RSS

Arhive kategorija: Astrofizika

Od rudnika metala do gravitacionih talasa

Gravitacione opservatorije Virgo (u Italiji) i LIGO (u SAD) su u poslednjih pet godina pokrenule eru gravitacione astronomije (gravitational waves- GV). Gravitacioni talasi, nastali usled sudara dve crne rupe prvi put su detektovani septembra 2015. godine. Sudar dve neutronske zvezde, avgusta 2017. osim gravitacionih talasa je emitovao elektromagnetne talase, od radio do gama zraka, što je posmatrano na više zemaljskih i svemirskih teleskopa. Crne rupe srednje mase su bile nepoznate do nedavne detekcije spajanja dve crne rupe i nastanka nove s masom 142 puta većom od  mase Sunca.

Da bi se u potpunosti iskoristio potencijal astronomije sa više glasnika (elektromagnetni i gravitacioni), neophodna je nova generacija opservatorija gravitacionih talasa. Ajnštajnov teleskop (ET) je taj novi detektor treće generacije, koji će detaljno da istraži fiziku crnih rupa i neutronskih zvezda, i poveća naše razumevanje ponašanja materije u uslovima ekstremne gustine i pritiska kakve ne može da proizvede ni jedna laboratorija. On treba da „osvetli” tamnu energiju i tamnu materiju, da istraži nuklearnu fiziku supernovih, i da doprinese razumevanju strukture kosmosa i njegove evolucije.  

Ovako izazovni naučni ciljevi se mogu realizovati samo GV opservatorijom veće osetljivosti, sa dramatično poboljšanom tehnologijom, sa novom infrastrukturom. Idejni projekat ET odobrila je Evropska komisija. Konzorcijum evropskih zemalja i istraživačkih institucija i univerziteta u Evropi je zvanično podneo predlog za realizaciju takve infrastrukture uz političku podršku pet evropskih zemalja: Belgije, Poljske, Španije i Holandije, na čelu sa Italijom. Evropska gravitaciona opservatorija (EGO) u Italiji je prelazno sedište. Konzorcijum ET okuplja oko 40 istraživačkih institucija i univerziteta u nekoliko evropskih zemalja, uključujući: Francusku, Nemačku, Mađarsku, Norvešku, Švajcarsku i Ujedinjeno Kraljevstvo. Očekuje se uključenje i programa Cosmic Explorer, pratećeg projekta u SAD.

Podnet je predlog da se Ajnštajnov teleskop, 2021. godine ažurira u mape puta Evropskog strateškog foruma za istraživačke infrastrukture (European Strategic Forum for Research Infrastructures -ESFRI). Mapa puta ESFRI opisuje buduće glavne istraživačke infrastrukture u Evropi. Ajnštajnov teleskop je najambiciozniji projekat buduće zemaljske GV opservatorije.

U cilju traženja mesta za izgradnju opservatorije, multidisciplinarni tim je uradio studiju seizmoloških svojstava područja napuštenog rudnika metala Sos Enattos na Sardiniji.

U ovome su učestvovai istraživači sa Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV), Nacionalnog Institut za nuklearnu fiziku (INFN) i Univerzitet u Sasariju, Padovi, Sapienci u Rimu, „Federico II“ iz Napulja, Naučnog instituta Gran Sasso (GSSI) i Evropske gravitacione opservatorije u Pizi. Studija pod nazivom: „Seizmološka studija područja Sos Enattos, mesta kandidata za smeštaj Ajnštajnovog teleskopa“ je objavljena  u međunarodnom časopisu Seismological Research Letters.

ET opservatorija mora biti izgrađena u geološki stabilnom i retko naseljenom području, da bi se izbegle vibracije tla (veštačkog i prirodnog porekla) koje mogu prikriti slab signal gravitacionog talasa. Podaci objavljeni u studiji pokazuju da je ovo jedno od najtiših mesta na svetu, što ga čini posebno pogodnim za izgradnju ET teleskopa, jer samo u takvim uslovima maksimizuje svoje mogućnosti za otkrivanje kosmičkih događaja.

Drugi kandidati za domaćina ET je regija Limburg, na granici između Belgije, Nemačke i Holandije.Ove lokacije se proučavaju i odluka o budućoj lokaciji ET-a biće doneta u narednih 5 godina.

Izvor: INFN, MAX PLANCK INSTITUTE

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 17. novembra 2020. inč Astrofizika

 

LIGO i Virgo najavljuju nova otkrića

11. novembar 2020.

Šta o Univerzumu otkriva 50 detektovanih događaja gravitacionih talasa.

Upravo sada, dok čitamo, sedimo u učionici, radimo u laboratoriji, vozimo bicikl, letimo avionom, kao deo, jednog od tri entiteta Univerzuma, ljuljamo se na gravitacionim talasima koji deformišu druga dva entiteta, prostor i vreme.

Gravitacioni talasi su deformacija tkiva prostora-vremena izazvana vanredno nasilnim kosmičkim događajima, kao što su ubrzanja supermasivnih objekata i njihovo spiralno padanje jedan u drugi.  Za univerzum su to uobičajeni, skoro dnevni događaji, dok su za nas kataklizmični i dobro je što se dešavaju veoma daleko ali je zbog toga otkrivanje gravitacionih talasa veliki izazov i zahteva veoma sofisticiranu i suptilnu opremu. Za razliku od elektromagnetnih talasa, gravitacioni talasi omogućuju potpuno novi način posmatranja i novi uvid u strukturu kosmosa.

Opservatorije LIGO i Virgo su ažurirale novi „GVTC-2“, katalog događaja gravitacionih talasa.

Ukupan broj događaja gravitacionih talasa je podeljen po periodima (ciklusima) posmatranja: u O1 periodu je bilo 3 detekcije, u O2 periodu 8 detekcija, a u prvoj polovini O3 perioda 39 detekcija. Od septembra 2015. je bilo 2,5 perioda posmatranja, što je skoro 600 dana, mada u nekoliko dana detektori nisu radili zbog održavanja ili drugih faktora.

GVTC-2 katalog sadrži 50 detekcija gravitacionih talasa, od septembra 2015. uključujući 39 novih signala od sudara crnih rupa ili neutronskih zvezda otkrivenih u prvoj polovini trećeg ciklusa promatranja, O3a, od 1. aprila do 1. oktobra 2019. Ciklus posmatranja O3a je utrostručio broj otkrića. Prva dva posmatranja su zajedno imala 11 otkrivanja koja su predstavljena u katalogu GVTC-1. Novi katalog sadrži najzanimljivije sisteme koji su do sada viđeni i omogućava nova proučavanja astrofizičkih pojava i fundamentalne fizike.

Od prve detekcije gravitacionih talasa opservatorije LIGO i Virgo su povećale svoju osetljivost. Povećanje snage lasera, poboljšana ogledala, korišćenje tehnologije kvantnog istiskivanja omogućilo je detekcije slabijih gravitacionih talasa, iz udaljenijih događaja. Detekcija gravitacionih talasa koja je u početku bila retka postala je skoro nedeljna pojava. Za samo šest meseci 2019. detektovano je 39 događaja gravitacionih talasi: 37 detekcija talasa je došlo iz sudara parova crnih rupa; jedan iz sudaru dve neutronske zvezde; a jedan iz sudara crne rupe i neutronske zvezde.

Plave tačke na grfiku su crne rupe veće mase a narandžaste neutronske zvezde manje mase. Priroda događaja obeleženih belom bojom koji uključuju mase između dve i pet Sunčevih masa, nije sigurna. Strelice povezuju dva objekta sa novonastalim objektom.

Prikupljeni podaci pomažu mapiranju stope učestanosti takvih događaja i proučavanju nastajanja binarnih crnih rupa i njihovog sudara. Vrhunac stope datira od pre oko osam milijardi godina, nakon perioda nastajanja zvezda, koje su se kasnije pretvarale u crne rupe. Rotacija crnih rupa je ključ za razumevanje načina na koji su one počele da kruže jedna oko druge, pre spajanja. U nekim binarnim sistemima crne rupe imaju neusklađene ose rotacije, što ukazuje da su se formirale odvojeno. Drugi binarni sistemi imaju približno poravnate ose rotacije što ukazuje da su dve crne rupe započele svoj život kao binarni zvezdani sistem.

U događajima gravitacionih talasa mogu da se uoče obrasci ili testiraju teorije. Ovim je testirana i potvrđena Ajnštajnova Opšta teorija relativnosti. Spajanja neutronskih zvezda su posebno zanimljiva jer ona osim gravitacionih talasa emituju i svetlost, što je potvrđeno spajanjem neutronskih zvezda, avgusta 2017. Astrofizičari nisu očekivali sudare crnih rupa sa masom većom od 45 masa Sunca. Očekivalo se da nijedna crna rupa neće imati masu između 45 i 135 puta veću od mase Sunca, a u septembru je u sudaru učestvovala crna rupa mase od 85 solarnih masa. Očekivalo se da je najmanja moguća crna rupa ona sa masom oko pet puta većom od mase Sunca, ali jedna crna rupa ima oko tri solarne mase.

Trenutno se analiziraju rezultati iz preostalih pet meseci O3, od novembra 2019. do marta 2020. U međuvremenu, LIGO i Virgo se nadograđuju i pripremaju za četvrtu seriju posmatranja planiranu za sredinu 2022. godine, koja će uključiti i KAGRA detektor u Japanu.

U našoj svesti dok stojimo ispod noćnog neba više ne dominiraju samo optička svetla obližnjih zvezda i planeta. Od skora znamo da se u dubokom tamnom nebu odvijaju intenzivni događaji sudara crnih rupa i neutronskih zvezda koji izazivaju talasanje prostora- vremena. To saznanje o nebu ispunjenom gravitacionim talasima već preoblikuje znanje čovečanstva, ne samo o rođenju i smrti zvezda, već i svojstvima samog univerzuma.

Izvori: LIGO, Nature

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 11. novembra 2020. inč Astrofizika

 

„Sve što se trenutno događa u astronomiji je neverovatno“

Nemački astrofizičar Rajnhard Gencel (Reinhard Genzel), dobitnik Nobelove nagrade za fiziku, u intervjuu za Špigel-internešnel (SPIEGEL International)  govori o tome kako je otkrio crnu rupu u centru Mlečnog puta.

Razgovor vodili Johan Grole (Johann Grolle) i Kristof Zajdler (Christoph Seidler).

15. 10. 2020.

Rajnhard Gencel je rodom iz okoline Frankfurta. Trenutno je direktor Instituta „Maks Plank“ za Vanzemalјsku fiziku u Minhenu. Za svoje otkriće supermasivne crne rupe Strelac A* u centru Mlečnog puta, dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za 2020. godinu, zajedno sa saradnicom Andreom Gez.

ŠPIGEL: Profesore Gencel, čestitamo na Nobelovoj nagradi za fiziku. Šta ste radili u trenutku kad ste dobili poziv iz Stokholma?

Gencel: Isto što mi naučnici svakodnevno radimo po ceo dan u poslednjih šest meseci: Zum, Zum, Zum. Učestvovao sam sa još 25 lјudi na Zum-konferenciji virtuelnog komiteta društva „Maks Plank“.

ŠPIGEL: A telefon vam je zazvonio baš usred konferencije?

Gencel: Bilo je gotovo smešno. Sedeo sam ispred ekrana, znajući da ću morati da provedem narednih šest sati radeći isto. Tada je zazvonio telefon i sa druge strane čulo se: „Ovde Stokholm.“ Tada je veza počela da se prekida. Prošlo je neko vreme pre nego što sam ponovo mogao da čujem „sekretar“.  Za to vreme prišao sam prozoru i počeo razmišlјati: „Ova prokleta pandemija. Počeo sam i da haluciniram.“

ŠPIGEL: Utorak je početkom oktobra, nešto posle 11 sati, vreme je za proglašenje Nobelove nagrade za fiziku. I želite da verujemo da niste znali ko je na vezi?

Gencel: Ne. Morate mi verovati. Ove godine uopšte nisam razmišlјao o tome. Prethodnih godina jesam, kao 2011. godine. Prekoračili smo te godine svoja merenja i pomislio sam u sebi: „Zaista bi mogao doći red na nas.“ Prilično sam siguran da smo tada bili blizu.

ŠPIGEL: I nakon poziva, vratili ste se likujući na svoj Zum da to svima kažete?

Gencel: Ne, ne, sve ide po strogom protokolu. Dvadeset minuta prolazi između obaveštavanja pobednika i proglašenja nagrade. Za to vreme ne smete nikome reći. Oni zaista insistiraju na tome.

ŠPIGEL: Dakle, ponašali ste se kao da se ništa nije dogodilo?

Gencel: Pa, nisam baš ni to radio. Rekao sam predsedniku odbora, potpredsedniku društva „Maks Plank“: „Gospodine Blaum, moram da se pobrinem za nešto. Možda bi trebalo da uklјučite televiziju za otprilike četvrt sata.“

ŠPIGEL: Zašto ste se nadali Nobelovoj nagradi 2011. godine, a niste je očekivali 2020. godine?

Gencel: Postoji nekoliko razloga za to. Kao prvo, bio sam izvan konkurencije jer sam pre osam godina dobio nagradu Crafoord. Za Švedsku je to ekvivalent Nobelovoj nagradi za područja istraživanja koja se ne uklapaju u Nobelove kategorije, stvari poput matematike, nauke o zemlјi i mog polјa, astronomije. Shodno tome, nisam mislio da imam veće šanse, naročito ne ove godine.

ŠPIGEL: U čemu je razlika ove godine?

Gencel: Ako obratite pažnju na Nobelove nagrade za fiziku dodeljene tokom poslednjih pet godina, videćete da su one dodelјivane za neutrine, gravitacione talase, kosmologiju i egzoplanete. Da li je to opet trebalo da bude astrofizika? Možda možete da zamislite kako lјudi iz drugih oblasti fizike počinju da gunđaju.

ŠPIGEL: Očigledno je da živimo u zlatnom dobu astronomije.

Gencel: Apsolutno. Neverovatno je sve što se trenutno događa. I nastaviće se. Uzmimo samo egzoplanete za primer. Trenutno doživlјavamo otvorenu eksploziju znanja. I GRAVITACIJA, naš interferometar na veoma velikom teleskopu (VLT) u Čileu deo je ove eksplozije. Nedavno smo izmerili atmosferu nekih egzoplaneta. Na ivici smo mogućnosti da se bavimo astrohemijom na planetama izvan našeg Sunčevog sistema.

ŠPIGEL: Postoji još jedan razlog zašto su se lјudi možda iznenadili što ste dobili Nobelovu nagradu. Vaše otkriće crne rupe usred Mlečnog puta zasenila je spektakularna slika crne rupe koju je prošle godine objavio tim teleskopa Event Horizon. Zašto nisu nagrađeni?

Gencel: Bilo je dobro što je njihova slika dobila mnogo pažnje. Važno je lјude oduševiti istraživanjem. A astronomija ima posebnu ulogu.

ŠPIGEL: Da li pokušavate da kažete da je slika bila dobra za privlačenje publike, ali nije li sve bilo toliko važno sa naučnog stanovišta?

Gencel: Ne, ne bih to rekao. Istina je, međutim, da je tako lepa, primamlјiva narandžasta slika, čak i ako se ne može jasno protumačiti. Još uvek traje otvorena rasprava među stručnjacima: da li smo zaista sigurni u ono što gledamo na ovoj slici?

ŠPIGEL: Gde god se razgovara o crnim rupama, prikazuje se ta slika. A vi nam sada kažete da mi zapravo ni ne znamo šta je to?

Gencel: Tačno. Može biti da gledamo senku crne rupe, kako se to obično prikazuje. Ali to može biti i spolјni zid mlaza koji dolazi direktno na nas brzinom svetlosti. Da bismo znali sigurno, potrebna su nam dodatna merenja. Trenutno imamo problem, pandemiju korone, i većina teleskopa na Zemlјi je isklјučena.

ŠPIGEL: Recite nam malo o svom istraživanju. Kakav je značaj crne rupe u centru Mlečnog puta?

Gencel: Ovde govorimo o supermasivnoj crnoj rupi oko koje je gravitacija posebno jaka. Najzanimlјivije bi bilo, naravno, merenje iznutra. To, međutim, nije moguće. Postoji prirodna granica: horizont događaja. Cilј nam je, dakle, da se privučemo što bliže ovoj granici u ekstremnom okruženju gde se sve kreće brzinom od oko polovine brzine svetlosti, mestu gde su gravitacione plimne sile toliko jake da sve raskidaju. Sve preciznijim proučavanjem takvih crnih rupa stičemo sve bolјe i bolјe razumevanje zašto je naš Mlečni put rotirajuća spiralna galaksija, dok druge galaksije imaju oblik elipse. Crne rupe igraju presudnu ulogu u toj razlici.

ŠPIGEL: Kada ste se zainteresovali za supermasivne crne rupe?

Gencel: Na Kalifornijskom univerzitetu u Berkliju još osamdesetih. U to vreme su svi pokušavali da shvate šta su kvazari, interesantni objekti u svemiru koji emituju ogromne količine energije. Teoretičari su rekli: „To se ne može objasniti nuklearnom fuzijom kao kod zvezda“. Ali to bi se moglo objasniti masivnim crnim rupama u koje propada puno materijala. Prema tom objašnjenju, kvazari su bili izuzetno dobro hranjene crne rupe. Pitanje je, međutim, bilo kako to možemo dokazati. Brzo se pojavila ideja da se prouči efekat gravitacije na predmete koji kruže oko crne rupe, ali je bilo jasno – kvazari su predaleko da bismo mogli da izračunamo pojedinačne putanje zvezda. Zato smo se morali približiti svojim objektima. I svi su, naravno, razmišlјali o centru naše sopstvene galaksije.

ŠPIGEL: Kada ste počeli da merite, još uvek nije bilo jasno ni da li se u centru galaksije nalazi crna rupa. Koliko je moguće da su lјudi tada mislili da je ona postojala?

Gencel: Rekao bih da je trećina praktičnih astronoma mislila da je to verovatno; druga trećina bi rekla: „Ne zanima me“; poslednja trećina žestoko je odbacila tu ideju.

ŠPIGEL: Činilo se da i vi sami malo sumnjate. O vašem istraživanju prvi put smo izvestili 1992. godine. Rekli ste: „Teško je merenja protumačiti na bilo koji drugi način osim postojanjem crne rupe“. To znači da ste u skoro 30 godina od tada jednostavno neprekidno potvrđivali ono što ste već smatrali verovatnim?

Gencel: Tačno, samo što su naša današnja merenja milion puta bolјa nego što su bila tada.

ŠPIGEL: Niko nije toliko upoznat sa centrom naše galaksije kao vi. Kako to izgleda?

Gencel: Svetao je. Ako biste putovali u centar naše galaksije, iznenadili biste se koliko je tamo svetlo. Koncentracija zvezda je, u odnosu na naše susedstvo, milion puta veća. I ne samo da ih ima mnogo, nego su gigantske. Ukratko, zvezde na nebu izgledale bi dramatično.

ŠPIGEL: Može li se uopšte živeti u takvom regionu? Da li bismo na putu mogli da pronađemo sklonište?

Gencel: To je dobro pitanje, a ja nemam odgovor za vas. Pretpostavlјam da bi vaše šanse bile prilično slabe, jer su gravitacija džinovskih zvezda i crne rupe dovolјne da razdvoje sve planete u naizmeničnim preletima, ali to ne znamo sa sigurnošću.

ŠPIGEL: Postoji još jedna osoba na Zemlјi koja bi mogla biti dobar vodič na takvom putovanju, Andrea Gez, s kojom delite Nobelovu nagradu. Čini se da u vašem odnosu ne teče sve glatko.

Gencel: Neprestano smo se takmičili jedno s drugim tokom godina. Ovo takmičenje bilo je izuzetno isplativo za sve nas. Počeli smo sa merenjima početkom devedesetih, a Andrea nam se pridružila 1995. godine, uživajući u prednosti što je imala pristup Keku na Havajima, teleskopu prečnika 10 metara. U to vreme merili smo brzinu zvezda u blizini centra galaksije i oboje smo došli do istog rezultata. Kada dve grupe postignu iste rezultate nezavisno jedna od druge, naučna zajednica kaže: „Verujemo u to.“ Takmičenje je bilo neverovatno korisno u sticanju poštovanja.

ŠPIGEL: Kasnije je postalo teže?

Gencel: Da. Cilј je bio da se prvi put izmeri put zvezde u centru galaksije. Oboje smo imali sreće da je postojala ova jedna zvezda kojoj je bilo potrebno samo 16 godina da bi obišla oko galaktičkog centra brzinom od 7.000 km/s. Bilo je dramatično i neočekivano: jednog dana krenula bi u jednom pravcu, dva meseca kasnije u sasvim drugom, a dva meseca kasnije opet bi bilo drugačije.

ŠPIGEL: A gde je iskrsao problem?

Gencel: Slučajno smo se te godine preselili u VLT u Čileu, na Veliki evropski teleskop. Imali smo puno vremena za posmatranje i tako smo mogli postići rane rezultate. Objavili smo ih odmah, što je brže moguće, što je uznemirilo Andreu. Na tadašnjoj konferenciji otišla je toliko daleko da je rekla da smo izmislili svoje rezultate. Rekla je da nismo mogli prikupiti takve podatke jer nismo imali teleskop za to – sve dok joj neko nije šapnuo: „Oni više ne rade sa teleskopom od tri i po metra“. „Nisam to znala“, odgovorila je, dodajući da je nepravedno što je niko ranije nije obavestio. Bila je izuzetno lјuta na mene. Čak i ako nisam osećao da sam učinio nešto loše, morao sam da prihvatim da je njeno viđenje situacije takvo, pa sam sebi rekao: „Vreme je da progutam svoj ponos“. Krenuo sam na hodočašće kod nje u Kaliforniju, gde me je celi dan grdila.

ŠPIGEL: I? Jeste li se pomirili?

Gencel: Pa, tada sam joj obećao da ću joj pre vremena reći šta radimo. Jednostavno je slučaj bio takav da smo uvek bili ispred. Tehnički smo bili ispred, imali smo više vremena za teleskop i imali smo veću grupu. Kao takvi, uvek smo prvi imali rezultate. Tada se, u nekom trenutku, pomenuta zvezda ponovo približavala centru galaksije i oboje smo znali da će situacija postajati sve uzbudljivija, s tim što smo mi bili u mnogo bolјem položaju, jer smo sada imali GRAVITACIJU. Bilo je jasno da bismo sa tehničke tačke gledišta, ako pokrenemo svoje instrumente, imali 20 puta bolјu rezoluciju, pa sam joj napisao: „Znate da imamo GRAVITACIJU. Zar ne bi bilo bolјe za sve nas kad bismo radili zajedno?“ Ali ona je odbila.

ŠPIGEL: Tvrdite da ste bili ispred svih ovih godina. Zašto sada oboje dobijate Nobelovu nagradu?

Gencel: Zanimlјivo, nagradu Shaw za 2008. godinu dobio sam sam. U prvoj fazi smo bili ispred. Činjenica da smo oboje dobili nagradu Crafoord bila je potpuno opravdana. Bili smo čak i izjednačeni. Mislim da bi, da je trenutna nagrada došla nešto kasnije, efekat GRAVITACIJE bio još veći. To je zaista neverovatan instrument koji će i dalјe igrati veliku ulogu u astronomiji. S druge strane, lično sam uveren da je on razlog zašto smo uopšte nagrađeni ovom nagradom.

ŠPIGEL: Mislite na udeo žena među dobitnicima Nobelove nagrade?

Gencel: Možete se prisetiti kritika u ponedelјak, kada je proglašena Nobelova nagrada za medicinu. Ljudi su govorili: „Opet tri stara, bela čoveka“. Razumem. I sam to znam kao član odbora za dodelu nagrade Shaw. Pod velikim smo pritiskom. U nekim slučajevima problem je što, radi rodne ravnopravnosti, biramo žene u odbor za izbor, a time gubimo polovinu najbolјih žena kandidatkinja.

ŠPIGEL: Nagrade su objavlјene, ali još uvek nisu uručene. Kako će se uručenje odvijati u ovoj godini koju obeležava COVID-19. Da li planirate putovanje u Stokholm?

Gencel: Ne, neće biti prezentacije. Rekli su mi da planiraju da to nadoknade sledeće godine. Takođe, čuo sam glasine da ćemo diplome i plakete moći da preuzmemo od ambasadora.

ŠPIGEL: Profesore Gencel, zahvalјujemo vam se na intervjuu.

Izvor:  SPIEGEL International

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 21. oktobra 2020. inč Astrofizika

 

Halo Andromede( M31)

     30. avgust 2020.

Nevidljivi oreol gasa ili halo plazme proteže se 1,3 miliona svetlosnih godina oko galaksije Andromede, a u nekim pravcima (smerovima) čak i do 2 miliona svetlosnih godina. Prisustvo gasa u ovom radijusu predstavlja sferu gravitacionog uticaja Andromede.

Credits: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)

    To je otprilike pola rastojanja do našeg Mlečnog puta. Mi iz Mlečnog putu ne možemo da vidimo oreol naše galaksije. Kao i Andromeda i Mlečni put verovatno ima sličan halo. Dve galaksije se kreću jedna prema drugoj, predstoji im sudar za oko 4 milijarde godina i formiraće džinovsku eliptičnu galaksiju. Sudeći po ovome otkriću i predpostavci  autora ovoga rada halo naše galaksije je moguće već u sudaru sa halom Andromede.

    Samantha Berek sa Yale University u New Haven, u Connecticutu kaže : „Ovaj rezervoar gasa sadrži gorivo za stvaranje budućih zvezda u galaksiji, kao i odlive supernova. Pun je tragova o prošloj i budućoj evoluciji ove nama najbliže galaksije i u mogućnosti smo da je detaljnije proučimo.“

     Halo ima slojevitu strukturu od dve različite školjke gasa. „Unutrašnja ljuska koja se proteže na oko pola miliona svetlosnih godina je složenija i dinamičnija“, kaže lider studije Nicolas Lehner sa Universiteta Notre Dame u Indiani. „Spoljna ljuska je mirnija i vrelija. Ova razlika je verovatno rezultat pojava supernovih u disku galaksije koje utiču na unutrašnji oreol.“

    Potpis ove aktivnosti je velika količina teških elemenata u oreolu Andromede. Elementi veće mase nastaju u unutrašnjosti zvezda, a zatim nasilno, u eksplozijama zvezda izbačeni u svemir, kontaminiraju ovim materijalom međuzvezdani i intergalaktički prostor.

    Galaksija Andromeda je po veličini slična Mlečnom putu. Na udaljenosti od 2,5 miliona svetlosnih godina vidi se golim okom kao svetla magličasta mrlja. Ako bi se njen oreol mogao videti golim okom, to bi obuhvatalo oko tri puta više prostora od onog koji zauzima sazvežđe Veliki Medved.

    U projektu AMIGA (Absorption Map of Ionized Gas in Andromeda), ispitivana je svetlost 43 kvazara, dalekih, sjajnih jezgara aktivnih galaksija koje napajaju crne rupe, daleko iza Andromede. Njihovu svetlost apsorbuje oreol Andromede.  Apsorpcija nije ista po regionima. Ogroman Andromedin halo je napravljen  od veoma razređenog  jonizovanog  gasa koji ne emituje detektibilno zračenje. Praćenje apsorpcije svetlosti koja dolazi iz pozadinskih kvazara je bolji način analiziranja materijala haloa.

Oreol Andromede je prikazan u ljubičastoj boji a kvazari u pozadini  su žućkaste tačke. Credits: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)

     Korišten je Hablov spektrograf, (Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph -COS) za proučavanje ultraljubičastog svetla kvazara i otkrivanje jonizovanog gasa ugljenika, silicijuma i kiseonika. Zemaljski teleskopi ovo ne mogu da vide jer atmosfera apsorbuje ultraljubičasto svetlo. Atom se jonizuje kada mu zračenje oduzme jedan ili više elektrona.

     Nalazi tima su objavljeni u The Astrophisical Journal od 27. avgusta.

Izvor: HUBBLESITE

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 30. avgusta 2020. inč Astrofizika

 

Teorija masene gravitacije i tamna energija

    25. januar 2020.

    Od Velikog praska svemir se širi, ali po zakonu fizike gravitacija kao privlačna sila bi trebalo da ga uspori. U stvarnosti nije tako, svemir ubrzava.

    Kao rešenje problema hipotetizovana je tamna energija koja bi trebalo da omogućava ubrzano širenje kosmosa. Ali niko zapravo ne zna o čemu se tu radi.

    Claudia de Rham, profesor teorijske fizike na Imperial koledžu u Londonu za sebe kaže da joj stručnost leži u interfejsu između fizike čestica, gravitacije i kosmologije u kojoj razvija i testira nove modele i paradigme. Radi na razumevanju gravitacije na fundamentalnom nivou, sa naglaskom na teorijsku konzistentnost, kvantnu stabilnost i relevantnost za kosmologiju.

    De Rham Teorijom masene gravitacije modifikuje Ajnštajnovu Teoriju opšte relativnost tako što gravitonima, hipotetičkim česticama, nosiocima gravitacione sile daje masu. Po Ajnštajnu gravitoni nemaju masu.

    Ako gravitoni imaju masu, očekuje se da gravitacija ima uticaj na skalama vrlo velikih rastojanja, što bi moglo da objasni zašto širenje univerzuma nije obuzdano.

    „Jedna je mogućnost da vam možda neće trebati tamna energija, tačnije, sama gravitacija ispunjava tu ulogu“, kaže De Rham.

    De Rham ističe da je u ovoj fazi masena gravitacija još uvek samo teorija. Matematički je to proverivo, ali ne znamo da li odražava empirijsku stvarnost. Ali s pojavom astronomije gravitacionih talasa biće moguće testirati predviđanja teorije u narednoj deceniji i dalje.

     „Bilo bi neverovatno kada bi se pokazalo da je ovo ispravno“, kaže ona.“To se može ili ne mora dogoditi, ali ono što će se dogoditi je da ćemo imati mnogo bolje temeljno razumevanje gravitacije i to je nešto tako duboko, to je danas jedno od velikih pitanja.“

     De Rhama zanima brzina gravitacije koja nikada nije direktno izmerena i za koju teorija predviđa da bi u nekim okolnostima mogla biti brža od svetlosti. Ona istražuje da li se gravitacija, poput svetlosti, kreće različitim brzinama kroz različite materijale. Ako se to dogodi, postojale bi gravitacione duge koje bi se mogle videti na teleskopima sa gravitacionim talasom.

     „Ako postoji nešto što ne razumemo ili postoji neko odstupanje u podacima, to je znak – znak da moramo nešto više da naučimo“, kaže ona. „To je znak da smo na ivici otkrivanja nečeg novog.“

      De Rhama očekuje da će nova generacija opservatorija gravitacionih talasa, poput ESA-e  svemirske opservatorije Lisa, u narednoj deceniji detektovati slabe gravitacione signale iz kosmosa i podići nivo nauke koji će omogućiti kvalitetniji rad.

Izvor :
Imperial College London
The Guardian

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 6. februara 2020. inč Astrofizika

 

Gravitacioni talasi i tamna materija

Ako prostor- vreme zamislimo kao dvodimenzionalno platno svaki objekat koji se nađe na njemu ga opterećuje i zakrivljuje svojom masom. Što je masa objekta veća, zakrivljenje platna je veće.

   Slično tome, po Teoriji opšte relativnosti Alberta Ajnštajna objekti u svemiru svojom masom deluju na četvorodimenzionlni prostor- vreme, deformišu ga, što se manifestuje kao gravitacija.

     Taj zakrivljeni deo prostor- vremena  oko nekog tela koje ima masu je njegovo gravitaciono polje.

Maciej Rębisz

    Gravitaciono polje jednog objekta privlačno deluje na drugi objekat koji može da padne u gravitaciono polje prvog objekta i orbitira oko njega, kao Mesec oko Zemlje ili Zemlje oko Sunca.

    Dva tela mogu da se okreću jedno oko drugog, sve bliže i bliže, dok ne padnu jedno u drugo, sudare se. Kada se to dogodi nastaju deformacije u prostor- vremenu ili gravitacioni talasi.

    Laserska interferometarska gravitaciono-talasna opservatorija (LIGO) je 14. septembra 2015. godine prvi put detektovala gravitacione talase koji su nastali sudarom dve crne rupe. Opservatorije LIGO i Virgo su detektovale gravitacione talase iz najmanje još 10 spajanja crnih rupa. Spajanje dve neutronske zvezde je prvi put detektovano 2017. godine.

     Posle Velikog praska novouobličena materija i prostor- vreme se šire i postaju sve veći. Ako je taj rast neujednačen, određena područja postaju gušća od ostalih. U nekom trenutku univerzuma ti džepovi guste materije se pod vlastitom gravitacijom urušavaju i formiraju rane crne rupe.

    Za razliku od crnih rupa nastalih kasnije eksplozijom masivnih zvezda, prvobitne crne rupe nemaju minimalni prag mase potreban da bi se one formirale. Ako bi LIGO i Virgo detektovali crnu rupu manje mase od mase Sunca, to bi mogla biti prvobitna crna rupa.

     Do sada hipotetička tamna materija nije otkrivena ali se smatra da je u svemiru ima 85% više od vidljive materije. Ovaj stav se zasniva na nekim gravitacionim efektima zapaženim širom svemira koji se objašnjavaju postojanjem nevidljive tamne materije.

     Čini se da tamna i normalna materija uzajamno deluju samo putem gravitacije. Moguće je da čestice tamne materije međusobno komuniciraju kao i poznate čestice i pri tome formiraju kompaktne tamne objekte.

     Jedan od kandidata za česticu tamne materije je aksion. Oni bi mogli da se kondenzuju u Boze-Ajnštajnov kondenzat ili aksionske zvezde. Moguće je da se značajan deo aksionske tamne materije nalazi u obliku tamnih aksionskih zvezda, kao neutroni u neutronskim zvezdama.Moguće je i da su prvobitne crne rupe sačinjene od tamne materije.

    Ako je svemir naseljen kompaktnim tamnim objektima neki od njih mogu da se nađu u uzajamnom gravitacionom delovanju sa zvezdama obične materije. Normalna zvezda i tamni objekat mogu mirno gravitaciono da koegzistiraju.

     Eksplozija zvezde kao supernove može da promeni odnose između novonastale neutronske zvezde i tamnog objekta. Spajanje aksionske zvezde sa neutronskom zvezdom može da izazove gravitacione talase što LIGO i Virgo  mogu da detektuju ali ne i da identifikuju učesnike događaja. Ali teleskopi koji detektuju elektromagnetne signale koji prate tako nastale gravitacione talase bi to mogli da urade.

    Od objavljivanja Teorije opše relativnosti, koja je predvidela postojanje gravitacionih talasa i njihovog otkrića prošlo je 100 godina. Ostaje nam da očekujemo da će gravitacionoj astronomiji trebati manje vremena da dođe do otkrića onoga što se danas začinje kao teorija.

   Detaljnije: Symmetry

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 2. februara 2020. inč Astrofizika

 

Da li tamna materija doprinosi kosmičkom gama sjaju

    26. januar 2020.

Pozadinsko gama zračenje (žuto) se poklapa sa kosmičkim regionima koji sadrže više materije (crveno). (DES). (Daniel Gruen / SLAC / Stanford, Chihvai Chang / Universiti of Chicago, Alek Drlica-Vagner / Fermilab)

    Astrofizičari su došli korak bliže razumevanju porekla slabog sjaja gama zraka na nebu. Analize ukazuju da je ovo svetlo sjajnije u regionima koji sadrže više materije i prigušenije tamo gde materije ima manje. Sada je prvi put otkrivena ova korelacija koja može da se koristi za razumevanje uzroka pozadinskih gama zraka.

    Sjaj neobjašnjenih pozadinskih gama zraka potiče iz dalekih i bledih izvora koji se ne mogu pojedinačno identifikovati. Činjenica, da se lokacije odakle potiču gama zraci podudaraju sa mestima velike mase u dalekom svemiru mogla bi da bude ključna za identifikovanje tih izvora.

    Studija je koristila podatke jednogodišnjeg istraživanja tamne energije Dark Energy Survey (DES), koja koristi optičke slike neba, i podatke prikupljane devet godina sa Svemirskog gama teleskopa Fermi.

    Gama zračenje je najenergičniji oblik svetlosti. Nastaje u širokom rasponu kosmičkih pojava, često izuzetno nasilnih, kao što su: eksplozije zvezda, neutronske zvezde, aktivne galaksije.

    Jedan od izvora gama zraka su blazari, aktivne galaksije sa supermasivnim crnim rupama u svom centru koje gutaju okolnu materiju i isijavaju mlazeve plazme i gama zraka. Ove mlazeve vidi svemirska opservatorija Fermi kada su oni usmereni prema nama.

       Blazari su najjednostavnija pretpostavka, ali novi podaci ukazuju da njihova populacija nije dovoljna da se objasni uočena povezanost gama zraka sa distribucijom mase.

    Kada se izuzmu poznati izvori, karta neba i dalje sadrži pozadinske gama zrake čiji sjaj varira od regiona do regiona.

Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

    Drugi potencijalni izvor je hipotetička nevidljiva tamna materija za koju se veruje da čini 85% univerzuma. Ona bi mogla proizvesti gama zrake kada se čestice tamne materije susreću, urušavaju jedna u drugu i anihiliraju.

    Vodeća teorija predviđa da slabo interaktivne čestice tamne materije, VIMP-ovi, u međusobnom sudaru anihiliraju i stvaraju gama zrake. Gama zraci iz određenih kosmičkih regiona bogatih materijom bi mogli da potiču iz interakcija tih čestica.

    Potpisi gama zraka nastalih od uništenih VIMP-ova traženi su na raznim lokacijama za koje se veruje da sadrže tamnu materiju, uključujući centar Mlečnog puta i patuljaste galaksije koje orbitiraju okolo. Ove pretrage još nisu našle prepoznatljive signale tamne materije.

    Iako je verovatnoća da je izmerena korelacija samo slučajni efekat, oko jedan prema hiljadu, istraživačima je potrebno više podataka za konačnu analizu.

    Ovi rezultati, po prvi put povezuju mape gama zraka, materije i tamne materije i puni su potencijala, ali trenutno je veza još uvek nedovoljna.

    Jedno od glavnih ograničenja trenutne analize je količina dostupnih podataka o gravitacionim sočivima. Podaci od 40 miliona galaksija nisu dovoljni. Kada kroz objektive teleskopa prođu podaci milijardu galaksija, iz mnogo većeg nebeskog regiona podaci će biti pouzdaniji.

    Studija pokazuje da korelacija distribucije materije i gama zraka može da se koristi  kako bi se saznalo više o tome šta izaziva pozadinu gama zraka. Sa više podataka sa DES, LSST i drugih projekata poput budućeg Svemirskog teleskopa Euclid, produbiće se razumevanje potencijalnih izvora.

    Tek tada bi moglo da se utvrdi da li ovaj sjaj gama zraka potiče od samouništenja tamne materije. Biće to i dokaz postojanja tamne materije.

Izvor: SLAC National accelerator laboratory

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 30. januara 2020. inč Astrofizika

 

Teški metali u zvezdama ukazuju na istoriju galaksija

(Credit: NAOJ, University of Tokyo)

9. januar 2020.
   Različiti teški metali nastaju u eksplozijama prilikom spajanja binarnih neutronskih zvezda. Oni se zatim inkonporiraju u novonastale zvezde gde se po karakterističnim talasnim dužinama kao potpisima mogu prepoznati.

    Astronomi su katalogizovali potpise 9 teških metala u infracrvenom svetlu džinovskih i superdžinovskih zvezda. Ova zapažanja će pomoći istraživačima da shvate kako su spajanja binarnih neutronskih zvezda uticala na hemijski sastav i evoluciju Mlečnog puta i drugih galaksija.

    Odmah nakon Velikog praska, u svemiru su postojali samo vodonik i helijum. Ostali elementi su formirani kasnije u procesu nuklearne fuzije u zvezdama ili u supernovama ili u spajanju neutronskih zvezda. Detalji različitih procesa i njihovi relativni doprinosi još uvek se malo razumeju. Bolje razumevanje hemijske evolucije galaksija važno je za razumevanje nastanka okruženja bogatim elementima oko planeta poput Zemlje. Posebno se metali teži od nikla mogu koristiti za praćenje spajanja neutronskih zvezda.

    Istraživački tim sa Univerziteta u Tokiju, Univerziteta Kjoto Sangio i NAOJ koristio je VINERED infracrveni spektrograf na 1,3m teleskopu Araki u Astronomskoj opservatoriji Kojama u Kjotou u Japanu da potraži „potpise“ teških metala u 13 džinovskih i superdžinovskih zvezda. Njih je lako posmatrati, čak i ako su daleko, a infracrvena svetlost ima prednost jer može da se vidi u regionima gde međuzvezdana materija blokira vidljivu svetlost.

    Svaki element u zvezdi stvara poseban „potpis“ apsorbujući određene talasne dužine njene svetlosti. Tim je uporedio spektar, detaljne informacije o talasnoj dužini svake zvezde sa bibliotekama koje sadrže desetine teoretski predviđenih apsorpcionih linija i našao 23 linije proizvedene od 9 elemenata od cinka do disprozijuma.

    Ovi rezultati su astronomima omogućili merenje nivoa tih teških metala u drugim zvezdama, mapiranje hemijske raznolikosti i određivanje evolucije Mlečnog puta i drugih galaksija.

Izvor: NAOJ

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 10. januara 2020. inč Astrofizika

 

Otkriće ugljenika oko mladih galaksija

Atakama veliki milimetarski/submilimetarski niz- ALMA- Babak Tafreshi

      Radio teleskop Atakama veliki milimetarsko/submilimetarski niz (ALMA) detektovao je gigantske oblake gasovitog ugljenika u prečniku većem od 30 000 svetlosnih godina oko mladih galaksija. Ovo je prva potvrda da su se atomi ugljenika, nastali u zvezdama u ranom univerzumu proširili dalje od galaksija. Nijedna teorijska studija nije predvidela ugljenik oko rastućih galaksija, što dovodi u pitanje naše trenutno razumevanje evolucije kosmosa.

     „Mi smo detaljno pregledali naučnu arhivu ALMA i prikupili podatke koji sadrže radio signale jona ugljenika u galaksijama u ranom univerzumu, milijardu godina nakon Velikog praska“, kaže Seiji Fujimoto, astronom sa Univerziteta u Kopenhagenu i Tokiju, vodeći autor istraživačkog rada. „Kombinovanjem svih podataka postigli smo neviđenu osetljivost. Dobijanje podataka istog kvaliteta sa jednim posmatranjem trajalo bi 20 puta duže od uobičajenih opažanja ALMA-e, što je gotovo nemoguće postići.“

     Elementi, ugljenik i kiseonik nisu postojali u univerzumu u vreme Velikog praska. Nastali su kasnije nuklearnom fuzijom u zvezdama. Još uvek nije jasno kako se ti elementi šire po univerzumu. Do sada su pronađeni teški elemente u mladim galaksijama, ali ne i izvan njih. Ovaj istraživački tim je sumirao slabe signale pohranjene u arhivi podataka i pri tom pomerio granice.
        Mlada galaksija okružena gasovitim ugljenikom. Crvena boja prikazuje raspodelu ugljenika. Slika predstavlja rastojanje od 70 000 svetlosnih godina. Udaljenost galaksije je 12,8 milijardi svetlosnih godina.
 Credit: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA/ESA-in ST Habl.

    „Oblaci gasovitog ugljenika su pet puta veći od rasporeda zvezda u galaksijama, primećeno je pomoću ST Habla “, objašnjava Masami Ouchi, profesor Nacionalne astronomske opservatorije Japana i Univerziteta u Tokiju. „Primetili smo difuzne, ogromne oblake ugljenika koji su plutali u mračnom Univerzumu.“
 
    Kako su nastale ove čaure ugljenika? „Eksplozije supernovih u završnoj fazi života zvezda izbacuju teške elemente formirane u zvezdama“, kaže profesor Rob Ivison, naučni rukovodioc u Evropskoj južnoj opservatoriji. „Mlazovi visokoenergetskog zračenja iz supermasivne crne rupe u centrima galaksija bi mogli da prenose ugljenik izvan galaksija u svemir. “

      Istraživački tim napominje da trenutni teorijski modeli ne mogu da objasne tako velike oblake ugljenika oko mladih galaksija, što ukazuje da neki novi fizički procesi trebaju da budu uključeni u kosmološke simulacije.

    Tim koristi ALMA i druge teleskope širom sveta kako bi dodatno istražio implikacije otkrića ovih odliva iz galaksija i njihove oreole bogate ugljenikom.

    Rezultati su objavljeni u Astrophysical Journal-u  pod nazivom S. Fujimoto et al. “First Identification of 10 kpc [CII] Halo around Star-Forming Galaxies at z=5-7”, 16. decembra 2019.
Izvor: ALMA

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 17. decembra 2019. inč Astrofizika

 

  Može da bude da Mlečni put ima dve supermasivne crne rupe

Gravitacioni ples dve crne rupe…NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Christopher Go

   14. 12. 2019.

    Izvori gravitacionih talasa koje su detektovale interferometarske laserske gravitacione opservatorije LIGO i Virgo, od 2015. godine do danas, su sudari crnih rupa, neutronskih zvezda i sudari crnih rupa i neutronskih zvezda. Svi ovi događaji dogodili su se na prilično velikim udaljenostima od više miliona do više milijardi svetlosnih godina.

     Danas znamo da se u centru Mlečnog puta nalazi supermasivna crna rupa koja pod gravitacionim ključem drži gotovo sva tela koja čine našu galaksiju. Ima indicija da tamo postoji bar još jedna a moguće je i više crnih rupa, manje mase. To otvara pitanja: Da li u centru Mlečnog puta postoji više crnih rupa? Šta bi se dogodilo ako se one jednog dana sudare? Kakav bi gravitacioni talas nastao i kakvu bi buru u tkivu prostora- vremena izazvao, obzirom na blizinu?

     Smadar Naoz, vanredna  profesorica na katedri za fiziku i astronomiju, UCLA, na odseku za astronomiju i astrofiziku i član izvršnog odbora Instituta za teorijsku fiziku Bhaumik piše u svom radu o traženju crne rupe, mogućeg pratioca supermasivne crne rupe u centru Mlečnog puta.

    Crne rupe su intrigantni sistemi a supermasivne crne rupe i njihova gusta zvezdana okruženja predstavljaju jedno od najekstremnijih mesta u našem univerzumu.

    Supermasivna crna rupa Sgr A * u centru naše galaksije ima masu oko 4 miliona puta veću od mase našeg Sunca. Crna rupa je mesto u prostoru u kome je gravitacija toliko jaka da iz nje ne mogu pobeći ni čestice svetlost. Okolo Sgr A * je gust niz zvezda. Precizna merenja orbita ovih zvezda omogućila su astronomima da potvrde postojanje ove supermasivne crne rupe i da izmere njenu masu. Više od 20 godina naučnici prate orbite ovih zvezda oko supermasivne crne rupe. Na osnovu onoga što smo videli, moje kolege i ja ukazujemo da ako tamo postoji pratioc, to bi mogla biti druga crna rupa čija je masa najmanje 100 000 veća od mase Sunca.

    Skoro svaka galaksija ima supermasivnu crnu rupu u svom jezgru, sa masama od milion do milijardi puta većim od mase Sunca. Astronomi još uvek proučavaju zašto jezgra galaksija imaju supermasivnu crnu rupu. Ali, čini se da crne rupe vole da budu u parovima.

    Da bismo razumeli ovu ideju moramo se vratiti u vreme kada je svemir bio star oko 100 miliona godina do pojave prvih galaksija koje su bile mnogo manje od današnjih galaksija, oko 10 000 ili više puta manje od Mlečnog puta. Unutar tih ranih galaksija od prvih zvezda su nastale crne rupe, sa masom desetak do hiljadu puta većom od mase Sunca. Te crne rupe su potonule do težišta, centra njihove galaksije. Budući da se galaksije razvijaju spajanjem i sudaranjem jedna s drugom, to će rezultirati pojavom parova supermasivnih crnih rupa.Te crne rupe se zatim sudaraju i povećavaju. Crna rupa sa masom koja je više od milion puta veća od mase našeg Sunca smatra se supermasivnom.

    Ako se dve supermasivne crne rupe okreću oko sebe u bliskoj orbiti, centar galaksije je zaključan u složenom gravitacionom plesu. Dok orbituju jedna oko druge, u isto vreme, svaka povlači svoje zvezde oko sebe. One će kao gravitacioni tegljači povući okolne zvezde ometajući pri tome njihove orbite. Nakon jedne revolucije oko supermasivnog para crnih rupa, zvezda se neće tačno vratiti na tačku u kojoj je započela kretanje.

    Koristeći naše razumevanje gravitacione interakcije između mogućeg supermasivnog para crnih rupa i okolnih zvezda, astronomi mogu predvideti šta će se dogoditi sa zvezdama. Astrofizičari poput mojih kolega i mene mogu uporediti naša predviđanja sa opažanjima, a zatim mogu odrediti moguće orbite zvezda i ustanoviti da li supermasivna crna rupa ima saputnika koji vrši gravitacioni uticaj.

     Pomoću dobro proučene zvezde S0-2, koja orbitira oko supermasivne crne rupe u centru naše galaksije svakih 16 godina, možemo isključiti ideju da postoji druga supermasivna crna rupa sa masom preko 100 000 puta većom od mase Sunca i oko 200 puta veće udaljenosti Sunca i Zemlje. Da je postojao takav pratioc, mi bismo otkrili njegove efekte na orbitu SO-2.

    To ne znači da neka manja crna rupa ipak nije sakrivena tamo. Takav objekat ne može izmeniti orbitu SO-2 na način koji mi za sada možemo da izmerimo.

    Supermasivne crne rupe u posljednje vreme privlače veliku pažnju. Nedavna slika takvog giganta u centru galaksije M87 otvorila je novi prozor za razumevanje fizike crnih rupa.

    Centar Mlečnog puta udaljen samo 24 000 svetlosnih godina je jedinstvena laboratorija za rešavanje problema fizike supermasivnih crnih rupa. Astrofizičari žele da razumeju njihov uticaj na centralne oblasti galaksija i njihovu ulogu u formiranju i evolucije galaksija. Otkrivanje para supermasivnih crnih rupa u centru galaksije ukazalo bi na to da se Mlečni put u nekom vremenu u prošlosti spojio sa drugom, verovatno malom galaksijom.

    Merenja zvezde S0-2 omogućila su da se izvrši jedinstven test Ajnštajnove Opšte teorije relativnosti. Maja 2018. godine S0-2 je prošla pored supermasivne crne rupe na udaljenosti od oko 130 puta većoj od Zemljine udaljenosti od Sunca. Prema Ajnštajnovoj teoriji, talasna dužina svetlosti koju emituje zvezda trebalo bi da se isteže dok se penje iz dubokog gravitacionog bunara supermasivne crne rupe.

    Otkriveno je istezanje talasne dužine koju je Ajnštajn predviđao, zbog čega se zvezda čini crvenijom. To je dokazalo da teorija Opšte relativnosti tačno opisuje fiziku u ovoj ekstremnoj gravitacionoj zoni.    

     Nestrpljivo očekujem drugi najbliži pristup S0-2, koji će se dogoditi za oko 16 godina, jer će astrofizičari moći da testiraju više Ajnštajnovih predviđanja o opštoj relativnosti, uključujući promenu orijentacije izdužene orbite zvezda. Ako supermasivna crna rupa ima partnera, to bi moglo promeniti očekivani rezultat.

     Ako se u galaktičkom centru vrte dve ogromne crne rupe one će emitovati gravitacione talase. Od 2015. godine, opservatorije LIGO i Virgo otkrivaju gravitaciono talasno zračenje koje dolazi iz spajanja crnih rupa i neutronskih zvezda. Ove revolucionarne detekcije otvorile su novi put za percepcju univerzuma.

    Talasi koje emituje naš hipotetički par crnih rupa imali bi niske frekvencije, preniske da bi ih LIGO i Virgo detektovali. Svemirski detektor LISA, koji je u pripremi možda će moći da otkrije ove talase što će pomoći astrofizičarima da shvate da li je crna rupa u našem galaktičkom centru sama ili ima partnera.

Izvor: Astronomy

 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 14. decembra 2019. inč Astrofizika

 

Oznake:

 
%d bloggers like this: