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

Indyjscy naukowcy nie znaleźli sygnału ze „świtu wszechświata”

Recommended Posts

W 2018 roku amerykańscy astronomowie pracujący przy radioteleskopie EDGES w Australii poinformowali o odkryciu sygnału radiowego o szczególnej częstotliwości. Był on znacząco słabszy od innych sygnałów. Wyniki swoich badań opublikowali na łamach Nature, gdzie ogłosili, że znaleziony sygnał pochodzi z narodzin pierwszych gwiazd po Wielkim Wybuchu. Co więcej, dane były inne, niż przewidziane przez teoretyków. Wskazywały one, że wczesny wszechświat był zadziwiająco chłodny. Teoretycy siedli do pracy, by to wyjaśnić, a inne zespoły ruszyły do teleskopów, by potwierdzić istnienie sygnału.

Wśród tych, którzy postanowili zarejestrować sygnał zauważony przez Amerykanów byli naukowcy z Raman Research Institute w Bangalore w Indiach. Wykorzystali oni radioteleskop SARAS-3. Niewielkie urządzenie pływa na dwóch jeziorach w odległych regionach Indii. Indyjscy naukowcy zebrali dane i przez ostatnie dwa lata szczegółowo je analizowali. Właśnie poinformowali na łamach Nature Astronomy, że w danych nie znaleziono żadnego śladu sygnału, o którym pisali Amerykanie.

Jeśli tam by coś było, to by to zauważyli, mówi radioastronom Aaron Parsons z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Nie ma tutaj zbytnio miejsca na wątpliwości, dodaje uczony, który nie był zaangażowany w żadne z opisywanych badań.

Judd Bowman, który stoi na czele zespołu badawczego teleskopu EDGES i kierował badaniami sprzed 4 lat dodaje, że konieczne są dalsze prace, by rozstrzygnąć, kto ma rację. Biorąc pod uwagę, jak trudne są tego typu obserwacja, czeka nas sporo pracy. Musimy włączyć te badania w te wciąż prowadzone.

Zarówno EDGES jak i SARAS usiłowały wykryć emisję pochodzącą z wodoru. Pierwiastek ten w sposób naturalny absorbuje i emituje fale radiowe o długości 21 centymetrów. Na trasie swojej podróży w kierunku Ziemi fale te coraz bardziej się rozciągają. Fale z bardziej odległych chmur wodoru są rozciągnięte bardziej, niż te z chmur bliższych. A topień ich rozciągnięcia świadczy o tym, z jakie odległości – czyli i z jakiego czasu – pochodzą.

Astronomowie już od ponad 50 lat wykorzystują emisję wodoru do badania pobliskich galaktyk. Jednak dzięki postępowi technologicznemu takie instrumenty jak EDGES i SARAS mogą rejestrować też fale pochodzące z większych odległości, bardziej rozciągnięte, które trudniej jest badać, gdyż zakłócają je naturalne i sztuczne sygnały z Ziemi.

Gdy atomy wodoru dopiero powstawały po Wielkim Wybuchu, absorbowały i emitowały tyle samo promieniowania o długości fali 21 centymetrów. Przez to chmury wypełniającego wszechświat wodoru były niewidoczne.

Później zaś nastąpił kosmiczny świt. Promieniowanie ultrafioletowe z pierwszych gwiaz wzbudziło atomy wodoru, przez co mogły one absorbować więcej promieniowania niż pochłaniały. Zjawisko to, obserwowane obecnie z Ziemi, powinno objawiać się nagłym spadkiem jasności fal o określonej długości. Ten spadek wyznacza moment powstania pierwszych gwiazd. Z czasem te pierwsze gwiazdy zapadły się w czarne dziury. Gorący gaz z dysków wokół czarnych dziur emitował promieniowanie rentgenowskie. Podgrzało ono wodór, zwiększając jego emisję w paśmie 21 centymetrów. To zaś objawia się zwiększeniem jasności fal o minimalnie mniejszej długości niż wcześniejsze fale. Wynik netto tych zmian, to spadek jasności w wąskim zakresie fal. Taki właśnie spadek spodziewali się wykryć naukowcy pracujący przy EDGES.

Znaleźli jednak coś innego. Spadek dotyczyły fal o długości 4 metrów. Analiza takich danych wskazywała, że pierwsze gwiazdy powstały zadziwiająco szybko i szybko doszło do pojawienia się promieniowania X. Co więcej, dane pokazywały też, że wodór we wczesnym wszechświecie był chłodniejszy niż przewidywały teorie.

Pojawiły się różne próby wyjaśnienia tego zjawiska. Wiadomo też było, że zakłócenia do sygnału może wprowadzać sam radioteleskop i jego konstrukcja. Edges otoczony jest przez duży, 30-metrowy metalowy ekran, który ma blokować emisję radiową pochodzącą z gruntu. Amerykański zespół uwzględnił w swojej pracy możliwość pojawienia się zakłóceń pochodzących z krawędzi tego ekranu. Jednak specjaliści zwracają uwagę, że wystarczy niewielki błąd w korekcie, by w analizie pojawiły się dane nie do odróżnienia od danych rzeczywistych.

Naukowcy z Bangalore zaprojektowali swój radioteleskop tak, by był on bardziej odporny na zakłócenia. Dodatkowo umieścili go na jeziorze, dzięki czemu zyskali pewność, że w promieniu 100 metrów od teleskopu nie pojawią się żadne odbicia horyzontalne. Sama zaś woda jeziora powodowała, że odbite od dna sygnały biegły wolniej, a dzięki jednorodnej gęstości wody łatwiej modelować całe otoczenie teleskopu i wyławiać z danych fałszywe sygnały.

Dzięki temu naukowcom pracującym przy SARAS udało się dokładnie przeanalizować całe spektrum wokół fal o długości 4 metrów i stwierdzić, że nie widać w nim żadnego spadku jasności zarejestrowanego przez EDGES.

Cynthia Chiang, radioastronom z kanadyjskiego McGill University stwierdziła, że oba zespoły naukowe – amerykański i indyjski – bardzo dobrze i ostrożnie przeprowadziły wszelkie prace nad kalibracją urządzeń i analizą danych, dlatego też jest obecnie zbyt wcześnie, by orzekać, który z nich ma rację.


« 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
      Inżynierowie NASA odpowiedzialni za znajdującą się w przestrzeni międzygwiezdnej sondę Voyager 1, próbują rozwiązać zagadkę nietypowych danych, jakie pojazd przysyła. Voyager 1 pracuje normalnie, odbiera i wykonuje komendy z Ziemi, prowadzi badania naukowe, zbiera dane i wysyła je na Ziemię. Jednak odczyty z systemu AACS (attitude articulation and control system) nie oddają tego, co dzieje się na pokładzie sondy.
      AACS od 45 lat odpowiada za prawidłową orientację pojazdu. Do jednego z zadań systemu należy dopilnowanie, by antena Voyager 1 była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko wskazuje na to, że AACS działa, ale coś jest nie tak z danymi telemetrycznymi. Czasami wyglądają tak, jakby były generowane losowo, innym razem nie oddają żadnego stanu, w jakim AACS może się znaleźć.
      Co interesujące, problem z AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń, odpowiedzialnych za wprowadzenie Voyagera w stan bezpieczny. W stanie tym pojazd przeprowadzałby tylko niezbędne operacje, dając inżynierom czas na zdiagnozowanie usterki. Jednak nic takiego się nie stało. Co więcej, sygnał z sondy nie stracił na mocy, co wskazuje, że jej antena jest skierowana precyzyjnie w stronę naszej planety.
      Inżynierowie analizują sygnały, próbując się dowiedzieć, czy niezwykłe dane pochodzą bezpośrednio z AACS czy też z innego układu zaangażowanego w wytwarzanie i przesyłanie danych telemetrycznych. W tej chwili specjaliści nie potrafią powiedzieć, czy obserwowane problemy mogą w większym zakresie wpłynąć na Voyagera i czy skrócą czas jego pracy.
      Tajemnice takie jak ta, to na tym etapie część misji Voyager, mówi Suzanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera 1 i Voyagera 2. Oba pojazdy mają niemal 45 lat, pracują znacznie dłużej, niż planowano. Znajdują się też w przestrzeni międzygwiezdnej, w miejscu o wysokim promieniowaniu, w którym nigdy wcześniej nie latał żaden pojazd. Dla zespołu inżynieryjnego to olbrzymie wyzwanie. Myślę jednak, że nasz zespół poradzi sobie z problemem z AACS.
      Pani Dodd nie wyklucza, że problemu nie uda się rozwiązać i trzeba będzie się do tego przyzwyczaić. Jeśli jednak uda się znaleźć jego przyczynę, być może trzeba będzie wprowadzić zmiany w oprogramowaniu lub też użyć jednego z systemów zapasowych Voyagera. Jeśli tak się stanie, to nie będzie to pierwszy raz, gdy Voyager 1 używa systemów zapasowych. W 2014 roku główne silniki pojazdu zaczęły wykazywać oznaki degradacji, więc włączono silniki zapasowe, które wcześniej wykorzystywano podczas przelotów w pobliżu planet. Okazało się, że silniki te działają bez zakłóceń, mimo że nie były używane przez 37 lat.
      Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości 23,3 miliarda kilometrów od Ziemi. Światło pokonuje tę drogę w ciągu 20 godzin i 33 minut. By uświadomić sobie, jak olbrzymia to odległość wystarczy pamiętać, że światło ze Słońca na Ziemię biegnie 8 minut.
      Voyager 2 działa normalnie. Znajduje się w odległości 19,5 miliarda kilometrów od Ziemi.
      Oba Voyagery zostały wystrzelone w 1977 roku. Pracują znacznie dłużej niż planowano. Są jedynymi pojazdami wysłanymi przez człowieka, które dotarły do przestrzeni międzygwiezdnej. Dostarczyły nam bezcennych informacji na temat heliosfery, bariery za pomocą której Słońce chroni Układ Słoneczny. Wcale nie było pewne, czy tam dotrą. Przed 12 laty opisywaliśmy obawy związane z dotarciem Voyagera 1 do heliopauzy i spotkaniem z łukiem uderzeniowym.
      Każdego roku możliwość produkcji energii pojazdów zmniejsza się o około 4 waty. Dlatego też przez lata stopniowo wyłączano poszczególne podzespoły, by zapewnić energię dla najważniejszych instrumentów naukowych i niezbędnych systemów. Dzięki przemyślanym działaniom nie wyłączono dotychczas żadnego urządzenia naukowego. Inżynierowie z NASA chcą, by Voyagery pracowały jeszcze w roku 2026.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dziwny powtarzający się sygnał radiowy dobiegający z okolic centrum Drogi Mlecznej nie przypomina żadnego innego znanego sygnału. Ma zupełnie inną sygnaturę. Jak wynika z wyników badań zaakceptowanych do publikacji w The Astrophysical Journal i udostępnionych na arXiv [PDF], źródło sygnału przez wiele tygodni jest bardzo jasne w paśmie radiowym, a następnie zanika w ciągu jednego dnia
      Takie zachowanie się sygnału radiowego nie pasuje do żadnego znanego obiektu niebieskiego. Dlatego też naukowcy z Australii, USA, Niemiec, Kanady, Hiszpanii, Francji i RPA, którzy badali to zjawisko za pomocą Australian SKA Pathfinder, przypuszczają, że mogli odkryć nową klasę obiektów kosmicznych.
      Tajemniczy sygnał ASKAP J173608.2−321635 jest wysoce spolaryzowany i wysoce zmienny. Na potrzeby badań obserwowano go pomiędzy kwietniem 2019 a sierpniem 2020 roku. W tym czasie pojawił się 13 razy. Nigdy nie trwał dłużej niż kilka tygodni. Źródło jest bardzo zmienne, pojawia się i znika nagle, bez żadnego wzorca, który udałoby się odczytać.
      Badacze próbowali dopasować ten sygnał do danych z wielu innych teleskopów, w tym do Chandra X-ray Observatory, Neil Gehrels Swift Observatory czy Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy. W żadnym nie znaleziono niczego, co przypominałoby ASKAP J173608.2−321635. Wygląda więc na to, że źródło nie emituje niczego w innych częstotliwościach spektrum elektromagnetycznego. Naukowcy nie potrafią wyjaśnić takiego zjawiska.
      Autorzy badań piszą, że co prawda gwiazdy o małej masie mogą okresowo generować rozbłyski w paśmie radiowym, jednak zwykle towarzyszy im emisja w paśmie promieniowania rentgenowskiego. Nic nie wskazuje też na to, by źródłem mogły być pulsary lub magnetary. Pulsary emitują silne sygnały radiowe, ale jest to emisja o przewidywalnym okresie i nie trwa całymi tygodniami. Z kolei magnetary charakteryzuje też silna emisja w zakresie rentgenowskim.
      Z wszystkich znanych źródeł emisji sygnał ASKAP J173608.2−321635 najbardziej przypomina tajemnicze GCRT (Galactic Center Radio Transient). Dotychczas znamy trzy tego typu obiekty. Również i one znajdują się w kierunku centrum naszej galaktyki, wszystkie nagle rozpoczynają emisję w paśmie radiowym i równie gwałtownie ją kończą. Mają też podobną jasność i nigdy nie towarzyszy im promieniowanie rentgenowskie. Jednak pojawiają się i znikają szybciej niż ASKAP J173608.2−321635.  Niewykluczone zatem, że źródło ASKAP J173608.2−321635 jest w jakiś sposób powiązana z GCRT, a być może również jest takim obiektem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Breakthrough Listen Project, który bazuje ne Berkeley SETI Research Center, a jego celem jest poszukiwanie sygnałów radiowych wysłanych przez obcą cywilizację, poinformowali o zarejestrowaniu nietypowej transmisji nadchodzącej z kierunku Proxima Centauri, gwiazdy najbliższej Słońcu. Wiemy, że gwieździe tej towarzyszą co najmniej dwie planety.
      Sygnał został zarejestrowany przez 64-metrowy radioteleskop z obserwatorium Parkes w Nowej Południowej Walii. To drugi – po DSS-43 – największy na półkuli południowej radioteleskop z ruchomą czaszą.
      Specjaliści zwracają uwagę, że sygnał „dryfuje”. Jego częstotliwość wydaje się nieco zmieniać, raz jest wyższa, raz niższa, co ma związek albo z ruchem orbitalnym Ziemi, albo źródła sygnału. Na tej podstawie wnioskują, że nie pochodzi on z anteny umieszczonej na Ziemi. Zatem sygnał jest pozaziemski. Co nie oznacza, że pochodzi od obcej cywilizacji.
      Jeśli rejestrujemy taki sygnał i wiemy, że nie pochodzi on z powierzchni Ziemi, wiemy, że to sygnał pozaziemski. Niestety, ludzie wystrzelili w przestrzeń kosmiczną wiele źródeł pozaziemskich sygnałów, stwierdza Jason Wright z Penn State University. Może to być bowiem transmisja danych telemetrycznych z satelity. Ruch satelitów wokół Ziemi powoduje, że dochodzi do zmian częstotliwości ich sygnału. Faktem jest, że prawdopodobieństwo, iż teleskop przypadkowo odbiera transmisję z satelity jest niewielkie, ale nie można go wykluczyć. W końcu nad naszymi głowami krąży około 2700 działających satelitów.
      Kolejna możliwość jest taka, że sygnał pochodzi z obiektu znajdującego się poza Proximą Centauri. Obiekt ten musiałby znajdować się w prostej linii za gwiazdą z punktu widzenia Ziemi. Jeśli rzeczywiście tak jest i źródłem sygnału jest naturalny obiekt, którego nie widzimy, to byłoby to również interesujące odkrycie. Wiemy, że sygnały radiowe są emitowane np. przez kwazary czy pulsary, ale emisja ze źródeł naturalnych obejmuje znaczną część spektrum. I to właśnie fakt, że emisja jest w tak wąskim zakresie, jest najbardziej interesujący. Nie znamy żadnego naturalnego źródła takiego sygnału, mówi Andrew Siemion z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Być może istnieją nieznane nam zjawiska związane z fizyką plazmy, które powodują powstawanie takiego sygnału, ale obecnie, jedyne źródła, jakie znamy, to źródła techniczne, dodaje Siemion.
      Nie można też wykluczyć, że zarejestrowany sygnał pochodzi z naturalnego źródło o silnym polu magnetycznym. W Układzie Słonecznym źródłem takich sygnałów radiowych jest Jowisz. Być może wokół Proxima Centauri krąży duża planeta o silnym polu magnetycznym. To możliwe, jednak trzeba zwrócić uwagę, że gdyby taka podobna do Jowisza planeta tam istniała, to emitowane przez nią sygnały byłyby około 1000-krotnie zbyt słabe, żeby mogły je zarejestrować ziemskie radioteleskopy. Musielibyśmy przyjąć, że naturalne sygnały radiowe emitowane przez tę hipotetyczną planetę są znacznie silniejsze niż emisja radiowa z Jowisza. Jest to mało prawdopodobne, ale nie niemożliwe.
      Zawsze też istnieje możliwość, że sygnał pochodzi z... bezpośredniego sąsiedztwa radioteleskopu. Dość przypomnieć, że przed pięciu laty naukowcy z obserwatorium Parkes zarejestrowali sygnały świadczące o tym, że głęboko w kosmosie dzieje się coś niezwykłego. Analiza danych wykazała, że radioteleskop złapał sygnał z... kuchenki mikrofalowej w obserwatorium.
      Historia naszego sygnału rozpoczęła się w kwietniu ubiegłego roku, kiedy to naukowcy pracujący przy Breakthrough Liten obserwowali Proxima Centauri. Chcieli zarejestrować pochodzące z gwiazdy rozbłyski, by badać, jak wpływają one na krążące planety. W październiku jeden z naukowców analizujących uzyskane dany trafił na nietypowy sygnał o częstotliwości 982,002 MHz. Szybko okazało się, że to najbardziej ekscytujący sygnał, jaki znaleziono w ramach projektu Breakthroug Listen. Zyskał on miano BLC1 od Breakthroug Listen Candidate 1.
      Na początku przyszłego roku ma ukazać się pierwsza praca naukowa dotycząca BLC1. Przed specjalistami prawdopodobnie jeszcze wiele miesięcy analiz, zanim jednoznacznie stwierdzą, co jest źródłem tajemniczego sygnału.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W czerwcu informowaliśmy, że najczulszy detektor ciemnej materii – XENON1T – zarejestrował niezwykłe sygnały. Jak wówczas pisaliśmy, możliwe są trzy interpretacje tego, co zauważono. Najmniej interesująca z nich to zanieczyszczenie urządzenia. Drugim możliwym wyjaśnieniem jest zarejestrowanie aksjonu, hipotetycznej cząstki tworzącej ciemną materię, a trzecim – równie interesująca możliwość wchodzenia neutrin w niezwykłe interakcje z wypełniającym detektor ksenonem.
      Na łamach Physical Review D i Physical Review Letters ukazało się właśnie 5 artykułów, których autorzy dokonują niezwykle interesujących interpretacji sygnałów.
      Fuminotu Takahashi, Masaki Yamada i Wen Yin uważają, że zarejestrowane sygnały świadczą o zauważeniu cząstek podobnych do aksjonów. Mają mieć one masę kilku keV/c2 i wchodzić w interakcje z elektronami. Ich zdaniem cząstki o takich właściwościach tłumaczą zarejestrowany sygnał, stanowią ciemną materię i wyjaśniają pewne anomalie obserwowane w białych karłach i czerwonych olbrzymach.
      Z kolei niemiecki zespół naukowy, Andreas Bally, Sudip Jana i Andreas Trautner, pisze, że sygnał może pochodzić od nieznanego bozonu cechowania, który pośredniczy w interakcjach pomiędzy pochodzącymi ze Słońca neutrinami a elektronami.
      Jeszcze inny pomysł ma Nicole F. Bell z University of Melbourne i jej koledzy z USA. Uważają oni, że źródłem sygnału jest cząstka ciemnej materii o relatywnie niskiej masie. Ich zdaniem cząstka taka można trafiać do detektora w "lekkim stanie" i rozpraszać się do "stanu ciężkiego", który rozpada się z towarzyszącą emisją fotonu. I to właśnie ten foton wchodzi w reakcje z elektronem, dając obserwowany sygnał.
      Bartosz Fornal z University of Utah oraz naukowcy z Pekinu i Hongkongu również uważają, że mamy do czyeniania z cząstką ciemnej materii. Ma ona pochodzić z centrum galaktyki. Sygnał zaś bierze się z jej interakcji z elektronami w XENON1T.
      Autorami ostatniego artykułu są Joseph Bramante i Ningqiang Song z Kanady. Naukowcy sądzą, że źródłem sygnału są rozpraszające się cząstki ciemnej materii będącej termicznym reliktem wczesnego wszechświata.
      Na ostateczne rozstrzygnięcie zagadki będziemy musieli jeszcze poczekać. Uda się to pod warunkiem, że podobny sygnał zostanie zarejestrowany w kolejnych eksperymentach związanych z poszukiwaniem ciemnej materii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badając wpływ sejsmiki refleksyjnej na życie morskie, australijscy naukowcy odkryli, że air gun, źródło sejsmiczne wykorzystywane do obrazowania struktur geologicznych, uszkadza narządy zmysłowe i odruch postawy langust Jasus edwardsii.
      Badania sfinansował rząd australijski. Ich wyniki ukazały się właśnie w piśmie Proceedings of the Royal Society B.
      Dr Ryan Day z Uniwersytetu Tasmanii opowiada, że naukowcy wystawiali J. edwardsii na oddziaływanie sygnałów air guna podczas testów terenowych w Storm Bay. Badano ich wpływ na narząd równowagi - statocystę.
      O ile wpływ air gunów na walenie i ryby jest dość dobrze zbadany, oddziaływania na morskie bezkręgowce, np. na langustowate [...] czy kałamarnice, poznano o wiele słabiej. Zdecydowaliśmy, że będziemy badać J. edwardsii, bo mają one dużą wartość połowową i są ważną częścią ekosystemów morskich.
      Po wystawieniu langust na oddziaływanie odpowiednika sygnału komercyjnego air guna o zasięgu 100-500 m okazało się, że u zwierząt występowały znaczące i utrzymujące się uszkodzenia statocysty [wici komórek czuciowych] oraz odruchów prostowania.
      Do uszkodzenia dochodziło w czasie ekspozycji. Utrzymywało się ono co najmniej rok i nie ustępowało po linieniu.
      Nie wiadomo, jaki jest wpływ ekologiczny tego zjawiska, na pewno jednak zaburza ono funkcjonowanie J. edwardsii.
      Air gun jest źródłem impulsowym, niszczącym i głębinowym. Fala sejsmiczna jest generowania wskutek gwałtownej dekompresji sprężonego gazu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...