27 sierpnia 2014

Chmury wody w atmosferze brązowego karła

Zespół badaczy pod dowództwem Jacqueline Faherty znalazł dowody na chmury wody w atmosferze brązowego karła, znajdującego się zaledwie 7,3 lat świetlnych od nas. W papierowym wydaniu The Astrophysical Journal Letters zespół opisał, jak znalazł dowody na wodne chmury, i gdzie skieruje kolejne badania.

WISE J0855-0714 to brązowy karzeł, który został po raz pierwszy zauważony przez astronoma Kelvina Luhmana, po przestudiowaniu zdjęć wykonanych przez teleskop WISE w latach 2010-2011. Brązowy karzeł to gwiazda, której nie udało się przejść do punktu, w którym może podtrzymywać reakcje jądrowe. Zamiast się rozwijać, takie gwiazdy gasną i stają się zimniejsze. Przypuszcza się, że atmosfera WISE J0855-0714 jest poniżej punktu zamarzania.
Odkąd odkryto białe karły, naukowcy badali je, aby dowiedzieć się więcej o tych obiektach – w niektórych aspektach są one łatwiejsze do badania niż egzoplanety, ponieważ nie mają sąsiedniej gwiazdy. W ostatniej próbie naukowcy zagłębili się w zdjęcia z podczerwieni wykonane przez teleskop Magellan Baade w Chile, w ciągu trzech nocy, w maju bieżącego roku. Kolory uzyskane na zdjęciach zostały dopasowane do modeli ukazujących, jak wyglądałby brązowy karzeł, gdyby posiadał chmury wody w swojej atmosferze. Jeśli przyszłe dowody mogą pokazać ostatecznie, że faktycznie odkryto chmury wody, będzie to pierwszy taki przypadek w ciele niebieskim poza naszym Układem Słonecznym.

WISE J0855-0714 jest mniej więcej wielkości Jowisza, ale jego masa to już 3 jego masy. To także najzimniejszy znany brązowy karzeł. Obrazy w podczerwieni pokazują także, że jest to tylko częściowe zachmurzenie, co jest stosunkowo nowym zjawiskiem, i oferuje astronomom unikalną możliwość badania, jak to się odbywa na innych ciałach niebieskich. W naszym Układzie Słonecznym tylko Ziemia i Mars posiadają wodne chmury. I chociaż stwierdzono, że niektóre egzoplanety mają parę wodną w swoich atmosferach, żadna z nich nie posiada wodnych chmur.

Naukowcy nie będą mieli pewności, czy dowody uzyskane ze zdjęć w podczerwieni ukazują chmury wody, dopóki badacze nie będą mogli skorzystać z Kosmicznego Teleskopu James’a Webb’a do spojrzenia na WISE J0855-0714 w niedalekiej przyszłości.

Źródło:
Phys Urania-PA

Co oświetla Wszechświat?

Nowe badania z University College London pozwolą wkrótce odkryć pochodzenie światła ultrafioletowego, w którym skąpany jest Wszechświat, co pomoże naukowcom zrozumieć, jak galaktyki zostały zbudowane.

„Co daje więcej światła? Największe miasta w danym kraju, czy wiele małych miasteczek?” – pyta dr Pontzen, główny autor badań. „Miasta są jaśniejsze, ale małe miasteczka są liczniejsze. Zadajemy podobne pytania na temat Wszechświata: czy światło ultrafioletowe pochodzi z licznych, ale słabych galaktyk, czy z małej liczby kwazarów?” Kwazary są najjaśniejszymi obiektami we Wszechświecie; ich intensywne światło jest wytwarzane przez gaz opadający na czarną dziurę. Galaktyki mogą zawierać miliony czy miliardy gwiazd, ale nadal są słabe w porównaniu z kwazarami. Zrozumienie tego, czy liczne małe galaktyki są przyćmiewane przez rzadkie, jasne kwazary, pozwoli spojrzeć na to, w jaki sposób Wszechświat budował dzisiejsze populacje gwiazd i planet. Pomoże to również naukowcom skalibrować swoje pomiary ciemnej energii, czynnika przyspieszającego ekspansję Wszechświata i determinującego jego daleką przyszłość.

Nowa metoda zaproponowana przez zespół opiera się na technice stosowanej już przez astronomów, w której kwazary są sygnalizatorami pomagającymi zorientować się w przestrzeni. Intensywne światło kwazarów sprawia, że są one łatwe do wykrycia nawet z ekstremalnych odległości. Zespół uważa, że badanie nad tym, jak światło oddziałuje z wodorem w jego drodze do Ziemi, ujawni główne źródła oświetlenia we Wszechświecie, nawet jeśli tymi źródłami nie są kwazary.
We Wszechświecie możemy znaleźć dwa typy wodoru – zwykły oraz naładowany, będący efektem bombardowania światłem ultrafioletowym (UV). Obie formy mogą być rozróżnione poprzez badanie określonej długości fali światła zwanego „Lyman-alfa”, które jest pochłaniane wyłącznie przez wodór neutralny. Naukowcy mogą zobaczyć, gdzie we Wszechświecie to światło „Lyman-alfa” zostało pochłonięte na planie neutralnego wodoru.

Ponieważ badane kwazary znajdują się miliardy lat świetlnych stąd, są swoistymi kapsułami czasu: patrząc na ich światło widzimy, jak Wszechświat wyglądał w odległej przeszłości. Wyniki pokażą nam, gdzie neutralny wodór znajdował się miliardy lat temu, gdy Wszechświat energicznie budował swoje galaktyki. Równomierny rozkład neutralnego wodoru może sugerować, że liczne galaktyki są źródłem większości światła, podczas gdy mniej jednolity wzór pokaże mozaikę naładowanego i neutralnego wodoru, co będzie oznaczać, że rzadkie kwazary były pierwotnym źródłem światła.

Aktualne próbki kwazarów nie są wystarczające do solidnej analizy różnic między dwoma scenariuszami, jednak liczba badań obecnie planowanych powinna pomóc naukowcom znaleźć odpowiedź. Najważniejszym z badań jest DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), które będzie zawierać szczegółowe pomiary około miliona odległych kwazarów. Chociaż pomiary te są przeznaczone do ujawnienia, jak ekspansja Wszechświata przyspiesza z powodu ciemnej energii, nowe wyniki pokazują, że DESI określi także, czy pośredni gaz jest równomiernie oświetlony. Z kolei pomiar mozaiki ujawni, czy światło w naszym Wszechświecie jest generowane przez „kilka miast” (kwazary) czy „wiele małych miasteczek” (galaktyki).

Źródło:
Phys

8 sierpnia 2014

Teleskop Hubble odkrył system supernowych powiązanych z potencjalną „gwiazdą zombie”

Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a po raz pierwszy dostrzegli układ gwiazd, które później wyprodukują supernową w niezwykłym wybuchu białego karła. Badając archiwalne zdjęcia z Hubble’a wykonane przed wybuchem supernowej, astronomowie mówią, że wykryli niebieskiego towarzysza białego karła. Biały karzeł powoli wysysa paliwo ze swojego towarzysza, ostatecznie spalając je w reakcji termojądrowej w martwą gwiazdę, i produkując słaby wybuch supernowej.

Ta szczególna supernowa jest Typu Iax, niedawno zidentyfikowanej klasy eksplozji gwiazdowej. Te eksplodujące gwiazdy są mniej energetyczne i mniejsze, niż supernowe Typu Ia, które również pochodzą z wybuchu białego karła w układach podwójnych. Astronomowie początkowo sądzili, że te słabe gwiezdne wybuchy były wyjątkowym typem supernowych Ia. Zidentyfikowali ponad 30 tych mini eksplozji, które zdarzają się raz na 20 wybuchów supernowych Typu Ia.

„Astronomowie przez dekady poszukiwali przodków supernowych Typu Ia. Supernowe Typu Ia są ważne, ponieważ używa się ich do mierzenia ogromnych kosmicznych odległości oraz ekspansji wszechświata. Ale mamy bardzo niewiele ograniczeń dotyczących tego, jak białe karły eksplodują. Podobieństwo pomiędzy supernową Typu Iax i normalną Typu Ia pomaga zrozumieć przodków supernowych Typu Iax, co jest ważne, zwłaszcza, że protoplasta Typu Ia został jednoznacznie zidentyfikowany. Odkrycie to pokazuje nam jeden sposób, w jaki można otrzymać eksplozję białego karła” – powiedział Saurabh Jha z Rutgers University w Piscataway, New Jersey.
Słaba supernowa, nazwana SN 2012Z, została znaleziona w Lick Observatory Supernova Search w styczniu 2012 roku. Przypadkowo, kamera Hubble’a Advanced Camera for Surveys także obserwowała macierzystą galaktykę supernowej – NGC 1309 – w 2005, 2006 i 2010 roku, przed wybuchem supernowej. NGC 1309 znajduje się w odległości 110 milionów lat świetlnych od nas. Curtis McCully, doktorant z Rutgers ponownie przetworzył obrazy sprzed wybuchu, wyostrzył je i zobaczył obiekt na obecnej pozycji supernowej. „Byłem bardzo zaskoczony widząc cokolwiek na miejscu supernowej. Spodziewaliśmy się, że przodek będzie zbyt słaby, by go dostrzec, tak jak w poprzednich poszukiwaniach normalnych przodków supernowych Typu Ia. To ekscytujące, gdy natura nas zaskakuje,” powiedział McCully.

Prawdopodobieństwo, że wykryty obiekt jest tylko trafem niezwiązanym z supernową wynosi 1%. Po zbadaniu kolorów obiektu i symulacji komputerowej ukazali się możliwi prekursorzy supernowych typu Iax. Zespół stwierdził, że to, co właśnie zobaczyli, było najprawdopodobniej światłem gwiazdy, która straciła swoją zewnętrzną powłokę wodoru, odkrywając swoje helowe serce. „Wracając do roku 2009, gdy zaczynaliśmy rozumieć tę klasę, możemy potwierdzić, że supernowe te powstają z białego karła i helu w układzie podwójnym gwiazd” – powiedział członek zespołu Ryan Foley z Universytetu Illinois w Urbana-Champaign, który pomógł zidentyfikować nową klasę supernowych Typu Iax.

Zdaniem zespołu, jeden z możliwych scenariuszy dla dziwacznego systemu gwiazd przewiduje, że jest to wahanie się pomiędzy gwiazdami, gdzie jedna przekazuje drugiej swoją masę. Gwiazdy pierwotnie ważyły 7 i 4 razy więcej, niż Słońce. Masywniejsza z gwiazd ewoluowała szybko, przerzucając swój wodór i hel na mniejszego towarzysza. Teraz, uszczuplona do zaledwie jednej masy Słońca, masywniejsza gwiazda zostaje z węglowym i tlenowym rdzeniem, stając się białym karłem. Gwiazdowy towarzysz, który zaczynał od zaledwie czterech mas Słońca, teraz ewoluuje i rośnie szybko, pochłaniając białego karła. Zewnętrzne warstwy tej „kombinowanej” gwiazdy są odrzucane, pozostawiając białego karła oraz gwiezdnego towarzysza o masie dwóch Słońc, z helowym rdzeniem. Biały karzeł wciąż pobiera materię ze swojego towarzysza, aż ten stanie się niestabilny i eksploduje jako supernowa, wyrzucając około połowy masy Słońca materii. W przeciwieństwie do zwykłej supernowej Typu Ia, która niszczy swojego białego karła, uważa się, że eksplozja Typu Iax zostawia „sponiewieranego” białego karła. Po tej śmierci gwiazda wraca do życia po tym, jak eksplodowała, a astronomowie nadali jej nazwę „gwiazd zombie”.

Zespół przyznaje, że nie można całkowicie wykluczyć innej możliwości identyfikacji obiektu, w tym takiej, że była to po prostu pojedyncza, masywna gwiazda, która eksplodowała jako supernowa. Aby rozstrzygnąć te wątpliwości i potwierdzić swoją hipotezę, zespół planuje ponownie użyć Teleskop Hubble’a w 2015 roku do obserwacji okolicy, gdy światło supernowej ściemni się wystarczająco, by pokazać możliwą gwiazdę zombie i helowego towarzysza. Astronomowie już widzieli następstwo jednego wybuchu supernowej typu Iax. Hubale uzyskał zdjęcia supernowej 2008ha w styczniu 2013 roku, ponad cztery lata po tamtym wybuchu, które pokazały obiekt w miejscu supernowej. Supernowa znajduje się w galaktyce UGC 12682, położonej 69 milionów lat świetlnych od nas. Obiekt może być pozostałością gwiazdy zombie lub jej towarzyszem. Bazując na kolorach obiektu zespół sugeruje w osobnym artykule, że gwiazda ma towarzysza o masie większej, niż trzy masy Słońca. Jest znacznie mniej jasny i bardziej czerwony niż przodek SN 2012Z.

„SN 2012Z jest jedną z bardziej wydajnych supernowych typu Iax a SN 2008ha jest jedną z najsłabszych w klasie, pokazując, że system Typ Iax jest bardzo zróżnicowany. I być może różnorodność jest powiązana z tym, jak każda z gwiazd eksploduje. Ponieważ te supernowe nie niszczą zupełnie białego karła, możemy przypuszczać, że niektóre z tych eksplozji wyrzucą trochę a inne wyrzucą więcej materii” – wyjaśnia Foley, autor pracy na temat SN 2008ha.

Źródło:
Hubble

7 sierpnia 2014

Astronomowie odkryli strumień gazu długi na 2,6 miliona lat świetlnych

Astronomowie i studenci odkryli most atomowego wodoru o długości 2,6 mln lat świetlnych, łączący dwie galaktyki leżące 500 mln lat świetlnych od nas. Wykryli oni gaz korzystając z Teleskopu William E. Gordon Obserwatorium Arecibo, placówcki radioastronomii US National Science Foundation w Puerto Rico. Strumień wodoru jest większy, niż znane dotychczas. Jest milion lat świetlnych dłuższy niż ogon gazu znajdującego się w gromadzie Panny znaleziony w innym projekcie Arecibo, kilka lat wcześniej. Dr Rhys Taylor, naukowiec z Czeskiej Akademii Nauk powiedział: „Było to całkowicie nieoczekiwane. Często widzimy strumień gazu w gromadach galaktyk, w których galaktyki znajdują się blisko siebie, ale znaleźć coś tak długiego i nie w gromadzie jest niebywałe.”
Nie tylko długość strumienia jest zaskakująca, ale także ilość gazu znaleziona w nim. Roberto Rodriguez, absolwent z 2014 r. Uniwersytetu Puerto Rico w Humacao, który pracował nad projektem jako student, wyjaśnił: „Zwykle znajdujemy gaz wewnątrz galaktyk, ale tutaj połowa gazu – 15 miliardów razy więcej, niż masa Słońca – znajduje się w moście. To znacznie więcej, niż zawierają razem Droga Mleczna i Galaktyka Andromedy!”

Zespół nadal bada pochodzenie strumienia. Jednym z pomysłów na jego pochodzenie jest taki, że duża galaktyka na jednym z końców strumienia przeszła w przeszłości blisko grupy mniejszych galaktyk, na drugi koniec, i most gazowy rozciągnął się. Druga koncepcja sugeruje, że duża galaktyka dostała się prosto w środek grupy, wypychając z niej gaz. Zespół planuje użyć symulacji komputerowej, aby dowiedzieć się, który z tych pomysłów może najbardziej dopasować kształt mostu, który jest widziany z Teleskopu Arecibo.

Projekt obejmował trzech licencjatów: Roberto Rodriguez i Clarissa Vazquez z UPR Humacao, oraz Hanna Herbst, obecnie doktorant na Uniwersytecie Floryda. Dr Robert Minchin z obsługi astronomicznej Obserwatorium Arecibo i główny badacz projektu powiedział: „Zaangażowanie studentów jest dla nas bardzo ważne. Jesteśmy dumni, że inspirujemy nową generację astronomów, a szczególnie dumni z zaangażowania studentów z Puetro Rico.” Most został znaleziony w danych pobranych w latach 2008 i 2011 z Arecibo Galaxy Environment Survey (AGES), który używa mocy Teleskopu Arecibo do przeglądu dużego obszaru nieba, z wysokim poziomem czułości.

Źródło:
Phys

2 sierpnia 2014

Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył rekordowo mocne kosmiczne „szkło powiększające”

Astronomowie dokonali zaskakującego odkrycia odległej galaktyki, która może służyć jako kosmiczne „szkło powiększające”. Galaktyka znajduje się w odległości 9,6 mld lat świetlnych od nas i jest najdalszym poznanym jak dotąd obiektem tego typu. Znaleziona w dzięki obserwacjom z Kecka na Hawajach i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, galaktyka ta jest na tyle mocną soczewką, by powiększyć jeszcze odleglejszą galaktykę, znajdującą się w odległości 10,7 mld lat świetlnych od nas, dzięki zjawisku zwanemu soczewkowaniem grawitacyjnym.

Przez soczewkowanie pole grawitacyjne masywnego obiektu na pierwszym planie zakrzywia i powiększa światło z bardziej odległych obiektów. Zjawisko to może ukazać bardzo słabe, odległe galaktyki, których astronomowie w innym przypadku nie byliby w stanie zobaczyć. Ale znalezienie galaktyki tak mocnej, by działała jak soczewka jest rzadkością. Większość ze znanych obecnie astronomom soczewek grawitacyjnych znajduje się stosunkowo bliżej nas. Jak mówi Kim-Vy Tran, główny badacz z Uniwersytetu Texas w oświadczeniu NASA: kiedy zerkają we wczesny Wszechświat, astronomowie nie spodziewają się znaleźć galaktyk soczewkujących, ułożonych dokładnie jedna za drugą, z ta słabszą w tle.
Nowo odkryta powiększająca galaktyka należy do odległej gromady galaktyk IRC 0218. Będąc 180 milionów razy masywniejsza od naszego Słońca i leżąc w odległości 9,6 mld lat świetlnych od nas, przebija poprzedniego rekordzistę – najdalszą znaną do tej pory soczewkę grawitacyjną, znajdującą się w odległości zaledwie 200 mln lat świetlnych stąd. Tran i jej koledzy znaleźli tę galaktykę korzystając ze spektrograficznych danych z Obserwatorium Kecka do badań nad tym, jak tworzą się gwiazdy w IRC 0218. Zobaczyła silne miejsce gorącego wodoru – oznaka formujących się gwiazd – który zdawał się pochodzić z gigantycznej starej galaktyki eliptycznej. Tran się obawiała, że popełniła jakiś błąd podczas obserwacji, ponieważ z jej poprzednich badań wynikało, że ta galaktyka eliptyczna dawno zakończyła proces produkcji gwiazd. Jednak, po przeanalizowaniu innych zdjęć uzyskanych z Teleskopu Hubble’a, Tran zdała sobie sprawę, że się nie pomyliła, a patrzyła na mniejszą, bardziej odległą galaktykę spiralną poddawaną wybuchom formujących się gwiazd, poza IRC 0218. Na zdjęciach z Hubble’a zniekształcone światło galaktyki odległej o 10,7 mld lat świetlnych od nas pojawiło się jako plamka, która miała niebieskawy kolor (tak, jak galaktyki zawierające młode gwiazdy).
Źródło:
Space.com

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...