Astrofizyka i inne nauki ścisłe

Zostań Odkrywcą Planet

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Fri, 25 Nov 2011 23:34:00 +0000

Na dzień dzisiejszy odkryto już ponad 700 planet pozasłonecznych, czyli takich które znajdują się poza naszym Układem Słonecznym. Jest to w dużej mierze zasługa polskich astronomów. W naszym kraju przodujący w tym obszarze badań jest realizowany na Uniwersytecie Warszawskim projekt OGLE. Wraz ze wzrostem liczby odkrywanych planet pozasłonecznych zwiększa się szansa na znalezienie w przyszłości „drugiej Ziemi”. Jest to tym bardziej fascynujące, że większość odkrywanych obiektów obiega gwiazdy z bezpośredniego otoczenia Słońca. Zatem, być może kiedyś, wraz z rozwojem techniki nasze sondy, a nawet misje załogowe będą mogły odwiedzić te planety.

W piątek, 25 listopada dla polskich internatów otworzyła się brama do jednego z najpopularniejszych społecznościowych projektów naukowych, dzięki któremu każdy użytkownik globalnej sieci może wziąć udział w poszukiwaniu Drugiej Ziemi. W "Odkrywcach planet", bo tak taki tytuł nosi projekt w Polsce, na ekrany komputerów należących do pasjonatów nauki trafiają dane pochodzące z kosmicznego teleskopu Kepler, którego zadaniem jest odkrywanie planet pozasłonecznych. Ilość informacji pochodząca z tego orbitalnego obserwatorium jest tak duża, że astronomowie zdecydowali się poprosić o pomoc w ich analizie
internatów, w tym uczniów i nauczycieli.

Dzięki polskiej wersji językowej łatwiejszy dostęp do "Odkrywców planet" powinien umożliwić szerokie wykorzystanie tego przedsięwzięcia w szkołach. Rozwój projektów internetowych sprawił, że odkrywanie planet pozasłonecznych przestało być domeną jedynie zawodowych astronomów. Dziś każdy może stać się
„Odkrywcą planet”. W jaki sposób? Wystarczy wejść na stronę www.odkrywcyplanet.pl, zarejestrować się i już można stać się częścią społeczności astronomicznej.

Na stronie Odkrywców Planet są przewodniki (tutoriale) omawiające szczegółowo procedurę znajdowania potencjalnych planet.

Opracowano na podstawie materiałów przygotowanych przez Koło Naukowe Studentów Astronomii Uniwersytetu Zielonogórskiego

Odkrycie fulerenów w materii międzygwiazdowej

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Tue, 23 Nov 2010 13:23:00 +0000

W numerze Science z 3 września 2010 r. J. Cami i inni ogłosili odkrycie fulerenów C60 i C70 w młodej mgławicy planetarnej Tc 1. Astronomowie obserwowali Tc 1 za pomocą kosmicznego teleskopu Spitzera.

Tc 1 to mgławica planetarna, wokół gwiazdy AGB. Jest to środowisko obfite w węgiel, ubogie w wodór i zawierające dużo pyłu międzygwiazdowego. Autorzy podają, że brak jest linii emisyjnych z PAH (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne), a widmo zdominowane jest przez silne linie C60 dla 7.0, 8.5, 17.4 i 18.9 μm i słabsze linie C70.
Brak linii kationów i anionów C60 oznacza, że fulereny są w stanie neutralnym, a analiza wskazuje, ze linie pochodzą z cząstek w fazie stałej, a nie gazowej.

Autorzy twierdzą, że C60 znajduje się bliżej źródła niż C70, co wskazuje, że C70 powstaje z C60 w czasie oddalania się od źródła.

Według autorów obecność lub brak wodoru w bogatym w węgiel otoczeniu determinuje powstawanie PAH lub fulerenów i stawiają wniosek, że tylko w obiektach, które pozbędą się całkowicie otoczki wodorowej
mogą powstawać fulereny.

W szybkim czasie wniosek ten został obalony przez D.A. Garcia-Hernandeza i innych, którzy zaobserwowali fulereny C60 i C70 i jednocześnie PAH w mgławicy planetarnej zwierającej wodór.

Ponadto, obserwacje fulerenów C60 w mgławicach refleksyjnych opublikowali K. Sellgran i inni.

Można się spodziewać sporej ilości nowych publikacji na ten temat.

Ziemia i Księżyc powstały później

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Mon, 07 Jun 2010 19:29:00 +0000

Dotychczas sądzono, że Ziemia i Księżyc powstały w wyniku zderzenia dwóch planet wielkości Marsa i Wenus, które miało miejsce, gdy Układ Słoneczny miał około 30 milionów lat, czyli około 4.537 miliarda lat temu. Jednak najnowsze badania naukowców z Instytutu Nielsa Bohra dowodzą, że stało się to nawet 150 milionów po powstaniu Układu Słonecznego.

Tais W. Dahl z Instytutu Nielsa Bohra Uniwersytetu w Kopenhadze i David J. Stevenson z Caltechu uzyskali wiek Ziemi i Księżyca na podstawie izotopów wolframu, za pomocą których można stwierdzić, czy żelazne jądra i ich skalne otoczki zostały zmieszane ze sobą podczas kolizji.

Zderzenie dwóch planet, które miały żelazne jądra i otoczki z krzemianów trwało nie dłużej niż 24 godziny, a temperatura Ziemi dochodziła do 7000º C. W takich warunkach skała i metal stopiły się, ale czy się zmieszały? Do niedawna uważano, że zmieszały się całkowicie i stąd pogląd, że Księżyc powstał 4.537 miliarda lat temu.

Najnowsze badania jednak temu przeczą. Wiek Ziemi i Księżyca można ustalić badając obecność pewnych pierwiastków w płaszczu Ziemi. Hafn-182 jest pierwiastkiem radioaktywnym, który rozpada się i przekształca w izotop wolframu-182. Oba pierwiastki mają różne właściwości chemiczne. Izotop wolframu lepiej wiąże się z metalem, a hafn z krzemianami.

Aby hafn rozpadł się całkowicie i przekształcił w wolfram potrzeba 50-60 milionów lat. W czasie zderzenia żelazo niemal w całości znalazło się w jądrze Ziemi, ale czy cały wolfram również?

Naukowcy używając modeli mieszania turbulentnego płynnej skały i żelaza stwierdzili, że izotopy wolframu z wczesnego okresu formowania się Ziemi znajdują się w jej skalnym płaszczu.

Badania te dowodzą, że zderzenie, podczas którego powstał Księżyc miało miejsce po tym, jak cały hafn rozpadł się w wolfram.

Oryginalny artykuł (płatny):

Tais W. Dahl, David J. Stevenson, Turbulent mixing of metal and silicate during planet accretion -- And interpretation of the Hf-W chronometer,
Earth and Planetary Science Letters, Volume 295, Issues 1-2, 15 June 2010, Pages 177-186, ISSN 0012-821X, DOI: 10.1016/j.epsl.2010.03.038.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V61-5021JBF-1/2/91561e01eca801be1c32e255f59e866c)

Jeszcze żyję

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Fri, 19 Feb 2010 22:00:00 +0000

Jeszcze żyję, ale marne szanse, że coś nowego się tu ukaże w najbliższym czasie. Przynajmniej nic nowego z dziedziny astrofizyki. Może jeszcze kiedyś do tego wrócę. Pozdrawiam czytelników i przepraszam, że zawiodłem Wasze oczekiwania na notki astrofizyczne.

Zimna fuzja - czyżby się udało?

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Tue, 27 May 2008 17:08:00 +0000

Zapewne część z Was, drodzy czytelnicy, pamięta historię z 1989 roku, kiedy to dwóch fizyków Fleischman i Pons ogłosiło, że udało im się przeprowadzić zimną fuzję. Ogłosili, ale ani im ani nikomu innemu nie udało się tego powtórzyć.
Właśnie przeczytałem na PhysOrg, że dwóch fizyków - Yoshiki Arata z Uniwersytetu w Osace i Yue-Chang Zhang z Uniwersytetu w Szanghaju przeprowadziło demonstrację zimnej fuzji. Podobno 22 maja przyglądało się temu 60 osób - fizyków i dziennikarzy.

Nie będę rozpisywał się na temat szczegółów tego eksperymentu, ale istotne jest to, że najprawdopodobniej jest to powtórka eksperymentu, którego wyniki opublikowane zostały w czasopiśmie: J. High Temp. Soc. Jpn, Feb. and March issues, 2008

Jeśli jest to prawda i uda się powtórzyć to doświadczenie z większymi ilościami substancji w sposób kontrolowany, to możliwe, że jest to początek nowych alternatywnych (do ropy) źródeł energii.

Spokojnych Świąt i mokrego Dyngusa

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Fri, 21 Mar 2008 20:56:00 +0000

Z okazji nadchodzących

Świąt Wielkanocnych

życzę wszystkim czytelnikom

wielu radosnych chwil, smacznego jajka i mokrego dyngusa.

Czarne dziury i czwarty wymiar przestrzenny

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Wed, 06 Feb 2008 15:50:00 +0000

W poprzednim wpisie opisałem projekt budowy teleskopu LOFAR, dla którego właśnie znaleziono jeszcze jedno zastosowanie, a mianowicie poszukiwanie błysków radiowych pochodzących od wyparowujących czarnych dziur, które mogą być "owinięte" wokół dodatkowego wymiaru przestrzeni.

Wybitny fizyk teoretyk Stephen Hawking przewidywał, że czarne dziury wyparowują w procesie kwantowym, który zwany jest "parowaniem Hawkinga", a przed całkowitym zniknięciem wybuchają w krótkim impulsie energii. Przewiduje się, że w czasie życia Wszechświata całkowicie wyparować mogły jedynie małe czarne dziury o masach rzędu mas asteroid. Takie czarne dziury mogły powstawać w dużych ilościach w pierwszej sekundzie Wielkiego Wybuchu, gdy cząstki elementarne zbijały się razem pod wpływem ogrmnych energii.

W swojej najnowszej pracy Michael Kavic i inni twierdzą, że takie czarne dziury parując mogą emitować promieniowanie, które jesteśmy w stanie wykryć za pomocą radioteleskopów. Warunkiem jednak jest istnienie we Wszechświecie dodatkowego wymiaru oprócz znanych nam trzech wymiarów przestrzennych i czasu. Dodatkowe wymiary są przewidywane przez teorie (np. teoria strun), które starają się zunifikować teorię grawitacji i mechanikę kwantową.

Jeśli istnieją dodatkowe wymiary, to czarne dziury owijałyby się wokół tych dodatkowych wymiarów, tworząc "czarne struny". Można je wyobrazić sobie jako gumka nałożona na rurkę. Wyparowując czarna dziura stawałaby się zbyt mała, żeby oplatać ten dodatkowy wymiar i "pękałaby" przy udziale pulsu promieniowania elektromagnetycznego.

Gdyby udało się zaobserwować tego typu impuls promieniowania, można by obliczyć wielkość dodatkowego wymiaru. Miałoby to ogromne znaczenie dla modeli kosmologicznych Wszechświata.

Oryginalny artykuł ukaże się w Physical Review Letters - wersja PDF: Transient Pulses from Exploding Primordial Black Holes as a Signature of an Extra Dimension, Michael Kavic, John H. Simonetti, Sean E. Cutchin, Steven W. Ellingson i Cameron D. Patterson

Zdjęcie: Mario Alberto Magallanes Trejo, http://www.mmagallan.com.mx/

LOFAR - LOw Frequency ARray

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Tue, 29 Jan 2008 17:47:00 +0000

Dziś chciałbym skrótowo opisać jeden z projektów naukowych, w którym Polska weźmie udział, a mianowicie LOFAR (LOw Frequency ARray). LOFAR to wieloelementowy interferometryczny radioteleskop, który będzie mógł prowadzić obserwacje na częstotliwościach od 20 do 240 MHz.

Jest to projekt zapoczątkowany przez holenderski instytut astronomiczny ASTRON, który oprócz teleskopu LOFAR dysponuje również Obserwatorium Radiowym Westerbork i zajmuje się rozwojem optycznych i podczerwonych teleskopów, włączając w to Very Large Telescope ESO i James Webb Space Telescope.

Nowa, rewolucyjna budowa radioteleskopu stworzy naukowcom wyjątkowe możliwości, między innymi:

o wiele wyższą rozdzielczość i czułość niż inny teleskop na tak niskich częstotliwościach
niezawodność teleskopu, który nie zawiera żadnych ruchomych części

LOFAR jest tak zwanym teleskopem software'owym, anteny zbierają sygnały, które po przetwarzaniu w postać cyfrową są wysyłane do komputera centralnego, w którym są poddawane kalibracji, filtrowaniu, dodawaniu i analizie. Centralny komputer, którym jest Blue Gene, emuluje konwencjonalną antenę. LOFAR więc, składa się z dużej ilości radioodbiorników, z których każdy można dostroić do danej częstotliwości, a sygnały przez nie odebrane zostają przetworzone w centralnym komputerze, co tworzy "teleskop software'owy" bez żadnych ruchomych części.

Koszt takiego teleskopu jest zdominowany głównie przez ceny części elektronicznych i spełnia prawo Moore'a. Pozwala to budować coraz większe teleskopy z coraz tańszych części.

Początkowo projekt zakładał budowę około 100 stacji w kształcie rozgwiazdy, z czego ok. 50 miało znaleźć się w centrum, a pozostałe na ramionach rozgwiazdy tworząc bazę o długości ok. 100 km (dla europejskich stacji nawet 1000km). Obecnie ze względów finansowych projekt został okrojony o około połowę, lecz zachowa swoją pierwotną strukturę gwiaździstą. Zmniejszono również wielkość holenderskich stacji o połowę. Każda stacja będzie składać się z 96 anten niskiej częstotliwości LBA (20-80 MHz) i 48 wysokiej częstotliwości HBA (115-240 MHz) oraz 48 odbiorników, do których podłączone zostaną anteny. Za pomocą światłowodu o przepustowości co najmniej 3 Gb/s z każdej stacji będą przesyłane dane do centrali LOFAR w Holandii.

Stacje w pozostałych krajach europejskich (m. in. w Polsce, Niemczech, Francji) będą miały dwukrotnie większą liczbę anten i odbiorników. Szacuje się, że potrzebny będzie transfer danych o szybkości terabitów na sekundę, natomiast moc obliczeniowa rzędu tera-FLOPS.

Oprócz Holandii do projektu LOFAR przystąpiły:

Niemcy - Effelsberg (działająca stacja), Garching, Poczdam, Tautenburg, Jülich
Wielka Brytania - Chilbolton, Cambridge, Jodrell, Edinburgh
Szwecja - Onsala
Francja - Nancay
Polska - Kraków, Toruń, Zielona Góra
Austria/Ukraina
Włochy
Irlandia

Pierwsze wyniki obserwacji działających stacji LOFAR są już dostępne:

Pierwszy obraz nieba na częstotliwości 50MHz z pierwszej stacji w Holandii. 24 lutego 2007. Teleskop centrowany na obiekcie CasA.

LOFAR jest doskonałym przyrządem zaprojektowanym do detekcji i analizy sygnałów pochodzących od obiektów tak odległych, że ich sygnały radiowe zostały wysłane tuż po Wielkim Wybuchu. Oczekuje się odkrycia najwcześniejszych obiektów we Wszechświecie - gwiazd, czarnych dziur - może dowiemy się czym były te obiekty. Umożliwi jednak również między innymi obserwacje burz magnetycznych na Słońcu oraz wiatrów słonecznych.

Antena LBA niskiej częstotliwości

Antena HBA wysokiej częstotliwości

Masywne gwiazdy neutronowe

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Mon, 14 Jan 2008 21:59:00 +0000

Gwiazdy neutronowe i czarne dziury są obiektami, które wciąż zadziwiają swoją naturą. W świetle najnowszych obserwacji, przeprowadzonych przez Paulo Freire w Obserwatorium w Arecibo na Porto Rico, gwiazdy neutronowe są bardziej masywne a czarne dziury rzadziej występują we Wszechświecie niż dotychczas sądzono.

Astronomowie przy użyciu radioteleskopu w Arecibo obserwowali pulsara PSR B1516+02B w układzie podwójnym z towarzyszem o masie 0.17 masy Słońca w gromadzie M5 w gwiazdozbiorze Węża. Obserwacje prowadzono przez niemal 6 lat od 2001 do 2007 roku przy użyciu odbiornika na częstotliwości 1.1 - 1.7 GHz.

Pulsar jest gwiazdą neutronową o silnym polu magnetycznym i emituje promieniowanie elektromagnetyczne, które można obserwować między innymi przy pomocy radioteleskopów jako "błyski" podobne do błysków latarni morskiej. Błyski te są spowodowane rotacją pulsara, który zwykle wysyła promieniowanie z tzw. czapy polarnej, czyli okolic biegunów.

W przypadku pulsara w M5 obserwuje się błyski co 7,95 milisekundy, czyli jest to pulsar milisekundowy.

National Astronomy and Ionosphere Center - Arecibo Observatory

Pulsary, czyli gwiazdy neutronowe, powstają gdy jądra masywnych gwiazd wyczerpią paliwo jądrowe, a ogromna grawitacja spowoduje kolaps i wybuch supernowej. Jądro ma zwykle masę 1.4 masy Słońca i zostaje w efekcie ściśnięte do postaci gwiazdy neutronowej o średnicy 20-30 km i gęstości rzędu miliarda ton na centymetr sześcienny.

Astronomowie uważali, że gwiazda neutronowa zapadała się do czarnej dziury, gdy jej masa znajdowała się w przedziale 1.6 do 2.5 mas Słońca. Jednak najnowsze obserwacje Paulo Freire wskazują, że istnieją gwiazdy neutronowe o masach od 1.9 aż do 2.7 mas Słońca. Oznacza to, że mniej gwiazd neutronowych przekształci się w czarne dziury.

Warto zwrócić uwagę, że w badaniach wziął udział znany polski astronom, odkrywca pierwszego pozasłonecznego układu planetarnego - Alex Wolszczan.

Oryginalne artykuły:
1. Super-Massive Neutron Stars, Paulo Freire
2. A Massive Neutron Star in the Globular Cluster M5, Paulo C. C. Freire, Alex Wolszczan, Maureen van den Berg, Jason W. T. Hessels

Animacja przedstawia model pulsara i w dolnym panelu tworzenie się tzw. profilu pojedynczego pulsu, autor Michael Kramer, University of Manchester. Aby zobaczyć działanie animacji, należy na nią kliknąć.

Asteroida minęła Ziemię

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sun, 13 Jan 2008 22:32:00 +0000

Właśnie przeczytałem na blogu Royal Observatory Greenwich, że dziś w nocy Ziemię minęła asteroida 2008 AF3 o średnicy 27 metrów. Minęła Ziemię w odległości 475000 km, zaraz za orbitą Księżyca. Jej orbitę można obejrzeć tutaj.
Asteroida jest niewielka, o jasności 14 magnitudo i można ją zobaczyć za pomocą dużego teleskopu.

Niepokojące jest to, że została dostrzeżona dopiero 3 dni temu, więc jeśli zmierzała by w kierunku Ziemi, to szanse na jakąkolwiek reakcję byłyby niewielkie.

Mapa nieba z zaznaczoną trajektorią jej (i innych asteroid) lotu jest na Tom’s Asteroid Flyby page.

Podwójne pierścienie Einsteina - obserwacje Hubble'a

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sun, 13 Jan 2008 19:25:00 +0000

Zdjęcie przedstawia soczewkę grawitacyjną SDSSJ0946+1006 sfotografowaną przez teleskop kosmiczny Hubble'a, NASA, ESA, R. Gavazzi i T. Treu (University of California, Santa Barbara)

Przy pomocy teleskopu Hubble’a odkryto nigdy wcześniej nie obserwowane zjawisko we Wszechświecie: parę świecących pierścieni rozmieszczonych współśrodkowo, jak na tarczy strzelniczej. Podwójny pierścień jest spowodowany ugięciem światła dwóch odległych galaktyk leżących dokładnie za masywną galaktyką z przodu.

Zjawisko to jest zwane soczewkowaniem grawitacyjnym i zachodzi, gdy światło odległej galaktyki jest uginane przez bliższą masywną galaktykę w podobny sposób, jak przy pomocy szkła powiększającego. Gdy obie galaktyki są na tej samej linii, to światło tworzy wokół bliższej galaktyki pierścień, zwany pierścieniem Einsteina. Jeśli na tej samej linii leży jeszcze jedna dalsza galaktyka, to pojawi się drugi większy pierścień.

To rzadkie zjawisko pozwoli na wgląd w ciemną materię, ciemną energię, odległe galaktyki, a nawet krzywiznę Wszechświata. Podwójny pierścień Einsteina został odkryty przez międzynarodowy zespół astronomów pod kierownictwem Raphaela Gavazzi i Tommaso Treu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara.

Prawdopodobieństwo zaobserwowania takiego zjawiska jest tak małe, że można mówić o przypadku. Idealnie ustawione na jednej linii galaktyki są w odległościach 3, 6 i 11 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Geometria pierścieni Einsteina w tym przypadku pozwoliła zmierzyć masę środkowej galaktyki, która wynosi 1 miliard mas Słońca. Jest to pierwszy przypadek pomiaru masy galaktyki karłowatej znajdującej się w odległości kosmologicznej (przesunięcie ku czerwieni z=0.6).

Próbka 50 podwójnych pierścieni Einsteina wystarczyłaby do zmierzenia zawartości ciemnej materii we Wszechświecie oraz równania stanu ciemnej energii (miarę jej ciśnienia) z dokładnością do 10%. Inne podwójne pierścienie mogą być znalezione w czasie obserwacji, które zostały zaproponowane w ramach Joint Dark Energy Mission.

Oryginalny artykuł ukaże się w Astrophysical Journal: THE SLOAN LENS ACS SURVEY. VI: DISCOVERY AND ANALYSIS OF A DOUBLE EINSTEIN RING, Raphael Gavazzi, Tommaso Treu, Leon V. E. Koopmans, Adam S. Bolton, Leonidas A. Moustakas, Scott Burles i Philip J. Marshall (wersja z 10.01.2008)

Kolizji z Marsem nie będzie

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sat, 12 Jan 2008 04:59:00 +0000

Niedawno głośno było o możliwym zderzeniu asteroidy z Marsem. Najnowsze pomiary trajektorii asteroidy 2007 WD5 zdecydowanie zmniejszyły niepewności dotyczące jej zbliżenia z Marsem 30 stycznia. Szanse na zderzenie zmalały aż do stosunku 1:10000.
Naukowcy stwierdzili, że odległości przejścia asteroidy w pobliżu Marsa szacowane są na 25600 km w najlepszym razie, a w najgorszym - nie bliżej niż 4000 km.

Asteroida została odkryta w listopadzie, a początkowe obserwacje mówiły o prawodpodobieństwie jak 1 do 25, że dojdzie do zderzenia z Marsem. Asteroida ta jest wystarczająco duża, żeby wybić krater o średnicy niemal kilometra w marsjańskiej powierzchni. Takie zjawisko byłoby niezwykle ciekawe dla astronomów.

Nadchodzące zderzenie ogromnej chmury gazu z Drogą Mleczną

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sat, 12 Jan 2008 00:38:00 +0000

Wielka chmura gazu (wodoru) zbliża się do Drogi Mlecznej, z którą zderzy się za 40 milionów lat. Brzeg tej chmury, zwanej od jej odkrywcy Obłokiem Smitha już oddziaływuje z naszą Galaktyką. Obłok ten ma długość 11000 lat świetlnych i 2500 lat świetlnych szerokości. Znajduje się w odległości jedynie 8000 lat świetlnych od dysku Galaktyki. Porusza się w naszym kierunku z prędkością 240 km/s i uderzy w dysk pod kątem około 45 stopni. Gdy uderzy w Galaktykę zapoczątkuje prawdopodobnie tworzenie się gwiazd na ogromną skalę. Wiele utworzonych gwiazd będzie bardzo masywnych, które ostatecznie skończą swoje krótkie życie w wybuchach supernowych.

Dokładne obserwacje wykonane przez Green Bank Telescope zmieniły dotychczasową wiedzę o tym obłoku, który wcześniej nie był uważany za część Galaktyki ani za gaz zbliżający się do niej. Z obserwacji wynika, że chmura już uderza w gaz znajdujący się na obrzeżach Galaktyki. Pod wpływem grawitacji Drogi Mlecznej może zostać rozerwany. Najpierw na Galaktykę spadnie „deszcz” gazu, a następnie po 20-40 milionach lat jądro obłoku uderzy w płaszczyznę Drogi Mlecznej.

Źródło: National Radio Astronomy Observatory

Zdjęcie: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Wizja artystyczna zbliżającego się i zderzającego za 40 milionów lat Obłoku Smitha z Drogą Mleczną. Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Neutrino składnikiem ciemnej materii?

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Fri, 11 Jan 2008 23:29:00 +0000

Pisałem już w kilku wpisach o tajemniczej ciemnej materii we Wszechświecie. Naukowcy opracowują eksperymenty i modele, aby stwierdzić, co mogłoby tworzyć tę ciemną materię. Niektóre eksperymenty mogą zostać przeprowadzone przy użyciu LHC, czyli akceleratora cząstek budowanego w CERN w Szwajcarii, o którym również wspominałem we wpisie I ty możesz zostać fizykiem cząstek.

Jednym z modeli, które mogą zostać sprawdzone w LHC jest model stworzony przez Anupama Mazumdara z Lancaster University w Wielkiej Brytanii i jego kolegów.

Ich model zakłada, że ciemną materię tworzą prawoskrętne supersymetryczne neutrina (sneutrina). Wyjaśnia on również obserwowaną masę neutrina. Stworzyli oni model, który łączy ciemną materią i masę neutrina z inflacją Wszechświata. Częścią ich modelu jest znalezienie kombinacji cząstek, które zachowywałyby się, jak inflaton. Połączenie sneutrina, standardowej cząstki Higgsa i supersymetrycznego leptonu zachowuje się, jak inflaton.

Model wskazuje, że inflaton, który jest odpowiedzialny za inflację, jest również odpowiedzialny za masę neutrina. Taka cząstka mogłaby być również składnikiem ciemnej materii. Sprawdzenie jej istnienia jest możliwe eksperymentalnie i jeśli zostaną odkryte właściwości supersymetrycznego neutrino, to pomogą one zidentyfikować ciemną materię.

Model Mazumdara i jego współpracowników być może zostanie przetestowany w LHC już pod koniec tego roku. Uzyskamy wtedy odpowiedź, dlaczego neutrina mają tak małą masę i czy mogłyby tworzyć ciemną materię oraz inflatony.

Oryginalny artykuł: Unifying inflation and dark matter with neutrino masses, Rouzbeh Allahverdi, Bhaskar Dutta i Anupam Mazumdar

Zdjęcie: Symulacja rozpadu cząstki Higgsa po kolizji dwóch protonów. (CMS Media/Photos)

Podsumowania roku 2007 w nauce

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Mon, 07 Jan 2008 10:04:00 +0000

Obiecałem podsumowanie roku 2007 w nauce. Wiele mediów poświęciło jednak temu tematowi sporo miejsca i nie ma sensu powielać takich zestawień. Podaję kilka linków do ciekawszych opracowań dotyczących dokonań naukowych w roku 2007.

Czasopismo Science poświęciło specjalny numer na omówienie przełomowych odkryć naukowych w 2007 roku:

Special Online Collection: Breakthrough of the Year 2007

Radosnych i pogodnych Świąt

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Tue, 25 Dec 2007 01:14:00 +0000

Wszystkim czytelnikom chcę złożyć życzenia radosnych i pogodnych Świąt i zapewnić, że notki na tematy najnowszych odkryć i prac naukowych będą się nadal pojawiać.

W najbliższych dniach podsumowanie roku 2007 w świecie nauki. Zapraszam do odwiedzania i czytania. Przepraszam jednocześnie za dłuższą przerwę w dopływie informacji.

Bakterie produkujące nanorurki do zastosowań elektronicznych

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Tue, 11 Dec 2007 12:32:00 +0000

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornii odkryli bakterie, które produkują nanorurki. Odkrycie to pozwoli produkować nowe generacje urządzeń nanoelektornicznych. Po raz pierwszy odkryto, że produkcja nanorurek może przebiegać na drodze procesów biologicznych, a nie chemicznych. Otwiera to drogę tańszej i bardziej przyjaznej środowisku produkcji materiałów elektronicznych.

Bakterie Shewanella wytwarza nanorurki z siarczku arsenu, które mają niezwykłe właściwości fizyczne i chemiczne, nie uzyskiwane w procesach chemicznych. Fotoaktywne nanorurki zachowują się jak metale przewodzące prąd i światło. Te własności mogą być wykorzystane w urządzeniach nano- i optoelektronicznych nowej generacji. Proces wytwarzania nanorurek przez bakterie nie jest jeszcze do końca poznany, a dużo większe znaczenie praktyczne miałoby odkrycie bakterii, które produkowałyby nanorurki z siarczku kadmu lub innego dobrego materiału półprzewodnikowego.

Jest to jednak pierwszy krok wyznaczający kierunek badań nad metodami produkcji materiałów do elektroniki i nanotechnologii. Obecnie wszystkie urządzenia elektroniczne na świecie wytwarzane są w procesach chemicznych, które zużywają ogromne ilości energii i produkują toksyczne metale i chemikalia. Nauka i inżynieria szukają możliwości produkcji półprzewodników w bardziej ekologiczny sposób.

Zdjęcie: Bakterie Shewanella (niebieskie) produkujące nanorurki (Credit: Hor-Gil Hur, Gwangju Institute of Science and Technology)
Streszczenie pracy: Biogenic formation of photoactive arsenic-sulfide nanotubes by Shewanella sp. strain HN-41

Ciemne gwiazdy - implikacje

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Wed, 05 Dec 2007 01:19:00 +0000

Wczoraj na swoim blogu finwe isilra pisał o badaniach nad wpływem ciemnej materii na powstawanie gwiazd. Freese, Gondolo i Spolyar, autorzy badań, twierdzą, że mechanizm powstawania gwiazd we wczesnym Wszechświecie był odmienny od tego, który propagują teorie standardowe. Twierdzą oni, że cząstki ciemnej materii (neutralina) anihilowały produkując subatomowe kwarki i antykwarki. W ten sposób wytwarzały ciepło. Ciemna materia zapobiegała w ten sposób ochładzaniu się i zapadaniu chmur wodoru i helu. Z tego powodu też nie następowała fuzja nuklearna i gwiazda nie zapalała się.

Implikacje jakie niesie za sobą nowa teoria:

ciemne gwiazdy reprezentują nową fazę w ewolucji gwiazd
ich istnienie mogłoby pomóc w znalezieniu i identyfikacji ciemnej materii
pomogą zrozumieć powstawanie ciężkich pierwiastków. Pierwsze gwiazdy były prawdopodobnie złożone z pierwiastków tak ciężkich lub cięższych od węgla, które powstawały w fuzji nuklearnej. Jeśli istniały ciemne gwiazdy, które później nie ewoluowały do normalnych gwiazd, to nie produkowały węgla. Możliwie, że węgiel pochodził z gwiazd, które powstawały w obszarach, gdzie nie było ciemnej materii.
ciemne gwiazdy mogą wyjaśnić czemu czarne dziury powstawały znacznie szybciej niż się tego spodziewamy. Według autorów czarne dziury istniały kilkaset milionów po Wielkim Wybuchu, choć obecne teorie twierdzą, że potrzeba dużo więcej czasu, aby powstały. Ciemne gwiazdy mogły zapaść się do czarnych dziur bardzo wcześnie, ponieważ ich okres życia jest bardzo krótki.

Inną możliwością jest to, że ciemne gwiazdy żyły dość długo i ostatecznie przekształciły się w konwencjonalne gwiazdy. Freese i inni twierdzą jednak, że między ochładzaniem gazu i podgrzewaniem ciemnej materii może istnieć równowaga, co pozwoliłoby ciemnym gwiazdom przetrwać, lecz ta teoria opiera się na pewnych założeniach dotyczących masy neutralin, które są cząstkami hipotetycznymi.

Oryginalny artykuł, który ukaże się w Physical Review Letters: Katherine Freese, Paolo Gondolo i Douglas Spolyar, The Effect of Dark matter on the first stars: a new phase of stellar evolution

Symulacje komputerowe narodzin galaktyki karłowatej

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sun, 02 Dec 2007 23:32:00 +0000

Naukowcy używając symulacji komputerowych wykazali istnienie gwałtownych oddziaływań gazu międzygwiazdowego i ciemnej materii w czasie narodzin galaktyk. Oddziaływania takie były w zasadzie pomijane przez współczesne modele ewolucji Wszechświata.

Wyniki symulacji, opublikowane w Science, rozwiązują problem, z którym boryka się szeroko akceptowany model kosmologiczny - teoria Zimnej Ciemnej Materii - który mówi o tym, że jest dużo więcej ciemnej materii w centralnych obszarach galaktyk niż to w rzeczywistości sugerują obserwacje.

Model ten dla dużych skal (kilka i więcej milionów lat świetlnych) jest zgodny z obserwacjami, lecz napotyka trudności w przewidywaniu wewnętrznych własności galaktyk. Jedną z największych zagadek jest ciemna materia, która dominuje w masach większości galaktyk.

Symulacje kosmologiczne dowodzą, że ten problem może zostać rozwiązany. Naukowcy modelowali tworzenie się galaktyki karłowatej, by zilustrować bardzo gwałtowne procesy zachodzące w czasie narodzin galaktyk, procesy w których gęste chmury gazu w galaktyce tworzą masywne gwiazdy, które z kolei kończą swoje życie w wybuchu supernowych. Te wybuchy przesuwają chmury gazu w tę i z powrotem w centrum galaktyki. Symulacje komputerowe wykazały, że w ten sposób większość ciemnej materii jest wypychana z centrum galaktyki.

Kosmologowie będą musieli zweryfikować swoje teorie na temat roli gazu międzygwiazdowego w formowaniu galaktyk, a opisane symulacje pozwolą lepiej zrozumieć wpływ ciemnej materii.

Obraz: Formowanie się galaktyki karowatej. Obraz obejmuje około 100 000 lat świelnych, wstawka natomiast ukazuje wewnętrzne 2000 lat świetlnych galaktyki karłowatej, gdzie nowonarodzone gwiazdy powodują ruch gazu. Gwiazdy oznaczono na żółto, kolory od fioletu, przez niebieski, zielony do białego odpowiadają wzrastającym gęstościom gazu. (S. Mashchenko, J. Wadsley, and H. M. P. Couchman)

Oryginalny artykuł: Sergey Mashchenko, James Wadsley, H. M. P. Couchman, Stellar Feedback in Dwarf Galaxy Formation

Woltomierz o wielkości 30 nanometrów

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sat, 01 Dec 2007 01:16:00 +0000

Bezprzewodowy woltomierz o wielkości nanometrów został opracowany na Uniwersytecie w Michigan. Może on pewnego dnia pomóc w zrozumieniu takich zagadek medycznych, jak rozwój komórek rakowych, czy sposobów naprawiania uszkodzonych nerwów.

Urządzenie o średnicy 30 nanometrów jest 1000 razy mniejsze od istniejących do tej pory woltomierzy. Używa on do pracy światła, a nie elektronów jak w urządzeniach elektronicznych.
Woltomierz zastosowano do pomiaru pola elektrycznego wewnątrz komórki, co do tej pory było niemożliwe.

Używając tego urządzenia możliwe jest wprowadzenie nie tylko jednego, ale tysięcy woltomierzy do komórki. Każdy z nich jest pojedynczą nanocząsteczką, która zawiera barwnik czuły na różnicę potencjału. Gdy zostanie pobudzony światłem niebieskim, barwnik emituje czerwone lub zielone światło, a stosunek czerwonego do zielonego światła odpowiada natężeniu pola elektrycznego w danym miejscu.

Możliwość pomiaru pola elektrycznego wewnątrz komórek pomoże odpowiedzieć na pytania dotyczące pochodzenia tego pola w komórkach i jego znaczenia w chorobach takich jak choroba Alzheimera, czy też wpływu na regenerację komórek nerwowych.

Więcej na ten temat w ScienceDaily

Początkowe stadium tworzenia się gwiazdy - pierwsze obserwacje w podczerwieni

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Fri, 30 Nov 2007 23:48:00 +0000

W dzisiejszym wydaniu Astrophysical Journal Letters Leslie Looney i inni opisują badania nowo powstającej gwiazdy L1157, która znajduje się 800 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Cefeusza i ma około 10 000 lat (Słońce ma 4.6 miliarda lat). Obserwacje w podczerwieni za pomocą teleskopu Spitzer IRAC ukazują bardzo wczesne stadium gwiazdy podobnej do Słońca, stadium w którym otoczka gwiazdowa spłaszcza się i zapada, a strumienie gorącego gazu są wyrzucane w czasie tego procesu. Obserwacje te umożliwią zrozumienie powstawania gwiazd i planet wokół nich.

Po raz pierwszy astronomowie zaobserwowali spłaszczającą się otoczkę wokół formującej się gwiazdy. Niektóre teorie przewidywały, że otoczki spłaszczają się w czasie zapadania się na gwiazdy i otaczające je dyski protoplanetarne, lecz do tej pory nie obserwowano takiego zjawiska.
Obszary, w których odbywa się ten proces są ciemne i zapylone, co powoduje, że niewiele widzialnego światła się wydostaje na zewnątrz. Gwiazda L1157 jest czarna w świetle widzialnym, lecz w obserwacje w podczerwieni dają nam rzadką możliwość obserwowania, jak mógł wyglądać nasz Układ Słoneczny, gdy był jeszcze bardzo młody.

Strumienie gazu wyrzucane z L1157 są ogromne, długość jednego strumienia wynosi 9 miesięcy świetlnych. Biały kolor na zdjęciu oznacza najgorętsze części strumieni o temperaturze około 100 stopni Celsjusza. Większość materii w kolorze pomarańczowym ma temperaturę około 0 stopni Celsjusza.

Spłaszczona otoczka wokół gwiazdy jest prostopadła do strumieni i wygląda na całkiem czarną. Jest tak gruba, że nawet promieniowanie podczerwone nie jest w stanie się przez nią przedostać. Otoczka jest tak duża, że może obejmować dziesiątki tysięcy układów planetarnych podobnych do naszego. Dysk protoplanetarny zawarty wewnątrz otoczki nie jest widoczny na zdjęciu, gdyż jest tak mały – mniejszy niż jeden piksel.

Zdjęcie: Obraz formującej się gwiazdy i wyrzucanych strumieni materii wykonany w podczerwieni za pomocą teleskopu NASA Spitzer Space Telescope. NASA/JPL-Caltech/UIUC

Preprint artykułu w PDF: Leslie W. Looney, John J. Tobin i Woojin Kwon, A Flattened Protostellar Envelope in Absorption around L1157

BLAST - balon z teleskopem - pierwsze wyniki obserwacji

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Mon, 26 Nov 2007 19:34:00 +0000

BLAST (Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope) jest teleskopem podwieszonym do balonu, który wznosi się na wysokości suborbitalne. Został zaprojektowany w celu badania ewolucji i procesów powstawania gwiazd w lokalnych galaktykach (również w Drodze Mlecznej). Kamera teleskopu zawiera 270 detektorów rozmieszczonych w 3 matrycach i pozwala obserwować jednocześnie w długościach fal 250 μm, 350 μm i 500 μm.
Budowa optyczna oparta jest na teleskopie Cassegrain'a o średnicy 2m.
Pierwszy testowy lot balonu z teleskopem odbył się w 2003, następnie odbyły się dwa długotrwałe loty: 100-godzinny lot z Kiruny w Szwecji do Wyspy Wiktorii w Kanadzie w czerwcu 2005 i 250-godzinny lot okołobiegunowy ze Stacji McMurdo na Antarktyce w grudniu 2006.

Pierwsze wyniki obserwacji z roku 2005 zostaną wkrótce opublikowane w Astrophysical Journal. Obserwacje miały za zadanie zidentyfikować i scharakteryzować protogwiazdy o dużych masach. Obserwowany obszar obejmował 4 stopnie kwadratowe gromady otwartej NGC 6823 w gwiazdozbiorze Liska. Znaleziono 60 zwartych obiektów wykrytych jednocześnie na wszystkich trzech długościach fali.

Więcej szczegółów technicznych o balonie i teleskopie

Wyniki obserwacji - artykuł zaakceptowany do publikacji

Super-Ziemie spełniają jeden z warunków istnienia życia

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Wed, 21 Nov 2007 23:14:00 +0000

Ostatnie odkrycia planet pozasłonecznych o masach mniejszych niż 10 mas Ziemi (tzw. super-Ziemie) zaowocowały dyskusjami o warunkach, jakie muszą panować, aby planety były zamieszkane. W swojej najnowszej pracy Diana Valencia, Richard J. O’Connell i Dimitar D. Sasselov suferują, że na takich planetach (podobnie jak na Ziemi) będzie zachodził ruch płyt tektonicznych. Tektonika płyt jest uważana za warunek istnienia życia na Ziemi.
Astronomowie w swojej pracy wykazują, że wraz ze wzrostem masy planety grubość płyt tektonicznych maleje, a naprężenia rosną. Powoduje to subdukcję (podsuwanie się) płyt, co jest ważnym składnikiem tektoniki płyt.
Wraz ze wzrostem masy planety niepewność, jeśli chodzi o istnienie na planecie tektoniki znika, super-Ziemie nawet gdyby na nich nie było wody, będą wykazywały ruchy tektoniczne.

Oryginalny artykuł: Inevitability of Plate Tectonics on Super-Earths

PlayStation 3 w służbie nauki

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Sun, 18 Nov 2007 22:39:00 +0000

Posiadacze Sony PlayStation3 mogą udostępnić jej moc obliczeniową na potrzeby badań biomedycznych w projekcie PS3GRID i obliczać reakcje enzymatyczne oraz przewodność jonową, a tym samym pomóc badania międzynarodowego zespołu biomedyków.

Projekt jest podobny do SETI@home, ale przy wykorzystaniu PlayStation 3 zamiast PC-tów.

PS3GRID jest koordynowany przez naukowców z Zespołu Badawczego Informatyki Biomedycznej (GRIB) w Instituto Municipal de Investigación Médica oraz Universidad Pompeu Fabra w Barcelona. Oprogramowanie pozwala każdej PS3 brać udział w obliczeniach symulacji molekularnych.

Naukowcy wybrali PS3, ponieważ jest pierwszym ogólnodostępnym urządzeniem, w którym zamontowano procesor IBM Cell. Jest on o ponad rząd wielkości szybszy od standardowego procesora Intela czy AMD. PS3 daje moc obliczeniową około 20 PC-tów.

W tej chwili ponad 100 PS3 jest podłączonych do PS3GRID, każda z nich pomaga tworzyć skomplikowany model na poziomie atomowym. Dla przykładu, jeden krok w symulacji dynamiki molekularnej zwykle zajmuje około 1 femtosekundy (10^-15 sekundy). Z powodu dużych kosztów obliczeń symulacje systemów molekularnych są ograniczone na ogół do kilku nanosekund (10^-9). Jednakże procesy biologiczne zwykle zachodzą w czasie mikro (10^-6) czy milisekund (10^-3).

Chętni posiadacze PS3 mogą włączyć się do programu na stronie projektu http://www.ps3grid.net/. Użytkownicy mogą ściągnąć ze strony 512 MB program na pendrive’a, który należy włożyć do portu USB i zainstalować program. Połączenie z internetem jest konieczne. Powrót do trybu gier następuje przez restart konsoli.

Bardziej doświadczeni posiadacze mogę zainstalować Linuxa na PS3, co podwoi moc obliczeniową PS3.

Więcej informacji: http://www.ps3grid.net/

Zderzenia i powstawanie planet w Plejadach

noreply@blogger.com (Astrofizyk) — Thu, 15 Nov 2007 22:29:00 +0000

W najbliższym numerze Astrophysical Journal znajdzie się artykuł omawiający najnowsze odkrycie pochodzące z Obserwatorium Gemini na Hawajach i Kosmicznego Teleskopu Spitzera. Autorzy informują o pierwszym dowodzie na formowanie się planet w Plejadach oraz na częste występowanie planet podobnych do Ziemi. Skaliste planety formują się lub niedawno się uformowały wokół gwiazd w Plejadach. Są wynikiem kolizji innych planet lub planetozymali.

Plejady (M45) są gromadą otwartą w gwiazdozbiorze Byka. Są widoczne gołym okiem i znane w wielu kulturach. Nazwa pochodzi z greckiej mitologii, od siedmiu sióstr – córek Atlasa i Pleione, które Zeus umieścił wśród gwiazd po tym, jak popełniły samobójstwo na wieść o śmierci Hiad, swoich sióstr. W języku japońskim nazwane są Subaru, stąd też nazwa samochodu.

Plejady są doskonale widoczne na niebie gołym okiem i choć zwane są „siedmioma siostrami”, to gromada składa się z około 1400 gwiazd. Są odległe o ok. 400 lat świetlnych i są najbliższą gromadą otwartą Ziemi. Jedna z gwiazd gromady, znana jako HD 23514, która ma masę i jasność nieco większe od Słońca jest otoczona niezwykłą ilością gorących ziaren pyłu – setki tysięcy razy więcej niż nasze Słońca. Ten pył według B. Zuckermana, jednego z autorów artykułu, musi pochodzić z olbrzymiego zderzenia, kosmicznej katastrofy.

Astronomowie przeanalizowali emisję pochodzącą od ziaren pyłu i doszli do wniosku, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem pochodzenia takiej ilości pyłu wokół gwiazdy jest gwałtowne zderzenie planet lub planetozymali. W procesie powstawania skalistych planet niektóre obiekty zderzając się formują planety, inne natomiast rozpadają się w pył. Ten właśnie pył obserwowali astronomowie. Obliczyli oni również, że planety podobne do Ziemi mogą występować często oraz że planety w Plejadach zderzyły się w ciągu ostatnich kilkuset tysięcy lat.

Wielu astronomów wierzy, że Księżyc Ziemi powstał w wyniku kolizji dwóch protoplanet – młodej Ziemi i ciała o wielkości Marsa. Pozostałości po takim zderzeniu połączyły się w Księżyc, a część zaczęło okrążać młode wówczas Słońce.

Zdjęcie: NASA, ESA and AURA/Caltech

Oryginalny artykuł (PDF): Joseph H. Rhee, Inseok Song, B. Zuckerman, Warm dust in the terrestrial planet zone of a sun-like Pleiad: collisions between planetary embryos?