z zawartością cięższych pierwiastków (tzw. metali) w gwiazdach w całej galaktyce. Wzięli też pod uwagę prawdopodobieństwo pojawienia się planet typu ziemskiego w pobliżu gwiazd typu M i FGK. W ten sposób mogli sprawdzić, w jakiej odległości od badanych gwiazd doszło do potencjalnie destrukcyjnego wydarzenia astrofizycznego.
      Na podstawie badań Włosi doszli do wniosku, że jeszcze około 6 miliardów lat temu najbezpieczniejszym regionem dla życia były obrzeża naszej galaktyki. Jednak sytuacja ta uległa zmianie w ciągu ostatnich około 4 miliardów lat. Obecnie od około 500 milionów lat najbezpieczniejszym stał się region położony w odległości 2–8 tysięcy parseków od centrum galaktyki. Jeden parsek to około 3,26 roku świetlnego. Szczęśliwie dla nas niedawne badania wykazały, że Ziemia znajduje się bliżej czarnej dziury niż sądzono, dzięki czemu znaleźliśmy się wewnątrz obszaru wyznaczonego obecnie przez Włochów.
      Naukowcy potwierdzili przyczynę wspomnianego na wstępie wymierania w ordowiku. To jasno pokazuje, że nasz region nie jest całkowicie bezpieczny, gdyż byłoby to drugie takie wydarzenie w historii Ziemi w ciągu ostatnich 500 milionów lat. Jednak w tym samym czasie krańce Drogi Mlecznej zostały wysterylizowane przez 2-5 długotrwałych rozbłysków gamma, stwierdzają autorzy badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W maju ubiegłego roku na południu Algierii na pustyni Erg Chech znaleziono niezwykły kamień. Bliższe badania wykazały, że jest on starszy od Ziemi, powstał zaledwie 2 miliony lat po powstaniu Układu Słonecznego i prawdopodobnie stanowił część protoplanety, która nigdy nie przeistoczyła się w planetę.
      Od ponad 20 lat badam meteoryty, a to najprawdopodobniej najwspanialszy meteoryt jaki widziałem", mówi Jean-Alix Barrat z Uniwersytetu Zachodniej Bretanii (Université de Bretagne Occidentale). Meteoryt Erg Chech 002 (EC 002) jest jedynym takim obiektem kiedykolwiek znalezionym na Ziemi. Jest achondrytem, a konkretnie andezytem, co już czyni go rzadkim. Jakby jeszcze tego było mało, okazało się, że magma, z której powstał, stygła przez co najmniej 100 000 lat. A badania izotopów aluminium i magnezu wskazują, że do krystalizacji tych pierwiastków w EC 002 doszło przed 4,565 miliarda lat temu na obiekcie macierzystym, który powstał 4,566 miliarda lat temu. Ziemia liczy sobie zaś 4,54 miliarda lat. Zatem EC 002 jest o około 20 milionów lat starszy od Ziemi.
      Ten meteoryt to najstarsza skała magmowa, jaką dotychczas analizowano. Rzuca ona nowe światło na tworzenie się pierwotnej skorupy, która pokrywała najstarsze protoplanety, stwierdzili autorzy badań.
      W przeciwieństwie do bazaltu, który powstaje w wyniku szybkiego ochładzania się lawy zawierającej magnez i żelazo, andezyt jest złożony w dużej mierze z krzemianów bogatych w sód. Na Ziemi andezyty powstają w strefach subdukcji, gdzie krawędzie płyt tektonicznych zanurzają się pod inne płyty.
      Meteoryty achondrytowe są rzadko znajdowane. Jednak ostatnie eksperymenty sugerują, że mogą one powstawać w wyniku topnienia chondrytów. Jako, że obiekty zbudowane z chondrytów powszechnie występują w Układzie Słonecznym, nie można wykluczyć, że w przeszłości formujące się protoplanety bardzo często miały andezytową skorupę. Jednak analiza spektralna EC 002 wykazała, że nie jest on podobny do niczego, co znamy z Układu Słonecznego.
      Obecnie bardzo rzadko spotykamy andezytowe meteoryty. Powstaje więc pytanie, jeśli na początku historii naszego układu planetarnego rzeczywiście powszechnie formowały się planety z andezytowymi skorupami, to co się z tym materiałem stało? Być może został rozbity i włączony w obecnie istniejące obiekty. Jako, że EC 002 jest tylko trochę starszy od Ziemi, nie można wykluczyć, że protoplaneta, z której pochodzi, rozpadła się, a z części jej materiału powstała nasza planeta.
      Im bardziej zbliżamy się do początków Układu Słonecznego, tym bardziej sprawa się komplikuje. Myślę, że nie znajdziemy już na Ziemi żadnej starszej próbki niż EC 002, mówi Barrat.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...