Niezwykły pulsar intryguje naukowców
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Białe karły to pozostałości po gwiazdach niedużych gwiazdach. Zbudowane są ze zdegenerowanej materii. Ich masa jest porównywalna z masą Słońca, ale wielkością przypominają Ziemię. Zespół naukowy, na czele którego stoją astronomowie z University of Warwick doniósł o odkryciu drugiego białego karła, który jest pulsarem, obracającą się gwiazdą emitującą wiązkę promieniowania elektromagnetycznego. To niezwykłe odkrycie – dotychczas znaliśmy pulsary, którymi były gwiazdy neutronowe – pozwoli na lepsze zrozumienie ewolucji gwiazd.
Pierwszym odkrytym białym karłem pulsarem był AR Scorpii (AR Sco) zauważony przez uczonych z Warwick w 2016 roku. Teraz odkryli drugą gwiazdę tego typu - J191213.72-441045.1. I w jednym i w drugim przypadku białemu karłowi towarzyszy czerwony karzeł, regularnie omiatany przez promieniowanie emitowane przez pulsar. To powoduje, że nowo odkryty system rozjaśnia się i znacznie przygasa w regularnych odstępach.
Po odkryciu Ar Sco uczeni stwierdzili, że przychylają się do hipotezy dynama, mówiącej, że białe karły mają wewnątrz dynama – czyli generatory elektryczne – którym zawdzięczają swoje potężne pola magnetyczne. Do zweryfikowania tej hipotezy potrzebowali drugiego białego karła pulsara i zaczęli jego poszukiwania. Po 7 latach w końcu się udało.
Nowo odkryty pulsar znajduje się w odległości 773 lat świetlnych od Ziemi i obraca się 300-krotnie szybciej od naszej planety. Jego pełny obrót trwa zaledwie 5,3 minuty, a biały karzeł obiega towarzyszącego mu czerwonego karła w ciągu 4,03 godziny.
Pochodzenie pola magnetycznego to otwarte zagadnienie na wielu polach badawczych astronomii. Jest ono szczególnie trudne w dziedzinie badania białych karłów. Pole magnetyczne białego karła może być ponad milion razy potężniejsze niż pole magnetyczne Słońca, a model dynama pozwala wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Odkrycie J1912-4410 to kluczowy krok w tym kierunku, mówi doktor Ingrid Pelisoli.
Podczas poszukiwań drugiego białego karła pulsara uczeni wykorzystali dane z różnych źródeł, szukają w nich obiektu o charakterystykach podobnych do AR Sco. Gdy już go znaleźli, zaczęli go badać i potwierdzili, że mają to, czego szukali. Mamy więc potwierdzenie, że istnieje więcej białych karłów pulsarów. Model dynamo przewiduje istnienie takich gwiazd. Zgodnie z nim białe karły pulsary, ze względu na swój zaawansowany wiek, powinny być chłodne. Ich towarzysze powinni być na tyle blisko, by biały karzeł wyciągał z nich materię, co pozwala mu się obracać. Wszystkie te przewidywania się spełniły. Mamy tutaj białego karła o temperaturze niższej niż 13 000 kelwinów, który co pięć minut wykonuje pełny obrót wokół własnej osi i którego oddziaływanie grawitacyjne wywiera duży wpływ na towarzysza, stwierdza Pelisoli.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Arecibo, niezwykle zasłużone narzędzie dla rozwoju światowej astronomii, przestał istnieć 1 grudnia 2020 roku. Wtedy to, liczący wówczas 57 lat, instrument uległ katastrofie. Ważąca 900 ton platforma odbiornika spadła na znajdującą się 120 metrów niżej czaszę. Teleskop od wielu lat był na dole priorytetów finansowania Narodowej Fundacji Nauki (NFS), a niecałe dwa tygodnie przed katastrofą podjęto decyzję o jego wyburzeniu. Niedawno pojawiła się propozycja, by w miejscu wielkiego teleskopu powstał zestaw mniejszych anten.
Arecibo nie zostało dotychczas zamknięte, a niedawno do września przedłużono umowę na wykorzystanie tego miejsca. NFS rozważa m.in. propozycję stworzenia tam Arecibo Center for STEM Education and Research. W międzyczasie zaś w Arecibo prowadzona jest analiza danych zebranych podczas pracy teleskopu, trwa ich przesyłanie do Texas Advanced Computing Cener, wciąż działają urządzenia pomocnicze, jak LIDAR, laboratorium optyczne czy 12-metrowa antena radiowa.
Przed dwoma laty Anish Roshi, dyrektor Obserwatorium Arecibo ds. radioastronomii, zaproponował zastąpienie radioteleskopu zestawem 1112 anten parabolicznych o średnicy 9 metrów każda. Anteny miałyby zostać umieszczone na ruchomej platformie. Ich powierzchnia zbierająca sygnały byłaby taka sama jak powierzchnia 300-metrowej anteny, jednak taki zestaw obejmowałby znacznie szerszy wycinek nieboskłonu i oferował unikatowe możliwości obserwacyjne, jakich nie ma żaden podobnych projektów. Roshi i jego zespół ocenili, że koszt budowy takiego zestawu wyniósłby 454 miliony dolarów.
NFS nie wsparła jednak pomysłu naukowców. Dlatego też Roshi wraz z kolegami wysunął właśnie kolejną propozycję. Chcą, by NFS wybudowała zestaw 102 anten o średnicy 13 metrów każda. Dałoby to taką samą powierzchnię zbierającą dane jak pojedyncza 130-metrowa antena. Stąd też projekt nazwano NGAT-130. Taka architektura miałaby być tańsza niż wcześniejsza propozycja, a powstałoby urządzenie do badania korony Słońca, pogody kosmicznej czy mapowania wodoru. Roshi przyznaje, że w tej chwili jego zespół nie ma szacunku kosztów. Zapowiada jednak, że wstępny projekt, wraz z kosztorysem, zostanie przedstawiony w sierpniu. Rzecznik NSF oświadczył, że Fundacja nie komentuje projektów, które nie zostały przez nią przeanalizowane.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dwa lata po zawaleniu się słynnego radioteleskopu w Arecibo, amerykańska Narodowa Fundacja Nauki (NSF) poinformowała, że nie wybuduje drugiego teleskopu. Zamiast tego powstanie tam centrum edukacyjne. Wielu astronomów jest zawiedzionych. Po cichu liczyli, że w Arecibo powstanie nowy teleskop. Nie wiadomo, jak decyzja NFS wpłynie na wciąż prowadzone badania.
Nie zamykamy Arecibo. Sądzimy,że nowy ośrodek stanie się katalizatorem w wielu dziedzinach, stwierdził Sean Jones, szef Dyrektoriatu Nauk Fizycznych i Matematycznych NSF. Po ogłoszeniu swojej decyzji Fundacja rozpoczęła zbierania propozycji organizacji nowego centrum edukacyjnego. Miałoby ono ruszyć w 2023 roku, działać przez co najmniej 5 lat, a koszt jego utrzymania miałby wynosić od 1 do 3 milionów dolarów rocznie. Kwota ta może, ale nie musi, zawierać kosztów wciąż używanych w Arecibo urządzeń badawczych, takich jak 12-metrowa antena i system lidar.
Krytycy decyzji NSF pytają, w jaki sposób nowe centrum edukacyjne ma przyciągać studentów i uczniów, jeśli nie będą w nim prowadzone badania naukowe. NSF oczekuje propozycji od czołowych instytucji naukowych świata. Jak jednak chce tego dokonać bez posiadania na miejscu światowej klasy naukowców, inżynierów i instrumentów naukowych, zastanawia się Anne Virkki z Uniwersytetu w Helsinkach. Przedstawiciele NSF odpowiadają, że właśnie na tym polega ich wezwanie do przedstawienia planów centrum edukacyjnego. Mogłoby one wspierać badania w dziedzinie astronomii i nauk pokrewnych, ale mogłoby też skupiać się na innych tematach, na przykład na naukach biologicznych. Mamy tutaj możliwość wymyślenia nowej roli dla Arecibo, mówi James L. Moore III, szef dyrektoriatu NSF ds. edukacji.
W Arecibo nadal prowadzone są badania naukowe. Naukowcy chcą, by były one finansowane pod egidą centrum edukacyjnego. Działająca tam 12-metrowa antena używana jest do różnych badań, od mapowania Słońca na potrzeby określania pogody kosmicznej po śledzenie ruchu obrotowego pulsarów. Z kolei system lidar zawiera m.in. laser badający temperaturę poszczególnych warstw atmosfery, planowane jest też uruchomienie instrumentu do badania aerozoli w atmosferze.
NSF chce zmienić nazwę Arecibo Observatory na Arecibo Center for STEM Education and Research.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie z University of Berkeley poinformowali, że odkryta w 2017 roku gwiazda neutronowa jest nie tylko jednym z najszybciej obracających się pulsarów w Drodze Mlecznej. Pochłonęła ona niemal całą masę towarzyszącej jej gwiazdy, stając się najbardziej masywną ze wszystkich znanych nam gwiazd neutronowych.
Pulsar PSR J0952-0607 obraca się 707 razy na sekundę, a jego masa wynosi aż 2,35 mas Słońca. Gdyby była nieco bardziej masywna, całkowicie by się zapadła, tworząc czarną dziurę Jej badania pozwolą na lepsze zrozumienie ekstremalnego środowiska tych niezwykle gęstych obiektów. Niewiele wiemy o tym, jak materia zachowuje się w tak gęstych miejscach, jak jądro atomu uranu. Gwiazda neutronowa przypomina takie wielkie jądro, mówi profesor Alex Filippenko.
Gwiazdy neutronowe są tak gęste, że 1 cm3 ich materii waży około miliarda ton. Są więc najbardziej gęstymi obiektami we wszechświecie. Zaraz po czarnych dziurach. Tych jednych, ukrytych za horyzontem zdarzeń, nie jesteśmy w stanie badać.
PSR J0952-0607 to tzw. „czarna wdowa”. To oczywiste odniesienie do pająków czarnych wdów, wśród których samica pożera po kopulacji znacznie mniejszego samca. Filippenko i profesor Roger W. Romani od ponad dekady badają systemy „czarnych wdów”, starając się określić górną granicę masy, jaką może osiągnąć pulsar.
Dzięki połączeniu pomiarów z wielu systemów czarnych wdów, stwierdziliśmy, że gwiazda neutronowa może osiągnąć masę 2,35 ± 0,17 masy Słońca, stwierdza Romani. Jeśli zaś jest to granica limitu masy gwiazdy neutronowej, gwiazda taka zbudowana jest prawdopodobnie z mieszaniny neutronów oraz kwarków górnych i dolnych, ale nie z egzotycznej materii, takiej jak kwarki dziwne czy kaony. Taki limit wyklucza wiele proponowanych stanów materii, szczególnie egzotycznej materii we wnętrzu gwiazdy, dodaje Romani.
Naukowcy są generalnie zgodni co do tego, że gwiazdy, których masa jądra przekracza 1,4 masy Słońca, zapadają się pod koniec życia, tworząc gęsty kompaktowy obiekt, w którego wnętrzu panuje tak wysokie ciśnienie, że wszystkie atomy tworzą mieszaninę neutronów i kwarków. Powstają w ten sposób gwiazdy neutronowe, które od początku istnienia obracają się. I mimo że w świetle widzialnym świecą zbyt słabo, byśmy mogli je dostrzec, emitują impulsy radiowe, promieniowania rentgenowskiego, a nawet promieniowania gamma, które omiatają Ziemię na podobieństwo latarni morskiej.
Zwykłe pulsary obracają się z prędkością około 1 obrotu na sekundę. Zjawisko to łatwo wyjaśnić naturalnym obrotem gwiazdy z okresu, przed jej zapadnięciem się. Znamy jednak pulsary obracające się znacznie szybciej, nawet do 1000 razy na sekundę. To tak zwane pulsary milisekundowe. Tak szybki obrót trudno jest wytłumaczyć bez odwoływania się do materii z gwiazdy towarzyszącej, która je wchłaniania przez pulsar i napędza jego ruch. Jednak w przypadku niektórych pulsarów milisekundowych nie potrafimy wykryć ich towarzysza. Jedno z wyjaśnień mówi, że już go nie ma, gdyż pulsar wchłonął całą jego materię.
Naukowcy mówią, że gdy towarzysz gwiazdy neutronowej starzeje się i staje się czerwonym olbrzymem, pochodząca z niego materia opada na pulsar, który zaczyna się coraz szybciej obracać. Z obracającej się gwiazdy wydobywa się wiatr cząstek, który uderza w czerwonego olbrzyma i obdziera go z materii. Ten samonapędzający się proces może trwać do czasu, aż czerwony olbrzym skurczy się do wielkości planety, a nawet całkowicie zniknie. Tak właśnie ma dochodzić do pojawienia się samotnych pulsarów milisekundowych.
Pulsar PSR J0952-0607 potwierdza tę hipotezę. Jego towarzyszem jest niewielka gwiazda, która właśnie traci materię i zbliża się do granicy masy planety, a z czasem może całkowicie zniknąć. Obecnie jej masa jest zaledwie 20-krotnie większa od masy Jowisza, ma więc masę 2% masy Słońca. Znajduje się w obrocie synchronicznym względem pulsara, czyli jest zwrócona do niego zawsze tą samą stroną. Przez to temperatura tej strony wynosi ok. 6000 stopni Celsjusza i sama gwiazda świeci na tyle mocno, że można ją dostrzec za pomocą teleskopu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gwiazdy neutronowe są źródłem najpotężniejszych pól magnetycznych we wszechświecie. Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk donieśli właśnie, że satelita Insight-HXMT zaobserwował gwiazdę o najpotężniejszej indukcji magnetycznej na powierzchni. Z pomiarów wynika, że indukcja na powierzchni gwiazdy znajdującej się w układzie podwójnym Swift J0243.6+6124 wynosi gigantyczne 1,6 miliarda tesli. Dotychczasowy rekord, zmierzony w 2020 roku, wynosił 1 miliard tesli.
O tym, o jak olbrzymich wartościach mówimy niech świadczy fakt, że indukcja potężnych magnesów wykorzystywanych w akceleratorach cząstek czy reaktorach fuzyjnych wynosi kilkanaście tesli. A indukcja pola magnetycznego na powierzchni Ziemi to... 0,000065 tesli. Indukcja magnetyczna Swift J0243.6+6124 jest więc 24 biliony razy większa.
Wspomniany układ podwójny składa się z gwiazdy neutronowej oraz jej towarzysza. Potężna grawitacja gwiazdy neutronowej wyciąga z jej towarzysza gaz, który opada na gwiazdę neutronową, tworząc wokół dysk akrecyjny. Plazma z dysku akrecyjnego opada wzdłuż linii pola magnetycznego na powierzchnię gwiazdy, podążając do biegunów magnetycznych, gdzie wywołuje silne promieniowanie rentgenowskie emitowane w wąskich wiązkach wzdłuż biegunów magnetycznych. Jako że gwiazda się obraca, obserwator widzi pulsujące promieniowanie magnetyczne, stąd taki układ nazywa się pulsarem rentgenowskim.
Z wielu badań wiemy, że energia absorpcji linii promieniowania rentgenowskiego z takiego pulsara odpowiada indukcji magnetycznej na powierzchni gwiazdy neutronowej. Dzięki temu możemy mierzyć tę indukcję badając promieniowanie emitowane przez gwiazdę.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.