30 października 2018

Astronomowie świadkami powolnej śmierci pobliskiej galaktyki

Astronomowie z ANU i CSIRO byli świadkami powolnej śmierci sąsiedniej galaktyki karłowatej, która stopniowo traci energię do tworzenia gwiazd.


Nowe, recenzowane badanie dotyczące Małego Obłoku Magellana (SMC), który stanowi niewielki ułamek rozmiarów i masy Drogi Mlecznej, wykorzystuje zdjęcie zrobione przy użyciu potężnego australijskiego radioteleskopu ASKAP (Australian SKA Pathfinder).

Główna badaczka, prof. Naomi McClure-Griffiths z ANU, powiedziała, że funkcje obrazów radiowych są ponad trzy razy precyzyjniejsze, niż poprzednie obrazy SMC, co pozwoliło zespołowi na dokładniejsze zbadanie interakcji pomiędzy małą galaktyką i jej środowiskiem.

Astronomom udało się zaobserwować potężny wypływ wodoru z Małego Obłoku Magellana. Implikacją jest, że galaktyka może w końcu przestać tworzyć nowe gwiazdy, jeżeli straci cały swój gaz, a galaktyki, które przestają tworzyć gwiazdy, stopniowo umierają.

Profesor McClure-Griffiths powiedziała, że odkrycie, które jest częścią projektu badającego ewolucję galaktyk, dostarczyło pierwszy wyraźny obserwacyjny pomiar ilości masy utraconej przez galaktykę karłowatą.

Wynik jest również ważne, ponieważ pokazuje potencjalne źródło gazu dla ogromnego Strumienia Magellana, który otacza Drogę Mleczną. Ostatecznie Mały Obłok Magellana prawdopodobnie zostanie pochłonięty przez naszą Drogę Mleczną.

Współbadacz CSIRO, dr David McConnell, powiedział, że ASKAP dzięki unikalnym odbiornikom radiowym, które dają mu panoramiczny widok na niebo, jest bezkonkurencyjny na świecie dla tego rodzaju badań.

Teleskop pokrył całą galaktykę SMC jednym ujęciem i sfotografował jej wodór (najobficiej występujący pierwiastek we Wszechświecie i składnik gwiazd) z niespotykanymi szczegółami. 

ASKAP będzie tworzyć najnowocześniejsze zdjęcia wodoru w naszej Drodze Mlecznej i Obłokach Magellana, dając astronomom pełne zrozumienie, w jaki sposób ten układ galaktyk karłowatych łączy się z naszą galaktyką i czego uczy nas o ewolucji innych galaktyk.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

29 października 2018

Potwierdzono obecność księżyców Kordylewskiego?

Zespół węgierskich astronomów i fizyków mógł potwierdzić dwa nieuchwytne obłoki pyłowe w punktach Lagrange’a, zaledwie 400 000 km od Ziemi. Obłoki, po raz pierwszy opisane i nazwane przez polskiego astronoma Kazimierza Kordylewskiego w 1956 roku, są wyjątkowo słabe, więc ich istnienie jest kontrowersyjne. Nowa praca pojawiła się w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Układ Ziemia-Księżyc ma pięć tzw. punktów libracyjnych (punkty Lagrange’a), w których siły grawitacyjne zachowują względną pozycję umieszczonych tam obiektów. Dwa z tych punktów, L4 i L5, tworzą z Ziemią i Księżycem trójkąt równoboczny, i poruszają się wokół Ziemi, gdy Księżyc porusza się po orbicie.

L4 i L5 nie są całkowicie stabilne, ponieważ są zakłócane przez przyciąganie grawitacyjne Słońca. Uważa się jednak, że są to miejsca, w których, przynajmniej tymczasowo, może gromadzić się pył międzyplanetarny. Kordylewski zaobserwował dwa pobliskie skupiska pyłu w punkcie L5 w 1956 a sfotografował w 1961 roku, ale ich skrajna słabość sprawia, że są one trudne do wykrycia, i wielu naukowców wątpiło w ich istnienie.

W tegorocznej publikacji węgierski zespół, pod kierownictwem Gábora Horvátha z Eötvös Loránd University, wymodelował obłoki Kordylewskiego, aby ocenić, w jaki sposób powstają i jak można je wykryć. Naukowcy byli zainteresowani, jak one wyglądają oglądane przez filtry polaryzacyjne, które przekazują światło o określonym kierunku drgań, podobnym do występującego w niektórych rodzajach okularów przeciwsłonecznych. Światło rozproszone lub odbite jest zawsze mniej lub bardziej spolaryzowane, w zależności od kąta rozproszenia lub odbicia.

Następnie postanowili znaleźć te obłoki pyłowe. Z liniowo polaryzującym filtrem podłączonym do obiektywu kamery i detektora CCD w prywatnym obserwatorium Slíz-Balogh na Węgrzech, naukowcy wykonali ekspozycje rzekomego położenia obłoków Kordylewskiego w punkcie L5.

Uzyskane obrazy pokazują spolaryzowane światło odbite od pyłu, rozciągające się poza polem widzenia obiektywu kamery. Obserwowany wzór pasuje do przewidywań dokonanych przez tę samą grupę badaczy we wcześniejszej pracy i jest zgodny z najwcześniejszymi obserwacjami pyłowych księżyców Kordylewskiego sprzed sześciu dekad. Grupa Horvátha była w stanie wykluczyć artefakty optyczne i inne efekty, co oznacza, że obecność pyłowych obłoków została potwierdzona.

Judit Slíz-Balogh komentuje ich odkrycie: „Obłoki Kordylewskiego są dwoma najtrudniejszymi obiektami do znalezienia, a chociaż są tak blisko Ziemi, jak Księżyc, są przeważnie pomijane przez badaczy w astronomii. Intrygujące jest potwierdzenie, że nasza planeta ma pyłowe pseudo-satelity na orbicie obok naszego księżycowego sąsiada.”

Biorąc pod uwagę ich stabilność, punkty L4 i L5 są postrzegane jako potencjalne miejsca dla orbitujących sond kosmicznych oraz jako stacje transferowe dla misji eksplorujących szerszy Układ Słoneczny. Istnieją również propozycje dotyczące przechowywania w dwóch punktach. Przyszłe badania będą dotyczyć L4 i L5 oraz związanych z nimi obłoków pyłowych Kordylewskiego, w celu zrozumienia, jak stabilne są naprawdę i czy ich pył stanowi jakiekolwiek zagrożenie dla sprzętu i przyszłych astronautów.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

28 października 2018

Astronomowie potwierdzają kolizję pomiędzy Obłokami Magellana

Jeżeli w pogodną noc znajdujesz się na południowej półkuli, możesz zobaczyć dwa jasne obłoki, odsunięte nieco od pasa Drogi Mlecznej. Te obłoki gwiazd są galaktykami satelitarnymi Drogi Mlecznej, zwane Małym i Wielkim Obłokiem Magellana (SMC i LMC).


Wykorzystując nowo opublikowane dane z potężnego teleskopu kosmicznego, astronomowie z University of Michigan odkryli, że południowo-wschodni region Małego Obłoku Magellana (“Skrzydło”), odsuwa się od głównej części tej galaktyki, dostarczając pierwszych jednoznacznych dowodów na to, że Mały i Wielki Obłok Magellana niedawno zderzyły się.

Wraz z międzynarodowym zespołem, Sally Oey i Johnny Dorigo Jones badali SMC  pod kątem „uciekających” gwiazd lub gwiazd, które zostały wyrzucone z gromad w Małym Obłoku Magellana. Aby obserwować tę galaktykę, wykorzystali najnowsze dane z teleskopu Gaia.

Gaia została zaprojektowana tak, aby fotografować gwiazdy wielokrotnie na przestrzeni kilku lat, by przedstawić ich ruch w czasie rzeczywistym. W ten sposób naukowcy mogą zmierzyć, jak gwiazdy poruszają się na niebie.

Badanie gwiazd w pojedynczej galaktyce pomaga astronomom na dwa sposoby: po pierwsze dostarcza statystycznie kompletną próbkę gwiazd w jednej macierzystej galaktyce. Po drugie, daje astronomom jednakowy dystans do wszystkich gwiazd, co pomaga im zmierzyć ich indywidualne prędkości.

Astronomowie usunęli ruch masowy całego SMC, aby dowiedzieć się więcej o prędkościach poszczególnych gwiazd w celu zrozumienia fizycznych procesów zachodzących w Obłoku.

Oey i Dorigo Jones badają uciekające gwiazdy, aby ustalić, w jaki sposób zostały wyrzucone z tych gromad. W jednym mechanizmie, zwanym scenariuszem podwójnej supernowej, jedna gwiazda w grawitacyjnie związanej parze wybucha jako supernowa, wyrzucając druga gwiazdę jak z procy. Mechanizm ten wytwarza gwiazdy podwójne emitujące promieniowanie rentgenowskie.

Inny mechanizm jest taki, że niestabilna grawitacyjnie gromada gwiazd ostatecznie wyrzuca jedną lub dwie gwiazdy z grupy. Nazywa się to dynamicznym scenariuszem wyrzucania, który wytwarza normalne gwiazdy podwójne. Naukowcy odkryli znaczną liczbę uciekających gwiazd wśród podwójnych rentgenowskich i normalnych układów podwójnych, co wskazuje, że obydwa mechanizmy są ważne przy wyrzucaniu gwiazd z gromad. 

Patrząc na te dane, zespół zaobserwował również, że wszystkie gwiazdy w Skrzydle poruszają się w podobnym kierunku i z podobną prędkością. To pokazuje, że SMC i LMC prawdopodobnie miały kolizję kilkaset milionów lat temu.

Uczestniczka badania, Gurtina Besla z University of Arizona, wymodelowała kolizję Obłoków. Wraz z zespołem przewidziała kilka lat temu, że bezpośrednie zderzenie sprawi, że region Skrzydła SMC przesunie się w kierunku LMC. Natomiast jeżeli obydwie galaktyki by się jedynie zbliżyły do siebie, gwiazdy Skrzydła poruszałyby się prostopadle. Zamiast tego Skrzydło odsuwa się od SMC, w kierunku LMC, potwierdzając, że nastąpiła bezpośrednia kolizja. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

25 października 2018

Astronomowie zauważają oznaki łączenia się supermasywnych czarnych dziur

W najnowszych badaniach, których wyniki ukazały się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, naukowcy informują o dowodach na dużą liczbę podwójnych supermasywnych czarnych dziur, prawdopodobnie prekursorów zdarzeń łączenia się ogromnych czarnych dziur. Potwierdza to obecne rozumienie ewolucji kosmologicznej – że galaktyki i związane z nimi czarne dziury łączą się na przestrzeni czasu, tworząc coraz większe galaktyki i czarne dziury.


Astronomowie z University of Hertfordshire, wraz z międzynarodowym zespołem naukowców, przyjrzeli się mapom radiowym źródeł potężnych dżetów i znaleźli znaki zwykle pojawiające się podczas patrzenia na czarne dziury, które znajdują się blisko siebie. 

Zanim czarne dziury się połączą, tworzą podwójną czarną dziurę, w której obydwa składniki krążą wokół siebie. Teleskopy do detekcji fal grawitacyjnych od 2015 r. są w stanie udowodnić łączenie się czarnych dziur, mierząc silne impulsy fal grawitacyjnych emitowane podczas łączenia się czarnych dziur, jednak obecna technologia nie może być wykorzystana do zaprezentowania obecności podwójnych supermasywnych czarnych dziur.

Supermasywne czarne dziury emitują potężne dżety. Dwie supermasywne czarne dziury krążące po orbicie powodują, że strumień pochodzący z jądra galaktyki okresowo zmienia swój kierunek. Astronomowie z University of Hertfordshire badali kierunek, w którym emitowane są strumienie oraz różnice w tych kierunkach. Porównali kierunek dżetów z jednym z radiowych płatów (które przechowują wszystkie cząstki, jakie kiedykolwiek przeszły przez te kanały strumieniowe), aby pokazać, że metoda ta może być używana do wskazania podwójnych supermasywnych czarnych dziur. 

Dr Martin Krause, główny autor badania, powiedział: „Od dłuższego czasu badaliśmy dżety w różnych warunkach za pomocą symulacji komputerowych. Byliśmy zaskoczeni znalezieniem w tym pierwszym systematycznym porównaniu do radiowych map o wysokiej rozdzielczości z najsilniejszych źródeł radiowych, sygnatur, które były kompatybilne z precesją strumienia w ¾ źródeł.”

Fakt, że najpotężniejsze dżety są powiązane z podwójnymi czarnymi dziurami, może mieć poważne konsekwencje dla powstawania gwiazd w galaktykach; gwiazdy tworzą się z zimnego gazu, strumienie ogrzewają ten gaz, a tym samym tłumią ich powstawanie. Strumień, który zawsze kieruje się w tę samą stronę, ogrzewa jedynie ograniczoną ilość gazu w pobliżu. Jednak strumienie z czarnych dziur zmieniają kierunek w sposób ciągły. W związku z tym mogą rozgrzać znacznie więcej gazu, skuteczniej tłumiąc powstawanie gwiazd, przyczyniając się w ten sposób do zachowania liczby gwiazd w galaktykach w obserwowanych granicach.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

24 października 2018

Dlaczego galaktyki przestają tworzyć gwiazdy?

Gromady galaktyk są rzadkimi obszarami Wszechświata składającymi się z setek galaktyk zawierających biliony gwiazd, gorący gaz oraz ciemną materię.


Od dawna wiadomo, że gdy galaktyka opada do gromady, formowanie się gwiazd zostaje dość gwałtownie odcięte w procesie znanym jako gaszenie. To, co powoduje, że gwiazdy gasną, nadal pozostaje tajemnicą, pomimo kilku wiarygodnych wyjaśnień zaproponowanych przez astronomów.

Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów, pod kierownictwem Ryana Foltza, dokonały najlepszego jak dotąd pomiaru wygaszana w skali czasowej, mierząc jego zmienność na przestrzeni 70% historii Wszechświata. Badanie ujawniło jednak proces prawdopodobnie odpowiedzialny za wyłączanie formowania się gwiazd w gromadach.

Wiadomo, że każda galaktyka wchodząca w skład gromady przynosi ze sobą trochę zimnego gazu, który jeszcze nie uformował gwiazd. Jedno z możliwych wyjaśnień sugeruje, że zanim zimny gaz przekształci się w gwiazdy, zostaje z dala od galaktyki „odpędzony” przez gorący, gęsty gaz już w gromadzie, powodując zaprzestanie tworzenia gwiazd. 

Inna możliwość jest taka, że zamiast tego galaktyki są „zduszone”, co oznacza, że przestają tworzyć gwiazdy, ponieważ ich rezerwuary przestają być uzupełniane dodatkowym zimnym gazem, gdy wpadną do wnętrza gromady. Przewiduje się, że będzie to  proces wolniejszy, niż odpędzanie.

Trzecia możliwość polega na tym, że energia z procesu formowania się gwiazd odrzuca większość zimnego gazowego paliwa z galaktyki, zapobiegając tworzeniu się tych nowych. Oczekuje się, że scenariusz „wypływu” nastąpi w szybszym czasie, niż odpędzanie, ponieważ gaz z galaktyki jest tracony na zawsze i przestaje być dostępny do formowania nowych gwiazd.

Ponieważ wszystkie trzy procesy przewidują, że galaktyki zgasną w różnych relatywnych ramach czasowych w historii Wszechświata, astronomowie postulowali, że gdyby mogli porównać liczbę wygaszonych galaktyk obserwowanych w długim okresie czasu, dominujący proces powodujący wygaszanie łatwiej stałby się widoczny.

Jednak, do niedawna bardzo trudno było znaleźć odległe gromady, a jeszcze trudniej zmierzyć właściwości ich galaktyk. Międzynarodowy przegląd Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey (SpARCS), wykonał pomiar ponad 70% historii Wszechświata, zrealizowany dzięki pionierskim nowym technologiom wykrywania gromad, które umożliwiły odkrycie setek nowych gromad w odległym Wszechświecie.

Wykorzystując niektóre z nowo odkrytych przez SpARCS gromad w badaniu, wykazano, że galaktyce zajmuje znacznie więcej czasu zaprzestanie tworzenia gwiazd, gdy Wszechświat się starzeje. Gdy był młody (4 mld lat) trwało to zaledwie 1,1 mld lat, gdy był w wieku średnim (6 mld lat) proces ten trwał 1,3 mld lat a w obecnym Wszechświecie trwa to już 5 mld lat.

Aby wykonać ten najnowszy pomiar, zespołowi SpARCS potrzebnych było 10 nocy obserwacji za pomocą teleskopów Kecka oraz 25 nocy na bliźniaczych teleskopach Gemini.

Zespół otrzymał dodatkowe noce obserwacyjne oraz wsparcie finansowe, aby zbadać, w jaki sposób formowanie się gwiazd zatrzymuje się w galaktykach o bardziej regularnych masach, oraz aby analizować wysokiej rozdzielczości obrazy wygaszanych galaktyk. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

23 października 2018

Najwolniejszy znany pulsar odkryty przez doktorantkę

Doktorantka z Uniwersytetu w Manchesterze odkryła pulsara, który ma blisko 14 mln lat i rotuje najwolniej z dotąd obserwowanych obiektów tego typu.


Chia Min Tan, doktorantka z Jodrell Bank Centre for Astrophysics w Manchesterze, była częścią międzynarodowego zespołu, w skład którego weszli astronomowie z Manchesteru, Astron i Uniwersytetu w Amsterdamie. Zespół prowadził badania przy użyciu LOFAR (Low-Frequency Array), którego serce znajduje się w Holandii.

Pulsary są szybko rotującymi gwiazdami neutronowymi wytwarzającymi promieniowanie elektromagnetyczne w wiązkach, które wychodzą z ich biegunów magnetycznych. Te kosmiczne latarnie morskie rodzą się, gdy potężna gwiazda eksploduje jako supernowa. Po takim wybuchu powstaje bardzo gęsta „gwiazda neutronowa” o średnicy zaledwie około 20 km.

Najszybciej rotujący znany nauce pulsar wiruje raz na 1,4 milisekundy, czyli 716 razy na sekundę czy 42 960 razy na minutę.

Do tej pory najwolniejszy znany pulsar rotował raz na 8,5 sekundy. Najnowszy odkryty pulsar, który znajduje się w gwiazdozbiorze Kasjopei w odległości 5200 lat świetlnych od Ziemi, rotuje znacznie wolniej, bo raz na 23,5 sekundy.

To, co czyni odkrycie jeszcze bardziej nieprawdopodobnym to fakt, że emisja radiowa z pulsara trwa zaledwie 200 milisekund w ciągu jego 23,5 sekundowej rotacji.

Chia Min wyjaśnia: „Emisja radiowa pochodząca od pulsara działa jak kosmiczna latarnia morska, a sygnał można zobaczyć tylko wtedy, gdy jego promień skierowany jest dokładnie w stronę obserwatora. W tym przypadku wiązka jest tak wąska, że łatwo mogłaby ominąć Ziemię. Wolniej wirujące pulsary są jeszcze trudniejsze do wykrycia. Niesamowite jest to, że pulsar ten rotuje 15 000 razy wolniej, niż najszybszy znany pulsar. Mamy nadzieję, że dzięki LOFAR znajdziemy ich więcej”.

Astronomowie odkryli tego pulsara podczas przeglądu LOFAR Tied-Array All-Sky Survey. Przegląd ten szuka pulsarów na niebie północnym. Czas naświetlania wybranego fragmentu nieba w takim przeglądzie trwa godzinę. Jest to znacznie dłużej, niż w poprzednich przeglądach, co dało czułość potrzebną do odkrycia tego zaskakującego pulsara.

Naukowcy nie tylko „usłyszeli’ regularny sygnał tykania pulsara, ale także „zobaczyli” pulsar w obrazowaniu LOFAR. Współautor pracy, profesor Ben Stappers, także z Uniwersytetu w Manchesterze, powiedział: „Ten pulsar był wystarczająco jasny i wirował na tyle powoli, że mogliśmy na obrazach zobaczyć, jak miga”.

Pulsar ma około 14 mln lat ale wciąż ma silne pole magnetyczne. Zaskakujące dla astronomów jest to, że może on wirować tak wolno a mimo to emitować impulsy radiowe. Najwyraźniej pulsary radiowe mogą rotować wolniej, niż do tej pory sądzono. Stawia to wyzwanie teoriom o tym, jak pulsary świecą.

Następnym krokiem dla astronomów będzie kontynuowanie badania LOFAR w celu znalezienia nowych pulsarów. Planują także obserwować swoje nowe znalezisko za pomocą teleskopu kosmicznego XMM-Newton. Teleskop ten jest przeznaczony do wykrywania promieniowania rentgenowskiego. Jeżeli ten bardzo powolny pulsar będzie widoczny także w tym promieniowaniu, da to ważny wgląd w jego historię i pochodzenie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Fale grawitacyjne mogą rzucać światło na ciemną materię

Zderzające się czarne dziury, fale grawitacyjne przemierzające czasoprzestrzeń – i ogromny instrument, który pozwala naukowcom badać strukturę Wszechświata. Może to wkrótce stać się rzeczywistością, gdy LISA (Laser Interferometer Space Antenna) podejmie działanie. Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu odkryli, że LISA może również rzucić światło na nieuchwytną cząstkę ciemnej materii.


LISA umożliwi astrofizykom obserwacje fal grawitacyjnych pochodzące od zderzających się czarnych dziur. LISA będzie składać się z trzech statków kosmicznych krążących wokół Słońca w stałej formacji trójkąta. Przechodzące fale grawitacyjne będą nieznacznie zniekształcać boki trójkąta, a owe minimalne zniekształcenia można wykryć za pomocą wiązek laserowych łączących statki kosmiczne. LISA może zatem nadać nowy sens postrzeganiu Wszechświata przez naukowców i umożliwić im badanie niewidocznych zjawisk w różnych widmach promieniowania.

Naukowcy z Centrum Astrofizyki Teoretycznej i Kosmologii Uniwersytetu w Zurychu, wraz z kolegami z Grecji i Kanady, odkryli, że LISA nie tylko będzie w stanie zmierzyć te nieodkryte wcześniej fale, ale może również pomóc w ujawnieniu sekretów o innej tajemniczej części Wszechświata: ciemnej materii.

Uważa się, że cząsteczki ciemnej materii stanowią około 85% materii we Wszechświecie. Jednak nadal są one tylko hipotetyczne – nazwa odnosi się do ich „ukrywania się” przed wszystkim wcześniejszymi próbami dostrzeżenia ich, nie mówiąc już o zbadaniu. Jednak obliczenia pokazują, że wiele galaktyk zostałoby rozerwanych na strzępy w czasie rotacji, gdyby nie były utrzymywane razem przez duże ilości ciemnej materii.

Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku galaktyk karłowatych. Chociaż są one małe i słabe, są także najliczniejsze we Wszechświecie. To, co czyni je szczególnie interesującymi dla astrofizyków, to fakt, że ich struktury są zdominowane przez ciemną materię, dzięki czemu są naturalnym laboratorium do badania tej nieuchwytnej formy materii.

Jak poinformowano w Astrophysical Journal Letters, wysokiej rozdzielczości symulacje komputerowe narodzin galaktyk karłowatych przyniosły zaskakujące wyniki. Obserwując wzajemne oddziaływanie ciemnej materii, gwiazd i czarnych dziur znajdujących się w centrach galaktyk, zespół naukowców w Zurychu odkrył silny związek między tempem łączącymi się czarnych dziur a ilością ciemnej materii w centrach galaktyk karłowatych. Pomiar fal grawitacyjnych emitowanych z łączących się czarnych dziur może dostarczyć wskazówek na temat właściwości hipotetycznej cząstki ciemnej materii.

Nowo odnaleziony związek pomiędzy czarnymi dziurami a ciemną materią można teraz po raz pierwszy opisać w matematyczny i dokładny sposób. Ale jak podkreśla Lucio Mayer, lider grupy, nie jest to przypadkowe odkrycie. Ciemna materia to wyróżniająca się cecha galaktyk karłowatych. Dlatego też naukowcy od dawna podejrzewali, że powinna mieć wyraźny wpływ na właściwości kosmologiczne. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

20 października 2018

'Oumuamua

W tym tygodniu przypada rocznica odkrycia przez astronomów niezwykłego obiektu poruszającego się w przestrzeni kosmicznej niezbyt daleko od ziemskiej orbity. W ciągu zaledwie kilku dni naukowcy zorientowali się, że nie może to być zwykła asteroida lub kometa – jego droga pokazała, że nie jest grawitacyjnie związany z Układem Słonecznym. Był to zatem pierwszy międzygwiezdny obiekt odkryty w Układzie Słonecznym, który pochodził z zewnątrz. Otrzymał hawajskie imię 'Oumuamua czyli Zwiadowca.


Od dawna astronomowie sądzą, że komety i asteroidy istnieją także w innych układach planetarnych – być może 'Oumuamua pochodzi z jednego z nich. Większość obecnych modeli Układu Słonecznego sugeruje, że te małe ciała niebieskie są resztkami z epoki formowania się planet, a inne układy planetarne również powinny tworzyć komety i asteroidy. Badanie ich da spojrzenie na podobieństwa i różnice w formowaniu się układów planetarnych. Dotąd jednak było to niemożliwe: domniemane duże populacje komet i planetoid znalezione w dyskach okrążających egzoplanety znajdują się zbyt daleko od nas.

'Oumuamua może zatem być naukowym ratunkiem i stał się przedmiotem intensywnej, choć krótkiej, kampanii obserwacyjnej (krótkiej, ponieważ poruszał się bardzo szybko a odległość ciągle rosła). Niemniej jednak obserwacje, które zostały zakończone, wykazały, że miał czerwonawy kolor bez widocznych cech widmowych i bez śladów gazu i pyłu. Wszystko to sugeruje, że może to być coś w rodzaju prymitywnej asteroidy (typu D), chociaż tak naprawdę w Układzie Słonecznym nie ma dobrego jego odpowiednika. Co najbardziej niezwykłe, jego kształt jest bardzo wydłużony – jest sześciokrotnie dłuższy, niż szerszy.

Kamera IRAC umieszczona na Kosmicznym Teleskopie Spitzera mogła patrzeć na 'Oumuamua pod bardzo różnymi kątami, inaczej niż teleskopy na Ziemi. Astronomowie CfA, Joe Hora, Howard Smith i Giovanni Fazio, wraz z ich zespołem naukowców z Near Earth Object oraz innymi kolegami, skierowali IRAC w miejsce na niebie, gdzie według przewidywań powinien się znajdować obiekt (ponieważ nie jest on związany z Układem Słonecznym i porusza się tak szybko, droga 'Oumuamua na niebie była trudna do obliczenia). Po trzydziestu godzinach obserwacji – stosunkowo długi czas – obiekt nie został wykryty, a kolejne analizy orbitalne potwierdziły, że kamera została skierowana dokładnie w jego stronę. Jednak limit emisji był tak niski, że umożliwił zespołowi ograniczenie niektórych jego właściwości fizycznych. Na przykład brak sygnału w podczerwieni sugeruje, że nie posiada on gazu ani pyłu, składników, których można by oczekiwać, gdyby był ciałem przypominającym kometę. Naukowcy obliczyli również, że w zależności od dokładnego składu oraz albedo, 'Oumuamua ma co najmniej 240 metrów (a może nawet 1 km) w najdłuższym miejscu (dla miłośników Star Trek – niektórzy fani określali długość statku Enterprise na 725 m). Obiekt porusza się obecnie zbyt daleko, aby którykolwiek z naszych teleskopów mógł go zobaczyć, a więc chociaż pozostanie on międzygwiezdną tajemnicą, przypomina nam jeszcze raz, że nasze kosmiczne sąsiedztwo jest pełne niespodzianek.

Opracowanie: 
Agnieszka Nowak

Źródło:

19 października 2018

Potężne flary z młodego czerwonego karła

Słowo „HAZMAT” opisuje substancje, które stanowią zagrożenie dla środowiska, a nawet dla samego życia. Wyobraź sobie, że termin ten odnosi się do całych planet, gdzie gwałtowne rozbłyski od gwiazd macierzystych mogą sprawić, że poprzez wpływ na ich atmosferę, świat nie będzie nadawał się do zamieszkania.


Kosmiczny Teleskop Hubble’a obserwuje takie gwiazdy za pomocą dużego programu o nazwie HAZMAT (Habitable Zones and M dwarf Activity across Time).

„M dwarf” (Karły typu M) to astronomiczny termin dla czerwonego karła – najmniejszej, najobfitszej i najdłużej żyjącej gwiazdy w naszej galaktyce. Program HAZMAT to przegląd w ultrafiolecie czerwonych karłów w trzech różnych wiekach: młodym, średnim i starszym.

Gwiezdne rozbłyski czerwonych karłów są szczególnie jasne w ultrafiolecie, w porównaniu do gwiazd podobnych do Słońca. Czułość na ultrafiolet HST sprawia, że teleskop jest bardzo cenny przy obserwacjach tych rozbłysków. Uważa się, że flary są zasilane przez intensywne pola magnetyczne, które plątają się przez ruchy gwiezdnych atmosfer. Kiedy splątanie to staje się zbyt intensywne, pola przerywają się i ponownie łączą, wyzwalając ogromne ilości energii.

Zespół odkrył, że flary pochodzące od najmłodszych czerwonych karłów, które badali – w wieku około 40 mln lat – są od 100 do 1000 razy bardziej energetyczne, niż ma to miejsce w przypadku starszych gwiazd. Gdy gwiazdy są w tak młodym wieku, planety typu ziemskiego formują się wokół nich.

Około ¾ gwiazd w naszej galaktyce to czerwone karły. Większość planet w tzw. ekosferze – strefa, w której planety okrążające gwiazdy w odległości takiej, by temperatura była na tyle umiarkowana, że na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym – prawdopodobnie krąży wokół czerwonych karłów. Najbliższa Słońcu gwiazda, czerwony karzeł o nazwie Proxima Centauri, posiada w swojej ekosferze planetę wielkości Ziemi.

Jednak młode czerwone karły są gwiazdami aktywnymi, wytwarzającymi rozbłyski w promieniowaniu ultrafioletowym, które emitują tak dużo energii, że mogą wpływać na chemię atmosfery i przypuszczalnie usuwać atmosferę z tych raczkujących planet.

Wyniki pierwszej części tego programu są publikowane w The Astrophysical Journal. Badanie to sprawdza częstotliwość flar 12 młodych czerwonych karłów. Dane te są bardzo ważne, ponieważ różnica w aktywności flar jest dość duża w porównaniu ze starszymi gwiazdami.

Program obserwacyjny wykrył jeden z najbardziej intensywnych rozbłysków gwiazdowych, jakie kiedykolwiek zaobserwowano w świetle widzialnym. Nazwane „Hazflare", zdarzenie to było bardziej energetyczne, niż najpotężniejszy rozbłysk Słońca, jaki kiedykolwiek zarejestrowano.

Mamy sto lat dobrych obserwacji Słońca. W ciągu tego czasu obserwowane były może dwa rozbłyski, których energia zbliżała się do energii Hazflare’a. W nieco mniej niż jeden dzień obserwacji tych młodych gwiazd przez Hubble’a astronomowie uchwycili Hazflare, co oznacza, że patrzą na super flary występujące codziennie lub nawet kilka razy dziennie.

Czy super rozbłyski o takiej częstotliwości i intensywności „zanurzają” młode planety w tak dużym promieniowaniu ultrafioletowym, że te na zawsze stracą szansę na zdolność do zamieszkania? Według Parke Loyda z Arizona State University „Flary, które obserwowaliśmy, mają zdolność oderwania atmosfery od planety, ale to niekoniecznie oznacza zagładę i mrok dla życia na planecie. Może to być życie w innej postaci, niż sobie wyobrażamy. Albo mogą tam zachodzić inne procesy, które mogłyby uzupełnić atmosferę planety. Z pewnością jest to trudne środowisko, ale wahałbym się powiedzieć, że jest to sterylne otoczenie.”

Kolejną częścią programu HAZMAT będzie badanie czerwonych karłów o średnim wieku, które mają 650 mln lat. Następnie zostaną przeanalizowane najstarsze czerwone karły i porównane z młodymi i średnimi gwiazdami, w celu zrozumienia ewolucji środowiska planet o małych masach krążących wokół gwiazd o małej masie, narażonych na promieniowanie ultrafioletowe.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

18 października 2018

Pola magnetyczne mogą odpowiadać za aktywność czarnych dziur

Skolimowane strumienie (dżety) dostarczają astronomom najsilniejszych dowodów na to, że w sercach większości galaktyk czają się supermasywne czarne dziury. Niektóre z nich wydają się być aktywne, pochłaniają materię z otoczenia i wyrzucają strumienie ze skrajnie wysokimi prędkościami, podczas gdy inne pozostają w stanie spoczynku a nawet uśpienia. Dlaczego niektóre czarne dziury ucztują, a inne głodują? Ostatnie obserwacje z SOFIA rzucają nowe światło na to pytanie.


Dane z SOFIA wskazują, że pola magnetyczne są pułapkami i zamykają pył w pobliżu centrum aktywnej galaktyki Cygnus A, co powoduje, że supermasywna czarna dziura w jej centrum nie ma się czym żywić.

Zunifikowany model, który próbuje wyjaśnić różne właściwości aktywnych galaktyk, mówi, że jądro jest otoczone obłokiem pyłowym o kształcie torusa. To, w jaki sposób tworzy się i utrzymuje taka struktura, nigdy nie było jasne, ale nowe wyniki wskazują, że pola magnetyczne mogą być odpowiedzialne za utrzymywanie pyłu na tyle blisko, by mógł zostać pochłonięty przez głodną czarną dziurę. W rzeczywistości jedną z podstawowych różnic między aktywnymi galaktykami, takimi jak Cygnus A i ich mniej aktywnymi kuzynami, takimi jak Droga Mleczna, może być obecność lub brak silnego pola magnetycznego wokół czarnej dziury.

Chociaż pola magnetyczne na niebie są trudne do obserwacji, astronomowie wykorzystują spolaryzowane światło – optyczne, pochodzące z rozpraszania i radiowe z przyspieszających elektronów – do badania pól magnetycznych w galaktykach. Ale fale optyczne są zbyt krótkie, a radiowe zbyt długie, by móc bezpośrednio obserwować pyłowy torus. Promieniowanie podczerwone obserwowane przez SOFIA jest do tego najbardziej odpowiednie, dzięki czemu naukowcy po raz pierwszy mają szansę odizolować i dostrzec sam torus.

Nowe urządzenie zainstalowane na SOFIA, HAWC+ (High-resolution Airborne Wideband Camera-plus), jest wyjątkowo czułe na emisję w podczerwieni pochodzącą od ustawionych ziaren pyłu. Okazało się, że jest to skuteczna technika do badania pól magnetycznych i testowania fundamentalnych przewidywań zunifikowanego modelu: roli pyłowego torusa w zjawiskach aktywnych galaktyk.

Ostatnie obserwacje serca Cygnus A wykonane za pomocą HAWC+ pokazują promieniowanie podczerwone zdominowane przez dobrze wyrównaną strukturę pyłową. Łącząc te wyniki z danymi archiwalnymi z Obserwatorium Herschela, Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz Gran Telescopio Canarias, zespół badawczy odkrył, że ta potężna aktywna galaktyka, ze swoimi słynnymi dżetami, jest w stanie utrzymać przesłaniający ją torus, który zasila supermasywną czarną dziurę, za pomocą silnych pól magnetycznych.

Cygnus A jest doskonałym miejscem do badania tego, jaką rolę odgrywa pole magnetyczne w ograniczaniu pyłowych torusów i przekazywaniu materii na supermasywną czarną dziurę, ponieważ jest najbliższą nam i najpotężniejszą aktywną galaktyką. Konieczne są dalsze obserwacje różnych typów galaktyk, aby uzyskać pełen obraz tego, jak pola magnetyczne wpływają na ewolucję środowiska otaczającego supermasywne czarne dziury. Jeżeli, na przykład, HAWC+ ujawni silnie spolaryzowaną emisję w podczerwieni pochodzącą ze źródła aktywnych galaktyk, ale nie ze spokojnych galaktyk, będzie to wspierać pogląd, że pola magnetyczne regulują karmienie czarnych dziur i wzmocnią pewność astronomów do zunifikowanego modelu aktywnych galaktyk.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

17 października 2018

Odkryto źródło kosmicznego krewnego GW170817

Ponad rok temu astronomowie poinformowali o pierwszej detekcji fal elektromagnetycznych (światła) ze źródła fal grawitacyjnych. Teraz, rok później, badacze ogłaszają istnienie kosmicznego krewnego tego historycznego wydarzenia.


Odkrycia dokonano wykorzystując dane m.in. z obserwatoriów Chandra i Swift oraz teleskopów Fermiego, Hubble’a i Discovery Channel. 

Obiekt nowych badań, nazwany GRB 150101B, po raz pierwszy został zgłoszony jako rozbłysk gamma wykryty przez teleskop Fermiego w styczniu 2015 r. Detekcje na innych długościach fali pokazują, że GRB 150101B wykazuje niezwykłe podobieństwo do połączenia się gwiazd neutronowych i źródła fal grawitacyjnych wykrytych przez LIGO i Virgo w 2017 roku, zdarzenia znanego jako GW170817. Ostatnie badanie stwierdza, że te dwa oddzielne obiekty mogą być ze sobą powiązane.

To odkrycie informuje naukowców o tym, że zdarzenia takie jak GW170817 i GRB 150101B mogą reprezentować zupełnie nową klasę obiektów wybuchowych, które włączają się i wyłączają w promieniach X i mogą być stosunkowo powszechne.

Eleonora Troja, główny autor badania z Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt, Maryland, oraz z University of Maryland w College Park (UMCP), i jej współpracownicy uważają, że zarówno GRB 150101B, jak i GW170817 zostały najprawdopodobniej utworzone przez to samo zdarzenie: połączenie dwóch gwiazd neutronowych, katastroficzne połączenie, które wytworzyło wąski strumień wysokoenergetycznych cząstek. Strumień spowodował krótki, intensywny wybuch promieniowania gamma (znany jako krótki GRB), błysk wysokoenergetyczny, który może trwać zaledwie kilka sekund. GW170817 pokazał, że zdarzenia te mogą także wywołać zmarszczki w czasoprzestrzeni zwane falami grawitacyjnymi.

Widoczna zgodność pomiędzy GRB 150101B i GW170817 jest uderzająca: obydwa zdarzenia wyprodukowały niezwykle słaby i krótkotrwały rozbłysk gamma, i oba były źródłem jasnego, niebieskiego promieniowania w świetle widzialnym trwającego kilka dni, a emisja promieniowania rentgenowskiego trwała znacznie dłużej. Galaktyki, w których znajdują się źródła są również bardzo podobne. Obie są jasnymi galaktykami eliptycznymi z populacją gwiazd w wieku kilku miliardów lat i wykazującymi brak dowodów na to, że powstają w nich nowe gwiazdy.

W przypadku zarówno GRB 150101B, jak i GW170817, powolny wzrost emisji promieniowania rentgenowskiego w porównaniu z większością GRB sugeruje, że eksplozja była prawdopodobnie widziana nie w osi, czyli strumień nie był skierowany bezpośrednio w stronę Ziemi. Odkrycie GRB 150101B jest dopiero drugim zdarzeniem, z którego astronomowie kiedykolwiek odkryli krótki GRB nie w osi.

Chociaż istnieje wiele podobieństw między GRB 150101B i GW170817, znaleziono także dwie istotne różnice. Jedną z nich jest lokalizacja. GW170817 znajduje się około 130 mln lat świetlnych stąd, natomiast GRB 150101B leży około 1,7 mld lat świetlnych od Ziemi. Nawet gdyby LIGO działało na początku 2015 roku, prawdopodobnie nie wykryłoby fal grawitacyjnych od GRB 150101B, ze względu na większą odległość. 

Piękno GW170817 polega na tym, że dało astronomom zestaw charakterystycznych cech do identyfikacji nowych członków rodziny obiektów wybuchowych na jeszcze większych odległościach, niż LIGO może obecnie osiągnąć.

Emisja optyczna z GRB 150101B w dużej mierze jest przesunięta ku niebieskiej części widma, co stanowi ważną wskazówkę, że to zdarzenie objęło tzw. kilonową, jak widziana w GW170817. Kilonowa jest niezwykle silną eksplozją uwalniającą nie tylko dużą ilość energii, ale również wytwarzającą ważne pierwiastki, takie jak złoto, platyna i uran, których inne gwiezdne eksplozje nie tworzą.

Możliwe, że kilka fuzji, takich jak te z GRB 150101B i GW170817, zostało wcześniej zidentyfikowanych jako krótkie GRB, ale nie zostały one zidentyfikowane przy użyciu innych teleskopów. Bez detekcji na dłuższych falach, takich jak promieniowanie rentgenowskie czy światło widzialne, pozycje GRB nie są wystarczająco dokładne, aby określić, w jakiej galaktyce się znajdują.

W przypadku GRB 150101B astronomowie początkowo sądzili, że jego odpowiednikiem było źródło promieniowania rentgenowskiego wykryte przez Swift w centrum galaktyki, pochodzące prawdopodobnie z materii opadającej do supermasywnej czarnej dziury. Jednakże dalsze obserwacje z Chandra wykryły prawdziwy odpowiednik z dala od centrum galaktyki gospodarza.

Inną ważną różnicą między GRB 150101B a GW170817 jest to, że bez wykrycia fal grawitacyjnych zespół nie zna mas dwóch połączonych obiektów. Możliwe, że była to fuzja pomiędzy czarną dziurą i gwiazdą neutronową a nie między dwiema gwiazdami neutronowymi.

„Potrzebujemy więcej przypadków, takich jak GW170817, które łączą fale grawitacyjne i elektromagnetyczne, aby znaleźć przykład połączenia między gwiazdą neutronową i czarną dziurą. Takie wykrycie byłoby pierwszym tego rodzaju. Nasze wyniki są zachęcające do znalezienia kolejnych połączeń i dokonania takiej detekcji” – mówi współautor Hendrik Van Eerten z University of Bath w Zjednoczonym Królestwie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

16 października 2018

Gazowe olbrzymy wokół młodych gwiazd podnoszą pytanie o to, jak tworzą się planety

Naukowcy zidentyfikowali młodą gwiazdę, wokół której krążą cztery planety o rozmiarach Jowisza i Saturna. Po raz pierwszy w tak młodym układzie wykryto tak wiele masywnych planet. Układ ten ustanowił także nowy rekord, jeżeli chodzi o najbardziej ekstremalny zakres obserwowanych orbit: najbardziej zewnętrzna planeta krąży ponad tysiąc razy dalej od gwiazdy, niż ta najbliższa, co rodzi interesujące pytanie o to, w jaki sposób taki układ mógł powstać.


Gwiazda ma zaledwie dwa miliardy lat – w kategoriach astronomicznych jest „maluchem” – i jest otoczona ogromnym dyskiem protoplanetarnym, czyli miejscem, w którym tworzą się planety, księżyce, asteroidy oraz inne obiekty w układach gwiezdnych.

Gwiazda była już wcześniej znana jako wyjątkowa, ponieważ posiada pierwszego tak zwanego gorącego Jowisza – masywną planetę krążącą wokół macierzystej gwiazdy – który został odkryty wokół tak młodej gwiazdy. Chociaż gorące Jowisze to pierwszy rodzaj egzoplanet, jakich się spodziewano odkryć, ich istnienie od dawna zastanawiało astronomów, ponieważ często uważa się, że krążą zbyt blisko swoich gwiazd, aby mogły powstać w takiej właśnie odległości.

Obecnie zespół naukowców użył ALMA do wyszukania planetarnego „rodzeństwa” dla tego niemowlęcego gorącego Jowisza. Ich obraz ujawnił trzy wyraźne luki w dysku, które, zgodnie z modelowaniem teoretycznym zespołu, były najprawdopodobniej wywołane przez trzy dodatkowe gazowe olbrzymy krążące wokół młodej gwiazdy.

CI Tau, bo o tę gwiazdę chodzi, znajduje się w odległości około 500 lat świetlnych stąd w wysoce produktywnym regionie galaktyki. Jej cztery planety mają bardzo różne orbity. Najbliższy gorący Jowisz znajduje się w podobnej odległości od swojej gwiazdy, co Merkury od Słońca, podczas gdy najdalsze orbity znajdują się w odległości ponad trzykrotnie większej, niż orbita Neptuna. Dwie zewnętrzne planety mają masę Saturna, natomiast dwie wewnętrzne mają odpowiednio 1 i 10 mas Jowisza.

Odkrycie to rodzi wiele pytań wśród astronomów. Około 1% gwiazd posiada gorące Jowisze, ale większość znanych planet tego typu jest znacznie starszych od CI Tau. Obecnie nie jest możliwe stwierdzenie, czy ekstremalna architektura planetarna widziana w CI Tau jest powszechna w układach gorących Jowiszów, ponieważ sposób, w jaki wykryto te siostrzane planety – przez ich wpływ na dysk protoplanetarny – nie działałby w starszych układach, które już nie mają dysku protoplanetarnego.

Według naukowców nie jest również jasne, czy planetarne rodzeństwo odegrało rolę w doprowadzeniu najbardziej wewnętrznej planety na jej skrajnie bliską orbitę i czy jest to mechanizm, który działa w tworzeniu gorących Jowiszów w ogóle. Kolejną zagadką jest to, w jaki sposób dwie zewnętrzne planety w ogóle się uformowały.

Zadaniem dla astronomów będzie zbadanie tego układu na różnych długościach fali, aby uzyskać więcej wskazówek na temat dysku protoplanetarnego i jego planet. W międzyczasie ALMA – pierwszy teleskop ze zdolnością obrazowania planety w momencie jej formowania się – prawdopodobnie pokaże kolejne niespodzianki w innych układach, zmieniając nasz obraz tego, jak kształtują się układy planetarne.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

13 października 2018

Aktywne jądra galaktyczne a formowanie się gwiazd

Większość galaktyk w swoim jądrze zawiera supermasywną czarną dziurę (SMBH), obiekt o masie przekraczającej milion mas Słońca. Kluczowym nierozwiązanym problemem w formowaniu się i ewolucji galaktyk jest rola, jaką SMBH odgrywają w kształtowaniu swoich galaktyk. Większość astronomów jest zgodna co do tego, że musi istnieć silne powiązanie ze względu na zaobserwowane korelacje pomiędzy masą SMBH a jasnością jej galaktyki, masą gwiazdową i ruchem gwiazd w galaktyce. Korelacje te dotyczą zarówno galaktyk lokalnych, jak i tych we wczesnych epokach kosmicznych. Jednak mimo postępów w badaniach SMBH, ich wpływ nadal nie jest zrozumiały. W niektórych sugerowanych scenariuszach SMBH powstrzymuje powstawanie gwiazd w galaktyce poprzez usuwanie materii. W innych, takich jak scenariusz łączenia się galaktyk, efekt jest odwrotny: SMBH zwiększa ilość powstających gwiazd, pomagając pobudzić ośrodek międzygwiezdny. Przeprowadzono symulacje komputerowe, aby spróbować rozstrzygnąć te różnice. Symulacje mają tendencję do wykazywania, że zimny gaz napływający z ośrodka międzygalaktycznego może zasilać zarówno wzrost SMBH, jak i galaktyki.


Formowanie się gwiazd jest jednym z głównych wyznaczników wzrostu galaktyk. Obserwując galaktyki astronomowie próbują mierzyć powstawanie gwiazd poprzez korelację szybkości formowania się z wewnętrzną jasnością (proces tworzenia się gwiazd powoduje rozgrzewanie pyłu, którego promieniowanie podczerwone może dominować w jasności). Jednak emisje z regionu wokół supermasywnej czarnej dziury, która jest aktywnym jądrem galaktycznym (AGN), można łatwo pomylić z emisją pochodzącą od formujących się gwiazd. Promieniowanie rentgenowskie lub emisja silnie wzbudzonych jonów mogą być wykorzystane do określenia niezależnego wkładu AGN, ale pomiary te mogą być skomplikowane poprzez ingerencyjne wygaszanie pyłu lub inne efekty. Ponadto istnieją dowody potwierdzające, że w małych lub mniej świecących galaktykach czy we wcześniejszych kosmicznych epokach inne czynniki, takie jak obfitość pierwiastków, silnie wpłynęły na rozwój galaktyki.

Astronomowie z CfA – Belinda Wilkes i Joanna Kuraszewicz – wraz z pięcioma kolegami zbadali 323 galaktyki, o których wiadomo, że posiadają AGN emitujące silne promieniowanie rentgenowskie (mierzone teleskopem XMM-Newton), a także mają aktywnie formujące się gwiazdy, określone na podstawie ich promieniowania w dalekiej podczerwieni (mierzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Herschela). Galaktyki znajdują się na odległościach, z których światło podróżuje do nas od około dwóch do jedenastu miliardów lat. Analiza statystyczna próbki wskazuje, że AGN przyczynia się średnio do około 20% świecenia w podczerwieni, chociaż czasem może wynosić nawet >90%. Astronomowie dochodzą do ważnych wniosków, że nie ma dowodów (przynajmniej w tym zestawie obiektów) na silne powiązanie z tym, że AGN tłumi formowanie się gwiazd. W rzeczywistości wydaje się, że rosną one wspólnie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

12 października 2018

Umierająca gwiazda emituje szept

Zespół naukowców pod kierownictwem Caltech zaobserwował osobliwą śmierć potężnej gwiazdy, która eksplodowała w postaci słabej i szybko zanikającej supernowej. Obserwacje te sugerują, że gwiazda ma niewidzialnego towarzysza, który grawitacyjnie zabiera masę gwiazdy pozostawiając jedynie obnażoną gwiazdę, która eksplodowała w postaci szybkiej supernowej. Uważa się, że eksplozja doprowadziła do powstania martwej gwiazdy neutronowej krążącej wokół swego gęstego i zwartego towarzysza, co sugeruje, że naukowcy po raz pierwszy byli świadkami narodzin układu podwójnego zwartych gwiazd neutronowych.


Badanie zostało przeprowadzone przez studenta Kishalay De i opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie Science. Praca została wykonana głównie w laboratorium Mansi Kasliwala, adiunkta astronomii. Kasliwal jest głównym badaczem prowadzonego przez Caltech projektu Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (GROWTH).

Kiedy masywna gwiazda – co najmniej ośmiokrotnie masywniejsza od Słońca – wyczerpie paliwo w swoim jądrze, wtedy zapada się do wewnątrz, a następnie wybucha w potężnej eksplozji zwanej supernową. Po wybuchu wszystkie zewnętrzne warstwy gwiazdy zostają odrzucone, pozostawiając gęstą gwiazdę neutronową – mniej więcej wielkości małego miasta, ale o masie większej, niż Słońce.

Podczas eksplozji supernowej umierająca gwiazda wyrzuca całą materię z zewnętrznych warstw. Zwykle jest to kilka razy więcej, niż wynosi masa Słońca. Jednak zdarzenie, które zaobserwował Kasliwal wraz ze współpracownikami, a które nazwano iPTF 14gqr, wyrzuciło materię stanowiącą zaledwie ⅕ masy Słońca.

Astronomowie widzieli zapadnięcie się jądro tej masywnej gwiazdy, jednak zaobserwowali niezwykle małą ilość odrzuconej masy. Nazywają to supernową o skrajnie obnażonej powłoce i jest to coś, czego istnienie od dawna przewidywali. Po raz pierwszy naukowcy przekonująco zobaczyli, że zapadające się jądro masywnej gwiazdy jest tak pozbawione materii.

Fakt, że gwiazda w ogóle eksplodowała, sugeruje, że musiała być wcześniej otoczona dużą ilością materii, a jej jądro nigdy nie stałoby się wystarczająco ciężkie, by się zapaść. Jednak gdzie była brakująca masa?

Naukowcy wywnioskowali, że masa została skradziona – gwiazda musi mieć jakiegoś gęstego, zwartego towarzysza, albo białego karła, gwiazdę neutronową lub czarną dziurę – wystarczająco blisko, by grawitacja wypłukała jej masę, zanim gwiazda eksplodowała. Gwiazda neutronowa, która została z supernowej, musiała narodzić się na orbicie wraz z tym gęstym towarzyszem. Obserwowanie iPTF 14gqr było faktycznie obserwowaniem narodzin zwartej gwiazdy neutronowej. Ponieważ ta nowa gwiazda neutronowa i jej towarzysz znajdują się tak blisko siebie, w końcu połączą się w kolizji podobnej do tej z 2017 roku, która wytworzyła fale grawitacyjne i elektromagnetyczne.

Nie tylko iPTF 14gqr jest zdarzeniem godnym uwagi a fakt, że został w ogóle zaobserwowany, był przypadkowy, ponieważ zjawiska te są zarówno rzadkie jak i krótkotrwałe. Rzeczywiście, tylko dzięki obserwacjom wczesnych faz supernowej badacze mogli wywnioskować, że wybuch pochodzi od masywnej gwiazdy.

Wydarzenie to zostało po raz pierwszy zaobserwowane w Obserwatorium Palomar będącego częścią Palomar Transient Factory (iPTF), nocnego przeglądu nieba w poszukiwaniu przejściowych lub krótkotrwałych kosmicznych zdarzeń, takich jak supernowe. iPTF 14gqr zostało zaobserwowane w pierwszych godzinach po eksplozji. Gdy Ziemia się obróciła, a teleskop Palomar wysunął się poza zasięg, astronomowie na całym świecie podjęli współpracę, aby monitorować iPTF 14gqr, stale obserwując jej ewolucję za pomocą licznych teleskopów, które dzisiaj tworzą sieć obserwatoriów GROWTH.

Zwicky Transient Facility, następca iPTF w Obserwatorium Palomar, bada niebo jeszcze szerzej i często w nadziei na złapania większej liczby tych rzadkich zdarzeń, które stanowią zaledwie jeden procent wszystkich obserwowanych wybuchów. Takie badania, we współpracy ze skoordynowanymi sieciami monitorującymi, takimi jak GROWTH, pozwolą astronomom lepiej zrozumieć, w jaki sposób ewoluują zwarte układy podwójne masywnych gwiazd. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

11 października 2018

Australijski teleskop niemal podwaja znaną liczbę tajemniczych szybkich rozbłysków radiowych

Australijscy badacze używający radioteleskopu CSIRO znajdującego się w zachodniej Australii, niemal podwoili znaną liczbę szybkich rozbłysków radiowych – potężnych błysków fal radiowych z kosmosu.


Odkrycia zespołu obejmują najbliższe i najjaśniejsze szybkie rozbłyski radiowe, jakie kiedykolwiek wykryto. Szybkie rozbłyski radiowe przychodzą z całego nieba i trwają zaledwie milisekundy.

Naukowcy nie wiedzą, co je wywołuje, ale musi to angażować niesamowitą ilość energii równoważną ilości uwolnionej przez Słońce w ciągu 80 lat.

Astronomowie znaleźli 20 szybkich rozbłysków radiowych w ciągu roku. To prawie podwojona ilość wykrytych na całym świecie od momentu pierwszej detekcji w 2007 r.  

Korzystając z nowej technologii Australia Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) astronomowie udowodnili także, że szybkie rozbłyski radiowe pochodzą z innej strony Wszechświata a nie z naszego galaktycznego sąsiedztwa.

Rozbłyski podróżują przez miliardy lat i czasami przechodzą przez obłoki gazu. Za każdym razem, gdy tak się dzieje, różne długości fal, które tworzą rozbłyski, są spowalniane o różne wartości. Ostatecznie rozbłysk dociera do Ziemi a każda długość fali osiąga teleskop w innym czasie. Czas nadejścia różnych długości fal mówi o tym, przez ile materii przeszedł rozbłysk w drodze do Ziemi.

Dr Keith Bannister z CSIRO, projektant systemów, które wykryły rozbłyski, powiedział, że fenomenalny wskaźnik odkrywania ASKAP to dwie rzeczy: teleskop ma ogromne pole widzenia wynoszące 30 stopni kwadratowych (100 razy większe, niż Księżyc w pełni) a dzięki radykalnemu zastosowaniu anten teleskopu, z których każda wskazywała inną część nieba, astronomowie obserwowali 240 stopni kwadratowych jednocześnie.

Dr Ryan Shannon z Swinburne University of Technology i OzGrav ARC Centre of Excellence powiedział, że teraz wiemy, że szybkie rozbłyski radiowe pochodzą z około połowy Wszechświata, ale nadal nie wiemy, co je wywołuje, ani z których galaktyk pochodzą. Kolejnym wyzwaniem dla zespołu jest wskazanie lokalizacji rozbłysków na niebie.

ASKAP znajduje się w Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO) CSIRO w zachodniej Australii i jest prekursorem dla przyszłego teleskopu Square Kilometre Array (SKA). SKA będzie mógł obserwować dużą liczbę szybkich rozbłysków radiowych, dając astronomom możliwość szczegółowego badania wczesnego Wszechświata.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

10 października 2018

Naukowcy rozwiązują tajemnicę centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie z Uniwersytetu w Lund w Szwecji znaleźli wyjaśnienie niedawnej tajemnicy Centrum Drogi Mlecznej; odkryty wiosną zeszłego roku wysoki poziom skandu w pobliżu ogromnej czarnej dziury okazała się w rzeczywistości złudzeniem optycznym.


Wiosną ubiegłego roku naukowcy opublikowali badania dotyczące widoczności zadziwiających i dramatycznie wysokich poziomów trzech różnych pierwiastków w czerwonych olbrzymach, znajdujących się w odległości mniejszej, niż trzy lata świetlne od czarnej dziury w centrum naszej galaktyki. Przedstawiono różne możliwe wyjaśnienia, np. że wysoki poziom był wynikiem wcześniejszych zakłóceń gwiazd, gdy wpadły one do czarnej dziury lub w wyniku szczątków ze zderzeń gwiazd neutronowych.

Teraz inna grupa astronomów z Uniwersytetu w Lund, przy współpracy z UCLA w Kalifornii, znalazła wyjaśnienie wysokiego poziomu skandu, wanadu i itru. Twierdzą, że tak zwane linie widmowe zaprezentowane na wiosnę były w rzeczywistości złudzeniem optycznym. Linie widmowe służą do ustalenia, które pierwiastki zawiera gwiazda.

Te czerwone olbrzymy zużyły większość paliwa wodorowego, a ich temperatura stanowi zaledwie połowę temperatury Słońca. 

Według  nowych badań niższe temperatury olbrzymów pomogły stworzyć iluzję optyczną, która pojawiła się w pomiarach linii widmowych. Oznacza to, że elektrony w pierwiastkach zachowują się różnie w różnych temperaturach, co z kolei może wprowadzić w błąd podczas pomiaru linii widmowych pierwiastków w różnych gwiazdach. Wniosek jest wynikiem współpracy astronomów i fizyków atomowych.

Brian Thorsbro i jego współpracownicy, dzięki współpracy z Michaelem Richem z UCLA, mieli do dyspozycji największy na świecie teleskop Kecka na Hawajach. Korzystając z tego oraz innych teleskopów, zespół badaczy prowadzi obecnie obszerne mapowanie centralnych obszarów Drogi Mlecznej, badając linie widmowe z różnych gwiazd, aby dowiedzieć się, które pierwiastki one zawierają. Celem jest zrozumienie wydarzeń, które miały miejsce w historii Drogi Mlecznej, ale także zrozumienie, w jaki sposób w ogóle powstały galaktyki.

Linie widmowe dla różnych pierwiastków są zapisywane na spektrometrze wysokiej rozdzielczości – zaawansowanej kamerze, która generuje tęczę światła gwiazd. Zespół zbadał część widma składającą się ze światła w bliskiej podczerwieni, tj. promieniowania cieplnego emitowanego przez gwiazdy. Powodem tego jest fakt, że światło podczerwone może przenikać przez pył, który blokuje pole widzenia pomiędzy nami a centrum Drogi Mlecznej około 25 000 lat świetlnych stąd. Technologia rejestracji tego światła jest bardzo zaawansowana i dopiero niedawno została udostępniona astronomom.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

9 października 2018

Gwiazda Pristine – pierwotna gwiazda

Międzynarodowy zespół astronomów korzystający z kamery Megacam zamontowanej na Canada-France-Hawaii Telescope odkrył gwiazdę, która należy do najmniej zanieczyszczonych przez ciężkie pierwiastki. Takie gwiazdy są niezwykle rzadkimi obiektami, które przeżyły wczesne wieki Wszechświata, kiedy to gazowe gwiazdy powstawały jeszcze niezanieczyszczone pozostałościami kolejnych pokoleń martwych gwiazd. To nowe odkrycie otwiera okno na formowanie się gwiazd w początkowych etapach życia Wszechświata.


Aby badać wczesne etapy życia Wszechświata, astronomowie mają do dyspozycji różne metody. Jedną z nich jest zaglądanie głęboko do Wszechświata i cofanie się w czasie tak, aby zobaczyć rozwój pierwszych gwiazd i galaktyk. Inną opcją jest zbadanie najstarszych gwiazd, które przeżyły, w naszej rodzimej Galaktyce, po informacje z wczesnego Wszechświata. Przegląd „Pristine”, prowadzony przez Nicolasa Martina (CNRS/INSU, University of Strasbourg) oraz Else Starkenburg (Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam) poszukuje dokładnie takich pierwotnych gwiazd.

Wczesny Wszechświat składał się prawie wyłącznie z wodoru i helu. Podczas życia każdej gwiazdy, reakcje termojądrowe zachodzące w ich jądrach tworzą pierwiastki cięższe od helu (węgiel, tlen, wapń, żelazo itd.) z wodoru i helu stanowiącego ogromną większość ich gazu. Kiedy te gwiazdy eksplodują pod koniec swojego życia, wzbogacają otaczający gaz tymi „ciężkimi” pierwiastkami. Taki nowo wzbogacony gaz służy jako miejsce narodzin gwiazd następnej generacji. Każde kolejne pokolenie staje się coraz bardziej wzbogacone ciężkimi pierwiastkami stworzonymi przez ich przodków. Nasze Słońce, na przykład, składa się z około 2% ciężkich pierwiastków. Jednak bardzo stare gwiazdy zawierają bardzo małe ilości pierwiastków ciężkich. Są jednak niezwykle rzadkie i bardzo trudne do znalezienia w naszym kosmicznym sąsiedztwie. 

Odkrycie gwiazdy ujawnionej przez zespół „Pristine” stało się możliwe dzięki nowemu mapowaniu nocnego nieba prowadzonemu przez Canada-France-Hawaii Telescope, zlokalizowanym na Hawajach. Zespół „Pristine” wykorzystał Megacam do obserwacji małego pasma światła ultrafioletowego, które jest bardzo wrażliwe na obfitość ciężkich pierwiastków i umożliwia odróżnienie rzadkich, pierwotnych gwiazd spośród wielu bardziej powszechnych gwiazd zanieczyszczonych ciężkimi pierwiastkami. Zespół szacuje, że mniej niż jedna gwiazda na milion odkrytych jest gwiazdą pierwotną. Obserwacje z użyciem spektrografów Isaac Newton Group, znajdującego się w Hiszpanii oraz ESO w Chile, potwierdziły, że gwiazda Pristine_221.8781+9.7844 jest prawie pozbawiona ciężkich pierwiastków, a koncentracja tych pierwiastków jest od 10 000 do 100 000 niższa, niż w atmosferze Słońca.

Gwiazd ta daje bardzo silne ograniczenia dotyczące modeli gwiazdotwórczych pierwszych gwiazd i otwiera okno na wciąż słabo poznaną epokę. Odkrycie Pristine_221.8781+9.7844 na początku projektu „Pristine” dobrze wróży odkryciu wielu takich gwiazd w nadchodzących latach.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

8 października 2018

Kiedy Nowa nie jest “Nowa”?

Wykorzystując ALMA, międzynarodowy zespół astronomów znalazł dowody na to, że biały karzeł (starsze pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca) i brązowy karzeł (nieudana gwiazda bez masy potrzebnej do podtrzymania syntezy jądrowej) zderzyły się w krótkotrwałym blasku chwały. Zjawisko to obserwowano z Ziemi w 1670 r. jako Nova sub Capite Cygni (Nowa Gwiazda poniżej Głowy Łabędzia), która jest obecnie znana jako CK Vulpeculae.


W lipcu 1670 r. obserwatorzy na Ziemi byli świadkami „nowej gwiazdy” (nowej w Łabędziu). Tam, gdzie wcześniej było ciemne niebo, pojawił się jasny punkcik światła, osłabł, pojawił się ponownie, a potem zniknął zupełnie z pola widzenia. Współcześni astronomowie badający pozostałości tego kosmicznego wydarzenia początkowo sądzili, że zwiastuje on połączenie dwóch gwiazd ciągu głównego – gwiazd na tej samej ścieżce ewolucji, co Słońce.

Nowe obserwacje z użyciem ALMA wskazują na bardziej intrygujące wyjaśnienie. Badając szczątki z tej eksplozji, które przyjmują postać podwójnych pierścieni pyłu i gazu, przypominające klepsydrę ze zwartym centralnym obiektem, naukowcy doszli do wniosku, że brązowy karzeł połączył się z białym karłem.

„Wydaje się, że to, co zaobserwowano przed wiekami, nie było tym, co dzisiaj określilibyśmy klasyczną ‘nową’. Zamiast tego było to połączenie dwóch obiektów gwiazdowych, białego karła i brązowego karła. Kiedy te dwa obiekty zderzyły się ze sobą, wylał się na nie koktajl cząsteczek i niezwykłych izotopów, co dało nam nowy wgląd w naturę tego obiektu” – powiedział Sumner Starrfield, astronom z Arizona State University i współautor pracy opublikowanej w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Według naukowców biały karzeł byłby około dziesięć razy masywniejszy, niż brązowy karzeł, choć znacznie mniejszy. Gdy brązowy karzeł opadał po spirali, intensywne siły pływowe wywierane przez białego karła rozerwały by go na strzępy. Po raz pierwszy takie zdarzenie zostało jednoznacznie zidentyfikowane.

Ponieważ większość układów gwiazd w Drodze Mlecznej jest podwójnych, zderzenia gwiazd nie są rzadkością. Nowe obserwacje ALMA ujawniają szczegóły dotyczące wydarzenia z 1670 r. Poprzednie badanie światła pochodzącego z dwóch, bardziej odległych gwiazd, których blask przebija się przez pyłowe pozostałości z połączenia, naukowcy byli w stanie wykryć charakterystyczną sygnaturę litu, który łatwo ulega zniszczeniu we wnętrzu gwiazdy ciągu głównego, ale nie wewnątrz brązowego karła.

Obecność litu wraz z nietypowymi stosunkami izotopów pierwiastków węgla, azotu i tlenu, wskazują na materię przepływającą z brązowego karła na powierzchnię białego karła. Termojądrowe „spalanie” i wybuch tej materii doprowadziły do tego, że dzisiaj obserwujemy kształt klepsydry. 

Co ciekawe, klepsydra jest również bogata w cząsteczki organiczne, takie jak formaldehyd (H2CO) i formamid (NH2CHO), które pochodzą od kwasu mrówkowego. Cząsteczki te nie przetrwałyby w środowisku ulegającemu fuzji jądrowej i musiały zostać wytworzone w szczątkach z wybuchu. To dalej podtrzymuje wniosek, że brązowy karzeł spotkał się ze swoją śmiercią podczas kolizji z białym karłem.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

7 października 2018

Niezwykłe rozbłyski z galaktycznego centrum

Sagittarius A* (Sgr A*), supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki, znajduje się sto razy bliżej nas, niż jakakolwiek inna supermasywna czarna dziura (SMBH), a zatem jest głównym kandydatem do badań nad tym, jak materia promieniuje, gdy opada na czarną dziurę. Sgr A* była obserwowana od dziesięcioleci i odnotowano szybie wahania promieni rentgenowskich od długości fal w bliskiej podczerwieni (ingerujący pył redukuje światło widzialne o współczynnik ponad bilion), oraz submilimetrowych i radiowych. Modelowanie mechanizmów zmienności światła jest bezpośrednim wyzwaniem dla naszego rozumienia akrecji na SMBH, ale uważa się, że korelacje między taktowaniem flary na różnych długościach fal mogą ujawnić informacje o strukturze przestrzennej. Jedną z głównych barier postępu jest niedostatek jednoczesnych obserwacji na wielu długościach fali.


Astronomowie CfA: Giovanni Fazio, Joe Hora, Steve Willner, Matt Ashby, Mark Gurwell i Howard Smith oraz zespół współpracowników przeprowadzili serię kampanii monitorowania na wielu długościach fali, do czego wykorzystali m.in. kamerę IRAC znajdującą się na pokładzie kosmicznego teleskopu Spitzera oraz obserwatorium rentgenowskie Chandra a także naziemny teleskop Kecka i Submillimeter Array (SMA). Spitzer był w stanie monitorować nieprzerwanie fluktuacje czarnej dziury przez 23,4 godziny podczas każdej sesji, czego nie jest w stanie dokonać żadne naziemne obserwatorium. Umożliwia to astronomom wykrywanie powolnych trendów (w odróżnieniu od krótkich serii obserwacyjnych).

Modelowanie obliczeniowe emisji z otoczenia czarnej dziury jest złożonym procesem, który wymaga m.in. symulowania, w jaki sposób materia akreuje, rozgrzewa się i promieniuje, oraz (ponieważ to wszystko dzieje się w pobliżu potencjalnie rotującej czarnej dziury), w jaki sposób ogólna teoria względności przewiduje, że promieniowanie ujawni się dla odległych obserwatorów. Teoretycy podejrzewają, że emisja o krótszej długości fali pojawia się bliżej a chłodniejsza emisja dalej, przy czym pierwsza jest wytwarzana wcześniej, a druga później. Opóźnienie czasowe może więc odzwierciedlać odległość między tymi strefami, a w rzeczywistości poprzednie zestawy obserwacji, niektóre z nich wykonane przez ten sam zespół, znalazły dowód na to, że gorące rozbłyski w bliskiej podczerwieni poprzedziły rozbłyski submilimetrowe widziane przez SMA. W swoim nowym artykule naukowcy opisują dwa rozbłyski, które najwyraźniej naruszają te i inne wcześniejsze wzorce: pierwsze zdarzenie miało miejsce jednocześnie na wszystkich długościach fal; w drugim zdarzeniu rozbłyski w promieniach rentgenowskich, bliskiej podczerwieni i submilimetrowych są emitowane w odstępie jednej godziny od siebie, nie całkiem równocześnie, ale wciąż nieoczekiwanie blisko. Nowe obserwacje zostaną rozszerzone o przyszłe równoczesne kampanie obserwacyjne.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

6 października 2018

Obserwacje rzucają wyzwanie teoriom kosmologicznym

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Bonn sprawdza, w jakim stopniu aktualne pomiary są zgodne z przewidywaniami standardowego modelu kosmologicznego.


Ostatnie obserwacje stwarzają zagadkę dla astrofizyków: od Wielkiego Wybuchu powstaje mniej galaktyk, niż się tego spodziewano. Fizycy z Uniwersytetu w Bonn potwierdzili to zjawisko. Przez następne trzy lata badacze będą analizować swoje dane jeszcze bardziej szczegółowo. Umożliwi im to sprawdzenie, czy teorie uznane dzisiaj za aktualne wymagają zmiany. Badanie jest częścią serii 20 publikacji, które ukazały się w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics.

Prawie 13,8 mld lat temu Wielki Wybuch wyznaczył początek naszego Wszechświata. Stworzył przestrzeń i czas, ale także całą materię, z której składa się Wszechświat. Odtąd przestrzeń kosmiczna rozszerzała się w przerażającym tempie, podobnie jak rozproszona mgła, w której materia była prawie równomiernie rozłożona.

Ale nie do końca: w niektórych miejscach mgła była nieco gęstsza, niż w innych. W rezultacie regiony te wywierały nieco silniejsze przyciąganie grawitacyjne i powoli przyciągały materię z otoczenia. Z biegiem czasu materia koncentrowała się coraz bardziej w tych punktach kondensacji. W tym samym czasie przestrzeń stopniowo stawała się pusta. Ponad 13 mld lat doprowadziło do powstania gąbczastej struktury: dużych „dziur” pozbawionych materii, rozdzielonych małymi obszarami, w których gromadzą się tysiące galaktyk – gromady galaktyk.  

Standardowy model kosmologiczny opisuje tę historię Wszechświata od pierwszych sekund po Wielkim Wybuchu do dzisiaj. Dzięki temu modelowi udaje się wytłumaczyć, mając tylko sześć parametrów, wszystko, co wiemy dzisiaj o narodzinach i ewolucji Wszechświata. Jednak nowe dowody obserwacyjne wskazują na fakt, że materia jest dzisiaj rozłożona w inny sposób, niż przewiduje teoria.

Wszystko zaczęło się od pomiarów satelity Planck, który wystartował po to, aby badać kosmiczne promieniowanie tła. Promieniowanie to jest poświatą Wielkiego Wybuchu. Przekazuje kluczowe informacje na temat dystrybucji materii we wczesnym Wszechświecie, już od czasu 380 000 lat po Wielkim Wybuchu. 

Zgodnie z pomiarami Plancka, ten początkowy rozkład był taki, że na przestrzeni czasu powinno powstać więcej gromad galaktyk, niż obserwujemy to dzisiaj. „Mierzyliśmy za pomocą satelity rentgenowskiego liczbę gromad galaktyk na różnych odległościach od nas” – wyjaśnia  dr Florian Pacaud z Argelander-Institut für Astronomie Uniwersytetu Bonn. Idea stojąca za tym jest taka: światło z odległych gromad galaktyk podróżowało przez miliardy lat, zanim dotarło do nas, a więc obserwujemy je dzisiaj takimi, jakie były wtedy, gdy Wszechświat był jeszcze młody. Najbliższe gromady są obserwowane jako te, które pojawiły się stosunkowo niedawno.

Pomiary potwierdzają, że gromady galaktyk powstały zbyt wolno. Astronomowie ocenili, w jakim stopniu wynik ten jest sprzeczny z podstawowymi przewidywaniami modelu standardowego. Chociaż istnieje duża rozbieżność pomiędzy pomiarami i przewidywaniami, statystyczna niepewność w niniejszym badaniu nie jest jeszcze wystarczająco mocna, by naprawdę zakwestionować teorię. Jednak naukowcy spodziewają się uzyskać znacznie bardziej ograniczające wyniki z tego samego projektu w ciągu najbliższych trzech lat. To ostatecznie ujawni, czy model standardowy wymaga korekty.

Badanie dostarcza także spojrzenia w naturę ciemnej energii. Ten tajemniczy składnik Wszechświata działa jak rodzaj międzygwiezdnego proszku do pieczenia, który powoduje przyspieszenie kosmicznej ekspansji. „Ilość” ciemnej energii – stała kosmologiczna – powinna pozostać taka sama od czasu Wielkiego Wybuchu; tak zakłada standardowy model kosmologiczny. Wiele obserwacji wydaje się wskazywać na ten kierunek. Ostatnie pomiary również potwierdzają tę tezę, ale dokładniejsze wyniki zostaną uzyskane w najbliższej przyszłości.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Mgławice planetarne w odległych galaktykach

Korzystając z danych z instrumentu MUSE , naukowcom z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) udało się wykryć niezwykle słabe mgła...