• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Europejczycy rozwiązują zagadkę energii emitowanej przez Mgławicę Kraba

    03.10.2008. 18:05
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Brytyjsko-włoska grupa naukowców rzuciła więcej światła na silne źródło energii emitowanej przez Mgławicę Kraba - pozostałość po supernowej z centralnym pulsarem. Odkryta po raz pierwszy w XVIII w. Mgławica Kraba jest przez wielu uważana za najbardziej spektakularny widok w przestrzeni kosmicznej. Najnowsze badania doprowadziły do odkrycia gwiazd neutronowych w obszarze Mgławicy Kraba, a wyniki tych badań opublikowano niedawno w czasopiśmie Science.

    Naukowcy z Uniwersytetu Southampton w Wlk. Brytanii, Włoskiego Państwowego Instytutu Astrofizyki (INAF) i Włoskiego Instytutu Astrofizyki i Fizyki Kosmicznej (IASF) poinformowali, że odkryli gwiazdy neutronowe, znane także jako pulsary napędzane rotacją, korzystając z obrazowania spektroskopowego i mierząc polaryzację tensorową fal silnego promieniowania w zakresie promieniowania gamma. Dzięki ich badaniom odkryto, że w pobliżu pulsara powstaje energia fotonów.

    Wcześniejsze badania wykazały, że systemy pulsarów zawierające gwiazdy neutronowe przyśpieszają cząsteczki do ogromnych prędkości, średnio około 100 razy wyższych niż najsilniejsze akceleratory na Ziemi. Niejasne pozostawały jednak dokładne prawa rządzące tymi systemami. Naukowcy zastanawiali się również nad lokalizacją przyśpieszanych cząstek.

    Na pokładzie statku kosmicznego INTEGRAL Europejskiej Agencji Kosmicznej zespół badawczy, wykorzystując teleskop promieniowania gamma, zmierzył dokładnie polaryzację silnego promieniowania. "Większość promieni gamma pochodzi bezpośrednio z dżetu" - stwierdzili naukowcy.

    Zespół pod kierownictwem profesora Tony'ego Deana z Uniwersytetu Southampton przeanalizował dane zebrane podczas ponad 600 osobnych obserwacji Mgławicy Kraba. Następnie dane porównano z wynikami wygenerowanymi przez bardzo złożony model komputerowy.

    Polaryzacja pojawia się dzięki zrównaniu się wektora elektrycznego z osią obrotu gwiazdy neutronowej - twierdzą naukowcy. W efekcie powstaje bardzo uporządkowana struktura w pobliżu pulsara.

    "Niesamowite zrównanie wektora elektrycznego z osią obrotu pulsara wraz z podobieństwem do kąta polaryzacji optycznej, sugeruje, że obydwa strumienie powstają w tym samym miejscu, w pobliżu gwiazdy neutronowej" - wyjaśnia profesor Dean. "Odkrycie to w sposób istotny wpłynie na interpretacje wielu aspektów wysoko energetycznych akceleratorów, takich jak Krab."

    Eksperci mówią, że eksplozja supernowej w Mgławicy Kraba zaobserwowana została w roku 1054 przez chińskich astronomów jako nowa gwiazda w gwiazdozbiorze Byka. Krab został następnie odkryty w 1731 przez Johna Bevisa, brytyjskiego astronoma amatora. Eksplozja, jak mówią eksperci, pozostawiła po sobie pulsar albo obracającą się gwiazdę neutronową, otoczoną mgławicą promieniujących cząstek.

    Znajdująca się w odległości około 6.300 lat świetlnych od Słońca mgławica składa się z dużej liczby włókien i mierzy około 6 arkminut (tj. jednostek odległości kątowej równej 60. stopniowi) na długość i 4 arkminuty na szerokość. Włókna zbudowane są ze zjonizowanego helu i wodoru, a także z węgla, żelaza, neonu, azotu i siarki. Według ekspertów Mgławica Kraba ma kształt wydłużonej sferoidy.

    Więcej informacji:

    Uniwersytet Southampton
    http://www.soton.ac.uk/

    Państwowy Instytut Astrofizyki
    http://www.inaf.it/

    Instytut Astrofizyki i Fizyki Kosmicznej
    http://www.iasfbo.inaf.it/component/option,com_frontpage/Itemid,1/

    Science
    http://www.sciencemag.org/


    Artykuł pochodzi z serwisu CORDIS
    url: http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&SESSION=&RCN=29933
    Źródło danych: Science
    Referencje dokumentu: Dean AJ et al. (2008). Spolaryzowane promieniowanie gamma z Mgławicy Kraba. Science 321:1183-5. DOI: 10.1126/science.1149056.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Radioźródło, źródło radiowe – obiekt astronomiczny, który stanowi silne źródło fal radiowych, czasami o innych konturach niż widoczne w zakresie światła widzialnego. Na ziemskim niebie jest bardzo wiele intensywnych radioźródeł, z których najsilniejsze w zakresie długości fal mniejszych od 1 metra jest Słońce, zaś większych – Droga Mleczna. Silnym źródłem promieniowania radiowego jest także Jowisz, który ma bardzo rozbudowaną magnetosferę. Poza Galaktyką znajdują się inne radioźródła, takie jak np. Centaurus Aradiogalaktyka w gwiazdozbiorze Centaura, czy Cassiopeia A, która jest pozostałością po supernowej oraz liczne inne takie, jak Mgławica Kraba (którą jako supernową obserwowano przez kilka miesięcy od 4 lipca 1054 roku) i pulsary (zwiększające jasność radiową z częstotliwością od ok. 1/3 do 30 Hz). Wybuchy radiowe są obserwowane także na Słońcu w okresach dużej liczby plam, a emisję taką powinny wykazywać także inne gwiazdy, na których obserwuje się rozbłyski. Podczas obserwacji radioteleskopem w Arecibo stwierdzono zmiany częstotliwości emisji radiowych – zjawisko znane już z obserwacji rozbłysków słonecznych w zakresie radiowym. Radioźródłami są także jądra galaktyk Seyferta, galaktyki typu N. Obserwacje radiowe umożliwiły odkrycie kwazarów 5 lutego 1963 roku. W latach 19641965 wykryto tzw. promieniowanie reliktowe. Pozostałość po supernowej – mgławica powstała w końcowej fazie życia masywnej gwiazdy w wyniku wybuchu i odrzucenia zewnętrznej otoczki. Taką wybuchającą gwałtownie gwiazdę nazywamy supernową. W centralnej części tej mgławicy najczęściej znajduje się gwiazda neutronowa lub czarna dziura, powstała z jądra wybuchającej gwiazdy. Mgławice będące pozostałością po wybuchu supernowej są stosunkowo bogate w pierwiastki cięższe od żelaza, które powstają w końcowym etapie życia gwiazdy i podczas wybuchu. Wybuch umożliwia rozprzestrzenienie się tych pierwiastków w kosmosie. Spektrometria promieniowania gamma polega na ilościowym badaniu widma energetycznego promieniowania gamma źródeł, bez względu na pochodzenie - tak ziemskich jak i kosmicznych. Promieniowanie gamma jest najbardziej energetycznym zakresem promieniowania elektromagnetycznego, będąc fizycznie tym samym promieniowaniem co np. promieniowanie rentgenowskie, światło widzialne, podczerwień, nadfiolet czy fale radiowe, różniącym się od tych form wyższą energią fotonów i odpowiadającą jej wyższą częstotliwością oraz mniejszą długością fali. (Z powodu wysokiej energii fotonów gamma są one na ogół liczone indywidualnie, natomiast fotony najniższych energii promieniowania elektromagnetycznego, jak np. fale radiowe są obserwowane jako fale elektromagnetyczne składające się z wielu fotonów o niskiej energii.) Podczas gdy licznik Geigera lub podobne urządzenie określa jedynie częstość zliczeń (tj. liczbę zarejestrowanych - oddziałujących z substancją czynną detektora - kwantów gamma na sekundę), spektrometr promieniowania gamma pozwala również wyznaczyć energie rejestrowanych przez detektor a emitowanych przez źródło fotonów gamma.

    COS-B (akronim od Cosmic Ray Satellite – satelita promieni kosmicznych) – satelita naukowy. Ósma misja agencji CERS/ESRO, pierwszy satelita Europejskiej Agencji Kosmicznej, wraz z SAS-2 prowadził pierwsze dokładne obserwacje Wszechświata w promieniach gamma. COS-B miał na pokładzie jeden duży eksperyment: Gamma-Ray Telescope (teleskop promieni gamma), który był dokonaniem grupy europejskich laboratoriów naukowych, znanej jako Caravane Collaboration. Misja COS-B była pierwotnie zaplanowana na dwa lata. Jednak trwała pomyślnie przez 6 lat i 8 miesięcy. COS-B wykonał pierwszą kompletną mapę Galaktyki w promieniach gamma. Pair-instability supernova ("supernowa [powstająca z powodu] niestabilności [kreacji] par") – odmiana supernowej powstająca w wyniku zachwiania równowagi kreacji par w jądrze masywnej gwiazdy. W odróżnieniu od klasycznych supernowych, w wyniku których powstaje pozostałość po supernowej zawierająca w centrum czarną dziurę albo gwiazdę neutronową, gwiazda rozerwana wybuchem typu pair instability całkowicie rozrzuca swoją materię, nie pozostawiając po sobie nic poza mgławicą. Aby mogło dojść do wybuchu tego typu, masa gwiazdy musi wynosić pomiędzy 130 a 250M☉, a także gwiazda musi mieć niską metaliczność (np. gwiazda III populacji). Dobrymi kandydatami na supernowe pair instability są zauważone w latach 2006 i 2007 - odpowiednio SN 2006gy i SN 2007bi.

    Powtarzalne źródła miękkich promieni gamma (ang. Soft Gamma Repeaters, SGR) – obiekty należące do rzadkiej klasy obiektów wysyłających krótkie, powtarzalne rozbłyski promieniowania gamma w nieregularnych odstępach czasu. Obiekty te są interpretowane jako magnetary, czyli gwiazdy neutronowe o niezwykle silnym polu magnetycznym. Supernowa – w astronomii termin określający kilka rodzajów kosmicznych eksplozji, które powodują powstanie na niebie niezwykle jasnego obiektu, który już po kilku tygodniach bądź miesiącach staje się niemal niewidoczny. Istnieją dwie możliwe drogi prowadzące do takiego wybuchu: w jądrze masywnej gwiazdy przestały zachodzić reakcje termojądrowe i pozbawiona ciśnienia promieniowania gwiazda zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, lub też biały karzeł tak długo pobierał masę z sąsiedniej gwiazdy, aż przekroczył masę Chandrasekhara, co spowodowało eksplozję termojądrową. W obydwu przypadkach, następująca eksplozja supernowej z ogromną siłą wyrzuca w przestrzeń większość lub całą materię gwiazdy. Utworzona w ten sposób mgławica jest bardzo nietrwała i ulega całkowitemu zniszczeniu już po okresie kilkudziesięciu tysięcy lat, znikając zupełnie bez śladu. Z tego powodu w Drodze Mlecznej znamy obecnie zaledwie 265 pozostałości po supernowych, choć szacunkowa liczba tego rodzaju wybuchów w ciągu ostatnich kilku miliardów lat jest rzędu wielu milionów.

    Dodano: 03.10.2008. 18:05  


    Najnowsze