29 września 2013

Hubble odkrył największą znaną populację gromad gwiazd.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył największą znaną populację gromad kulistych, liczącą 160.000, rojących się w zatłoczonym sercu ogromnej grupy galaktyk Abell 1689. Dla porównania, w naszej Drodze Mlecznej jest około 150 gromad kulistych. Badanie gromad kulistych jest istotne do zrozumienia początku formowania się gwiazd, które oznaczają powstawanie galaktyk. Obserwacje Hubble’a potwierdzają także, że te zwarte gwiazdowe grupy mogą być używane jako swoiste znaczniki ilości ciemnej materii zamkniętej w ogromnych gromadach galaktyk.

Gromady kuliste to gęste skupiska setek tysięcy gwiazd, z których część jest najstarszymi we Wszechświecie. Prawie 95% gromad kulistych uformowało się w ciągu pierwszych 1-2 miliardów lat po tym, jak Wszechświat się narodził w Wielkim Wybuchu 13,8 miliarda lat temu.

Zespół astronomów, którym dowodzi John Blakeslee z Programu Astrofizyki Herzberg NRC w Dominion Astrophysical Observatory w Victorii, korzystając z Hubble’a aby odkryć hojność tych gwiezdnych skamieniałości będącej dwa razy większą od innych populacji znalezionych w poprzednich badaniach gromad kulistych. Obserwacje z Hubble’a pozwoliły także wyznaczyć odległość do najdalszych takich systemów dotąd zbadanych, leżących 2,25 miliarda lat świetlnych stąd. Badacze odkryli, że gromady kuliste są ściśle powiązane z ciemną materią. „W naszych badaniach nad Abell 1689 pokazujemy związek pomiędzy gromadami kulistymi i czarną materią zależny od odległości od centrum gromady galaktyk. Innymi słowy, jeśli wiesz, jak wiele gromad galaktyk znajduje się w ustalonej odległości, możemy ci oszacować ilość ciemnej materii” – wyjaśnia członek zespołu Karla Alamo-Martinez z Centrum Radioastronomii i Astrofizyki the National Autonomous University w Meksyku.

Chociaż ciemna materia jest niewidoczna, uważa się ją za zasadnicze grawitacyjne „rusztowanie”, na którym są zbudowane gwiazdy i galaktyki. Zrozumienie ciemnej materii może dać wskazówki, jak duże struktury, takie jak galaktyki i gromady galaktyk grupowały się miliardy lat temu.


Badania z Hubble’a pokazały, że wiele z gromad kulistych w Abell 1689 uformowana blisko centrum gromady galaktyk, która zawiera ciemną materię. Ich liczba się zmniejsza wraz z odległością od centrum, co jest porównywane ze spadkiem ilości ciemnej materii. „Gromady kuliste są skamieniałościami z pierwszego formowania się gwiazd w Abell 1689, a nasza praca pokazuje, że były bardzo skuteczne w formowaniu w regionach o większej gęstości ciemnej materii w pobliżu centrum gromady galaktyk. Nasze wyniki są zgodne z badaniami gromad kulistych w innych gromadach galaktyk, ale rozszerzają naszą wiedzę do regionów o wyższej gęstości ciemnej materii” – mówi Blakeslee.

Astronomowie użyli zaawansowanej aparatury Hubble’a by zajrzeć w głęboko w serce Abell 1689 wykryli błysk światła widzialnego 10.000 gromad kulistych, niektóre słabsze, niż 29 magnitudo. Bazując na ilości, zespół Blakeslee’a szacuje, że ponad 160.000 gromad kulistych jest stłoczone na obszarze o średnicy 2,4 miliona lat świetlnych. „Nawet jeśli patrzymy w głąb gromady, widzimy tylko najjaśniejsze gromady kuliste, i tylko w pobliżu centrum gromady Abell 1689, gdzie Hubble wskazał” –powiedział Blakeslee. Jasność większości gromad kulistych ocenia się na 31 mag. To jest poza zasięgiem Hubble’a, ale nie dla Teleskopu James Webb, obserwatorium podczerwonego, którego uruchomienie NASA planuje na tę dekadę. Teleskop Webba powinien zobaczyć wiele więcej gromad kulistych.

Źródło:
Hubble

18 września 2013

Uzyskano mapę 3D centralnego zgrubienia Drogi Mlecznej

Dwie grupy astronomów korzystając z danych z teleskopów ESO stworzyło trójwymiarową mapę centralnej części Drogi Mlecznej. Odkryli oni, że wewnętrzne obszary widziane pod niektórymi kątami przyjmują kształt orzeszków ziemnych lub też litery X. Ten dziwny kształt uzyskano za pomocą publicznie dostępnych danych z teleskopu VISTA, wraz z pomiarami ruchu setek bardzo słabych gwiazd w zgrubieniu centralnym.

Jednym z najważniejszych i najbardziej masywnych części galaktyki jest zgrubienie galaktyczne. Zawiera 10 milionów gwiazd na przestrzeni tysięcy lat świetlnych, ale jego struktura i pochodzenie nie są dobrze poznane. Niestety, z wnętrza Galaktyki, gdzie się znajdujemy, widok tego regionu, odległego o 27.000 lat świetlnych, jest zasłonięty przez gęste obłoki gazu i pyłu. Może być obserwowany jedynie na długich falach, takich jak promieniowanie podczerwone, które jest w stanie przebić się przez obłoki. Wcześniejsze obserwacje z podczerwonego przeglądu nieba 2MASS już sugerowały, że zgrubienie ma tajemniczą strukturę w kształcie litery X. teraz dwie grupy naukowców skorzystało z obserwacji poczynionych kilkoma teleskopami należącymi do ESO, aby uzyskać znacznie dokładniejszy obraz struktury zgrubienia.

Pierwsza grupa, z Instytutu Maxa Plancka MPE z Garching w Niemczech, używając przeglądu VVV (VISTA Variables in the Via Lactea Survey) w bliskiej podczerwieni z teleskopu VISTA w obserwatorium ESO w Chile. Nowy publiczny przegląd może wykryć gwiazdy trzydzieści razy słabsze niż te, które obserwowano w poprzednim przeglądzie zgrubienia. Zespół zidentyfikował w sumie 22 miliony gwiazd należące do grupy czerwonych olbrzymów, których znane właściwości pozwalają na określenie odległości do nich.



„Głębokość katalogu gwiazd VISTA znacznie przekracza poprzednie prace i możemy wykryć całą populację tych gwiazd we wszystkich regionach, z wyjątkiem tych przesłoniętych. Z rozmieszczenia gwiazd możemy stworzyć trójwymiarową mapę wybrzuszenia galaktyki. Jest to pierwszy raz, gdy mapa została wykonana bez zakładania modelu kształtu wypukłości” – wyjaśnia Christopher Wegg z MPE.

„Okazuje się, że wewnętrzny kształt naszej Galaktyki widzianej z boku przypomina orzeszka ziemnego w łupinie i bardzo wydłużoną poprzeczką z góry. Po raz pierwszy możemy to zobaczyć w Drodze Mlecznej, a symulacje naszej i innych grup pokazują, że kształt ten jest charakterystyczny dla galaktyk z poprzeczką, które na początku były czystymi dyskami gwiazd” – dodaje Ortwin Gerhard z MPE.

Drugi, międzynarodowy zespół, którym dowodzi chilijski doktorant Sergio Vásquez z obserwatorium ESO w Santiago de Chile miał inne podejście do ustalenia struktury zgrubienia. Porównując zdjęcia wykonane w odstępie 11. lat od siebie przez 2,2 metrowy teleskop MPG/ESO mogli mierzyć niewielkie przesunięcia spowodowane ruchem gwiazd zgrubienia na niebie. Wyniki zostały połączone z pomiarami ruchów tych samych gwiazd w zbliżających się lub oddalających od Ziemi, aby stworzyć trójwymiarową mapę ruchów ponad czterystu gwiazd.

„Po raz pierwszy uzyskano tak dużą liczbę prędkości w trzech wymiarach dla pojedynczych gwiazd po obu stronach zgrubienia. Gwiazdy, które obserwowaliśmy wydają się przemieszcza w strumieniach wzdłuż ramion zgrubienia, w kształcie litery X, gdyż ich orbity przenoszą je nad i pod oraz poza płaszczyznę Drogi Mlecznej. Wszystko to bardzo dobrze paduje do przewidywanych modeli” – podsumowuje Vásquez. Astronomowie sądzą, że Droga Mleczna była pierwotnie czystym dyskiem gwiazd, które stworzyły miliardy lat temu płaską poprzeczkę. Wiele galaktyk spiralnych posiada taką poprzeczkę. Następnie wewnętrzna część wygięła się tworząc trójwymiarowy kształt orzeszka ziemnego, jaki teraz obserwujemy.

Źródło:
ESO

15 września 2013

Voyager 1 oficjalnie wkroczył w przestrzeń międzygwiezdną.

Jak podaje Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA, sonda Voyager 1 stał się oficjalnie pierwszym obiektem zbudowanym przez człowieka, przemierzającym przestrzeń międzygwiezdną. Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości 19 miliardów km od Słońca. Swój lot rozpoczął w roku 1977.

Nowe i niespodziewane dane wskazują, że Voyager 1 od roku podróżuje przez plazmę czy zjonizowany gaz występujący w przestrzeni międzygwiezdnej. Próbnik jest obecnie w obszarze przejściowym na zewnątrz bańki słonecznej, gdzie niektóre efekty z naszego Słońca są jeszcze widoczne. „Teraz mamy nowe, kluczowe dane, wierzymy, że jest to historyczny krok ludzkości w przestrzeń międzygwiezdną” – mówi Ed Sotne, naukowiec projektu Voyager z CalTech w Pasadenie.


W 2004 r. Voyager 1 po raz pierwszy wykrył precesję międzygwiezdnej przestrzeni w heliosferze bańkę naładowanych cząsteczek okołosłonecznych, które wykraczają daleko poza zewnętrzne planety Układu Słonecznego. Naukowcy wtedy zaczęli szukać dowodów na to, że sonda znajduje się w przestrzeni międzygwiezdnej, wiedząc że analiza danych może potrwać miesiącami lub latami.

Voyager 1 nie ma działającego czujnika plazmy, dlatego naukowcy potrzebują innego rodzaju pomiaru plazmy w otoczeniu próbnika, aby ostatecznie określić jego położenie. Koronalny wyrzut masy lub masywny wybuch wiatru słonecznego w marcu 2012 r. pokazał naukowcom potrzebne dane. Gdy ten niespodziewany prezent ze Słońca dotarł wreszcie do Voyager’a 13 miesięcy później, w kwietniu 2013 r., plazma wokół statku zaczęła wibrować jak struna. 9 kwietnia przyrząd falowy Voyager 1 wykrył ruch plazmy. Skok oscylacji pomógł naukowcom określić gęstość plazmy. Oscylacje cząsteczek oznaczają, że statek tonął w plazmie ponad czterdziestokrotnie gęstszej, niż ta, jaka napotkał w zewnętrznej warstwie heliosfery. Gęstości tego rodzaju należy się spodziewać w przestrzeni międzygwiezdnej. Dzięki pomiarowi plazmy naukowcy ustalili, że Voyager 1 wszedł w przestrzeń międzygwiezdną w sierpniu 2012 r.

„Dosłownie wyskoczyliśmy z naszych miejsc, gdy zobaczyliśmy te oscylacje w naszych danych – pokazały nam, że statek znajduje się w regionie całkowicie nowym, porównywalnym do tego, co przewidywano się znaleźć w przestrzeni międzygwiazdowej, a zupełnie innej, niż w słonecznej bańce. Wyraźnie widać, że przeszedł przez heliopauzę, która jest drugą hipotetyczną granicą między plazmą słoneczną a plazmą międzygwiezdną.” – mówi Don Gurnett z Uniwersytetu Iowa.


Nowe dane plazmy sugerują zsynchronizowanie z nagłymi, trwałymi zmianami w gęstości energetycznej cząstek, które zostały po raz pierwszy wykryte 25.08.2012 r. Zespół Voyager’a przyjął tę datę jako moment przejścia w przestrzeń międzygwiazdową. Naładowane cząstki i plazma zmieniały się tak, jak można było się spodziewać tego podczas przekraczania heliopauzy.

Voyager 2, bliźniacza sonda Voyager 1 wystartowała 16 dni przed nią, w 1977 r. obie przeleciały obok Jowisza i Saturna. Voyager 2 przeleciał również obok Urana i Neptuna. Jest najdłużej działającym nieprzerwanie statkiem kosmicznym. Znajduje się w odległości 15 miliardów km od Słońca. Kontrolerzy misji Voyager 1 i Voyager 2 ciągle komunikują się i odbierają dane z sond, choć sygnały są obecnie bardzo słabe, około 23 waty, tyle co żarówka w lodówce. Dane z Voyager 1 są przekazywane na Ziemię z prędkością 160 b/s i odbierane przez 34- i 70-metrową sieć naziemnych stacji NASA. Podróżując z prędkością światła, sygnał z Voyager’a potrzebuje 17. godzin, żeby dotrzeć na Ziemię. Później dane są przesyłane do JPL i przetwarzane przez zespoły naukowe i udostępniane publicznie.

„Voyager śmiało dotarł tam, gdzie nie było jeszcze żadnej sondy, zaznaczając jedno z najbardziej znaczących osiągnięć technologicznych w annałach historii nauki i dodając nowy rodział w ludzkich marzeniach i przedsięwzięciach naukowych. Być może przyszli badacze głębi przestrzeni dogonią Voyager’a, naszego pierwszego gwiezdnego wysłannika, i zastanowią się, jak ten nieustraszony statek pomógł ich podróży” – powiedział John Grunsfeld, administrator stowarzyszenia ds. nauki NASA.

Naukowcy nie wiedzą, kiedy Voyager 1 dotrze do niezakłóconej wpływem naszego Słońca przestrzeni międzygwiazdowej. Nie są także pewni, kiedy Voyager 2 przejdzie w przestrzeń międzygwiezdną, wierzą, że nie jest za bardzo w tyle za swoim towarzyszem.

Źródło:
NASA

11 września 2013

Supermasywne czarne dziury złapane przez NuSTAR

Amerykańska sonda – kosmiczny łowca czarnych dziur – NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) “złapała” swoje pierwsze dziesięć obiektów. Misja ta jest pierwszym teleskopem zdolnym skupiać najwyższe energie promieniowania X na szczegółowych zdjęciach. Nowoodkryte czarne dziury są pierwszymi z setek, jakie przewiduje się, że odkryje sonda w ciągu następnych dwóch lat trwania misji.

Te gigantyczne struktury, czarne dziury otoczone ciężkimi dyskami gazu, leżą w sercach odległych galaktyk, znajdujących się od 0,3 do 11,4miliarda lat świetlnych od Ziemi. „Odkryliśmy czarne dziury szczęśliwym przypadkiem. Szukaliśmy znanych nam celów, i znaleźliśmy czarne dziury w tle zdjęć” – mówi David Alexander, członek zespołu NuSTAR z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Durham, w Anglii.



W misji tej spodziewa się kolejnych takich szczęśliwych przypadków. Misja jest bardziej ukierunkowana na badanie wybranych obszarów nieba. Zespół NuSTAR planuje przeszukiwać setki zdjęć wykonanych przez teleskop w celu znalezienia czarnych dziur „złapanych” w tle.

Naukowcy odkryli, że te 10 czarnych dziur wykrytych na zdjęciach zostało wcześniej znalezione przy użyciu teleskopów Chandra i XMM Newton, ale dopiero dzięki misji NuSTAR można je bardziej kontrolować. Łącząc obserwacje wykonane w zakresie widma rentgenowskiego, astronomowie mają nadzieję rozwikłać nierozwiązane tajemnice czarnych dziur, na przykład taką: jak wiele z nich wypełnia Wszechświat?

„Jesteśmy coraz bliżej rozwikłania tajemnicy, która ma swój początek w roku 1962. Wtedy astronomowie odnotowali rozmytą emisję rentgenowską w tle nieba, ale nie byli pewni jej pochodzenia. Teraz wiemy, że odległe supermasywne czarne dziury są źródłem tego światła, ale potrzebujemy NuSTAR, aby pomógł nam wykryć i zrozumieć czarne dziury” – powiedział Alexnader.

„Wysokoenergetyczne promieniowanie X może przeniknąć nawet znaczne ilości gazu i pyłu otaczające czarną dziurę” – mówi Fiona Harrison, główny badacz misji z CalTech w Pasadenie. Dane z misji WISE i Spitzer dostarczą brakujących kawałków układanki czarnych dziur „ważąc” masy ich macierzystych galaktyk. „Nasze wstępne wyniki wskazują, że bardziej odległe supermasywne czarne dziury znajdują się wewnątrz większych galaktyk. Tego należało się spodziewać. Wracając do czasu, gdy Wszechświat był młodszy, było dużo więcej kolizji galaktyk, co powodowało ich łączenie się i rośnięcie” – mówi Daniel Stern, naukowiec projektu, z JPL w Pasadenie.

Przyszłe obserwacje ujawnią więcej o wydarzeniach z czarnych dziur. Oprócz polowania na czarne dziury, NuSTAR poszukuje także inne egzotyczne obiekty w naszej Galaktyce.

Źródło:
NuSTAR

6 września 2013

Odkryto planetę z atmosferą bogatą w wodę.

Grupa japońskich astronomów, korzystając z teleskopu Subaru, wyposażonego w filtry przepuszczające kolor niebieski odkryli, że Gliese 1214 b (GJ 1214 b), tak zwana super-Ziemia może posiadać atmosferę bogatą w wodę lub wodór. Do wniosków takich doszli po analizie wyników obserwacji z użyciem innych filtrów.

Super-Ziemia to nowy typ egzoplanety, czyli obiektu, który krąży wokół gwiazdy poza naszym Układem Słonecznym. Obiekty te mają średnicę i masę większą niż Ziemia, ale mniejszą niż Uran czy Neptun.



GJ 1214 b znajduje się w odległości 40 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Wężownik, na północny zachód od centrum Drogi Mlecznej. Planeta ta jest jedną z lepiej poznanych super-Ziem. Odkrył ją w 2009 r. zespół Davida Charbonneau w MEarth Project, projekcie poszukiwania możliwych do zamieszkania planet, krążących wokół pobliskich małych gwiazd. Teraz zespół badał właściwości rozproszonego światła gwiazdy GJ 1214, podczas tranzytu GJ 1214 b na tle jej tarczy. Obecnie teoria zakłada, że planety rozwijają się w dysku protoplanetarnym, otaczającym nowopowstałą gwiazdę. Wodór jest głównym składnikiem dysku protoplanetarnego. Jeśli astronomowie mogą określić główny składnik atmosfery super-Ziemi, mogą wywnioskować historię narodzin i tworzenia się tych planet. Tranzyt planety pozwala astronomom na badanie zmian jasności okrążanej gwiazdy, które to wskazują skład atmosfery planety. Silne rozproszenie Rayleigh’a w fali optycznej jest mocnym dowodem na istnienie wodoru w atmosferze (Rozproszenie Rayleigh’a występuje, gdy cząsteczki rozpraszają światło w środowisku, bez zmian długości fali, co powoduje niebieski kolor.

Obecny zespół wykorzystał dwie kamery optyczne Suprime i FOCAS znajdujące się na teleskopie Subaru, wyposażone w filtr do przesyłu niebieskiego, w celu wykrycia rozpraszania Rayleigh’a w atmosferze GJ 1214 b. W tym układzie planetarnym, gwiazda macierzysta jest bardzo słabo widoczna w świetle niebieskim, co stanowi wyzwanie dla naukowców starających się ocenić, czy atmosfera planety posiada silne rozproszenie Rayleigh’a. Zespół obserwatorów wykazał, że atmosfera GJ 1214 b nie przejawia silnego rozproszenia Rayleigh’a. Odkrycie to sugeruje, że atmosfera planety jest bogata w wodę lub wodór z rozległymi chmurami.

Źródła:
Japońska Agencja Kosmiczna
Science Daily

2 września 2013

Odkryto pierwszego Trojańczyka koło Urana

Astronomowie odkryli niespodziewanie planetoidę z grupy Trojańczyków w punkcie L4 przy Uranie. Odkrycie to sugeruje, że Uran i Neptun mogą posiadać dużo więcej planetoid towarzyszących, niż dotychczas sądzono.

Trojańczycy to grupa planetoid krążąca w odległości 60o przed i 60o za planetą, w punktach libracyjnych L4 i L5 orbity planety (punkt, w którym równoważą się siły grawitacyjne Słońca i planety). Najwięcej Trojańczyków towarzyszy Jowiszowi, blisko 6000. Neptun posiada 9, Mars 5 a Ziemia jedną planetoidę tej grupy. Teraz i przy Uranie odkryto Trojańczyka, planetoida otrzymała nazwę 2011 QF99. Jest to dość zaskakujący fakt, ponieważ astronomowie sądzili, że punkty libracyjne przy Uranie są dość niestabilne, aby mógł on utrzymać planetoidy na swojej orbicie.



W latach 2011-2012 badacze śledzili obiekty w rejonie planet gigantów, łącznie 17 miesięcy, dla lepszego modelowania ewolucji zewnętrznej części Układu Słonecznego. „Nasze poszukiwania skoncentrowały się na znalezieniu Trojańczyków Neptuna oraz obiektów transneptunpwych”, powiedział Mike Alexandersen, astronom z University of British Columbia w Vancouver.

Astronomowie odkryli 2011 QF99 – skalistą i lodową kulę, podążającą przed Uranem, na jego orbicie. Obiekt ma około 60 km szerokości, wyglądem przypomina planetoidę, ale skład ma bardziej jak kometa. Planetoida znajduje się w odległości 19 j.a. od Słońca (j.a. – jednostka astronomiczna, odległość wynosząca 150 mln.km – tyle co odległość Ziemia – Słońce). Długość boków trójkąta o wierzchołkach Słońce – Uran – Trojańczycy wynosi 2,8 mnl.km.

Anomalie w orbicie planetoidy 2011QF99 sugerują, że jest to chwilowy towarzysz Urana pochodzący z zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. Naukowcy obliczyli, że obiekt pozostanie na orbicie Urana przez zaledwie 70.000 lat. Za najwyżej 1 mln. lat wróci w okolice planety jako jeden z obiektów, zwanych Centaurami, z których prawdopodobnie pochodzi.

Centaury to obiekty krążące między orbitami Jowisza i Neptuna. Są to małe obiekty, w większości komety. Ich skład podobny do komet potwierdzono dzięki misji WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Prawdopodobnie obiekty te zostały przechwycone przez grawitację planet olbrzymów.

Bazując na tych nowych danych astronomowie obliczyli, że 0,1% planetoid i komet znajdujących się w odległości od 6 do 34 j.a. od Słońca, są w danym momencie Trojańczykami Urana, co oznacza, że Uran ma stałą populację tych obiektów. Szacują oni także, że około 1% wszystkich planetoid komet spoza orbity Jowisza należy do Trojańczyków Neptuna. Teraz można rozpocząć poszukiwania kolejnych Trojańczyków na orbicie Urana, ponieważ wiadomo, że takowe już istnieją.

Źródło:
Space

Gwiazda z dyskiem pyłowym zasilanym przez otaczającą materię

Międzynarodowy zespół astronomów publikuje obraz młodej gwiazdy z otaczającym ją dyskiem pyłowym, który wciąż jest zasilany z otoczenia. Zja...