Astrofizyka - Badania różne (zbiorczo)

[Orionid]

Gwiazda podwójna z trzema dyskami, w których mogą powstawać planety
15.10.2016

Dwie gwiazdy i trzy rotujące wokół nich dyski gazowo-pyłowe – taki nietypowy system znaleźli astronomowie z międzynarodowego zespołu badawczego, który prowadził obserwacje przy pomocy sieci radioteleskopów ALMA - informuje Uniwersytet Kopenhaski (Dania).

Układ Słoneczny powstał z olbrzymiego obłoku gazu i pyłu, który stawał się coraz bardziej zwarty, aż w centrum wykształciło się Słońce. Gaz i pył, który pozostały, rotowały jako dysk wokół gwiazdy. W dysku materia zaczęła się zbierać w coraz większe zgęszczenia, co ostatecznie doprowadziło do powstania planet.

Ale w kosmosie bardzo często gwiazdy nie występują samodzielnie i bywa, że powstają w parach, jako tzw. układy podwójne. Każda z gwiazd pary może mieć po powstaniu swój własny rotujący dysk materii. Ale ostatnio naukowcy odkryli bardzo nietypowy układ podwójny, który ma nie dwa, a trzy gazowe dyski.

W układzie tym, zwanym IRS 43, obie niedawno powstałe gwiazdy mają rozmiary podobne do Słońca i każda z nich posiada gazowo-pyłowy dysk o wielkości porównywalnej z rozmiarami Układu Słonecznego. Dodatkowo istnieje trzeci, współdzielony dysk, znacznie większy niż te indywidualne i przecinający je.

Gwiazdy były obserwowane przy pomocy sieci radioteleskopów Atacama Large Millimeter Array (ALMA), pracującej w północnym Chile. Międzynarodowy zespół badawczy obejmował naukowców z Danii, Wielkiej Brytanii i Holandii.

Odległość do wspomnianego układu podwójnego wynosi około 400 lat świetlnych. Wiek gwiazd ocenia się na od 100 do 200 tysięcy lat. W dyskach wokół nich mogły już zacząć się procesy powstawania planet. Tych procesów na razie nie dostrzeżono, ale ponieważ zaobserwowano akrecję (akrecja to opadanie rozproszonej materii na powierzchnię ciała niebieskiego w wyniku działania grawitacji) z dysków, oznacza to, iż ciągle są zbudowane głównie z gazu.

Dyski udało się zaobserwować, ponieważ promieniowanie od gwiazdy pobudza cząsteczki, które następnie emitują promieniowanie w zakresie mikrofalowym. Analizując długości fali odbieranego światła można ustalić, czy materia je emitująca się porusza. Gdy przemieszcza się w naszym kierunku, światło ulega przesunięciu fal dłuższych (w stronę koloru czerwonego), a w przypadku, gdy oddala się – w stronę fal krótszych (w stronę koloru niebieskiego). Na tej podstawie ustalono, iż trzy dyski rotują i że są względem siebie nachylone.

Naukowcy na razie nie wiedzą, dlaczego powstał tak dziwny system. Chcą przeprowadzić komputerowe symulacje, aby zrozumieć procesy fizyczne, które mogły doprowadzić do jego powstania.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się we wtorek w „Astrophysical Journal Letters”. (PAP)
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411604,gwiazda-podwojna-z-trzema-dyskami-w-ktorych-moga-powstawac-planety.html

[Orionid]

W centrum Drogi Mlecznej znaleziono pozostałości po pradawnej gromadzie gwiazd
15.10.2016

Naukowcy odkryli przy pomocy teleskopu VISTA kilkanaście starych gwiazd rozlokowanych w centralnym zgrubieniu Drogi Mlecznej. Gwiazdy te są przypuszczalnie pozostałościami po bardzo starej gromadzie kulistej – ogłosiło Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Zespół badawczy, którym kierowali Dante Minniti (Universidad Andrés Bello, Santiago, Chile) oraz Rodrigo Contreras Ramos (Instituto Milenio de Astrofísica, Santiago, Chile), przeanalizował obserwacje dokonane 4,1-metrowym teleskopem podczerwonym VISTA w Obserwatorium Paranal.

Dane pochodziły z przeglądu nieba o nazwie Variables in the Via Lactea (VVV). Astronomowie chcieli dokładnie zbadać centralne obszary Drogi Mlecznej, a obserwacje w podczerwieni dobrze nadają się do tego celu, bowiem są mniej zaburzane przez pył znajdujący się na linii widzenia.

W zgrubieniu galaktycznym odkryto kilkanaście nieznanych wcześniej gwiazd typu RR Lyrae. Tego typu gwiazdy należą do gwiazd zmiennych i zazwyczaj są bardzo stare. Na dodatek ich jasność zmienia się według pewnego schematu: jest związek pomiędzy jasnością gwiazdy a długością cyklu zmian (podobnie jak w przypadku cefeid), co pozwala na podstawie pomiaru jasności obserwowanej z Ziemi i długości cyklu, wyznaczyć odległość do gwiazdy. Gwiazdy typu RR Lyrae są więc dla astronomów świetlnymi wskaźnikami odległości, ale w zatłoczonym centrum Galaktyki są niestety często przyćmione przez inne gwiazdy, albo przesłonięte przez pył.

Znalezienie gwiazd typu RR Lyrae w zgrubieniu galaktycznym jest poważnym argumentem za hipotezą, że zgrubienie powstało w wyniku połączenia się kilku gromad kulistych (alternatywną hipotezą jest gwałtowna akrecja gazu na centrum galaktyki). Zaobserwowane gwiazdy mogą być pozostałościami po którejś z tych gromad, które mogły być najstarszymi i najmasywniejszymi gromadami gwiazd w Drodze Mlecznej. Wiek wspomnianych gwiazd ocenia się na ponad 10 miliardów lat.

Wydaje się, że centrum Drogi Mlecznej jest typowe, takie jak w przypadku innych galaktyk spiralnych. Jednak w innych galaktykach nie można tak dokładnie obserwować ich centralnych części, dlatego w wielu kwestiach naukowcy starają się na podstawie badań naszej własnej Galaktyki wysnuwać wnioski związane z ewolucją galaktyk w ogóle. Jeśli zgrubienie galaktyczne Drogi Mlecznej powstało z połączenia się gromad kulistych, to być może w innych galaktykach zachodziły podobne procesy. (PAP)
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411616,w-centrum-drogi-mlecznej-znaleziono-pozostalosci-po-pradawnej-gromadzie-gwiazd.html

[Orionid]

We Wszechświecie może być 10-20 razy więcej galaktyk niż sądzono
16.10.2016

Najnowsze analizy danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i innych teleskopów wskazują, że liczba galaktyk we Wszechświecie może być dużo większa niż do tej pory zakładano. Mogą być ich nawet dwa biliony, a większości nie jesteśmy w stanie dostrzec.

Wyniki najnowszych zliczeń liczby galaktyk zostały ogłoszone przez brytyjskie Królewskie Towarzystwo Astronomiczne oraz na stronach internetowych Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, prowadzonych przez NASA i ESA. Publikacja naukowa ukaże się w czasopiśmie „Astrophysical Journal”.

Astronomowie od dawna próbują oszacować liczbę galaktyk w kosmosie. W trakcie ostatnich 20 lat do szacunków wykorzystywano m.in. głębokie zdjęcia odległego kosmosu wykonane przy pomocy Kosmicznego Hubble’a. Do tej pory zakładano, że galaktyk jest około 100 miliardów. Jednak analizy przeprowadzone przez brytyjsko-holenderski zespół naukowców burzą ten obraz. Okazuje się, że galaktyk może być dziesięć, a może nawet dwadzieścia razy więcej – czyli nawet dwa biliony.

Zespół, którym kierował Christopher Conselice z University of Nottingham (Wielka Brytania), analizował zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, a także wcześniejsze publikacje innych grup badawczych i dotyczące danych z innych teleskopów. Dane przetworzono do postaci trójwymiarowej mapy, na której zliczano galaktyki w różnych epokach historii Wszechświata. Należy bowiem pamiętać, że ponieważ prędkość światła jest skończona, to w im dalszych odległościach obserwujemy galaktykę, na tym starszy okres historii Wszechświata patrzymy.

Dodatkowo do analiz zastosowano nowe modele matematyczne do oszacowania liczby galaktyk niewidocznych jak na razie dla współczesnej generacji teleskopów. Okazało się, że 90 proc. galaktyk do tej pory nie została odkryta i być może kolejne generacje teleskopów pozwolą je kiedyś zbadać.

Kolejnym wnioskiem z przeprowadzonych analiz jest nierównomierność rozmieszczenia galaktyk w różnych epokach dziejów Wszechświata. Gdy kosmos miał kilka miliardów lat, galaktyki były gęściej upakowane w danej przestrzeni niż ma to miejsce obecnie. Przy czym większość z nich była względnie mało masywna i słaba, podobna w tych parametrach do galaktyk sąsiadujących z Drogą Mleczną (która z kolei należy do dużych galaktyk). Rodzi to wniosek, że w kolejnych miliardach lat musiały zachodzić procesy intensywnego łączenia się galaktyk, skoro dzisiaj są one mniej liczne niż kiedyś. (PAP)
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411617,we-wszechswiecie-moze-byc-10-20-razy-wiecej-galaktyk-niz-sadzono.html

[Orionid]

Astronomowie uzyskali obraz zderzających się wiatrów gwiazdowych
20.10.2016

Astronomowie spojrzeli bezpośrednio na obszar, w którym zderzają się wiatry gwiazdowe. Było to możliwe dzięki obrazowi układu masywnych gwiazd Eta Carinae, uzyskanemu za pomocą interferometru VLTI przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Zaprezentowany przez ESO obraz ma największą rozdzielczość, jaką uzyskano kiedykolwiek w historii obserwacji Eta Carinae - układu dwóch niezwykle masywnych gwiazd, bardzo istotnego dla badań nad własnościami gwiazd masywnych w kosmosie.
 
W układzie Eta Carinae zachodzą bardzo dramatyczne zjawiska: zderzają się tam potężne wiatry gwiazdowe od każdej z dwóch gwiazd. Obie gwiazdy są tak masywne - i tak intensywnie świecą, że ich promieniowanie "odziera" zewnętrzne warstwy i unosi je w przestrzeń kosmiczną w postaci intensywnego wiatru gwiazdowego. Wiatry te poruszają się z prędkościami do dziesięciu milionów kilometrów na godzinę.
 
W latach trzydziestych XIX wieku obserwowano tzw. Wielką Erupcję gwiazdy Eta Carinae, gdy bardzo mocno pojaśniała. Dzisiaj wiemy, że efektem zachodzących wtedy procesów jest widoczna obecnie wokół gwiazdy Mgławica Homunculus. Później obserwowano kolejne pojaśnienia gwiazdy, o mniejszej skali.
 
Zespół astronomów, którym kierował Gerd Weigelt z Instytutu Maxa Plancka ds. Radioastronomii (MPIfR) w Bonn, wykorzystał w swoich najnowszych obserwacjach interferometr VLTI w Obserwatorium Paranal, należącym do ESO. Naukowcom udało się szczegółowo zbadać strefę pomiędzy gwiazdami, w której zderzają się wiatry. Do tej pory nie było takich możliwości, bowiem obszar ten jest na tyle mały, że teleskopy naziemne i kosmiczne nie używające interferometrii nie były w stanie rozdzielić szczegółów.
 
Na nowo uzyskanym obrazie widać strukturę istniejącą pomiędzy dwoma gwiazdami układu Eta Carinae. Dostrzeżono ją w miejscu, w którym wiatr od gwiazdy mniejszej i gorętszej - zderza się z gęstszym wiatrem do drugiego elementu układu.
 
"Nasze marzenia stały się rzeczywistością, ponieważ możemy teraz otrzymywać niesamowicie ostre obrazy w podczerwieni. VLTI dostarcza unikatowej możliwości polepszenia naszego zrozumienia Eta Carinae i wielu innych kluczowych obiektów" - cieszy się Gerd Weigelt.
 
Oprócz uzyskania szczegółowego obrazu, naukowcom udało się także zmierzyć prędkości wiatrów gwiazdowych. Dzięki tym pomiarom opracowano następnie nowy, lepszy model komputerowy wewnętrznej struktury układu Eta Carinae. (PAP)
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411685,astronomowie-uzyskali-obraz-zderzajacych-sie-wiatrow-gwiazdowych.html

[Orionid]

Geometria trąbki może być istotna dla wczesnej ewolucji Wszechświata
28.10.2016

Opisując gwałtowne „pęcznienie” Wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu być może powinniśmy uwzględnić efekty podobne do tych, które powodują rozchodzenie się ścieżek mrówek podróżujących po powierzchni trąbki - przekonują naukowcy z Polski i z Francji.

Pracę opublikowano we wrześniu w prestiżowym czasopiśmie "Physical Review Letters". Wyniki mogą mieć znaczenie dla oceny możliwości wykrycia fal grawitacyjnych pochodzących z epoki kosmologicznej inflacji. O badaniach poinformowali przedstawiciele Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego w przesłanym PAP komunikacie.
 
Od lat trzydziestych ubiegłego wieku wiemy, że Wszechświat się rozszerza – galaktyki rozbiegają się w tempie, które jest tym większe, im bardziej są one od siebie odległe. Naukowcy szacują, że to rozszerzanie rozpoczęło się ok. 14 miliardów lat temu w Wielkim Wybuchu, który dał początek czasowi i przestrzeni. Najdalsze, najstarsze dostępne naszym obserwacjom obszary Wszechświata wyglądają bardzo podobnie niezależnie od tego, gdzie się znajdują.
 
Ta jednorodność wczesnego Wszechświata jest dla naukowców zagadką. Gdyby Wszechświat zawsze rozszerzał się według znanych praw rządzących materią, to jego odległe obszary nie miałyby szansy „porozumieć się” co do tego, jak powinny wyglądać. Odpowiedzią na tę i kilka powiązanych zagadek jest hipoteza kosmologicznej inflacji. Mówi ona, że w początkowych chwilach po Wielkim Wybuchu Wszechświat dostatecznie długo był dostatecznie mały, by różne jego obszary zdążyły się ze sobą skomunikować. Później nastąpiła krótka faza niewyobrażalnie intensywnego rozszerzania się Wszechświata, zwana fazą inflacji. Gdy się zakończyła – a było to w ułamku sekundy po Wielkim Wybuchu – tempo rozszerzania się Wszechświata zwolniło i dziś dostrzegamy je jedynie dzięki precyzyjnym pomiarom astronomicznym.
 
Na razie nie wiadomo, co mogło spowodować początkowe gwałtowne rozszerzanie się Wszechświata. Znane nam oddziaływania i znana nam materia nie są w stanie wywołać takiego efektu – przeciwnie, ich obecność ma raczej wpływ hamujący tempo rozszerzania. Dlatego fizycy postulują, że oprócz znanych nam pól oddziaływań takich jak pole elektromagnetyczne czy grawitacyjne, powinny istnieć w przyrodzie inne, niezbadane jeszcze pola odpowiedzialne za inflację. Nie istnieje jeden uniwersalny schemat teoretyczny opisujący inflację, ale można rozważać cechy wspólne wielu modeli, których przewidywania pasują do obserwacji.
 
Analizując taką uniwersalną klasę schematów, Krzysztof Turzyński (WF UW) i Sebastien Renaux-Petel (Institut d'Astrophysique de Paris i Sorbona) zwrócili uwagę na fakt, że jeśli ewolucja inflacyjna pól zachodzi w przestrzeni z ujemną krzywizną, to może to prowadzić do istotnych efektów, które trzeba uwzględnić przy ocenie poprawności teorii opisujących wczesną ekspansję Wszechświata.
 
„Przede wszystkim trzeba zdać sobie sprawę, czym jest ujemna krzywizna” - komentuje dr Turzyński i wyjaśnia: „Dwie mrówki rozpoczynające wędrówkę po powierzchni pomarańczy w równoległych kierunkach będą nieuchronnie się do siebie zbliżać. Dzieje się tak, ponieważ powierzchnia pomarańczy ma dodatnią krzywiznę". Zwraca uwagę, że gdyby mrówki te znajdowały się na powierzchni o ujemnej krzywiźnie, takiej jak hiperboloida lub powierzchnia czary trąbki, to ich drogi by się rozchodziły. "Zasada rozbiegania się torów w przestrzeni o ujemnej krzywiźnie stosuje się nie tylko do mrówek i innych małych obiektów, ale także do bardziej abstrakcyjnych bytów, takich jak pola związane z inflacją” - opowiada dr Turzyński.
 
Modelując przebieg inflacji, zwykle zakłada się, że wartości pól, które ją wywołują, są ustalone lub nie podlegają zbyt gwałtownym zmianom. Jeśli jednak przestrzeń, w której lokujemy wartości tych pól, nie jest płaska i ma ujemną krzywiznę, to w trakcie ewolucji pola, które początkowo były bliskie ustalonej wartości, z czasem mogą znacznie od niej odbiegać. „Może to prowadzić do poważnych niestabilności podczas inflacji” - wyjaśnia dr Turzyński. „Jeżeli niestabilności te są dostatecznie duże, mogą nawet przerwać inflację, co wymusza nową interpretację danych obserwacyjnych dotyczących wczesnego Wszechświata. Wynika stąd w szczególności, że pierwotne fale grawitacyjne powstałe podczas inflacji mogą być jeszcze trudniejsze do wykrycia niż dotąd sądzono” - mówi.
 
Praca Sebastiena Renaux-Petel i Krzysztofa Turzyńskiego zatytułowana „Geometrical Destabilization of Inflation” została opublikowana pod koniec września w prestiżowym czasopiśmie Physical Review Letters.
 
PAP - Nauka w Polsce
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411798,geometria-trabki-moze-byc-istotna-dla-wczesnej-ewolucji-wszechswiata.html

[Orionid]

Astronomowie wykonali mapę całego nieba w linii wodoru neutralnego
25.10.2016

Astronomowie opracowali mapę rozmieszczenia wodoru neutralnego na całym niebie. Wykorzystali do tego dwa wielkie radioteleskopy: w Niemczech i w Australii – podały instytuty MPIfR oraz ICRAR.

Nowy przegląd nieba o nazwie HI4PI został przeprowadzony przy pomocy 100-metrowego radioteleskopu w Effelsbergu w Niemczech oraz 64-metrowego radioteleskopu w Parkes w Australii. Wykonano go na długości fali wodoru neutralnego – najbardziej rozpowszechnionego pierwiastka we Wszechświecie. Do opracowania mapy całego nieba trzeba było wykonać ponad milion indywidualnych obserwacji obejmujących około 10 milionów punktów na niebie. Zebrano dziesiątki terabajtów danych.
 
Jak mówi dr Juergen Kerp z Uniwersytetu w Bonn, choć wykrywanie wodoru neutralnego współczesnymi teleskopami jest dość proste, to wykonanie mapy całego nieba jest już poważniejszym osiągnięciem - trzeba bowiem umieć dobrze poradzić sobie z radiowym szumem generowanym w coraz większym stopniu przez naszą cywilizację, np. przez telefony komórkowe, stacje radiowe czy radary, wśród których giną słabe sygnały od gwiazd i galaktyk. W związku z tym projekt wymagał opracowania skomplikowanych algorytmów do oczyszczenia danych z tych szumów. Obróbka danych zajęła dużo więcej czasu niż tysiące godzin czasu użytego na same obserwacje.
 
Poprzednia mapa tego rodzaju była wykonana w ramach przeglądu Leiden-Argentine-Bonn (LAB) i użyto do niej radioteleskopów klasy 30 metrów. Teraz naukowcy mieli do dyspozycji większe radioteleskopy i nowocześniejsze odbiorniki. Nowa mapa HI4PI jest lepsza od poprzednich wyników - osiągnięto dwukrotnie większą czułość i czterokrotnie lepszą rozdzielczość. Powstała na podstawie danych z przeglądów Effelsberg-Bonn HI Survey (EBHIS) oraz Galactic All-Sky Survey (GASS).
 
Wodór neutralny (HI) jest podstawowym składnikiem większości obiektów astronomicznych, takich jak gwiazdy, galaktyki czy nawet gromady galaktyk. Atom wodoru składa się z pojedynczego protonu i krążącego wokół niego elektronu, jest najprostszym z pierwiastków. Ma charakterystyczną linię emisyjną na fali o długości 21 cm. Po raz pierwszy zarejestrowano taką emisję z kosmosu w 1951 roku.
 
Nową mapę nieba zaprezentowały instytuty: niemieckie Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie (MPIfR) w Bonn oraz australijski International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR). Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Astropnomy & Astrophysics”. (PAP)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411712,astronomowie-wykonali-mape-calego-nieba-w-linii-wodoru-neutralnego.html

[Orionid]

Misje Keplera w fazie K2 i Swift wykryły takie gwiazdy, których szybkie wirowanie  wokół wlasnej osi zaowocowało silnym spłaszczeniem kształtu.

18 gwiazd tego typu wykonuje obrót wokół własnej osi w ciągu kilku dni. W przypadku Słońca ta wartość na równiku wynosi 25,05 dnia. Zjawiska plam słonecznych i rozbłysków na takich gwiazdach są znacznie bardziej zintensyfikowane.

Najbardziej wyrazista przedstawicielka  tej grupy to gwiazda typu K, która jest pomarańczowym gigantem o nazwie   KSW 71. Jest ona  ponad 10 razy większa od Słońca, a jej obrót wokół własnej osi wynosi  5,5 dnia.
Jej emisja w zakresie   rentgenowskim jest  4000 razy intensywniejsza niż w przypadku Słońca w okresie słonecznego maksimum.

Astronomers using observations from NASA's Kepler and Swift missions have discovered a batch of rapidly spinning stars that produce X-rays at more than 100 times the peak levels ever seen from the sun. The stars, which spin so fast they've been squashed into pumpkin-like shapes, are thought to be the result of close binary systems where two sun-like stars merge. [...]

These rare stars were found as part of an X-ray survey of the original Kepler field of view, a patch of the sky comprising parts of the constellations Cygnus and Lyra. From May 2009 to May 2013, Kepler measured the brightness of more than 150,000 stars in this region to detect the regular dimming from planets passing in front of their host stars. The mission was immensely successful, netting more than 2,300 confirmed exoplanets and nearly 5,000 candidates to date. An ongoing extended mission, called K2, continues this work in areas of the sky located along the ecliptic, the plane of Earth's orbit around the sun. [...]

http://phys.org/news/2016-10-nasa-missions-harvest-passel-pumpkin.html
http://www.pulskosmosu.pl/2016/10/30/misje-nasa-odkrywaja-tabuny-dyniowatych-gwiazd/

[Orionid]

Pojawiły się wątpliwości co do przyspieszania rozszerzania się Wszechświata. Jednak teoria się broni.


Profesor Sarkar, który pracuje także w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze, powiedział: „Odkrycie przyspieszania ekspansji Wszechświata nagrodzono Nagrodą Nobla, Nagrodą Grubera i nagrodą Breakthrough Prize w fizyce. Doprowadziło także do powszechnego przyjęcia idei, mówiącej o tym, że wszechświat zdominowany jest przez „ciemną energię”, która zachowuje się jak stała kosmologiczna – aktualnie jest to „standardowy model”w kosmologii.”

„Jednak teraz dysponujemy dużo większą bazą supernowych, na której możemy przeprowadzać rygorystyczną i szczegółową analizę statystyczną. Przeanalizowaliśmy najnowszy katalog 740 supernowych typu Ia – ponad dziesięciokrotnie większy od oryginalnej próbki, na której oparto oryginalne wnioski – i odkryliśmy, że dowody przyspieszania ekspansji charakteryzują się najwyżej „3 sigma”. To znacznie mniej niż standardowe 5 sigma wymagane do potwierdzenia odkrycia o fundamentalnym znaczeniu.” [...]

Źródło: http://www.pulskosmosu.pl/2016/10/21/rozszerzanie-wszechswiata-przyspiesza-czy-aby-na-pewno/
http://phys.org/news/2016-10-universe-rateor.html


These days the important point is that if you take all of the supernova data and throw it in the bin, we still have ample evidence that the universe's expansion accelerates.

For example, in Australia we did a project called WiggleZ, which over five years made a survey of the positions of almost a quarter of a million galaxies.

The pattern of galaxies isn't actually random, so we used this pattern to effectively lay grid paper over the universe and measure how its size changes with time.
Using this data alone shows the expanding universe is accelerating, and it is independent of any supernova information. The Nobel Prize was awarded only after this and many other observational techniques confirmed the supernova findings.

http://phys.org/news/2016-10-expansion-universe.html

[Orionid]

Gwiezdno-gazowe tsunami wytworzyło dziwną strukturę w jednej z galaktyk
07.11.2016

Naukowcy dostrzegli w galaktyce IC 2163 strukturę, którą określili jako podobną kształtem do powiek oka. Jej wytworzenie jest efektem kolizji z inną galaktyką, która spowodowała falę gazu i narodzin gwiazd przemieszczającą się przez dysk galaktyki.

Informację na ten temat podało amerykańskie National Radio Astronomical Observatory (NRAO).
 
Astronomowie wykorzystali sieć radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) do zbadania galaktyki spiralnej IC 2163, która niedawno odnotowała kolizję z inną galaktyką spiralną NGC 2207.
 
"Chociaż galaktyczne kolizje tego rodzaju nie są czymś wyjątkowym, znanych jest zaledwie kilka galaktyk ze strukturami przypominającymi kształtem oko z powiekami" - wskazuje Michele Kaufman, główna autorka publikacji, która ukazała się w czasopiśmie „Astrophysical Journal”.
 
Według badaczy rzadkość w dostrzeganiu podobnych struktur wynika z ich tymczasowej natury. Istnieją przez kilkadziesiąt milionów lat, co jest krótkim czasem w porównaniu z całym okresem istnienia galaktyki. Naukowcy oceniają, że odnalezienie przykładu galaktyki w stanie tuż po uformowaniu się takiej struktury, jest wyjątkową okazją do zbadania dokładnie tego, co się dzieje, gdy jedna galaktyka zderza się z drugą.
 
Oddziałująca ze sobą para galaktyk IC 2163 i NGC 2207 znajduje się 114 milionów lat świetlnych od nas w kierunku gwiazdozbioru Wielkiego Psa. Galaktyki przeszły bardzo blisko siebie, zawadziły o siebie „krawędziami” - swoimi zewnętrznymi ramionami spiralnymi. Spowodowało to przemieszczanie się fali w gazie dysku galaktycznym oraz zintensyfikowanie procesów gwiazdotwórczych. Być może jest to pierwsze spotkanie galaktyk przed ostatecznym połączeniem w jedną galaktykę.
 
Przy pomocy radioteleskopu ALMA naukowcy zmierzyli ruchy gazu tlenku węgla w galaktyce IC 2163 w strukturze przypominające powiekę oka. Tlenek węgla jest wskaźnikiem gazu molekularnego, który stanowi paliwo dla procesów powstawania gwiazd. Dane pokazały, że zewnętrzne fragmenty gazu w „powiece” poruszają się do wnętrza z prędkością 100 km/s. Gaz ten szybko spowalnia i staje się chaotyczny, zmieniając trajektorię z kierunku na centrum na zgodną z rotacją galaktyki. Na dodatek okazuje się, że im bardziej gaz spowalnia gaz, tym staje się gęstszy.
 
Komputerowe modele przewidują, że wytwarzanie się struktur podobnych do powiek następuje w galaktykach oddziałujących z innymi w specyficzny sposób. Dzięki obserwacjom radiowym galaktyki IC 2163 mamy obserwacyjny przykład potwierdzający poprawność tych modeli.
 
Bruce Elmegreen z IBM T.J. Watson Research Center w Yorktown Heights używa obrazowego porównania do fal w ziemskich oceanach. Według niego to, co obserwujemy w galaktyce, jest podobne do wielkiej fali na oceanie, która kieruje się w stronę wybrzeża, a po oddziaływaniu z mielizną traci impet i wyrzuca całą wodę z piaskiem na plażę.(PAP)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411904,gwiezdno-gazowe-tsunami-wytworzylo-dziwna-strukture-w-jednej-z-galaktyk.html

[Orionid]

Nowa teoria grawitacji eliminuje istnienie ciemnej materii.

New theory of gravity might explain dark matter
November 8, 2016

(...) No need for dark matter

According to Erik Verlinde, there is no need to add a mysterious dark matter particle to the theory. In a new paper, which appeared today on the ArXiv preprint server, Verlinde shows how his theory of gravity accurately predicts the velocities by which the stars rotate around the center of the Milky Way, as well as the motion of stars inside other galaxies.

"We have evidence that this new view of gravity actually agrees with the observations, " says Verlinde. "At large scales, it seems, gravity just doesn't behave the way Einstein's theory predicts."

At first glance, Verlinde's theory presents features similar to modified theories of gravity like MOND (modified Newtonian Dynamics, Mordehai Milgrom (1983)). However, where MOND tunes the theory to match the observations, Verlinde's theory starts from first principles. "A totally different starting point," according to Verlinde. (...)

http://phys.org/news/2016-11-theory-gravity-dark.html

[Orionid]

Uzyskano obrazy struktur w dyskach protoplanetarnych
12.11.2016

Europejskie Obserwatorium Południowe zaprezentowało zdjęcia dysków protoplanetarnych, w których widać efekty oddziaływań od nowo powstających planet na dyski, z których planety te się formują.

Trzy zespoły astronomów przeprowadziły obserwacje przy pomocy instrumentu SPHERE Na teleskopie VLT w Obserwatorium Paranal w Chile. Celem badań każdej z grup były dyski protoplanetarne, czyli obszary gazu i pyłu otaczające niedawno powstałą gwiazdę, w których tworzą się planety.
 
Tego rodzaju dyski mogą rozciągać się na miliardy kilometrów. Wraz z upływem czasu cząstki w dyskach zderzają się ze sobą, łączą w coraz większe obiekty i w końcu powstają ciała o rozmiarach planet. Tyle mówi teoria, natomiast szczegółowy przebieg tych procesów nie jest dokładnie znany astronomom i stanowi obecnie jedną z intensywniejszych dziedzin badań Wszechświata.
 
W wyniku oddziaływania rosnących planet, w dyskach mogą wykształcać się różne struktury, takie jak pierścienie, ramiona spiralne czy zacienione pustki. Astronomowie nadal poszukują jednoznacznego powiązania pomiędzy tymi strukturami a planetami. W badaniach od dwóch lat pomaga instrument o nazwie SPHERE, który dzięki nowatorskim technologiom pozwala uzyskiwać ostre obrazy dysków protoplanetarnych. Instrument korzysta z systemu optyki adaptatywnej (do niwelowania zaburzającego wpływu ziemskiej atmosfery na obserwacje), koronografu (do zakrycia gwiazdy, aby można było dostrzec dysk protoplanetarny wokół niej) oraz polarymetrii (do lepszego odróżnienia światła pochodzącego bezpośrednio od gwiazdy, które jest niespolaryzowane, od światła od dysku, które cechuje się polaryzacją).
 
Na zaprezentowanych przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) zdjęciach widać dysk protoplanetarny wokół młodej gwiazdy RXJ1615, odległej od nas o 600 lat świetlnych i widocznej w gwiazdozbiorze Skorpiona. Grupa badawcza, którą kieruje Jos de Boer z Leiden Observatory w Holandii, znalazła skomplikowany system koncentrycznych pierścieni w dysku wokół gwiazdy. Można użyć porównania, że struktura ta przypomina gigantyczną wersję pierścieni Saturna. Co więcej, wiek gwiazdy szacuje się na zaledwie 1,8 miliona lat, jest to więc trochę nieoczekiwany wynik – struktury świadczą o tym, że w dysku, w tak krótkim w astronomicznej skali czasie, wykształciły się już ciała o masach planetarnych. Do tej pory podobne struktury sfotografowano dopiero kilka razy, w dyskach starszych, bardziej wyewoluowanych.
 
Z kolei Christian Ginski z Leiden Observatory w Holandii, wraz ze współpracownikami, uzyskali obraz innego dysku protoplanetarnego, wokół gwiazdy HD97048 w konstelacji Kameleona. Ten odległy o około 500 lat świetlnych od nas dysk również posiada pierścienie, a także pustki i wiry.
 
Trzeci z dysków należy do ich innej, powszechniejszej kategorii – dysków asymetrycznych. Tomas Stolker z Anton Pannekoek Institute for Astronomy i jego grupa badawcza uzyskali obraz dysku protoplanetarnego wokół gwiazdy HD135344B, odległej od nas o 450 lat świetlnych. Gwiazda już wcześniej była przedmiotem intensywnych badań, ale dzięki instrumentowi SPHERE udało się uzyskać więcej szczegółów na obrazie. Widać dużą centralną pustkę oraz dwa wyraźne zakręcone pasma przypominające ramiona galaktyk spiralnych (przy czym ramiona spiralne w galaktykach mają zupełnie inną skalę wielkości niż dyski protoplanetarne, podobny jest jedynie widok na zdjęciu). Naukowcy uważają, że taki układ ramion świadczy o istnieniu w dysku być może nawet kilku planet o masach takich jak Jowisz.
 
W dysku wokół HD135344B zaobserwowano coś jeszcze. Są tam cztery ciemne pasma, będące przypuszczalnie cieniami rzucanymi przez poruszającą się materię. Gdy porównano obserwacje wykonane w odstępie kilku miesięcy, jedno z pasm zmieniło się w sposób zauważalny. Czyli naukowcy spojrzeli jakby „na żywo” na trwający proces ewolucji planetarnej. (PAP)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411952,uzyskano-obrazy-struktur-w-dyskach-protoplanetarnych.html

[Orionid]

Zaobserwowano nieznaną supergromadę galaktyk ukrytą za Drogą Mleczną
17.11.2016

Nieznaną do tej pory supergromadę galaktyk w gwiazdozbiorze Żagla, częściowo ukrytą na niebie za Drogą Mleczną, odkrył międzynarodowy zespół astronomów z udziałem polskiego naukowca. O wynikach badań poinformowały Uniwersytet w Kapsztadzie (RPA) i Uniwersytet w Lejdzie (Holandia).

Supegromady galaktyk to największe i najmasywniejsze struktury we Wszechświecie. Składają się z gromad galaktyk, czyli zbiorowisk setek lub tysięcy galaktyk. Ich rozmiary mogą osiągać nawet 200 milionów lat świetlnych. We Wszechświecie rozłożone są na kształt wielkiej kosmicznej sieci, tworząc „ściany” otaczające gigantyczne kosmiczne pustki. Najmasywniejszą znaną supergromadą w naszym lokalnym Wszechświecie jest Supergromada Shapleya, odkryta przez Harlowa Shapleya w 1930 roku. Jest ona oddalona od nas o 650 milionów lat świetlnych.
 
Inną, nieznaną do tej pory, dużą supergromadę galaktyk w gwiazdozbiorze Żagla, odkryła ostatnio grupa badawcza z RPA, Holandii, Australii i Niemiec, z udziałem polskiego astronoma pracującego w Holandii. Dzieli nas od niej dystans 800 milionów lat świetlnych, a na niebie zajmuje obszar większy niż Supergromada Shapleya.
 
Odkrycia dokonano na podstawie obserwacji spektroskopowych tysięcy galaktyk. W roku 2012 dzięki obserwacjom prowadzonym na teleskopie SALT w RPA (w którym Polska ma częściowy udział), odkryto osiem nieznanych gromad galaktyk znajdujących się w gwiazdozbiorze Żagla. Kolejne pomiary przy pomocy Anglo-Australijskiego Teleskopu (AAT) w Australii dały tysiące przesunięć ku czerwieni dla galaktyk i umożliwiły ocenę rozciągłości w przestrzeni całej struktury.
 
Dr Maciej Bilicki z Obserwatorium w Lejdzie (Holandia) zajmował się głównie teoretyczną częścią badań: szacowaniem zliczeń galaktyk i gęstości supergromady, a także jej wpływem na ruch Grupy Lokalnej, czyli najbliższego nam zgrupowania kilkudziesięciu galaktyk, do którego należy także Droga Mleczna.
 
Odkrycie istnienia dużej supergromady gromady galaktyk w naszym kosmicznym otoczeniu jest istotne w kontekście kosmologicznym. Tego typu wielkie koncentracje masy silnie oddziałują na swoje otoczenie w dużym obszarze.
 
"Pomimo sporej odległości od nas Supergromada w Żaglu może mieć znaczący wpływ na ruch Grupy Lokalnej. Mamy nadzieję, iż pozwoli rozwiązać zagadki obserwowanych ruchów galaktyk wokół nas" - mówi dr Bilicki.
 
Potwierdzenie istnienia Supergromady w Żaglu udało się uzyskać dopiero teraz, bowiem na niebie znajduje się częściowo za Drogą Mleczną. Jak tłumaczy polski astronom, przeszkodą w badaniu tego rejonu jest pył i gwiazdy z naszej Galaktyki, a im bliżej równika galaktycznego, tym skuteczniej odcinają one sygnał pozagalaktyczny, szczególnie w zakresie optycznym i ultrafioletowym, ale także w podczerwonym. Dodatkowo w pobliżu znajduje się jedno z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego – pozostałość po supernowej w Żaglu – co skutecznie utrudnia lub wręcz uniemożliwia pomiary w zakresie rentgenowskim, używane do szukania gromad galaktyk.
 
Jak przypomniał dr Bilicki w rozmowie z PAP, naukowcy od co najmniej dekady podejrzewali, że coś istnieje we wspomnianym rejonie. Pierwsze wskazówki uzyskano ze zliczeń fotometrycznych z przeglądu podczerwonego 2MASS i ze skanów płyt fotograficznych. Dodatkowo analizy kosmicznych przepływów, takich jak ruch Grupy Lokalnej, sugerowały występowanie zgrupowania masy w tym rejonie. Niestety obszar ten nie był praktycznie wcale zbadany w trzech wymiarach, aż do opisywanej kampanii spektroskopowej. "A bez pomiarów spektroskopowych nie można było uzyskać potwierdzenia, że faktycznie znajduje się tam supergromada galaktyk" – mówi dr Bilicki.
 
Jakby mało było przeszkód natury kosmicznej, to realizacji badań nie ułatwiała ziemska przyroda. Gdy naukowcy otrzymali czas obserwacyjny na teleskopie AAT w 2013 roku, wielki pożar buszu uniemożliwił obserwacje i trzeba było czekać aż rok na ich wykonanie.
 
"Potem jeszcze było analizowanie danych i przekonanie siebie samych, że faktycznie nie jest to przypadkowe zgrupowanie niewielkiej ilości galaktyk, tylko faktycznie supergromada – na co mamy obecnie silne dowody. Choć wydaje się, że ostateczna weryfikacja jak duża jest to struktura, będzie możliwa dopiero dzięki obserwacjom radiowym neutralnego wodoru, instrumentami takimi jak MeerKAT czy ASKAP" dodaje dr Bilicki.
 
W publikacji naukowcy określają Supergromadę w Żaglu mianem Terra Incognita. Ten używany w kartografii łaciński termin oznacza "ziemię nieznaną", białą plamę na mapach. Badacze obrazowo porównują supergromadę do wielkiego, nieznanego kontynentu, który nauka dopiero zaczyna poznawać. Zapowiadają dalsze badania, aby poznać jak duża jest ta supergromada i ustalić jej znaczenie kosmologiczne.
 
Wyniki badań opisano w artykule, który ukaże się w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – Letters”. Grupą badawczą kieruje prof. Renée C. Kraan-Korteweg z Uniwersytetu w Kapsztadzie.
 
PAP - Nauka w Polsce

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,412023,zaobserwowano-nieznana-supergromade-galaktyk-ukryta-za-droga-mleczna.html

[Orionid]

Distant star is roundest object ever observed in nature
November 16, 2016

The faster the rotation, the more oblate the star becomes. Our Sun rotates with a period of 27 days and has a radius at the equator that is 10 km larger than at the poles; for the Earth this difference is 21 km. Gizon and his colleagues selected a slowly rotating star named Kepler 11145123. This hot and luminous star is more than twice the size of the Sun and rotates three times more slowly than the Sun.

Gizon and his colleagues selected this star to study because it supports purely sinusoidal oscillations. The periodic expansions and contractions of the star can be detected in the fluctuations in brightness of the star. NASA's Kepler mission observed the star's oscillations continuously for more than four years. Different modes of oscillation are sensitive to different stellar latitudes. For their study, the authors compare the frequencies of the modes of oscillation that are more sensitive to the low-latitude regions and the frequencies of the modes that are more sensitive to higher latitudes. This comparison shows that the difference in radius between the equator and the poles is only 3 km with a precision of 1 km. "This makes Kepler 11145123 the roundest natural object ever measured, even more round than the Sun," explains Gizon.

http://phys.org/news/2016-11-distant-star-roundest-nature.html
http://www.pulskosmosu.pl/2016/11/17/odlegla-gwiazda-najbardziej-okraglym-obiektem-naturalnym-znanym-nauce/

[Orionid]

Odkryto dużo galaktyk karłowatych we wczesnym Wszechświecie
23.11.2016

Międzynarodowy zespół badawczy, prowadzony przez astronomów z University of California w Riverside (USA), odkrył dużą populację odległych, bardzo małych galaktyk, tzw. galaktyk karłowatych. Obserwacji dokonano przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

Uważa się, że galaktyki karłowate odgrywały istotną rolę podczas jednego z najwcześniejszych etapów ewolucji Wszechświata – ery wtórnej jonizacji, gdy wczesny Wszechświat przechodził ze stanu ciemnego, neutralnego i nieprzezroczystego do jasnego, zjonizowanego i przezroczystego (proces ten zachodził od 150 milionów do 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu). Pomimo tego, obiekty te nadal są zagadkowe, bowiem świecą niezwykle słabo i gdy są odległe, trudno je dostrzec nawet przy pomocy największych teleskopów. A to oznacza, że nasz obraz wczesnego Wszechświata pozostaje niekompletny.
 
Pomoc w badaniach bardzo odległych galaktyk karłowatych nadeszła od strony samej przyrody, a dokładniej od zjawiska zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym. Polega ono na tym, że gdy promienie świetlne przechodzą w pobliżu dużej masy, ich bieg ulega zakrzywieniu – masa działa niczym soczewka i może nam powiększyć obraz odległej galaktyki. W ten sposób galaktyki w normalnych warunkach niewidoczne dla teleskopów, mogą stać się dla nich dostrzegalne.
 
Aby wykorzystać tę właściwość soczewkowania grawitacyjnego do badań nad galaktykami karłowatymi z wczesnego Wszechświata, naukowcy postanowili w 2014 roku dokonać obserwacji jednej z gromad galaktyk (Abell 1689), która wywołuje zjawisko soczewkowania grawitacyjnego. Wyniki tych badań zostały opisane w artykule, który właśnie ukazał się w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.
 
Naukowcy prowadzili obserwacje przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, aby uzyskać głębokie obrazy gromady galaktyk. Na zdjęciach odnaleziono dużą populację galaktyk karłowatych widocznych w stanie, gdy Wszechświat miał od 2 do 6 miliardów lat. Ten przedział czasu był najbardziej produktywny dla procesów gwiazdotwórczych.
 
Dodatkowo wykorzystano dane spektroskopowe ze spektrografu MOSFIRE, pracującego w W.M. Keck Observatory. Było to potrzebne do potwierdzenia odległości do galaktyk, czyli że faktycznie mamy do czynienia z galaktykami z okresu od 2 do 6 miliardów lat po Wielkim Wybuchu (ponieważ prędkość światła jest skończona, to im dalej patrzymy w kosmos, tym bardziej zagłębiamy się w przeszłość Wszechświata).
 
Nowo odkryte galaktyki karłowate są od 10 do 100 razy słabsze niż galaktyki do tej pory obserwowane dla tego okresu w historii Wszechświata. Przy czym są znacznie liczniejsze niż ich jaśniejsze odpowiedniczki. Okazało się także, że liczba galaktyk karłowatych ewoluowała w czasie, we wcześniejszych etapach historii Wszechświata było ich więcej niż w czasach późniejszych.
 
Galaktyki karłowate są najliczniejszym rodzajem galaktyk we wspomnianym okresie historii Wszechświata i pomimo swojego słabego blasku odpowiadają za ponad połowę promieniowania ultrafioletowego. Ponieważ ten rodzaj promieniowania jest produkowany szczególnie przez młode, gorące gwiazdy, oznacza to także, iż galaktyki karłowate zawierały znaczący odsetek nowo utworzonych gwiazd.
 
Astronomowie mają nadzieję, że kolejna generacja teleskopów pozwoli dokładniej zbadać galaktyki karłowate z wczesnego Wszechświata. Do tych celów służyć będzie m.in. następca Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, czyli Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego wystrzelenie NASA planuje na październik 2018 roku. (PAP)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,412099,odkryto-duzo-galaktyk-karlowatych-we-wczesnym-wszechswiecie.html
http://www.pulskosmosu.pl/2016/11/22/liczne-galaktyki-karlowate-we-wczesnym-wszechswiecie/

[Orionid]

Virgo I: najsłabsza karłowata galaktyka satelitarna Drogi Mlecznej
PRZEZ REDAKCJA W DNIU 24 LISTOPADA 2016

(...) Jak dotąd zidentyfikowano około 50 galaktyk satelitarnych Drogi Mlecznej. Około 40 z nich to słabe i rozmyte galaktyki należące do kategorii tak zwanych „sferoidalnych galaktyk karłowatych”. Wiele z niedawno odkrytych galaktyk karłowatych, szczególnie tych odkrywanych w ramach systematycznych fotometrycznych przeglądów nieba, np. Sloan Digital Sky Survey (SDSS) oraz Dark Energy Survey (DES) to galaktyki bardzo słabe o jasności absolutnej w zakresie optycznym poniżej -8 magnitudo. To tak zwane „ultra-słabe galaktyki karłowate”. Niemniej jednak, do wcześniejszych poszukiwań wykorzystywano teleskopy o średnicy lustra od 2.5 do 4 metrów, przez co identyfikowano tylko satelity stosunkowo bliskie Słońcu lub te nieznacznie jaśniejsze. Obiekty bardziej odległe lub słabsze, wciąż znajdujące się w halo Drogi Mlecznej, nadal czekają na odkrycie. (...)

„Ku naszemu zaskoczeniu, to jest jedna z najsłabszych galaktyk satelitarnych – jej jasność w pasmie widzialnym wynosi zaledwie -0.8. To faktycznie jest galaktyka, ponieważ przestrzennie jej promień wynosi około 124 lat – znacznie więcej niż gromady kuliste o porównywalnej jasności.”

Najsłabszą galaktyką satelitarną do tej pory była Segue I odkryta w przeglądzie SDSS (-1.5 mag) oraz Cetus II z przeglądu DES (0.0 mag). Cetus II jednak wciąż oczekuje na potwierdzenie, bowiem wydaje się, że jest zbyt kompaktowa jak na galaktykę. Virgo I może zatem okazać się najsłabszą galaktyką satelitarną dotąd odkrytą. Znajduje się ona w odległości 280 000 lat świetlnych od Słońca. Virgo I pozostaje poza zasięgiem SDSS, który już wcześniej badał ten obszar nieba w gwiazdozbiorze Panny. (...)

Źródło: Puls Kosmosu, http://kosmonauta.net/2016/11/virgo-i-najslabsza-karlowata-galaktyka-satelitarna-drogi-mlecznej/