31 października 2013

Odkryto najbardziej odległą znaną galaktykę.

Astronom z Uniwersytetu Texas w Austin, Steven Finkelstein, dowodził zespołem astronomów, który odkrył i zmierzył odległość do najodleglejszej galaktyki, jaką kiedykolwiek odnaleziono. Galaktyka jest widziana tak, jak wyglądała zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Chociaż podczas obserwacji z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zidentyfikowano wiele innych kandydatów na galaktyki we wczesnym Wszechświecie, w tym takie, które mogą być jeszcze bardziej odległe, galaktyka ta jest najodleglejsza i najwcześniejsza, której odległość może zostać ostatecznie potwierdzona obserwacjami przy pomocy teleskopu Keck I. .

„Chcemy badać bardzo odległe galaktyki, aby dowiedzieć się, jak one zmieniają się w czasie, co pomoże nam zrozumieć, jak powstała Droga Mleczna” – powiedział Finkelstein. Znajomość odległości do galaktyki sprawia, że „możemy spojrzeć na otoczenie, gdy Wszechświat miał zaledwie 5% obecnego wieku, czyli ok. 13,8 mld. lat” – mówi Casey Papovich z Texas A & M University. .

Astronomowie mogą badać, jak galaktyki ewoluowały, ponieważ światło podróżuje z określoną prędkością, ok. 300.000 km/s. Gdy zatem patrzymy na odległe obiekty, widzimy je takimi, jakimi były w przeszłości. Jednak diabeł tkwi w szczegółach, gdy chodzi o podejmowanie wniosków na temat ewolucji galaktyk, Finkelstein zauważa: „Zanim będziesz mieć silne wnioski jak galaktyki ewoluują, musisz być pewien, że szukasz w odpowiednich galaktykach”. Oznacza to, że astronomowie muszą zastosować najbardziej rygorystyczne metody pomiaru odległości do galaktyk, żeby zrozumieć, w jakim wieku Wszechświata są one widoczne. Zespół Finkelsteina wybrał tę galaktykę, oraz dziesiątki innych do obserwacji spośród 100.000 galaktyk odkrytych przez projekt CANDELS Teleskopu Hubble. Największy projekt w historii misji Hubble’a, CANDELS wykorzystał ponad miesiąc czasu obserwacyjnego Hubble’a. .


Zespół szukał galaktyk, które mogą być bardzo odległe, bazując na ich kolorach uzyskanych na zdjęciach z Hubble’a. Metoda ta jest dobra, ale nie niezawodna, mówi Finkelstein. Używanie kolorów do sortowania galaktyk jest trudne, ponieważ bliższe obiekty mogą uchodzić za odleglejsze galaktyki. Zatem, aby zmierzyć w sposób definitywny odległość do tych galaktyk z potencjalnie wczesnego Wszechświata, astronomowie używają spektroskopii. Ze względu na rozszerzanie się Wszechświata, astronomowie badają tzw. przesunięcie ku czerwieni, czyli przesunięcie światła w kierunku czerwonego końca spektrum, wysyłanego z obiektu. .

Badacze użyli Teleskopu Keck I, jednego z pary największych teleskopów na Ziemi, zlokalizowanych na Hawajach, aby zmierzyć przesunięcie ku czerwieni galaktyki CALDELS z8_GND_5296. Określono je na 7,51. Jest to najwyższe, potwierdzone dotąd przesunięcie ku czerwieni. Oznacza to, że galaktyka pochodzi z okresu zaledwie 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Teleskop Keck I został wyposażony w nowy instrument MOSFIRE, co sprawiło, że takie pomiary są możliwe.”Instrument jest wspaniały. Nie tylko jest czuły, ale może zajrzeć do wielu obiektów naraz” – mówi Finkelstein. Wyjaśnił, że to drugi aspekt, który pozwolił jego zespołowi obserwować 43 galaktyki CANDELS w ciągu zaledwie dwóch nocy na Keck, i uzyskać obserwacje wyższej jakości, niż to możliwe gdziekolwiek indziej. .

Naukowcy są w stanie dokładnie ocenić odległość galaktyk, mierząc właściwości wodoru zwane przejściem alfa Lymana, który emituje jasno w odległych galaktykach. Jest wykrywane w prawie wszystkich galaktykach, które są widoczne w okresie od 1 miliarda lat po Wielkim Wybuchu, ale bliżej linia emisji wodoru staje się coraz bardziej widoczna. Spośród 43 galaktyk obserwowanych przez MOSFIRE, zespół Finkelsteina wykrył przejście alfa Lymana tylko w jednej. „Chcieliśmy zobaczyć tę galaktykę. I wtedy naszą następną myślą było ‘dlaczego nie widzimy czegoś jeszcze? Używamy najlepszych instrumentów, na najlepszych teleskopach, z najlepszej próbki galaktyk. Mieliśmy najlepszą pogodę – to było wspaniałe. I tylko my widzieliśmy tę linię emisji z jednej z naszych próbek 43 obserwowanych galaktyk, gdy spodziewaliśmy się zobaczyć około sześciu. Co się dzieje?’” – mówi Finkelstein. .

Astronomowie podejrzewają, że mogły one zostać wyzerowane w epoce, gdy Wszechświat zmieniał się ze stanu nieprzeźroczystego, w którym większość wodoru pomiędzy galaktykami jest neutralna, do stanu półprzeźroczystego, w którym większość wodoru jest zjonizowana (tak zwana Era Rejonizacji). Więc niekoniecznie odległych galaktyk tam nie ma. Być może są one ukryte za ścianą neutralnego wodoru, który blokuje sygnał alfa Lymana, szukany przez zespół. .

Choć astronomowie wykryli tylko jedną galaktykę z próbki CANDELS, okazała się ona być nadzwyczajna. Oprócz swojej ogromnej odległości, obserwacje zespołu pokazały, że galaktyka z8_GND_5296 formuje gwiazdy bardzo szybko – 150 razy szybciej, niż nasza Droga Mleczna. Ten nowy rekordzista odległości leży w tym samym rejonie nieba, co poprzedni rekordzista (z przesunięciem ku czerwieni 7,2), który także wykazuje bardzo duże tempo formowania się gwiazd. .


Oprócz użycia teleskopu Keck, zespół obserwował galaktykę z8_GND_5296 przy pomocy teleskopu Spitzera, który mierzy, ile zjonizowanego tlenu zawiera galaktyka. Obserwacje Spitzera pomogły również wykluczyć inne typy obiektów, które mogłyby być uważane za odległe galaktyki, a są w rzeczywistości bliskimi, lecz szczególnie „zakurzonymi” obiektami. .

Źródło:
Obserwatorium McDonalda

Astronomowie odkryli skalistą egzoplanetę rozmiarów Ziemi.

Zespół astronomów pod dowództwem dr Andrew Howard odkrył pierwszą pozasłoneczną planetę rozmiarów Ziemi, która w dodatku ma skład zbliżony do ziemskiego. Ta egzoplaneta nosi nazwę Kepler-78b, doba na niej trwa 8,5 godz. ziemskich, gdyż krąży po bardzo ciasnej orbicie wokół macierzystej gwiazdy. To powoduje, że temperatura na powierzchni planety wynosi 2700 K.

Planeta została odkryta przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Kepler, a potwierdzona i scharakteryzowana dzięki Obserwatorium Keck’a. Korzystając z dziesięciometrowego teleskopu Keck I wyposażonego w instrument HIRES, zespół zastosował metodę pomiaru prędkości radialnych do zmierzenia, jak bardzo orbitująca planeta powoduje zaburzenia w ruchu gwiazdy, na podstawie czego określono masę Kepler-78b. jest to kolejny przykład zgrania pomiędzy badaniami Keplera, który zidentyfikował 3.000 potencjalnych kandydatów na egzoplanet, z Teleskopem Keck’a, który odgrywa wiodącą rolę w prowadzeniu dokładnych pomiarów przesunięcia Dopplera tych obiektów.



Niedawno odkryto kilka planet o rozmiarach bądź masie Ziemi. Kepler-78b jest pierwszą, która posiada obie te cechy jednocześnie. „Gdy masz zarówno masę jak i rozmiar obiektu, możesz obliczyć jego gęstość, a tym samym określić, z czego jest zbudowana” – wyjaśnia dr Howard. Z promieniem ok. 1,2 razy większym od ziemskiego i masie równej 1,7 masy Ziemi, Kepler-78b ma gęstość taką samą, jak nasza Planeta, co sugeruje że również składa się przede wszystkim ze skał i żelaza. Jej gwiazda jest nieco mniejsza i mniej masywna niż Słońce. Znajduje się w odległości ok. 400 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Łabędzia.

Kepler-78b jest członkiem nowej klasy planet niedawno zidentyfikowanych przez sondę Kepler, tzw. „ultrakrótkiego cyklu”. Wszystkie z odkrytych planet okrążają swoje gwiazdy w okresie orbitalnym krótszym, niż 12 godzin. Są również małe, o rozmiarach 1-2 wielkości Ziemi. Kepler-78b jest pierwszą w tej klasie planetą, której masę zmierzono. Tajemnicą jest, jak te planety się tworzą i powstają w tak bliskim sąsiedztwie macierzystej gwiazdy (1% odległości Ziemia – Słońce w przypadku Kepler-78b).

Źródło:
Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego

17 października 2013

Trójwymiarowa mapa chmur planety pozasłonecznej.

Astronomowie korzystający z danych z teleskopów Kepler i Spitzer stworzyli trójwymiarową mapę chmur pozasłonecznej planety typu jowiszowego, zwanej Kepler-7b. Na planecie widać wysokie chmury na zachodzie i czyste niebo na wschodzie. Poprzednie badania ze Spitzera zaowocowały mapami temperatur planet krążących wokół innych gwiazd, ale po raz pierwszy uzyskano mapę struktury chmur na odległym świecie.

„Obserwując Kepler-7b przy użyciu teleskopów Kepler i Spitzer od ponad trzech lat byliśmy w stanie stworzyć bardzo niskiej rozdzielczości mapy tej gigantycznej, gazowej planety. Nie spodziewaliśmy się zobaczyć oceanów i kontynentów na tego typu świecie, ale wykryliśmy jasne, odblaskowe oznaczenia, które interpretujemy jako chmury.” – powiedział Brice-Olivier Demory z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge.


Kepler odkrył ponad 150 egzoplanet, które krążą poza naszym Układem Słonecznym, a Kepler-7b był jedną z pierwszych. Obserwacje teleskopu Keplera w świetle widzialnym planety Kepler-7b w tzw. fazie księzycowej doprowadziły do szkicowych mapy tej planety, które wykazały jasne punkty na zachodniej półkuli. Dane te jednak nie były wystarczające do rozszyfrowania, czy plama pochodzi z chmur czy z gorąca. Kosmiczny teleskop Spitzera odegrał kluczową rolę w odpowiedzi na to pytanie. Tak jak Kepler, Spitzer może poprawić swoje spojrzenie na planety krążące wokół innych gwiazd, zbierając wskazówki dotyczące atmosfery planety. Zdolność wykrywania podczerwieni przez teleskop Spiztera oznacza, że był on w stanie zmierzyć temperaturę Kepler-7b szacując ją w przedziale 1100-1300 K. Jest to stosunkowo niska temperatura planety, która krąży w odległości zaledwie 0,06 j.a. od swojej gwiazdy macierzystej, a według astronomów jest to zbyt zimne źródło dla możliwości obserwacyjnych Keplera. Określają jednak, że światło gwiazdy odbija się od szczytu chmur znajdujących się po zachodniej stronie planety.

„Kepler-7b odbija znacznie więcej światła niż większość planet olbrzymów, jakie zaobserwowaliśmy, które przypisujemy chmurom w górnych warstwach atmosfery. W przeciwieństwie do tych na Ziemi, kształty chmur na tej planecie nie zmieniają się w czasie, ma ona stabilny klimat” – mówi Thomas Barclay, naukowiec misji Kepler z Moffett Field w Kalifornii.

Odkrycia te są pierwszym krokiem w kierunku użycia podobnych technik do badania atmosfer planet posiadających skład i wielkość jak te typu ziemskiego. Kepler zidentyfikował planety obserwując spadki jasności gwiazd występujące podczas tranzytu planet na ich tle, blokując tym samym ich światło. Ta technika, i inne obserwacje Kepler-7b wcześniej wykazały, że jest to jedna z typu planet, które gdyby można było w jakiś sposób umieścić w wannie z wodą – unosiłaby się na powierzchni. Planeta okrąża swoją macierzystą gwiazdę w niecałe 5 dni!

Źródło:
NASA

Obserwowanie procesów gwiazdotwórczych w kosmiczne południe

Tworzenie się gwiazd w galaktykach wydaje się być mocno regulowane przez przepływ gazu do i z galaktyk. Naukowcom nadal nie udało się ustal...