Sierpień 2018

Rozpoczęła się misja kosmiczna sondy Parker Solar Probe, która odwiedzi Słońce

Niedawno rozpoczęła się misja pierwszej sondy kosmicznej, która wykona przelot w pobliżu Słońca i dosłownie zanurkuje w jej atmosferze. Sonda Parker Solar Probe wystartowała 12 sierpnia z pomocą rakiety nośnej Delta IV Heavy i zmierza w kierunku naszej gwiazdy.

 

Sonda, która zajmie się badaniami Słońca, została nazwana na cześć amerykańskiego astrofizyka Eugene'a Parkera, pioniera badań nad wiatrem słonecznym. Na jej pokładzie umieszczono cztery instrumenty naukowe:

  • Fields Experiment (FIELDS) - wykona bezpośrednie pomiary pól elektrycznych i magnetycznych, wektora Poyntinga, bezwzględnej gęstości plazmy i temperatury elektronów, fluktuacji gęstości i emisji radiowych.
  • Integrated Science Investigation of the Sun (ISIS) – pozwoli na obserwacje energetycznych elektronów, protonów i ciężkich jonów przyspieszonych do wysokich energii (10 keV - 100 MeV) w atmosferze Słońca i wewnętrznej heliosferze.

  • Wide-Field Imager for Solar Probe (WISPR) – dwa teleskopy z detektorami typu CMOS, które wykonają obrazy korony słonecznej i wewnętrznej heliosfery: wiatru słonecznego, koronalnych wyrzutów masy, dżetów i innych struktur zbliżających się i mijających sondę.

  • Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP) – wykona pomiary najpowszechniejszych cząstek wiatru słonecznego: elektronów, protonów i jonów helu oraz ich właściwości: prędkości, gęstości i temperatury.

Oprócz wymienionych wyżej instrumentów, sonda Parker Solar Probe została wyposażona w osłonę termiczną o grubości 11,5 cm i wadze ponad 70 kg, którą wykonano z kompozytu węglowego. Część tej tarczy, zwrócona w kierunku Słońca, została pokryta specjalną warstwą koloru białego, która będzie odbijać promieniowanie cieplne. NASA uważa, że specjalna osłona ochroni instrumenty przed temperaturami rzędu 1400 stopni Celsjusza.

Źródło: NASA/Glenn Benson

Słońce posiada bardzo silną grawitację. Na szczęście, dla Parker Solar Probe nie będzie to stanowiło problemu. Sonda skorzysta bowiem z asysty grawitacyjnej planety Wenus. Dzięki niej, sonda kosmiczna rozwinie prędkość nawet 700 000 km/h i będzie mogła okrążyć Słońce.

Żródło: NASA

W przeciągu 7 lat, Parker Solar Probe wykona łącznie 24 zbliżenia do naszej gwiazdy i 7 razy skorzysta z asysty grawitacyjnej Wenus. Z każdym przelotem, sonda znajdzie się coraz bliżej Słońca, aż w 2025 roku dosłownie wejdzie w jej atmosferę. To właśnie wtedy osiągnie prędkość około 700 000 km/h i oficjalnie stanie się najszybszym obiektem, wykonanym przez człowieka w historii. W tym samym roku, misja kosmiczna dobiegnie końca. Całkowity koszt projektu wyniesie 1,5 miliarda dolarów.

 


W Chile powstaje nowy Gigantyczny Teleskop Magellana

Rozpoczęto prace nad Gigantycznym Teleskopem Magellana (GMT). W Obserwatorium Las Campanas w chilijskich Andach zaczęto niedawno wykopywać skały celem wyłożenia fundamentów dla tej konstrukcji.

 

 

W pierwszej kolejności należy wykopać skały, aby powstał dół o głębokości około 7 metrów. Prace powinny zająć pięć miesięcy. Następnie wylane zostaną fundamenty. Gigantyczny Teleskop Magellana będzie składał się z siedmiu wielkich zwierciadeł, a każde z nich będzie posiadać średnicę ponad 8,4 metra oraz masę około 20 ton. W ten sposób uzyska się jedno wielkie zwierciadło o średnicy 24,5 metra.

 

Warty miliard dolarów Gigantyczny Teleskop Magellana pozwoli prowadzić obserwacje z rozdzielczością 10 razy lepszą niż w przypadku Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Dzięki laserowej optyce adaptatywnej będzie można wyeliminować zaburzenia powodowane drganiami atmosfery. GMT powstaje w Obserwatorium Las Campanas na wysokości 2550 metrów n.p.m. na pustyni Atakama. Miejsce to wyróżnia się bardzo małym zanieczyszczeniem powietrza i zanieczyszczeniem świetlnym i jest idealnym miejscem do prowadzenia obserwacji kosmosu.

Źródło: GMTO Corporation

Nowy teleskop pozwoli między innymi zaobserwować wczesne fazy formowania się gwiazd i galaktyk oraz charakteryzować odległe planety. Gigantyczny Teleskop Magellana posłuży również do badań ciemnej materii i ciemnej energii. Budowa powinna dobiec końca w 2024 roku – wtedy GMT będzie oficjalnie największym teleskopem na Ziemi.

 


Astrofizycy zlokalizowali jedne z najstarszych galaktyk we Wszechświecie

Dzięki badaniom, przeprowadzonym przez zespół astrofizyków z Uniwersytetu w Durham oraz Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian w Cambridge, udało się odnaleźć dowody potwierdzające, że najciemniejsze galaktyki satelitarne, które krążą wokół Drogi Mlecznej, należą do pierwszych galaktyk, jakie powstały we Wszechświecie.

 

 

Wyniki badań sugerują, że galaktyki, takie jak Segue 1, Karzeł Wolarza, Tucana 2 oraz Karzeł Wielkiej Niedźwiedzicy, w rzeczywistości są jednymi z pierwszych galaktyk, jakie kiedykolwiek powstały. Ich szacowany wiek wynosi ponad 13 miliardów lat.

 

Astrofizycy zidentyfikowali dwie populacje galaktyk satelitarnych, które krążą wokół Drogi Mlecznej. Pierwsza z nich jest bardzo ciemną populacją galaktyk, które powstały na końcu tzw. ciemnych wieków. Z kolei druga składa się z nieco jaśniejszych galaktyk, które uformowały się setki milionów lat później, gdy wodór, który został zjonizowany przez intensywne promieniowanie ultrafioletowe, emitowane przez pierwsze gwiazdy, ochłodził się w bardziej masywne halo złożonych z ciemnej energii. W końcu stały się one tak ogromne, że zaczęły formować się jasne galaktyki, takie jak Droga Mleczna.

Niebieskim kolorem zaznaczono jasne galaktyki, a białym wskazano ultraciemne galaktyki - źródło: Durham ICC/HITS/MPIA/Auriga/S. Bose et al.

Zespół badawczy odkrył również, że model formowania się galaktyk, który został wcześniej opracowany, idealnie zgadzał się z danymi, dzięki czemu można było wywnioskować czasy formowania się ciemnych galaktyk satelitarnych. Profesor Carlos Frenk, dyrektor Instytutu Kosmologii Obliczeniowej na Uniwersytecie w Durham, porównał zidentyfikowanie tych pierwszych galaktyk satelitarnych do odnalezienia szczątków pierwszych ludzi, którzy zamieszkiwali Ziemię. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal.

 


Po raz pierwszy zarejestrowano wyrzut plazmy z gwiazdy innej niż Słońce

Po raz pierwszy w historii, astronomowie zdołali zarejestrować koronalny wyrzut masy z obcej gwiazdy. Pozyskane dowody wskazują, że zjawisko, które udało się dostrzec, wystąpiło około 450 lat świetlnych od Ziemi. Niezwykłego odkrycia dokonał zespół badawczy, któremu przewodził Costanza Argiroffi z Uniwersytetu w Palermo.

 

 

Koronalny wyrzut masy następuje, gdy gwiazda wyrzuca w przestrzeń kosmiczną obłok plazmy i naładowane cząstki ze swojej korony. Zwykle obserwujemy tego typu zjawiska na Słońcu. Jednak tym razem prawdopodobnie udało się zarejestrować koronalny wyrzut masy z obcej gwiazdy, zwanej HR 9024, która posiada około trzy razy większą masę od Słońca.

 

Zespół astronomów zajmował się analizą danych, które pozyskano dekadę temu z pomocą Teleskopu Kosmicznego Chandra. Badano zmiany długości fal promieniowania rentgenowskiego, emitowanego przez gwiazdę. Wtedy zauważono, że nastąpił wyrzut ogromnej ilości materii, która zanim pokonała silne pole magnetyczne i została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną, była stale przyciągana przez gwiazdę.

Źródło: SDO/GSFC/NASA

Naukowcy zwrócili uwagę, że energia kinetyczna, wytworzona przez wyrzucony materiał, była o wiele niższa niż przewidywały modele teoretyczne. Dotychczasowe badania sugerowały również, że plazma wyrzucana podczas koronalnego wyrzutu masy może nie być w stanie uciec z silnego pola magnetycznego tak dużej gwiazdy, jak HR 9024. To może wyjaśniać, dlaczego naukowcy nie zarejestrowali dotychczas koronalnych wyrzutów masy w innych gwiazdach.

 


Układ podwójny Eta Carinae emituje promieniowanie kosmiczne, które może docierać do Ziemi

Dzięki misji kosmicznej NuSTAR, naukowcy potwierdzili, że Eta Carinae, najjaśniejszy i najmasywniejszy układ gwiezdny w zasięgu 10 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, przyspiesza cząstki do bardzo wysokich energii. Co więcej, niektóre z nich mogą docierać do Ziemi w postaci promieni kosmicznych.

 

 

Do Układu Słonecznego docierają promienie kosmiczne o energii większej niż 1 miliard elektronowoltów (eV). Cząstki te niosą ładunek elektryczny, dlatego gdy natrafiają na pole magnetyczne, zmieniają tor swego lotu. Wtedy następuje mieszanie się trajektorii, a ustalenie pochodzenia tych cząstek jest niemożliwe.

 

Układ podwójny Eta Carinae znajduje się około 7500 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Kila. Składa się z dwóch gwiazd o masach 90 i 30 mas Słońca. W XIX wieku, w układzie zarejestrowano tajemniczy wybuch, przez co Eta Carinae przez pewien czas była drugim najjaśniejszym obiektem na niebie. Gwiazda wyrzuciła wtedy masywną mgławicę w kształcie klepsydry, lecz dotychczas nie ustalono, co mogło być przyczyną tego wybuchu.

 

Gwiazdy wchodzące w skład Eta Carinae w momencie największego zbliżenia dzieli odległość 225 milionów kilometrów – dla porównania, jest to średnia odległość między Marsem a Słońcem. Obie gwiazdy generują potężne wiatry gwiazdowe, a miejsce, w którym dochodzi do zderzenia tych wiatrów, zmienia się podczas cyklu orbitalnego. Powoduje to powstawanie okresowego sygnału promieni X o niskiej energii. Astronomowie śledzili ten sygnał od ponad 20 lat.

Czerwone kolory oznaczają energie rzędu 300-1000 eV, zielonym kolorem oznaczono energie rzędu 1000-3000 eV, natomiast niebieskie wskazują na energie od 3000 do 10000 eV. Źródło: NASA/CXC and NASA/JPL-Caltech

Kosmiczny teleskop promieniowania gamma Fermi GST obserwuje zmiany zachodzące w tych promieniowaniach, pochodzących ze źródła, które znajduje się w kierunku Eta Carinae, lecz ostrość tego instrumentu badawczego nie jest wystarczająca, aby można było potwierdzić związek między promieniowaniem a wspomnianym układem gwiazd.

 

Kenji Hamaguchi, astrofizyk z Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda w Greenbelt w stanie Maryland i jego zespół postanowił skorzystać z danych, pozyskanych dzięki misji NuSTAR. Jest to satelita astronomiczny, należący do agencji NASA, który zawiera teleskop kosmiczny, przeznaczony do obserwacji wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego, a w szczególności do spektrometrii promieniowania gamma. Naukowcy dokonali analizy danych z NuSTAR z okresu od marca 2014 do czerwca 2016 roku. Wzięto również pod uwagę obserwacje rentgenowskie o niższych energiach, których w tym samym czasie dokonał satelita XMM-Newton.

 

Niskoenergetyczne promienie X z Eta Carinae pochodzą z gazu na styku zderzających się wiatrów gwiazdowych, gdzie temperatury przekraczają 40 milionów stopni Celsjusza. Jednak satelita NuSTAR wykrył źródło promieniowania rentgenowskiego o energii powyżej 30 tysięcy eV – około trzy razy wyższej, niż można wytłumaczyć falami uderzeniowymi, powstałymi w wyniku zderzających się wiatrów gwiazdowych.

 

Analizy przeprowadzone przez astronomów wskazują, że „twarde” promienie X zmieniają się wraz z okresem orbitalnym Eta Carinae i pokazują podobny wzór uwalniania energii do promieni gamma, obserwowanych przez kosmiczny teleskop Fermi GST. Najlepszym wyjaśnieniem „twardych” promieni X oraz promieni gamma, zdaniem naukowców, są elektrony przyspieszane podczas gwałtownych fal uderzeniowych wzdłuż granicy zderzających się wiatrów gwiazdowych. Promienie rentgenowskie, wykryte przez NuSTAR, oraz promienie gamma namierzone przez Fermi GST pochodzą z promieniowania gwiazd, które otrzymało dodatkową ogromną energię dzięki interakcjom z tymi elektronami.

 

Niektóre superszybkie elektrony, a także inne przyspieszone cząstki, muszą uciekać z tego systemu i prawdopodobnie część z nich uderza w Ziemię, gdzie mogą być wykrywane jako promienie kosmiczne. Już od pewnego czasu przypuszczano, że region wokół układu Eta Carinae może być źródłem emisji wysokoenergetycznych promieni X i promieni gamma, lecz dopiero dzięki danym z misji NuSTAR udało się potwierdzić ich pochodzenie. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.

 


Astronomowie odkryli samotną planetę gazową poza Układem Słonecznym

Z pomocą obserwatorium radioastronomicznym Very Large Array (VLA), naukowcy namierzyli nową planetę niedaleko Układu Słonecznego. Obiekt posiada znacznie większą masę od Jowisza i potężne pole magnetyczne. Co więcej, planeta nie jest powiązana z żadną gwiazdą.

 

Nowe znalezisko otrzymało nazwę SIMP J01365663+0933473. Jest to ciało niebieskie, które posiada masę 12,7 mas Jowisza, ale jego średnica jest większa zaledwie o 22%. Obiekt znajduje się dokładnie na granicy planety i brązowego karła, a jego pole magnetyczne jest ponad 200 razy potężniejsze niż na Jowiszu.

 

Astronomowie dokonali pierwszej detekcji radiowej, a także po raz pierwszy zdołali wykonać pomiar pola magnetycznego ciała niebieskiego o masie planetarnej poza Układem Słonecznym. SIMP J01365663+0933473 znajduje się około 20 lat świetlnych od Ziemi. Jest to niewiele w skali kosmicznej.

Very Large Array - źródło: Hajor/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0

Planeta została tak naprawdę wykryta w 2016 roku, lecz wtedy uznano ją za brązowego karła. Dopiero dzięki kolejnym badaniom ustalono, że obiekt posiada mniejszą masę, stosunkowo młody wiek 200 milionów lat i silniejsze pole magnetyczne niż przypuszczano, zaś jego temperatura wynosi 825 stopni Celsjusza, czyli jest wielokrotnie mniejsza od Słońca.

 

Astronomowie zwrócili uwagę, że po raz pierwszy udało się namierzyć planetę z pomocą radioteleskopu. Technika ta może okazać się przydatna w identyfikowaniu kolejnych samotnych planet poza Układem Słonecznym. Kto wie, może w ten sposób odkryjemy tajemniczą dziewiątą planetę?