• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Astronomowie odkrywają zagadkę kosmicznych kolizji

    28.06.2011. 10:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zderzenia kosmiczne budzą zainteresowane zarówno astronomów, jak i laików. Podczas kolizji gromad galaktyk generowane są ogromne ilości informacji. Międzynarodowy zespół naukowców rzucił światło na historię zderzenia kosmicznego - Abell 2744 - które miało miejsce miliony lat temu. Badania, dofinansowane częściowo z projektu DARKMATTERDARKENERGY (Poznawanie ciemnego wszechświata za pomocą słabego soczewkowania grawitacyjnego 3D (trójwymiarowego)), który otrzymał międzynarodowy grant reintegracyjny o wartości 100.000 EUR z budżetu Działania Marie Curie, Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, pomagają wyjaśnić wpływ struktur na powstawanie wszechświata. Odkrycia zaprezentowano w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

    "Podobnie jak technik kryminalistyki badający przyczyny zderzenia, możemy wykorzystać obserwacje tych kosmicznych karamboli do zrekonstruowania, co działo się na przestrzeni setek milionów lat" - wyjaśnia naczelny autor dr Julian Merten z Instytutu Astrofizyki Teoretycznej Uniwersytetu w Heidelbergu w Niemczech. "To może nam ujawnić sposób powstawania struktur we wszechświecie oraz wchodzenia w interakcje rożnych typów materii, kiedy roztrzaskują się o siebie."

    Współautor dr Renato Dupke, adiunkt wizytujący na Wydziale Astronomii Uniwersytetu Michigan w USA mówi, że zespół nazwał zderzenie "Grupą Pandory" z powodu kolizji, która wywołała wiele zróżnicowanych i osobliwych zjawisk. "Niektórych z tych zjawisk nigdy wcześniej nie zaobserwowano" - dodaje.

    Z biegiem lat intensywność badań nad Abell 2744 rosła. Na potrzeby badań astronomowie powiązali dane pozyskane z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA/ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej), Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), japońskiego teleskopu Subaru i obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA.

    Gromady galaktyk są widoczne zarówno na obrazach przesyłanych przez teleskop Hubble'a, jak i VLT. Według naukowców, mimo iż galaktyki są tak jasne, nie stanowią nawet 5% istniejącej masy. Pozostała część to ciemna materia (około 75%), która jest niewidoczna i gaz (20%) tak gorący, że jego światło widoczne jest wyłącznie w promieniowaniu rentgenowskim. Aby dowiedzieć się więcej o tym, co powodują kolizje, naukowcy sporządzili mapę lokalizującą wszelkie typy materii w Abell 2744.

    Ciemna materia jest tajemnicza, gdyż nie emituje, nie pochłania ani nie odbija światła, uwidaczniając się poprzez przyciąganie grawitacyjne. Członkowie zespołu zastosowali soczewkowanie grawitacyjne, które bazuje na załamywaniu się promieni świetlnych pochodzących z odległych galaktyk, kiedy przechodzą przez pole grawitacyjne gromady. Wyjaśniają, że uzyskuje się w ten sposób obraz wielu bogatych w informacje odkształceń galaktyk w tle obserwacji prowadzonych przez teleskopy Hubble'a i VLT. Naukowcy mogą dokładnie odwzorować, gdzie leży masa, a więc ciemna materia, aby sporządzić precyzyjny wykres odkształceń obrazu.

    Twierdzą również, że odkrycie gorącego gazu w gromadzie nie jest złożonym procesem, ponieważ obserwatorium rentgenowskie Chandra umożliwia bezpośrednią obserwację bez większych kłopotów. Obserwacje te, zdaniem zespołu, są istotne zarówno dla ustalenia, gdzie znajduje się gaz, jak i również dla ujawnienia kątów i prędkości z jaką rozmaite części składowe gromady łączą się ze sobą.

    Poczynione odkrycia ujawniły wiele właściwości. "Abell 2744 wydaje się składać z 4 różnych gromad, które wzięły udział w seriach kolizji w ciągu około 350 milionów lat" - wyjaśnia autor Dan Coe ze Space Telescope Science Institute w USA. "Złożone i niejednolite rozmieszczenie różnych rodzajów materii jest wyjątkowo niespotykane i fascynujące."

    Zespół sugeruje, że złożona kolizja rozdzieliła gorący gaz i ciemną materię, przez co zostały oddzielone od siebie nawzajem i od widocznych galaktyk.

    Wkład w badania wnieśli astronomowie z Brazylii, Izraela, Tajwanu, USA, Wlk. Brytanii i Włoch.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Zimna ciemna materia - jeden z rodzajów ciemnej materii. Postulat jej istnienia wynika z udoskonalenia teorii wielkiego wybuchu zawierającej dodatkowe założenia, że większość materii we wszechświecie składa się z materiału, który nie może być obserwowany, bo nie wytwarza promieniowania elektromagnetycznego (skutkiem czego jest ciemna), a cząstki tworzące tę materię poruszają się wolno (stąd jest zimna). Większość kosmologów traktowała zimną materię jako opis, jak wszechświat przeszedł z gładkiego początkowego stanu we wczesnym czasie (jak pokazują badania kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła) do rozkładu galaktyk i ich gromad, jaki widzimy dziś - wielkoskalowej struktury wszechświata. Supergromada – zgrupowanie setek lub tysięcy grup i gromad galaktyk. Supergromady są jednymi z największych znanych struktur we Wszechświecie. Istnienie supergromad wskazuje na to, że galaktyki są rozłożone we Wszechświecie nierównomiernie, nawet w dużych skalach. Większość z nich łączy się w grupy i gromady, przy czym grupy zawierają do 50 galaktyk, a gromady do kilku tysięcy. Te grupy i gromady, a także dodatkowe odizolowane galaktyki, tworzą razem większe struktury zwane właśnie supergromadami. Zapadanie grawitacyjne (kolaps) – zjawisko kurczenia się skupisk materii pod wpływem siły grawitacji. Jeden z najbardziej powszechnych procesów zachodzących we Wszechświecie w najróżniejszych skalach przestrzennych i czasowych, począwszy od formowania się gromad galaktyk, galaktyk, a skończywszy na narodzinach, ewolucji i śmierci gwiazd. Zapadanie obłoków gazu zachodzi, gdy nie jest możliwe zachowanie równowagi hydrostatycznej, tzn. kiedy ciśnienie całkowite gazu nie jest w stanie zrównoważyć oddziaływań grawitacyjnych. Stan taki osiągany jest przez dowolne skupisko materii, które przekroczy masę krytyczną, zwaną masą Jeansa.

    Era materii – pojęcie stosowane w kosmologii dla określenie fazy rozwoju Wszechświata. Na podstawie kosmologicznego modelu rozszerzającego się Wszechświata przyjmuje się, że era materii rozpoczęła się około 100 000 lat po Wielkim Wybuchu, po tym jak pod koniec ery promieniowania materia stała się przezroczysta dla promieniowania (powstało reliktowe promieniowanie tła) oraz nastąpiła rekombinacja, czyli wychwyt elektronów przez protony i jądra lekkich pierwiastków, przede wszystkim helu. Głównymi składnikami materii stały się atomy wodoru i helu, stanowiące około 35% pierwotnej materii. Materia rozłożyła się mniej więcej równomiernie. Jednak przypadkowe fluktuacje gęstości stały się źródłami silniejszego przyciągania grawitacyjnego (mechanizm grawitacyjnej niestabilności), co zapoczątkowało proces powstawania galaktyk i gromad galaktyk. Pierwsza część tego etapu określana jest często mianem wieków ciemnych. Później, gdy główną formą występowania materii stają się galaktyki, mówi się o rozpoczęciu ery galaktycznej. Niestabilność Jeansa – proces, który prowadzi do zapadania grawitacyjnego obłoków materii i formowania się gromad galaktyk, galaktyk, gwiazd, itp. Niestabilność zachodzi w przypadku, kiedy obłok gazu nie jest w stanie zachować równowagi hydrostatycznej, którą określa wzór:

    Ekstynkcja międzygalaktyczna to suma procesów pochłaniania i rozpraszania światła w przestrzeni międzygalaktycznej przez znajdującą się tam materię (pył i gaz). Materia międzygalaktyczna w odległościach do kilku miliardów lat świetlnych jest zjonizowana i zawiera stosunkowo mało pierwiastków ciężkich, dlatego jest dość przezroczysta dla przechodzącego promieniowania. Obserwacje dalekich kwazarów są już jednak utrudnione przez ekstynkcję (głównie absorpcję) międzygalaktyczną. Obserwacje jeszcze dalszych obiektów (pierwszych kwazarów, pierwszych galaktyk) są niezwykle utrudnione, ponieważ w dużych odległościach, odpowiadających przesunięciu ku czerwieni ponad 6, ośrodek międzygalaktyczny tak bardzo absorbuje promieniowanie, że staje się nieprzezroczysty. Utrudnia to badanie powstawania galaktyk. Gorąca ciemna materia – jeden z rodzajów ciemnej materii. Składa się z cząstek poruszających się z prędkościami relatywistycznymi. Najlepszym kandydatem na gorącą ciemną materię są neutrina. Mają bardzo małą masę, nie uczestniczą ani w elektromagnetycznych, ani w silnych jądrowych oddziaływaniach, są zatem bardzo trudno wykrywalne.

    Gromada galaktyk – skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk tworzących układ związany grawitacyjnie. Mniejsze ugrupowania nazywane są grupami. Galaktyki w gromadzie galaktyk poruszają się po skomplikowanych torach wokół środka masy gromady, zazwyczaj znajdującego się w pobliżu największych galaktyk w gromadzie. Prędkości galaktyk w małych grupach galaktyk są rzędu 200 km/s, ale rosną do prędkości rzędu 800 km/s w dużych gromadach galaktyk.

    Dodano: 28.06.2011. 10:49  


    Najnowsze