Astrofizyka - Badania różne (zbiorczo)

[Orionid]

Sposób astronomów z UW na szukanie czarnych dziur
21.01.2020 aktualizacja 24.01.2020© Ludwika Tomala

Na razie w naszej Galaktyce odnaleziono tylko kilkadziesiąt czarnych dziur, choć zapewne są tu ich setki milionów. Polscy astronomowie w ramach misji kosmicznej Gaia ujawnili sekrety skrywane przez parę niewidocznych gwiazd i dowiedli, że mają dobry sposób na szukanie czarnych dziur w Drodze Mlecznej.

"Za pomocą naszych badań i obserwacji udało nam się zobaczyć coś, czego normalnie nie byłoby widać - układ gwiazd, który emituje nie za wiele światła" - mówi w rozmowie z PAP dr hab. Łukasz Wyrzykowski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. To układ podwójny Gaia16aye w konstelacji Łabędzia złożony z dwóch czerwonych karłów. (...)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80400%2Csposob-astronomow-z-uw-na-szukanie-czarnych-dziur.html

[Orionid]

O powstawaniu masywnych gwiazd w "Nature Astronomy"
22.01.2020

(...) Obecne teorie gwiazdotwórcze przewidują, że intensywne promieniowanie masywnych "protogwiazd" powinno ograniczyć przyrost ich mas do około 8 mas Słońca. Jednak z obserwacji wiemy, że tylko w naszej galaktyce istnieją setki masywnych gwiazd charakteryzujących się o wiele większą masą. Ta rozbieżność pomiędzy teorią a obserwacjami była problematyczna dla astronomów od dziesięcioleci. Zaproponowanych zostało kilka nowych teorii, które miałyby rozwiązać ten problem, w tym jedna, która twierdzi, że masywne protogwiazdy przechodzą przez okresy intensywnej akrecji.

Teoria przewiduje relatywnie krótkie impulsy akrecji, w trakcie których duża ilość otaczającego gazu "spływa" na protogwiazdę, zwiększając jej masę. Te impulsy mogą być oddzielone od siebie o setki, jeśli nie tysiące lat. Dodatkowym problemem jest to, że większość masywnych protogwiazd jest otoczona gęstą chmurą pyłu i gazu, który uniemożliwia obserwacje optyczne. (...)

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80426%2Co-powstawaniu-masywnych-gwiazd-w-nature-astronomy.html

[Orionid]

Model pulsacyjny komplikuje dotychczasowe rozumienie eksplozji gwiazd wielkości Betelgezy

A Massive Star’s Dying Breaths
Physicists model the supernovae that result from pulsating supergiants like Betelgeuse
By Harrison Tasoff Friday, February 28, 2020 - 05:00  Santa Barbara, CA


Unlike most stars, Betelgeuse is large enough and close enough for scientists to resolve with instruments like the ALMA telescope. Photo Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P. KERVELLA

(...) A supernova's characteristics vary with the star's mass, total explosion energy and, importantly, its radius. This means Betelgeuse's pulsation makes predicting how it will explode rather more complicated.

The researchers found that if the entire star is pulsating in unison—breathing in and out, if you will—the supernova will behave as though Betelgeuse was a static star with a given radius. However, different layers of the star can oscillate opposite each other: the outer layers expand while the middle layers contract, and vice versa.

For the simple pulsation case, the team's model yielded similar results to the models that didn't account for pulsation. "It just looks like a supernova from a bigger star or a smaller star at different points in the pulsation," Goldberg explained. "It's when you start considering pulsations that are more complicated, where there's stuff moving in at the same time as stuff moving out—then our model actually does produce noticeable differences," he said.

In these cases, the researchers discovered that as light leaks out from progressively deeper layers of the explosion, the emissions would appear as though they were the result of supernovae from different sized stars. (...)

https://www.news.ucsb.edu/2020/019809/massive-star-s-dying-breaths

[Orionid]

Record-breaking Explosion by Black Hole Spotted
Feb. 27, 2020 Molly Porter Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala. [NASA]


Evidence for the biggest explosion seen in the Universe comes from a combination of X-ray data from Chandra and XMM-Newton, and the Murchison Widefield Array and Giant Metrewave Telescope, as shown here. The eruption is generated by a black hole located in the cluster's central galaxy, which has blasted out jets and carved a large cavity in the surrounding hot gas. Researchers estimate this explosion released five times more energy than the previous record holder and hundreds of thousands of times more than a typical galaxy cluster.
Credits: X-ray: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

The biggest explosion seen in the universe has been found. This record-breaking, gargantuan eruption came from a black hole in a distant galaxy cluster hundreds of millions of light years away.

"In some ways, this blast is similar to how the eruption of Mt. St. Helens in 1980 ripped off the top of the mountain," said Simona Giacintucci of the Naval Research Laboratory in Washington, DC, and lead author of the study. "A key difference is that you could fit fifteen Milky Way galaxies in a row into the crater this eruption punched into the cluster's hot gas."

Astronomers made this discovery using X-ray data from NASA's Chandra X-ray Observatory and ESA's XMM-Newton, and radio data from the Murchison Widefield Array (MWA) in Australia and the Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India.

The unrivaled outburst was detected in the Ophiuchus galaxy cluster, which is about 390 million light years from Earth. Galaxy clusters are the largest structures in the Universe held together by gravity, containing thousands of individual galaxies, dark matter, and hot gas.

In the center of the Ophiuchus cluster, there is a large galaxy that contains a supermassive black hole. Researchers think that the source of the gigantic eruption is this black hole.

Although black holes are famous for pulling material toward them, they often expel prodigious amounts of material and energy. This happens when matter falling toward the black hole is redirected into jets, or beams, that blast outward into space and slam into any surrounding material.

Chandra observations reported in 2016 first revealed hints of the giant explosion in the Ophiuchus galaxy cluster. Norbert Werner and colleagues reported the discovery of an unusual curved edge in the Chandra image of the cluster. They considered whether this represented part of the wall of a cavity in the hot gas created by jets from the supermassive black hole. However, they discounted this possibility, in part because a huge amount of energy would have been required for the black hole to create a cavity this large.

The latest study by Giacintucci and her colleagues show that an enormous explosion did, in fact, occur. First, they showed that the curved edge is also detected by XMM-Newton, thus confirming the Chandra observation. Their crucial advance was the use of new radio data from the MWA and data from the GMRT archives to show the curved edge is indeed part of the wall of a cavity, because it borders a region filled with radio emission. This emission is from electrons accelerated to nearly the speed of light. The acceleration likely originated from the supermassive black hole.

"The radio data fit inside the X-rays like a hand in a glove," said co-author Maxim Markevitch of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "This is the clincher that tells us an eruption of unprecedented size occurred here."

The amount of energy required to create the cavity in Ophiuchus is about five times greater than the previous record holder, MS 0735+74, and hundreds and thousands of times greater than typical clusters.

The black hole eruption must have finished because the researchers do not see any evidence for current jets in the radio data. This shutdown can be explained by the Chandra data, which show that the densest and coolest gas seen in X-rays is currently located at a different position from the central galaxy. If this gas shifted away from the galaxy it will have deprived the black hole of fuel for its growth, turning off the jets.

This gas displacement is likely caused by "sloshing" of the gas around the middle of the cluster, like wine sloshing around in a glass. Usually the merger of two galaxy clusters triggers such sloshing, but here it could have been set off by the eruption.

One puzzle is that only one giant region of radio emission is seen, as these systems usually contain two on opposite sides of the black hole. It is possible that the gas on the other side of the cluster from the cavity is less dense so the radio emission there faded more quickly.

"As is often the case in astrophysics we really need multiwavelength observations to truly understand the physical processes at work," said Melanie Johnston-Hollitt, a co-author from International Centre for Radio Astronomy in Australia. "Having the combined information from X-ray and radio telescopes has revealed this extraordinary source, but more data will be needed to answer the many remaining questions this object poses."

A paper describing these results appears in the February 27th issue of The Astrophysical Journal, and a preprint is available here. In addition to Giacintucci, Markevitch, and Johnston-Hollitt, the authors are Daniel Wik (University of Utah), Qian Wang (University of Utah), and Tracy Clarke (Naval Research Laboratory). The paper by Norbert Werner2016 was published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

NASA's Marshall Space Flight Center manages the Chandra program. The Smithsonian Astrophysical Observatory's Chandra X-ray Center controls science and flight operations from Cambridge and Burlington, Massachusetts.

For more Chandra images, multimedia and related materials, visit: http://www.nasa.gov/chandra
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/record-breaking-explosion-by-black-hole-spotted.html

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata
28 lut 2020

(...) Najnowsze badania zespołu pokazują, że w rzeczywistości miała miejsce potężna eksplozja. Po pierwsze, wykazali, że zakrzywiona krawędź jest również wykrywana przez XMM-Newton, potwierdzając tym samym obserwacje Chandra. Ich kluczowym postępem było wykorzystanie nowych danych radiowych z MWA i danych z archiwum GMRT do wykazania, że zakrzywiona krawędź jest rzeczywiście częścią ściany wnęki, ponieważ graniczy z regionem wypełnionym emisją radiową. Emisja ta pochodzi z elektronów przyspieszanych do prędkości zbliżonych do prędkości światła. Przyspieszenie pochodzi prawdopodobnie od supermasywnej czarnej dziury.

Ilość energii potrzebnej do stworzenia wnęki w Ophiuchus jest około pięć razy większa niż miała poprzednia rekordzistka, MS 0735+74, oraz setki i tysiące razy większa niż typowych gromad. (...)
https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/wykryto-najwieksza-eksplozje-w-historii-wszechswiata

[kanarkusmaximus]

Stan na 7 marca - jasność oceniana na około +1,36.

[kanarkusmaximus]

Stan na 11 marca - już +1,24 magnitudo.

[Orionid]

Życie wokół gwiazd typu K
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 13 KWIETNIA 2020

(...) Jest możliwe, że inny typ gwiazdowy może być bardziej dogodny dla życia we Wszechświecie. Jest to typ gwiazdowy K – klasa gwiazd “pośrednia” pomiędzy gwiazdami typu G (podobnych do naszego Słońca) oraz typami gwiazdowymi czerwonych karłów. (...)

https://kosmonauta.net/2020/04/zycie-wokol-gwiazd-typu-k/

2E) 2023 mar 23 12:30 Kosmonauta.net
Życie wokół gwiazd typu K
Astronomowie podejrzewają, że planety krążące wokół gwiazdy typu K mogą być dobrym miejscem dla powstania i utrzymania życia.
https://kosmonauta.net/2020/04/zycie-wokol-gwiazd-typu-k/

[Orionid]

SOFIA obserwuje Betelgezę
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 11 MAJA 2020

(...) Instrument Echelon Cross Echelle Spectrograph (EXES) zainstalowany na SOFIA wykonał w lutym 2020 obserwacje Betelgezy m.in. na pasmach emisyjnych zjonizowanego żelaza oraz neutralnej siarki (około 25 – 26 mikrometrów), w celu określenia interakcji tej gwiazdy z bezpośrednim otoczeniem. Te linie odpowiadają przestrzeni w odległości od 3 do 20 promieni gwiazdy. Obserwacje z lutego 2020 porównano z wcześniejszymi wynikami – z 2015 i 2017 roku. Co ciekawe, okazało się, że spektrum na wspomnianym zakresie nie różniło się zbytnio od tych wcześniejszych. Oznacza to, że gaz i pył dookoła Betelgezy nie był odpowiedzialny za ostatni spadek jasności. (...)
https://kosmonauta.net/2020/05/sofia-obserwuje-betelgeze/

https://skyandtelescope.org/observing/is-betelgeuse-approaching-a-crossroads/

https://www.dlr.de/blogs/en/all-blog-posts/sofia-observes-the-star-betelgeuse.aspx

[Orionid]

Spiral Graph na Zooniverse
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 15 MAJA 2020

(...) Trzynastego maja 2020 na Zooniverse ruszył nowy projekt. Nazwa tego projektu to Spiral Graph. Celem Spiral Graph jest badanie struktury galaktyk spiralnych – a ściślej stopnia “skręcenia” ramion tego typu galaktyk. (...)
https://kosmonauta.net/2020/05/spiral-graph-na-zooniverse/

[Orionid]

Czy nasza Galaktyka jest aktywna?
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 17 MAJA 2020

(...) Powstanie Bąbli Fermiego sugeruje, że stosunkowo niedawno nasza Droga Mleczna doznała epizodu aktywności. Poniższe nagranie opisuje proces odkrycia tych Bąbli oraz możliwe mechanizmy powstania. Co ciekawe, te “Bąble Fermiego” nie są jedynymi tego typu strukturami, jakie odkryto i które mają prawdopodobnie związek z Sgr A*.


Czy nasza Droga Mleczna jest aktywna? / Credits – PBS Space Time
(...)
https://kosmonauta.net/2020/05/czy-nasza-galaktyka-jest-aktywna/

[Orionid]

Pasy chmur na Luhman 16A
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 28 MAJA 2020

(...) Wykorzystując Very Large Telescope (VLT) w Chile zespół astronomów pod przewodnictwem Max Millar-Blanchaer z Caltech (Kalifornia, USA) ustalił, że w atmosferze Luhman 16A znajdują się pasy chmur. Te pasy chmur są podobne do tych obserwowanych na Jowiszu i Saturnie. (...)
https://kosmonauta.net/2020/05/pasy-chmur-na-luhman-16a/

[Orionid]

Czym jest TOI-849b?
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 29 MAJA 2020

(...) Połączone dane z TESS i obserwatoriów naziemnych oraz dodatkowe obliczenia wskazały na zaskakujące cechy TOI-849b. Ustalono, że masa tej egzoplanety to około 40 mas Ziemi, czyli około połowy masy Saturna. Tego typu masa jednoznacznie sugeruje, że planeta jest gazowym gigantem. Z drugiej strony – okazało się, że średnica TOI-849b wynosi około 3,4 średnicy Ziemi. Tak (stosunkowo) niewielka średnica TOI-849b wskazuje na dużą gęstość tej egzoplanety – porównywalną z planetami skalistymi. (...)
https://kosmonauta.net/2020/05/czym-jest-toi-849b/

[Orionid]

Czarna dziura w układzie HR 6819
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 6 LIPCA 2020

(...) Szóstego maja Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) poinformowało o detekcji czarnej dziury w układzie HR 6819. Dotychczas w tym układzie znano dwie gwiazdy. Precyzyjne pomiary ruchu tych składników wykazały, że w układzie HR 6819 znajduje się trzeci, niewidoczny z Ziemi, obiekt. Obserwacje wykonane przy użyciu spektrografu zainstalowanego na 2,2 metrowym teleskopie MPG/ESO znajdującym się w La Silla w Chile, wykazały, że jedna z gwiazd krąży wokół niewidocznego obiektu z czasem 40 dni. Wyliczenia wykazały, że ten niewidoczny obiekt ma masę 4 mas Słońca – musi to zatem być czarna dziura. (...)
https://kosmonauta.net/2020/07/czarna-dziura-w-ukladzie-hr-6819/

https://www.eso.org/public/poland/news/eso2007/

[Orionid]

NASA szykuje balonową misję do badania kosmosu
08.04.2020


Tribute to Zbigniew Wodecki"

W ramach projektu GUSTO amerykańska agencja kosmiczna NASA chce wysłać w 2021 r. balon stratosferyczny, który pomoże astronomom w wykonaniu map Drogi Mlecznej oraz Wielkiego Obłoku Magellana.

Obecnie trwa budowa – niedawno dostarczony został kriostat do chłodzenia instrumentów teleskopu, który poleci na pokładzie balonu.

W ramach projektu Galactic/Extragalactic Ultralong-Duration Balloon Spectroscopic Terahertz Observatory (GUSTO) wypuszczony zostanie balon z teleskopem. Gondola wraz z instrumentami będzie ważyć około 2 ton i mieć 6 metrów szerokości oraz 6 metrów wysokości.

Balon uniesie ze sobą teleskop o średnicy 1 metra. Do teleskopu będą przymocowane detektory czułe na linie emisyjne węgla, tlenu i azotu w dalekiej podczerwieni. Jest to zakres promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy światłem a falami radiowymi. Balon wystartuje z Antarktydy i ma wznieść się na wysokość 36 kilometrów, czyli do stratosfery. Lot potrwa od 100 do 170 dni. Start jest planowany na grudzień 2021 roku.

Dlaczego naukowcy chcą wysłać balon tak wysoko? Ziemska atmosfera przepuszcza tylko niewielki zakres promieniowania podczerwonego, gdyż jest ono silnie absorbowane przez parę wodną, dwutlenek węgla i ozon. Są pewne „okna”, w których można prowadzić obserwacje w podczerwieni z teleskopów naziemnych, ale im wyżej nad poziomem morza, tym mniejsza absorpcja. Dlatego stosuje się obserwacje z samolotów i balonów lub prowadzi je przy pomocy satelitów.

W ostatnich dniach firma Ball Aerospace dostarczyła do University of Arizona element potrzebny do chłodzenia detektorów – kriostat. Ma on zapewnić chłodzenie instrumentów do temperatury minus 269 stopni Celsjusza.

W misję NASA oprócz University of Arizona zaangażowane jest także Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Całkowity koszt projektu to około 40 milionów dolarów. Celem badań jest lepsze poznanie własności ośrodka międzygwiazdowego i wykonanie map sporej części Drogi Mlecznej oraz sąsiedniej galaktyki: Wielkiego Obłoku Magellana.

Więcej na ten temat: http://www.ball.com/aerospace/newsroom/detail?newsid=124009
https://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C81594%2Cnasa-szykuje-balonowa-misje-do-badania-kosmosu.html

[Orionid]

Astronomowie wykryli układ podwójny gwiazd przydatny do testów detektora fal grawitacyjnych
11.04.2020


Artystyczna wizja układu podwójnego białych karłów z jądrami helowymi. Źródło: M. Weiss / CfA H&S.

Naukowcy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge (USA) ogłosili wykrycie układu podwójnego białych karłów, w którym obie gwiazdy mają jądra helowe. Układ ten stanowi źródło fal grawitacyjnych, które być może uda się zarejestrować za kilkanaście lat nowym detektorem LISA.

Układ podwójny J2322+0509 może zostać wykorzystany do sprawdzenia możliwości planowanego obserwatorium fal grawitacyjnych LISA, które ma zostać uruchomione w 2034 roku. Laser Interferometer Space Antenna, w skrócie LISA, to planowana przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) misja polegająca na umieszczeniu w przestrzeni kosmicznej sztucznych satelitów w celu utworzenia detektora fal grawitacyjnych.

„Układy podwójne do weryfikacji są ważne, ponieważ wiemy, iż LISA powinna je wykrywać. Natomiast obecnie znamy niewiele źródeł przydatnych dla tego celu. Odkrycie prototypu nowej klasy układów podwójnych stawia nas daleko przed tym, czego ktokolwiek mógł się spodziewać” - tłumaczy dr Mukremin Kilic z University of Oklahoma, współautor badań.

Obiekt J2322+0509 stanowił wyzwanie dla badaczy. Początkowe próby zebrania informacji o nim w zakresie światła widzialnego nie dały zbyt wielu rezultatów: nie udało się wykryć zmienności sygnału fotometrycznego. Natomiast dalsze badania spektroskopowe pozwoliły poznać ruch orbitalny składników.

Badacze wskazują, że tego typu, trudne do wykrycia układy, mogą paradoksalnie być silnymi źródłami fal grawitacyjnych. Układ rodzi problemy obserwacyjne, gdyż jest pechowo ustawiony w stosunku do naszej linii widzenia – nie widzimy go „z boku”, tak jak to ma miejsce w przypadku układów podwójnych zaćmieniowych. Ale dzięki temu fale grawitacyjne powinny być 2,5 razy silniejsze niż przy ustawieniu bocznym. Według obliczeń, w przypadku obserwacji detektorem LISA, rejestrowany sygnał od tego układu powinien być 40 razy większy od szumu.

Okres orbitalny układu J2322+0509 jest bardzo krótki: wynosi 1201 sekund (nieco ponad 20 minut). To trzeci z najkrótszych okresów spośród wszystkich znanych układów podwójnych rozdzielonych (w uproszczeniu: takich, w których gwiazdy są odseparowane). Emisja fal grawitacyjnych powoduje, że układ traci energię, a orbita zacieśnia się. Według modeli, za sześć lub siedem milionów lat gwiazdy połączą się w jedną.

Obserwacje spektroskopowe prowadzono teleskopami MMT we Fred Lawrence Whipple Observatory w Amado (Arizona, USA), Magellan Baade w Las Campanas Observatory (Chile) i Gemini-North na Mauna Kea (Hawaje). Wyniki badań ukażą się w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”.

Źródło:
https://arxiv.org/abs/2004.00641 (PAP)
https://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C81629%2Castronomowie-wykryli-uklad-podwojny-gwiazd-przydatny-do-testow-detektora-fal