Posty

Wyświetlanie postów z luty, 2021

Nowe badania sugerują, że supermasywne czarne dziury mogą powstawać z ciemnej materii

Obraz
W niedawnych badaniach teoretycznych zaproponowano nowy mechanizm tworzenia się supermasywnych czarnych dziur z ciemnej materii .  Międzynarodowy zespół odkrył, że zamiast konwencjonalnych scenariuszy formowania się z udziałem „normalnej” materii, supermasywne czarne dziury mogą powstawać bezpośrednio z ciemnej materii w regionach o dużej gęstości w centrach galaktyk . Wynik ma kluczowe implikacje dla kosmologii we wczesnym Wszechświecie i został opublikowany w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . To, w jaki sposób początkowo powstały supermasywne czarne dziury, jest jednym z największych problemów współczesnych badań nad ewolucją galaktyk. Supermasywne czarne dziury zaobserwowano, gdy Wszechświat miał 800 milionów lat, a sposób, w jaki mogły one rosnąć tak szybko, pozostaje niewyjaśniony. Standardowe modele formowania się obejmują normalną materię barionową – atomy i pierwiastki tworzące gwiazdy, planety i wszystkie widoczne obiekty – zapadającą się pod wpływem grawita

Odkryto największą znaną gromadę galaktyk we wczesnym Wszechświecie

Obraz
Badanie, prowadzone przez naukowców z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) za pomocą OSIRIS, instrumentu znajdującego się na Gran Telescopio Canarias (GTC), wykazało najgęściej zaludnioną gromadę galaktyk powstającą w pierwotnym Wszechświecie. Naukowcy przewidują, że ta struktura, która znajduje się w odległości 12,5 mld lat świetlnych od nas, ewoluuje, stając się gromadą podobną do gromady w Pannie , sąsiadki Grupy Lokalnej Galaktyk , do której należy Droga Mleczna . Badanie zostało opublikowane w specjalistycznym czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). Gromady galaktyk to grupy galaktyk , które trzymają się razem pod wpływem grawitacji. Aby zrozumieć ewolucję tych „galaktycznych miast”, naukowcy poszukują formujących się struktur, tak zwanych protogromad galaktyk, we wczesnym Wszechświecie. W 2012 roku międzynarodowy zespół astronomów dokonał dokładnego określenia odległości galaktyki HDF850.1, znanej jako jedna z galaktyk o największym tempie

Gwiazda z dyskiem pyłowym zasilanym przez otaczającą materię

Obraz
Międzynarodowy zespół astronomów publikuje obraz młodej gwiazdy z otaczającym ją dyskiem pyłowym, który wciąż jest zasilany z otoczenia. Zjawisko wokół gwiazdy SU Aur może wyjaśnić, dlaczego tak wiele egzoplanet nie jest dokładnie dopasowanych ze swoimi gwiazdami macierzystymi. Ciężka i niewidoczna SU Aur lub w całości SU Aurigae to gwiazda znacznie młodsza i cięższa od naszego Słońca. Ma około 4 mln lat i znajduje się około 500 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Woźnicy. Gwiazdy nie widać nieuzbrojonym okiem. Zespół bardzo precyzyjnie zmapował gwiazdę i jej otoczenie za pomocą instrumentu SPHERE zamontowanego na Bardzo Dużym Teleskopie . Zrobili to w nocy 14 grudnia 2019 roku i udało im się uzyskać 55 minut danych obserwacyjnych. Następnie połączyli te dane z wcześniejszymi obserwacjami wykonanymi przy pomocy ALMA i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a . Stworzyło to szczegółowy obraz, który pokazał tak zwane ogony pyłu. Ogony pyłu Ogony pyłu widoczne na nowym zdjęciu pochodz

Duże galaktyki kradną gwiazdotwórczy gaz od swoich mniejszych sąsiadów

Obraz
Wiadomo, że duże galaktyki usuwają gaz, który zajmuje przestrzeń między gwiazdami mniejszych galaktyk satelitarnych .  W opublikowanym niedawno badaniu astronomowie odkryli, że te małe galaktyki satelitarne zawierają również mniej gazu molekularnego w swoich jądrach. Gaz molekularny znajduje się w olbrzymich obłokach w centrach galaktyk i jest budulcem nowych gwiazd. W związku z tym duże galaktyki kradną materię, której ich mniejsze odpowiedniki potrzebują do tworzenia nowych gwiazd. Dr Adam Stevens powiedział, że badanie to dostarcza nowych dowodów na to, że małe galaktyki wszędzie tracą część swojego gazu molekularnego, gdy zbliżają się do większej galaktyki i otaczającego ją halo gorącego gazu. „Gaz jest siłą napędową galaktyki. Ciągłe pozyskiwanie gazu to sposób, w jaki galaktyki rosną i tworzą gwiazdy. Bez niego galaktyki pozostają w stagnacji” – dodaje Stevens. Gaz molekularny jest trudny do wykrycia bezpośrednio. Zespół przeprowadził najnowocześniejszą symulację kosmologiczną

Rdzenie zimnego gazu w Centralnej Strefie Drogi Mlecznej

Obraz
Centralna Strefa Molekularna (CMZ – central molecular zone) obejmuje najbardziej wewnętrzne 1600 lat świetlnych   Galaktyki (dla porównania Słońce znajduje się w odległości 26 000 lat świetlnych od jej centrum) i zawiera rozległy kompleks obłoków molekularnych , w których znajduje się około sześćdziesiąt milionów mas Słońca gazu cząsteczkowego. Gaz w tych obłokach występuje średnio w bardziej ekstremalnych warunkach fizycznych niż gdzie indziej w Galaktyce, z większymi gęstościami i temperaturami, intensywniejszymi ciśnieniami, polami magnetycznymi i turbulencjami oraz większą obfitością promieniowania kosmicznego a także promieniowania UV i rentgenowskiego. CMZ jest zatem wyjątkowym laboratorium do badania procesu formowania się gwiazd: warunki te są nie tylko rzadko obserwowane w pozostałej części Drogi Mlecznej, ale wydają się być podobne do warunków panujących w niezwykle jasnych galaktykach gwiazdotwórczych we wczesnym Wszechświecie i dają pośredni wgląd w zrozumienie kosmicznej

Pierwsza wykryta czarna dziura jest masywniejsza niż myśleliśmy

Obraz
Nowe obserwacje pierwszej kiedykolwiek wykrytej czarnej dziury skłoniły astronomów do zakwestionowania tego, co wiedzą o tych najbardziej tajemniczych obiektach we Wszechświecie. Badanie opublikowane 17 lutego 2021 roku w czasopiśmie Science pokazuje, że układ znany jako Cygnus X-1 zawiera najmasywniejszą czarną dziurę o masie gwiazdowej , jaką kiedykolwiek odkryto bez wykorzystania fal grawitacyjnych . Cygnus X-1 jest jedną z najbliższych Ziemi czarnych dziur. Została odkryta w 1964 roku, kiedy na podkładzie suborbitalnej rakiety wystrzelonej z Nowego Meksyku umieszczono parę liczników Geigera. W ostatniej pracy międzynarodowy zespół astronomów wykorzystał Very Long Baseline Array – radioteleskop wielkości kontynentu składający się z 10 anten rozrzuconych po całych Stanach Zjednoczonych – oraz sprytną technikę pomiaru odległości w przestrzeni – paralaksę .  Współautor pracy, profesor Ilya Mandel z Monash University i ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav)

TESS odkrywa nowe światy w strumieniu młodych gwiazd

Obraz
Korzystając z obserwacji wykonanych przy pomocy satelity TESS , międzynarodowy zespół astronomów odkrył trio gorących światów większych niż Ziemia, krążących wokół znacznie młodszej wersji naszego Słońca nazwanej TOI 451. Układ znajduje się w niedawno odkrytym strumieniu Ryby-Erydan, zbiorze gwiazd mniej więcej w wieku 3% Układu Słonecznego, który rozciąga się na ⅓ nieba. Planety zostały odkryte na zdjęciach TESS wykonanych między październikiem a grudniem 2018 roku. Dalsze badania TOI 451 i jej planet obejmowały obserwacje wykonane w 2019 i 2020 roku przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Spitzera , a także wielu obiektów naziemnych. Archiwalne dane w podczerwieni pochodzące z satelity NEOWISE – zebrane w latach 2009-2011 pod jego poprzednią nazwą WISE – sugerują, że układ zachowuje chłodny dysk pyłu i skalistego gruzu. Inne obserwacje pokazują, że TOI 451 ma prawdopodobnie dwóch odległych gwiezdnych towarzyszy krążących daleko poza orbitami planet. Układ ten ma zaledwie 120 mln lat i zna

Skupisko małych czarnych dziur w gromadzie kulistej NGC 6397

Obraz
Astronomowie znaleźli w sercu gromady kulistej   NGC 6397 coś, czego się nie spodziewali: skupisko czających się tam mniejszych czarnych dziur zamiast jednej masywnej czarnej dziury. Gromady kuliste to niezwykle gęste układy gwiezdne, w których znajdują się blisko siebie upakowane gwiazdy. Układy te zazwyczaj są także bardzo stare – gromada kulista będąca przedmiotem tych badań, NGC 6397, jest prawie tak stara, jak sam Wszechświat i znajduje się w odległości 7800 lat świetlnych , co czyni ją jedną z najbliższych Ziemi gromad kulistych. Początkowo astronomowie myśleli, że w tej gromadzie znajduje się czarna dziura o masie pośredniej (IMBH). Takie czarne dziury są od lat poszukiwanym „brakującym ogniwem” między supermasywnymi czarnymi dziurami (wiele milionów mas Słońca), które znajdują się w jądrach galaktyk, a czarnymi dziurami o masie gwiazdowej (kilka razy większej od masy Słońca), które powstają po zapadnięciu się pojedynczej masywnej gwiazdy. Samo ich istnienie jest przedmiote

Czy właśnie widzieliśmy dwie łączące się czarne dziury?

Obraz
Kiedy zderzają się dwa zwarte obiekty, takie jak czarne dziury lub gwiazdy neutronowe , emitują fale grawitacyjne . Szczególnie w przypadku gwiazd neutronowych falom grawitacyjnym może towarzyszyć promieniowanie pochodzące z materii wyrzuconej podczas połączenia. Z drugiej strony, ponieważ ani światło, ani materia nie mogą uciec z czarnej dziury, nie spodziewamy się, że łączące się czarne dziury będą emitować promieniowanie. Jednak wspominany artykuł donosi, że jeżeli warunki są sprzyjające, łączące się czarne dziury również mogą emitować światło. Ale w jaki sposób czarne dziury mogą emitować światło? Światło nie pochodzi od czarnych dziur, ale z otaczającej je materii. Kiedy łączą się dwie czarne dziury o różnych masach, powstałe fale grawitacyjne przenoszą pęd z układu. Aby zachować pęd liniowy, nowo utworzona czarna dziura doświadcza „kopnięcia” odrzutu, przyspieszającego ją do dużych prędkości (ok. 200 km/s). Jeżeli czarna dziura jest otoczona dużymi ilościami gazu, ogrzewa ten g

Astronomowie odkrywają tajemnicze pochodzenie „superziemi”

Obraz
Badania pokazują, że superziemie nie są pozostałościami po mini-Neptunach , co podważa nasze zrozumienie procesu formowania się planet. Najczęściej występującą populacją egzoplanet są mini-Neptuny i superziemie, nawet czterokrotnie większe od naszej planety. Do tej pory uważano, że superziemie to skaliste jądra mini-Neptunów, których gazowa atmosfera została zdmuchnięta. W nowym badaniu opublikowanym w The Astrophysical Journal astronomowie z McGill University pokazują, że niektóre z tych egzoplanet nigdy nie miały atmosfery gazowej, co rzuca nowe światło na ich tajemnicze pochodzenie. Z obserwacji wiemy, że około 30-50% gwiazd posiada jedną lub drugą, a obie populacje pojawiają się w mniej więcej równych proporcjach. Ale skąd one pochodzą? Jedna z teorii głosi, że większość egzoplanet rodzi się jako mini-Neptuny, ale niektóre z nich są pozbawione powłok gazowych przez promieniowanie gwiazd macierzystych, przez co pozostaje jedynie gęste, skaliste jądro. Teoria ta przewiduje, że w na

W centrum Drogi Mlecznej odkryto pozostałości rzadkiej eksplozji

Obraz
Astronomowie mogli znaleźć pierwszy w naszej galaktyce przykład niezwykłego rodzaju gwiezdnej eksplozji. Odkrycie to pomaga zrozumieć, w jaki sposób niektóre gwiazdy niszczą się i obsiewają Wszechświat pierwiastkami kluczowymi dla życia na Ziemi. Ten intrygujący obiekt, znajdujący się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej , to pozostałość po supernowej Sagittarius A East (w skrócie Sgr A East). Bazując na danych uzyskanych z obserwatorium Chandra , astronomowie sklasyfikowali wcześniej ten obiekt jako pozostałość masywnej gwiazdy, która eksplodowała jako supernowa, jeden z wielu rodzajów eksplodujących gwiazd, jakie skatalogowali naukowcy. Wykorzystując dłuższe obserwacje Chandra, zespół doszedł do wniosku, że obiekt jest pozostałością po innego typu supernowej. Była to eksplozja białego karła , skurczonego gwiezdnego niedopałka z gwiazdy podobnej do Słońca, z wyczerpanym paliwem. Kiedy biały karzeł pobierze zbyt dużo materii od swojego gwiezdnego towarzysza lub łączy się z innym białym k

Studentka astronomii znajduje brakującą galaktyczną materię

Obraz
Po raz pierwszy astronomowie wykorzystali odległe galaktyki jako „szpilki lokalizacyjne” do zlokalizowania i zidentyfikowania fragmentu brakującej materii w Drodze Mlecznej .  Przez dziesięciolecia naukowcy zastanawiali się, dlaczego nie mogą wyjaśnić całej materii we Wszechświecie, jak przewiduje teoria. Podczas gdy uważa się, że większość masy Wszechświata stanowi tajemnicza ciemna materia i ciemna energia , to 5% stanowi „normalna materia”, z której składają się gwiazdy, planety, asteroidy, masło orzechowe, motyle czyli wszystko wokół nas. Materia ta znana jest jako barionowa .  Jednak bezpośrednie pomiary odpowiadają jedynie za około połowę spodziewanej materii barionowej. Yuanming Wang, doktorantka w Szkole Fizyki na Uniwersytecie w Sydney, opracowała pomysłową metodę pomocy w odnalezieniu brakującej materii. Zastosowała swoją technikę, aby wskazać niewykryty dotychczas strumień zimnego gazu w Drodze Mlecznej oddalony o około 10 lat świetlnych od Ziemi. Obłok ma około biliona k

Emisja promieniowania rentgenowskiego z ciemnej materii

Obraz
Około 85% materii w kosmosie nie emituje ani światła, ani żadnego innego znanego rodzaju promieniowania, i dlatego jest ona nazywana ciemną materią . Jedną z innych godnych uwagi jej cech jest to, że oddziałuje z inną materią tylko poprzez grawitację; nie przenosi na przykład ładunku elektromagnetycznego. Ciemna materia jest również nazywana „ciemną”, ponieważ jest tajemnicza. Nie składa się z atomów czy ich zwykłych składników (takich jak elektrony i protony) ani z jakiegokolwiek innego znanego rodzaju cząstek elementarnych . Ponieważ ciemna materia jest zdecydowanie dominującym składnikiem materii we Wszechświecie, jej rozkład i grawitacja głęboko wpłynęły na ewolucję struktur galaktycznych, a także na dystrybucję mikrofalowego promieniowania tła . Rzeczywiście, niezwykła zgodność między wartościami kluczowych parametrów kosmicznych (takich jak tempo rozszerzania się Wszechświata) pochodzących niezależnie od dwóch zupełnie różnych struktur kosmicznych, galaktyk i mikrofalowego promi

Czy możliwe jest wykrycie pary czarna dziura-gwiazda neutronowa przed ich połączeniem?

Obraz
Od początku swojej działalności, obserwatoria fal grawitacyjnych zaobserwowały kilka połączeń, w skład których wchodziły czarne dziury i gwiazdy neutronowe . Zarówno czarne dziury jak i gwiazdy neutronowe są następstwem supernowych , zatem czy możemy zidentyfikować parę takich obiektów zanim się one połączą? Pierwsze połączenie się dwóch czarnych dziur zostało wykryte przez Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) w 2015 roku. Od tego czasu LIGO i Virgo zaobserwowały kilka połączeń podwójnych czarnych dziur i dwóch gwiazd neutronowych. Co ciekawe, oba obserwatoria znalazły również kandydatów na połączenie się czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Jak więc powstają przodkowie takich połączeń? Jedna z możliwości jest taka, że czarna dziura i gwiazda neutronowa spotykają się w gęsto zaludnionych obszarach kosmosu i po prostu łączą się w pary. Inna możliwość jest taka, że te pary gęstych obiektów wychodzą od masywnych gwiazd w układzie podwójnym i ewoluują, aż osiągną f

Rozkwit „peryferii” galaktyk karłowatych potwierdza, że starożytne galaktyki powstały w halo ciemnej materii

Obraz
Zespół astronomów odkrył nieoczekiwane zewnętrzne peryferia gwiazd na odległych obrzeżach galaktyki karłowatej   Tukana II . Odkrycie, którego wyniki zostały opublikowane przez Nature Astronomy potwierdza, że najstarsze galaktyki we Wszechświecie powstały wewnątrz masywnych skupisk ciemnej materii – tego, co astronomowie nazywają „halo ciemnej materii”. Nasza Droga Mleczna otoczona jest przez szereg orbitujących galaktyk karłowatych – pozostałości starożytnego Wszechświata. Nowa technika, opracowana przez głównego autora Anirudha Chiti z MIT, rozszerzyła osiągi astronomów i pokazała nigdy wcześniej niewidziane gwiazdy na obrzeżach Tukana II. Ich odkrycie stawia nowe pytania dotyczące pochodzenia tych galaktycznych peryferii. „Gwiazdy tworzą pierwiastki przez całe swoje życie. Potem rozprzestrzeniają się one w otaczającym je gazie w eksplozjach zwanych supernowymi . Surowce te są następnie włączane do nowych gwiazd, co sprawia, że każda kolejna generacja gwiazd jest bardziej złożona c

Galaktyki meduzy płynące przez gromady

Obraz
Gromady galaktyk to największe związane grawitacyjnie struktury we Wszechświecie, których rozmiar przekracza jedynie ogromna kosmiczna sieć, w której są one osadzone. Gromady zawierają od setek do tysięcy galaktyk , które gromadzą się pod wpływem grawitacji i mogą osiągać rozmiary kilku megaparseków . Jednak gromady galaktyk nie są delikatnymi olbrzymami. Te ogromne obiekty zawierają niezwykle gorącą plazmę emitującą promieniowanie rentgenowskie i mogą wytwarzać grawitacyjne siły pływowe wystarczająco silne, aby rozerwać galaktyki. Ze względu na te właściwości, galaktyki w gromadach i galaktyki w innych częściach Wszechświata (zwane galaktykami pola) mogą się znacznie różnić. Galaktyki, które weszły do środowiska gromady, częściej są eliptyczne , mają niski współczynnik gwiazdotwórczy i zawierają bardzo mało gazu (z którego powstają nowe gwiazdy). Ta „relacja morfologia-gęstość” jest dobrze ugruntowana od dziesięcioleci i chociaż istnieje cały szereg teorii, jej konkretne przyczyny są

Astronomowie dostrzegają dziwaczną aktywność z najsilniejszych magnetarów we Wszechświecie

Obraz
Zespół astronomów zaobserwował dziwne, nigdy wcześniej nieobserwowane zachowanie „głośnego radiowo” magnetara – rzadkiego typu gwiazdy neutronowej i jednego z najsilniejszych magnesów we Wszechświecie. Te nowe odkrycia, opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sugerują, że magnetary mają bardziej złożone pola magnetyczne niż wcześniej sądzono – co może podważyć teorie dotyczące ich narodzin i ewolucji w czasie. Magnetary to rzadki rodzaj wirujących gwiazd neutronowych posiadających jedne z najpotężniejszych pól magnetycznych we Wszechświecie. Astronomowie odkryli tylko trzydzieści takich obiektów w Drodze Mlecznej i wokół niej – większość z nich została wykryta przez teleskopy rentgenowskie po wysokoenergetycznym rozbłysku. Zaobserwowano również, że kilka z tych magnetarów emituje impulsy radiowe podobne do pulsarów – mniej magnetycznych kuzynów magnetarów, które wytwarzają wiązki fal radiowych ze swoich biegunów magnetycznych. Śledzenie, jak impulsy tych