Skocz do zawartości





Zapraszamy do kolejnego konkursu. Tym razem literackiego. Dla wszystkich! Pora zademonstrować swoją wenę twórczą :)


Zdjęcie

Nowa era w astronomii! Zderzenie gwiazd neutronowych w galaktyce NGC 4993

gwiazdy neutronowe wszechświat galaktyka ngc 4993 astronomia zderzenie gwiazd

  • Zaloguj się, aby dodać odpowiedź
3 odpowiedzi w tym temacie

#1

asbiel
  • Postów: 299
  • Tematów: 5
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja ponadprzeciętna
Reputacja

Napisano

z22284538V,Symulacja-zderzenia-gwiazd-ne

Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc./Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

 

W ostatnim tygodniu wśród astrofizyków zapanowało wielkie poruszenie. Z nieoficjalnych informacji wynika, że amerykańskie detektory LIGO zarejestrowały fale grawitacyjne wywołane zderzeniem gwiazd neutronowych. Teleskopy na całym świecie miały szukać świetlnego echa tego kosmicznego kataklizmu. Jeśli znalazłyby, byłoby to sensacyjne odkrycie. Początek nowej ery w astronomii.

 

Taką wersję wydarzeń potwierdził "Wyborczej" jeden z polskich astronomów, który ma styczność z zespołami obserwatoriów grawitacyjnych - amerykańskiego LIGO oraz europejskiego Virgo. Szczegółów nie chciał jednak zdradzać przed oficjalnym komunikatem.

 

Jak to mogło wyglądać. Hipotetyczny scenariusz odkrycia

 

Nie jestem więc pewien wszystkiego, w szczególności daty odkrycia, ale mogę się pokusić o przedstawienie hipotetycznego scenariusza wydarzeń.

 

Jest noc 15 sierpnia tego roku. Automatyczne programy, które na bieżąco analizują stan detektora fal grawitacyjnych LIGO w Hanford w stanie Waszyngton, wysyłają do operatorów mail z alarmem, że coś się dzieje. W tym samym czasie podobny alarm wszczyna oddalony o 3 tys. km bliźniaczy detektor LIGO  w Livingstone w stanie Luizjana.

 

Taka zbieżność alarmów może oznaczać, że detektory zanotowały ten sam sygnał z kosmosu - do Ziemi dotarły oscylacje czasoprzestrzeni wzbudzone przez jakąś odległą kosmiczną katastrofę. Fali grawitacyjnej zajmuje ledwie kilka milisekund pokonanie odległości, która dzieli oba detektory.

 

Dotychczas już trzykrotnie LIGO rejestrowały fale grawitacyjne, ostatni raz w styczniu tego roku. Fale pochodziły od zlewających się ze sobą czarnych dziur, ale tym razem sygnał był nieco inny. Trwał o wiele dłużej niż ułamek sekundy jak w przypadku zderzenia dziur.

 

Charakter sygnału wskazuje na to, że jego źródłem są dwie zderzające się gwiazdy neutronowe. Nikt nigdy wcześniej nie był świadkiem takiego zdarzenia

 

Zaalarmowani naukowcy uruchamiają procedurę, która została przewidziana na taką okoliczność - powiadamiają obserwatoria na całym świecie.

 

Kolizja gwiazd neutronowych to gigantyczna eksplozja na skalę całej galaktyki, jej blask - nie tylko w świetle widzialnym, ale także w promieniach rentgena czy gamma - powinien być widoczny z odległości setek milionów lat świetlnych. Według hipotez w takich kolizjach produkowane są i rozsiewane w przestrzeni kosmicznej pierwiastki cięższe od żelaza, takie jak m.in. złoto, platyna, rtęć, ołów, uran.

 

Tak wygląda zderzenie gwiazd neutronowych według symulacji NASA:

 

Wiadomość rozchodzi się wśród astronomów z prędkością światła. Nie sposób już utrzymać jej w tajemnicy.

Tego samego dnia astronom J. Craig Wheeler z Uniwersytetu w Teksasie w Austin ujawnia całą sprawę, pisząc na Twitterze: "Plotki o nowym ekscytującym źródle [wykrytym przez] LIGO"

 

Kilka dni później Wheeler informuje, także na Twitterze, że udało się odnaleźć na niebie echo świetlne eksplozji. Wtóruje mu Peter Yoachim z Uniwersytetu Waszyngtonu w Seattle, który podaje więcej szczegółów: chodzi o zderzenie gwiazd neutronowych w galaktyce NGC 4993, oddalonej o 130 mln lat świetlnych w konstelacji Hydry.

 

Ale obaj naukowcy nabrali wody w usta, kiedy zwrócili się do nich dziennikarze. Przyznali, że niepotrzebnie się pospieszyli z rewelacjami. Wheeler samokrytycznie napisał na Twitterze kilka dni temu: "Miałem czy nie miałem racji, nie powinienem publikować tej wiadomości. LIGO ma prawo ogłosić ją, kiedy uzna to za stosowne. Mea culpa".

 

Publicznie dostępne rejestry światowych teleskopów pokazują jednak, że coś jest na rzeczy. To już nie plotki i spekulacje, tylko fakty.

 

W odstępie kilku dni niczym niewyróżniająca się galaktyka eliptyczna NGC 4993 nagle znalazła się w centrum zainteresowania największych teleskopów na świecie.

 

W stronę tej galaktyki jednocześnie popatrzyły kosmiczny teleskop Hubble'a, rentgenowski teleskop Chandra oraz Very Large Telescope - zespół czterech dużych teleskopów należących do  Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, a także największy na świecie interferometr radiowy ALMA w Chile.

 

To nie mógł być przypadek.

 

Kanał "Space Telescope Live", który na bieżąco informuje na Twitterze, co aktualnie obserwuje teleskop Hubble'a, sprecyzował nawet 22 sierpnia, że na celowniku teleskopu jest układ binarny łączących się gwiazd neutronowych. Ale ta wiadomość została zaraz potem usunięta.

 

Wreszcie w piątek 25 sierpnia oficjalny komunikat opublikował zespół LIGO, potwierdzając, że detektory fal grawitacyjnych coś zarejestrowały, jest to "obiecujący sygnał", ale jego  analiza wciąż trwa.

 

Gwiazdy neutronowe spiralnie zmierzają ku zderzeniu

z22284539V,Gwiazdy-neutronowe-spiralnie-

NASA/Goddard Space Flight Center

 

Otwiera się nowe okno na kosmos

 

Pozostaje więc czekać, aż astrofizycy się upewnią i oficjalnie ogłoszą odkrycie.

 

- Sprawdzanie sygnału i analiza informacji, jaką niesie, to niesamowicie dużo pracy - mówił nam półtora roku temu prof. Michał Bejger, członek polskiej grupy naukowców Polgraw, która uczestniczy w eksperymencie LIGO-Virgo. Wtedy LIGO zarejestrowało pierwsze w dziejach oscylacje czasoprzestrzeni od zderzających się czarnych dziur.

 

Prof. Bejger tłumaczył, że dopasowanie odebranego sygnału do różnych modeli i scenariuszy, które wynikają z obliczeń analitycznych i symulacji numerycznych, jest czasochłonne. - Wszystkie możliwości trzeba wziąć pod uwagę, a to  wymaga wielkiej mocy obliczeniowej, użycia klastrów, i trochę trwa - opowiadał naukowiec.

 

Potwierdzenie, że udało się zarejestrować drgania czasoprzestrzeni wzbudzone przez kolizję gwiazd neutronowych, otworzyłoby kolejne okno do obserwacji zjawisk, które wcześniej były poza naszym zasięgiem

 

Astrofizycy chcieliby przede wszystkim sprawdzić, czy takie kolizje są źródłem tajemniczych krótkich błysków gamma, które rejestrują nasze obserwatoria.

 

Dzięki analizie sygnału można byłoby też badać, co znajduje się we wnętrzu gwiazd neutronowych. To najgęstsze obiekty we Wszechświecie (poza wnętrzem czarnych dziur), bardziej gęste niż jądra atomowe. Ważą tyle co Słońce, a mają rozmiar mniej więcej Warszawy.

 

- Wiadomo, że zbudowane są z neutronów, ale nie wyłącznie, bo byłyby niestabilne. Jest tam także trochę protonów, elektronów i mionów, ale w ich głębinach panują takie gęstości, że w ziemskich laboratoriach nie da się sprawdzić, jakie zachodzą tam reakcje i przejścia fazowe i co się tam dzieje - mówił prof. Bejger. - Tuż po tym, jak gwiazdy neutronowe zleją się ze sobą w jeden obiekt, będzie on przez chwilę drgał, a sposób tych drgań zdradzi nam cechy substancji, która wypełnia wnętrze. Według niektórych hipotez jądra takich gwiazd są zbudowane z samych kwarków. Byłyby to gwiazdy hybrydowe - na zewnątrz zwykła materia, neutrony i protony, a środek wypełniony kwarkami.

 

Na razie póki nie będzie oficjalnego komunikatu o odkryciu, pozostają spekulacje i pytania, których jest mnóstwo. Przede wszystkim, czy sygnał detektorów LIGO się potwierdzi? Czy jego źródłem była jakaś katastrofa w galaktyce NGC 4993, której ostatnio przypatruje się tak wiele teleskopów? Czy zarejestrował go także europejski detektor Virgo, który ma nieco inną czułość i budowę niż jego amerykańskie odpowiedniki?

 

Europejski detektor Virgo 1 sierpnia po przeróbkach i udoskonaleniach dołączył do poszukiwania fal grawitacyjnych. Uzupełnia dwa amerykańskie detektory LIGO o trzecią antenę, co - w przypadku zanotowania sygnału we wszystkich trzech detektorach - umożliwia na podstawie triangulacji precyzyjne ustalenie miejsca na niebie, skąd dobiegają fale grawitacyjne.

 

Wszystko wskazuje na to, że te trzy obserwatoria grawitacyjne rozpoczynają nową erę w astronomii. Obserwujemy i badamy już nie tylko świetlne efekty różnych zjawisk w kosmosie, ale także powodowane przez nie oscylacje czasoprzestrzeni. Można z nich wyciągnąć dużo więcej informacji i zajrzeć w takie miejsca, które dotychczas były dla nas niedostępne, jak bezpośrednie okolice czarnych dziur czy wnętrza egzotycznych gwiazd.

 

Źródło: Wyborcza.pl


  • 2

#2

Taper
  • Postów: 142
  • Tematów: 24
Reputacja ponadprzeciętna
Reputacja

Napisano

Absolutna rewelacja. Mieliśmy mnóstwo szczęścia móc to obserwować.


  • 0

#3

Nick
  • Postów: 427
  • Tematów: 158
  • Płeć:Mężczyzna
  • Artykułów: 1
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Mamy oficjalne potwierdzenie.

 

Pierwszy raz wykryto fale grawitacyjne i rozbłysk od zderzenia gwiazd neutronowych.

 

gwiazdy n.jpg

Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki została przyznana za wkład w odkrycie fal grawitacyjnych
Foto: istock

 

Astronomowie po raz pierwszy zarejestrowali jednocześnie fale grawitacyjne i rozbłysk, pochodzące od jednego zjawiska – zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. W obserwacjach, prowadzonych przez zespoły badawcze na całym świecie, brali udział Polacy.

 

lutym 2015 światem naukowym wstrząsnęła wiadomość o pierwszym, historycznym wykryciu fal grawitacyjnych – zmarszczek w czasoprzestrzeni, przewidywanych przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina. Fale te były echem zderzenia dwóch czarnych dziur, oddalonych od Ziemi o 1,3 miliarda lat świetlnych. Potwierdzenie istnienia tych fal uznano za przewrót w astrofizyce. Pierwsze wykrycie (we wrześniu 2015 r.) zostało później potwierdzone.

 

Dziś naukowcy donoszą o kolejnej ważnej obserwacji: jednoczesnym wykryciu fal grawitacyjnych i ich elektromagnetycznego odpowiednika, w tym – światła widzialnego, pochodzących z tego samego źródła.

Jest to już 5., potwierdzona detekcja fal grawitacyjnych, która jednak różni się od poprzednich. Wcześniejsze dotyczyły zderzenia dwóch czarnych dziur, tym razem po raz pierwszy zjawisko pochodzi od zderzenia dwóch gwiazd neutronowych.

Do zderzenia doszło prawdopodobnie w odległości 130 milionów lat świetlnych od Ziemi, w galaktyce NGC 4993. To oznacza, że astronomowie mają do czynienia z najbliższym źródłem fal grawitacyjnych, które udało się wykryć. Jest to także jeden z najbliższych zarejestrowanych błysków gamma.

 

Odkrycie, które zmienia astronomię

 

Według naukowców nowo wykryte sygnały sygnalizują zarazem obecność tzw. kilonowej – obiektu, o którego istnieniu teoretycy mówią od ponad 30 lat. Kilonowe mogą być głównymi obiektami odpowiedzialnymi za rozprzestrzenianie w kosmosie bardzo ciężkich pierwiastków chemicznych, w tym m.in. złota i platyny.

 

Zdaniem naukowców jednoczesna detekcja fal grawitacyjnych i ich elektromagnetycznego odpowiednika (w tym – światła widzialnego) z tego samego źródła oznacza początek nowej ery w astronomii, którą określają jako "astronomię wieloaspektową".

 

Sygnał fal grawitacyjnych (zdarzenie oznaczone GW170817) zarejestrowały 17 sierpnia 2017 r. o godz. 14:41 CEST bliźniacze detektory LIGO, znajdujące się w Hanford w stanie Waszyngton i w Livingston w stanie Luizjana (USA). Detekcji fal grawitacyjnych dokonano dzięki obserwatoriom LIGO, a udział obserwatorium Virgo pozwolił na uściślenie obszaru nieba, z którego nadszedł sygnał. Wtedy do prac włączyły się obserwatoria przeznaczone do badania fal elektromagnetycznych w różnych zakresach długości fali, przeczesując niebo w poszukiwaniu elektromagnetycznego odpowiednika dla źródła fal grawitacyjnych.

 

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), do którego należy też Polska, uruchomiło jedną z największych przeprowadzonych kiedykolwiek kampanii obserwacyjnych typu "target of opportunity", poszukując odpowiednika dla źródła fal grawitacyjnych w wielu zakresach długości fali elektromagnetycznej. W jej ramach, jako jeden z pierwszych, optyczny odpowiednik dla źródła fal grawitacyjnych dostrzegł podczerwony teleskop VISTA. Wykorzystano też liczne inne teleskopy ESO, takie jak Bardzo Duży Teleskop (VLT), teleskop VST, teleskop NTT, jak również sieć radioteleskopów ALMA oraz inne partnerskie instrumenty pracujące w obserwatoriach ESO w Chile. Instrumenty te śledziły obiekt przez kolejne dni i tygodnie po detekcji.

 

W miarę, jak po kuli ziemskiej przemieszczała się noc, obserwacje podejmowały kolejne obserwatoria astronomiczne. Np. spośród instrumentów pracujących na Hawajach źródło dostrzegły teleskopy Pan-STARRS i Subaru, a następnie śledziły jego ewolucję. Obserwacje były prowadzone także z kosmosu, np. przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

 

W pracach uczestniczyli też Polacy. Dotyczy to zwłaszcza naukowców skupionych w zespole Virgo-POLGRAW, którym kieruje prof. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN.

 

W przypadku Obserwatorium Astronomicznego UW, w ramach zespołu LIGO/VIRGO działa prof. Tomasz Bulik. Z kolei dr hab. Łukasz Wyrzykowski wraz dr. Mariuszem Gromadzkim oraz doktorantami (mgr. Krzysztofem Rybickim i mgr Aleksandrą Hamanowicz) prowadzili badania emisji w zakresie światła widzialnego przy użyciu teleskopów SALT w Afryce Południowej oraz NTT w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) w Chile w ramach międzynarodowego zespołu ePESSTO. Galaktykę NGC 4993, gdzie doszło do łączenia się gwiazd neutronowych, obserwował również zespół OGLE kierowany przez prof. Andrzeja Udalskiego.

 

W akcję włączył się też polski projekt Pi of the Sky, realizowany przez Wydział Fizyki UW, Narodowe Centrum Badań Jądrowych PAN i Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, którego głównym celem są poszukiwania błysków optycznych towarzyszących rozbłyskom gamma.

 

Robotyczny teleskop projektu działający w Hiszpanii był jednym z pierwszych, które zaczęły poszukiwania emisji optycznej towarzyszącej zjawisku GW170817. W zasięgu teleskopu była ponad połowa obszaru nieba wskazanego wstępnie przez LIGO. W zakresie możliwości obserwacyjnych teleskopu (do jasności 12 magnitudo) nie wykryto żadnego nowego obiektu na niebie, w końcu okazało się, że ostateczna lokalizacja źródła GW170817 jest niewidoczna dla teleskopu.

 

Innym projektem z polskim udziałem jest obserwatorium promieniowania gamma HAWC w Meksyku.

 

Publikacje naukowe różnych grup badawczych dotyczące obserwacji ukazały się w czasopismach "Nature", "Physical Review Letters", "Astrophysical Journal Letters" i "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". Wśród autorów jest kilkanaście polskich nazwisk.

Warto przypomnieć, że tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki została przyznana za wkład w odkrycie fal grawitacyjnych.

 

źródło

 


  • 0

#4

Tengu
  • Postów: 9
  • Tematów: 1
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja neutralna
Reputacja

Napisano

Wspaniale napisane! Dla wzrokowców podrzucę jeszcze taki "filmik":

 


  • 1




Inne tematy z jednym lub większą liczbą słów kluczowych: gwiazdy, neutronowe, wszechświat, galaktyka, ngc 4993, astronomia, zderzenie gwiazd

Użytkownicy przeglądający ten temat: 0

0 użytkowników, 0 gości oraz 0 użytkowników anonimowych

stat4u