Astronomia 05/2009

ASTRONOMIAPrzegląd Wiadomości Astronomicznych

05 / 2009

© 2007 -2009 Atelier 17 - Tomasz L. Czarnecki - teleskopy.net

ASTRONOMIA 2009-05- Przegląd wiadomości astronomicznych http://www.teleskopy.net/news/astronomia-2009-05.html

1 z 101 2009-05-29 22:35


2 z 101 2009-05-29 22:35

Spis Treści

Kompresja magnetosfery pod wpływem flar słonecznychNajdalszy obiekt we WszechświecieDrogę Mleczną być moŜe przemierzają dziesiątki czarnych dziurGalaktyczny grzbiet rentgenowskiStrumienie gwiazd 'brakującym ogniwem' ewolucji dysków galaktycznychGwałtowne epizody formowania gwiazd w galaktykach karłowychTeleskop kosmiczny Fermi bada tajemnicze źródło promieniowania kosmicznegoZmierzch ciemnej materii ?Kalibracja skali kosmicznych odległości i ciemna energiaSynchronizacja pierwszych dwóch anten radioteleskopu ALMADzień w którym zamarzł WszechświatMateriał 10 miliardów razy wytrzymalszy od staliŚrodowisko naukowe Ŝegna najdłuŜej działający instrument HSTSpirit utknął w piaskuMisje kosmiczne: Herschel i Plank gotowe do startu, Hubble w objęciach wahadłowcaForsteryt w kometach powstał w wyniku słonecznych rozbłyskówDziwnie rozświetlona galaktykaŚwiatowe obserwatoria badają chłodną gwiazdęHerschel i Planck dzwonią do domuNa drodze ku badaniom początków WszechświataNiezwykle słaby obiekt w obrębie halo Drogi MlecznejNST - Największy teleskop do badań SłońcaJak skalibrować supernowe ?VLT bada rozmiary wielkiej galaktyki M87Łazik NASA bada historię zmian klimatu zapisaną w marsjańskim kraterzeBrakujące ogniwo odkrywa zagadkę szybko wirujących pulsarówX-shooter - Najwydajnieszy spektrograf na południowej półkuliMisja GOCE osiąga równowagę dynamicznąZespół EPOXI prezentuje nową metodę poszukiwania oceanów na exoplanetachMateria eksplodująca z okolic czarnej dziury obserwowana przez ChandręSuzaku tworzy pierwszy kompletny obraz rentgenowski gromady galaktyk


3 z 101 2009-05-29 22:35

Próba analizy tak duŜych zjawisk fizycznych zapomocą pojedynczego satelity to jak próbaprzewidzenia efektów tsunami z wykorzystaniempojedynczej boi

Matt Taylor

Kompresja magnetosfery pod wpływem flar słonecznych

Astronomowie odkryli, Ŝe ekstremalne okresy aktywności Słońca prowadzą do drastycznej kompresjimagnetosfery oraz wpływają na zmianę składu jonów w przestrzeni kosmicznej wokół Ziemi. Wzwiązku z tym prowadzone są prace nad stworzeniem modeli, które pozwoliłyby analizować, jakzmiany te wpływają na satelity krąŜące wokół Ziemi, w tym satelity systemu GPS. Wyniki zostałyuzyskane dzięki pomiarom 'na miejscu' wykonanym przez cztery satelity Europejskiej AgencjiKosmicznej Cluster oraz dwa Double Star - te ostatnie są wspólnym przedsięwzięciem agencjikosmicznych - chińskiej i europejskiej.

W normalnych warunkach orbitysatelitów GPS znajdują się wewnątrzmagnetosfery - ochronnegomagnetycznego bąbla wytworzonegoprzez ziemskie pole magnetyczne. Wczasie wzrostu aktywności słonecznejmagnetosfera zmienia się w znaczącysposób: zostaje ściśnięta wystawiającsatelity na wyŜsze dozy promieniowaniajonizującego, które moŜe wpływać naodbiór sygnału i uszkadzać obwodyelektroniczne.

Większa aktywność słoneczna wpływarównieŜ na inne satelity. Dlategomonitorowanie i przewidywanie jejwpływu jest coraz istotniejsze dlabezpieczeństwa mieszkańców Ziemi.Jednym ze sposobów badania tegowpływu jest analizowanie zjawiskfizycznych zachodzących w bliskiej

przestrzeni kosmicznej. W czasiedwóch ekstremalnych wyrzutów materii(CME), które miały miejsce 21 stycznia2005 roku i 13 grudnia 2006 rokusatelity Cluster i Double Star znalazłysię w dogodnym połoŜeniu by wykonaćpomiary zachodzących zjawisk.Przeprowadziły w tym czasieskoordynowane pomiary odpowiedzimagnetosfery na CME.

W trakcie obu flar zaobserwowano, iŜprędkość dodatnio naładowanychcząstek wiatru słonecznegoprzekroczyła 900 km/sek - dwukrotniewięcej niŜ ich normalna prędkość.Dodatkowo liczba naładowanychcząstek wzrosła w okolicach Ziemipięciokrotnie. Ponadto pomiarywykonane w styczniu ukazały znaczącezmiany w składzie jonów. Efektem byłasilna kompresja magnetosfery - promieńmagnetosfery po stronie Słońca, zwyklewynoszący 60 000 km został ściśniętydo 25 000 km.

Drugi z CME - w grudniu 2006 roku -wyzwolił ponadto znaczącą ilośćpromieniowania rentgenowskiego wrazze znaczną ilością cząstek. Efektem byłautrata sygnału GPS na powierzchniZiemi.

Typowe


4 z 101 2009-05-29 22:35

struktury jonowe w przestrzeni wokółZiemi zostały rozmyte przez strumieńcząstek o wysokiej energii wpływającydo magnetosfery. Struktury te, którepowstały wcześniej w obszarachprądów pierścieniowych ponadregionami równikowymi normalniewystępują po przeciwnych stronachZiemi. Jednocześnie pomiary wykazaływzrost natęŜenia prądówpierścieniowych.

Około pięć godzin po tym, jak CMEdotarło do ziemskiej magnetosferysatelity Double Star zarejestrowałypenetrację promieniowania słonecznegopo stronie nocnej. Promieniowanie takiejest niebezpieczne zarówno dlaastronautów jak i elektroniki napokładzie satelitów.

"Dzięki tak szczegółowym obserwacjombędziemy lepiej mogli zrozumiećzjawisko i tworzyć lepszeprzewidywania tego co dzieje się zwewnętrznym obszarem magnetosferypodczas duŜych eksplozji napowierzchni Słońca "- mówi IannisDandouras, główny autor publikacjiprezentujących wyniki w Advances inSpace Research.

"Próba analizy tak duŜych zjawisk

fizycznych za pomocą pojedynczegosatelity to jak próba przewidzeniaefektów tsunami z wykorzystaniempojedynczej boi" - dodaje Matt Taylor,naukowiec ESA. -" Dzięki satelitomCluster i Double Star monitorowaliśmyjednocześnie obie strony Ziemiuzyskując cenne dane z obszarumagnetosfery."

Źródło:

Dandouras, I.S., Reme, H., Cao,J. & Escoubet, P.:"Magnetosphere response to the2005 and 2006 extreme solarevents as observed by theCluster and Double Starspacecraft", Advances in SpaceResearch. 2009 Vol.43,618–623.ESA News: Watching solaractivity muddle Earth’s magneticfieldIlustracja: ESA

Original press release follows:Watching solar activity muddleEarth’s magnetic field

Scientists have found that extreme solaractivity drastically compresses themagnetosphere and modifies thecomposition of ions in near-Earth

space. They are now looking to modelhow these changes affect orbitingsatellites, including the GPS system.

The results were obtained fromcoordinated in-situ measurementsperformed by ESA’s four Clustersatellites along with the twoChinese/ESA Double Star satellites.

Under normal solar conditions, GPSsatellites orbit within themagnetosphere—the protective magneticbubble carved out by Earth’s magneticfield. But when solar activity increases,the picture changes significantly:compressed and particles becomeenergized, exposing satellites to higherdoses of radiation that can perturb signalreception.

Such increased solar activity affects allsatellites, not only the GPS system. Thisis why monitoring and forecasting itsimpact on near-Earth space is becomingincreasingly critical to safeguardingdaily life on Earth. One way to do this isby studying the physics of near-Earthspace and observing the impact of suchactivity in time.

During


5 z 101 2009-05-29 22:35

two extreme solar explosions, or solarflares, on 21 January 2005 and 13December 2006, the Clusterconstellation and the two Double Starsatellites were favourably positioned toobserve the events at a large scale. Thesatellites carried out coordinatedmeasurements of the response of themagnetosphere to these events.

During both events, the velocity ofpositively charged particles in the solarwind was found to be higher than 900km/s, more than twice their normalspeed. In addition, the density ofcharged particles around Earth wasrecorded as five times higher thannormal. The measurements taken inJanuary 2005 also showed a drasticchange in ion composition.

These factors together caused themagnetosphere to be compressed. Datashow that the ‘nose’ of the daysidemagnetopause (the outer boundary of themagnetosphere), usually located about60 000 km from Earth, was only 25 000km away.

The second explosion in December2006 released extremely

powerful high-energy X-rays followedby a huge amount of mass from the solaratmosphere (called a coronal massejection). During the event, GPS signalreception on ground was lost.

Typical nose-like ion structures innear-Earth space were washed out asenergetic particles were injected into themagnetosphere. These nose-likestructures, that had formed earlier in the‘ring current’ in the equatorial regionnear Earth, were detectedsimultaneously on opposite sides ofEarth. Measurements of the ring currentshowed that its strength had increased.

About five hours after the coronal massejection hit Earth’s magnetosphere, aDouble Star satellite observedpenetrating solar energetic particles onthe night side. These particles arehazardous to astronauts as well assatellites.

“With these detailed observations,we’ll be able to plug in data and betterestimate what happens to the innermagnetosphere and near-Earth spaceduring

such explosions on the Sun”, said IannisDandouras, lead author of the resultspublished recently, and PrincipalInvestigator of the Cluster IonSpectrometer.

“Looking at such a large-scale physicalphenomena with a single satellite is akinto predicting the impact of a tsunamiwith a single buoy,” added Matt Taylor,ESA’s Project Scientist for Cluster andDouble Star. “With Cluster and DoubleStar we have monitored both sides ofEarth simultaneously, and obtainedvaluable in-situ data.”


6 z 101 2009-05-29 22:35

Odkrycie to podkreśla wagę badań błyskówgamma jako sont najdalszych regionówWszechświata. Jesteśmy pewni, Ŝe w przyszłościodkryjemy więcej podobnie odległychrozbłysków, które pozwolą otworzyć okno doobserwacji pierwszych gwiazd i końca CiemnychWieków Wszechświata.

Nial Tanvir

Najdalszy obiekt we Wszechświecie

Teleskop ESO VLT wykazał, Ŝe słaby błysk gamma wykryty w ostatni czwartek to poświata eksplozjinajdalszego i zarazem mającego miejsce najwcześniej po Wielkim Wybuchu obiektu o przesunięciu kupodczerwieni 8,2. Wybuch miał zatem miejsce ponad 13 miliardów lat temu, około 600 milionów lat poWielkim Wybuchu.

Błyski gamma (GRB) to potęŜne błyskicząstek gamma o wysokich energiachtrwające od mniej niŜ sekundy do kilkuminut. Uwalniają one niezwykle wielkieilości energii w krótkim czasie co czyni znich najpotęŜniejsze zjawiska zachodzącewe Wszechświecie. UwaŜa się, Ŝewiększość z nich powstaje w wynikueksplozji gwiazd zapadających się wczarne dziury.

GRB 090432 został wykryty przezsatelitę NASA/STFC/ASI Swift rankiem23 kwietnia 2009 roku. Trwający 10sekund błysk dotarł z konstelacji Lwa.Wkrótce ewolucja pozostałej poświatybyła analizowana

przez wiele teleskopów na Ziemi, wtym 2,2-metrowy teleskop ESO/MPG wobserwatorium La Silla i Bardzo DuŜyTeleskop ESO (VLT) w obserwatoriumParanal.

Obserwacje w podczerwieni wykonaneprzez VLT 17 godzin po wykryciubłysku umoŜliwiły astronomomokreślenie odległości do źródławybuchu. "Stwierdziliśmy, Ŝe światłodocierające z miejsca eksplozji zostałow wyniku rozszerzania sięWszechświata znacznie rozciągnięte -przesunięte ku podczerwieni "-wyjaśnia Nial Tanvir, kierującyzespołem, który wykonał obserwacjeteleskopem VLT. -" Z przesunięciemwynoszącym 8,2 to najdalszykiedykolwiek obserwowany błyskgamma, co czyni z niego jednocześnienajdalszy kiedykolwiekzaobserwowany obiekt - i to znacznieodleglejszy niŜ poprzednie rekordy."

PoniewaŜ światło porusza się zeskończoną prędkością patrzenie dalej wkosmos oznacza równieŜ spoglądanie wprzeszłość. Wybuch, któryzaobserwowano miał miejsce gdyWszechświat miał około 600 milionówlat - mniej niŜ 5% obecnego wieku.Teorie


7 z 101 2009-05-29 22:35

przewidują, Ŝe pierwsze gwiazdypowstały w okresie gdy Wszechświatmiał między 200 a 400 milionów lat.

"Odkrycie to podkreśla wagę badańbłysków gamma jako sont najdalszychregionów Wszechświata. Jesteśmypewni, Ŝe w przyszłości odkryjemywięcej podobnie odległych rozbłysków,które pozwolą otworzyć okno doobserwacji pierwszych gwiazd i końcaCiemnych Wieków Wszechświata "-dodaje Tanvir.

Wcześniejszy najodleglejszy błysk miałprzesunięcie ku podczerwieniwynoszący 6,7 (GRB 080913), anajdalszy zarejestrowanyspektroskopowo obiekt to galaktyka oprzesunięciu wynoszącym 6.96.

Źródło:

CfA: Farthest Known Object:New Gamma-Ray Burst SmashesCosmic Distance RecordESO: The Most Distant ObjectYet Discovered in the UniverseIlustracja: NASA/Swift/StefanImmler

Original press releases

follow:The Most Distant Object YetDiscovered in the Universe

ESO's Very Large Telescope has shownthat a faint gamma-ray burst detected lastThursday is the signature of theexplosion of the earliest, most distantknown object in the Universe (a redshiftof 8.2). The explosion apparently tookplace more than 13 billion years ago,only about 600 million years after theBig Bang.

Gamma-ray bursts (GRBs) are powerfulflashes of energetic gamma-rays lastingfrom less than a second to severalminutes. They release a tremendousamount of energy in this short timemaking them the most powerful events inthe Universe. They are thought to bemostly associated with the explosion ofstars that collapse into black holes.

The gamma-ray burst GRB 090423 wasdetected by the NASA/STFC/ASI Swiftsatellite during the morning (CEST) ofThursday 23 April 2009. The 10 secondburst was located in the constellation ofLeo (the Lion). It was soon beingfollowed

by a whole range of telescopes on theground, including the 2.2-metreESO/MPG telescope at La Silla andESO’s Very Large Telescope (VLT) atParanal, both in Chile.

VLT infrared observations, made 17hours after the burst detection, allowedastronomers to establish the distance tothe explosion. “We find that the lightcoming from the explosion has beenstretched, or redshifted, considerably bythe expansion of the Universe”, saysNial Tanvir, the leader of the team whomade the VLT observations. “With aredshift of 8.2 this is the most remotegamma-ray burst ever detected, and alsothe most distant object ever discovered— by some way.”

Because light moves at a finite speed,looking farther into the Universe meanslooking back in time. The explosionoccurred when the Universe was about600 million years old, less than 5percent of its current age. It is believedthat the very first stars only formed whenthe Universe was between 200 and


8 z 101 2009-05-29 22:35

400 million years old.

“This discovery proves the importanceof gamma-ray bursts in probing the mostdistant parts of the Universe”, saysTanvir. “We can now be confident thateven more remote bursts will be foundin the future, which will open a windowto studying the very first stars and theultimate end of the Dark Age of theUniverse.”

The previous record holder for the mostdistant GRB — first detected by Swiftlast year and then also studied with theVLT — had a redshift of 6.7. The blast,designated GRB 080913, arose from astar exploding about 200 million yearsafter GRB090423. The previous mostdistant object known in the Universeconfirmed spectroscopically is a galaxywith a redshift of 6.96.

Farthest Known Object: NewGamma-Ray Burst Smashes CosmicDistance Record

Cambridge, MA - Astronomers at theHarvard-Smithsonian Center forAstrophysics, along with colleagueselsewhere in the United States

and the United Kingdom, havediscovered the most distant object in theuniverse -- a spectacular stellarexplosion known as a gamma-ray burstlocated about 13 billion light yearsaway.

The burst, dubbed GRB 090423, wasdetected by NASA's Swift satellite on2009 April 23 and was observed by theUS and UK team within minutes of itsdiscovery. The observationsdemonstrated that the record-breakingexplosion occurred when the universewas only 630 million years old, a mereone-twentieth of its current age.

"I have been chasing gamma-ray burstsfor a decade, trying to find such aspectacular event," said Edo Berger, aprofessor at Harvard University and aleading member of the team that firstdemonstrated the burst's origin.

"We now have the first direct proof thatthe young universe was teeming withexploding stars and newly-born blackholes only a few hundred million yearsafter the Big Bang," he added.

At 3:55 a.m. EDT on April 23, the Swiftsatellite detected

a ten-second-long gamma-ray burst ofmodest brightness. It quickly pivoted tobring its Ultraviolet/Optical and X-Raytelescopes to bear on the burst location.Swift saw a fading X-ray afterglow butnone in visible light.

"That alone suggested this could be avery distant object," explained Berger.Beyond a certain distance, the expansionof the universe shifts all opticalemission into longer infraredwavelengths. While a star's ultravioletlight could be similarly shifted into thevisible region, UV-absorbing hydrogengas grows thicker at earlier times. "Ifyou look far enough away, you can't seevisible light from any object," he noted.

"The burst most likely arose from theexplosion of a massive star," said DerekFox at Penn State University. "We'reseeing the demise of a star - andprobably the birth of a black hole - inone of the universe's earliest stellargenerations."

Within three hours of the burst, NialTanvir at the University of Leicester,U.K., and his


9 z 101 2009-05-29 22:35

colleagues detected an infrared source atthe Swift position using the UnitedKingdom Infrared Telescope on MaunaKea, Hawaii. "Burst afterglows provideus with the most information about theexploded star and its environs," Tanvirsaid. "But because afterglows fade outso fast, we must target them quickly."

At the same time, Berger and Fox led aneffort to obtain infrared images of theafterglow using the Gemini NorthTelescope on Mauna Kea. The sourceappeared in longer-wavelength images,but was absent in an image taken at theshortest wavelength (1 micron). This"drop out" corresponded to a distance ofabout 13 billion light-years.

As word spread about the recorddistance, additional telescopes aroundthe world slewed toward GRB 090423to observe the afterglow before it fadedaway. By dissecting the infrared light ofthe afterglow into a spectrum,astronomers confirmed the burst'sredshift to be 8.2 -- the highest evermeasured. This corresponds to adistance of 13.035

billion light-years.

The previous record holder was a burstseen in September 2008. It showed aredshift of 6.7, which places it 190million light-years closer than GRB090423.

"This new gamma-ray burst smashed allthe records," noted Berger. "It easilysurpassed the most distant galaxies andquasars. In fact, it showed that we canuse these spectacular events to pinpointthe first generation of stars andgalaxies."

Gamma-ray bursts are the universe'smost luminous explosions. Most occurwhen massive stars run out of nuclearfuel. As their cores collapse into a blackhole or neutron star, gas jets - driven byprocesses not fully understood - punchthrough the star and blast into space.There, they strike gas previously shed bythe star and heat it, which generatesshort-lived afterglows in otherwavelengths.

This release is being issued jointly withNASA.

Swift is managed by NASA's GoddardSpace Flight Center in Greenbelt, Md. Itwas built and is being operated

in collaboration with Penn StateUniversity, University Park, Pa., the LosAlamos National Laboratory in NewMexico, and General Dynamics ofGilbert, Ariz., in the U.S. Internationalcollaborators include the University ofLeicester and Mullard Space SciencesLaboratory in the United Kingdom,Brera Observatory and the Italian SpaceAgency in Italy, and additional partnersin Germany and Japan.

Headquartered in Cambridge, Mass., theHarvard-Smithsonian Center forAstrophysics (CfA) is a jointcollaboration between the SmithsonianAstrophysical Observatory and theHarvard College Observatory. CfAscientists, organized into six researchdivisions, study the origin, evolution andultimate fate of the universe.


10 z 101 2009-05-29 22:35

Otaczająca czarną dziurę gromada działa jaklatarnia morska wskazująca niebezpieczną rafę

Ryan O'Leary

Drogę Mleczną być moŜe przemierzają dziesiątkiczarnych dziur

Choć brzmi to jak scenariusz filmu science-fiction, nowe obliczenia wykonane przez Ryana O'Leary iAvi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) wskazują, Ŝe setki masywnych czarnychdziur pozostałych z czasów gdy w młodym Wszechświecie dopiero powstawały galaktyki, wędruje wDrodze Mlecznej zagraŜając wszystkiemu co znajdzie się na ich drodze. Dla tych, którzy postanowią ztej okazji budować schrony lub popełnić na wszelki wypadek samobójstwo naukowcy mają teŜ dobrewieści - Ziemia jest bezpieczna. NajbliŜsza zbłąkana czarna dziura jest tysiące lat świetlnych od nas.Jednak astronomowie chcieliby je odnaleźć szukając wskazówek ukazujących mechanizmy, któredoprowadziły do powstania Drogi Mlecznej.

"Błądzące czarne dziury są reliktamiprzeszłości Drogi Mlecznej "- wyjaśniaLoeb. -" MoŜna nas opisać jakoarcheologów badających te relikty byzrozumieć przeszłość Galaktyki orazpowstawanie czarnych dziur wewczesnym Wszechświecie."

Według teorii błądzące czarne dziuryznajdowały się początkowo w jądrachniewielkich galaktyk o małych masach. Wciągu kolejnych miliardów lat te karłowegalaktyki zderzały się ze sobą bystworzyć masywne galaktyki takie jakDroga Mleczna. Podczas kaŜdego zpołączeń protogalaktyk ich czarne dziuryzderzały się, tworząc pojedyncząreliktową czarną dziurę. W czasiepołączenia kierunkowe promieniowaniegrawitacyjne nadawało czarnej dziurzeokreślony odrzut, na tyle duŜy, Ŝepowinna oba opuścić

macierzystą protogalaktykę,jednocześnie jednak niewystarczający,aby opuściła całkowicie otoczeniegalaktyki. W efekcie reliktowe czarnedziury powinny występować wzewnętrznych obszarach halo DrogiMlecznej.

Setki czarnych dziur o masach od 1000do 100 000 mas Słońca powinnoprzemieszczać się w zewnętrznychobszarach Galaktyki. JednakzauwaŜenie ich będzie wyzwaniem,poniewaŜ są widoczne jedynie wtedykiedy pochłaniają materię. Innąwskazówką istnienia reliktowychczarnych dziur mogą być kompaktowegromady gwiazd wyrwane z galaktykikarłowej przez wyrzucaną czarnądziurę. Jednak równieŜ te gromady będątrudne do odkrycia. Ze względu na małerozmiary na niebie będą widoczne jakopojedyncza gwiazda - natomiast ichobrazy spektralne mogą wykazywaćszerokie linie wytworzone przez wielegwiazd jak równieŜ znaczne zmianyprędkości, gdy ich orbity są zakłócaneprzez grawitację czarnej dziury.

"Otaczająca czarną dziurę gromadadziała jak latarnia morska wskazującaniebezpieczną


11 z 101 2009-05-29 22:35

rafę "- wyjaśnia O'Leary. -" Bez światłagwiazd takie czarne dziury są nie doznalezienia."

Liczba reliktowych czarnych dziur wnaszej Galaktyce jest uzaleŜniona odliczby protogalaktyk, jakie złoŜyły się nastworzenie Drogi Mlecznej oraz tego,ile z nich zawierało w jądrach czarnedziury. Odnalezienie ich i zbadaniedostarczy wskazówek opisującychhistorię powstania Drogi Mlecznej.

Odnalezienie odpowiednich gromadmoŜe być stosunkowo proste. "Do tejpoey astronomowie nie poszukiwalipopulacji bardzo zwartych gromad wgalaktycznym halo "- mówi Loeb. -"Tera gdy wiemy czego szukać moŜemyprzeanalizować dostępne przeglądynieba poszukując tej nowej klasyobiektów."

Źródło:

CfA: Rogue Black Holes MayRoam the Milky WayIlustracja: David A. Aguilar(CfA)

Original press releases follow:Rogue Black Holes May Roam theMilky Way

It sounds like

the plot of a sci-fi movie: rogue blackholes roaming our galaxy, threatening toswallow anything that gets too close. Infact, new calculations by Ryan O'Learyand Avi Loeb (Harvard-SmithsonianCenter for Astrophysics) suggest thathundreds of massive black holes, leftover from the galaxy-building days ofthe early universe, may wander theMilky Way.

Good news, however: Earth is safe. Theclosest rogue black hole should residethousands of light-years away.Astronomers are eager to locate them,though, for the clues they will provide tothe formation of the Milky Way.

"These black holes are relics of theMilky Way's past," said Loeb. "Youcould say that we are archaeologistsstudying those relics to learn about ourgalaxy's history and the formationhistory of black holes in the earlyuniverse."

According to theory, rogue black holesoriginally lurked at the centers of tiny,low-mass galaxies. Over billions ofyears, those dwarf galaxies smashedtogether to form full-sized

galaxies like the Milky Way.

Each time two proto-galaxies withcentral black holes collided, their blackholes merged to form a single, "relic"black hole. During the merger,directional emission of gravitationalradiation would cause the black hole torecoil. A typical kick would send theblack hole speeding outward fast enoughto escape its host dwarf galaxy, but notfast enough to leave the galacticneighborhood completely. As a result,such black holes would still be aroundtoday in the outer reaches of the MilkyWay halo.

Hundreds of rogue black holes should betraveling the Milky Way's outskirts, eachcontaining the mass of 1,000 to 100,000suns. They would be difficult to spot ontheir own because a black hole isvisible only when it is swallowing, oraccreting, matter.

One telltale sign could mark a rogueblack hole: a surrounding cluster of starsyanked from the dwarf galaxy when theblack hole escaped. Only the starsclosest to the black hole would


12 z 101 2009-05-29 22:35

be tugged along, so the cluster would be very compact.

Due to the cluster's small size on the sky, appearing to be asingle star, astronomers would have to look for more subtleclues to its existence and origin. For example, its spectrumwould show that multiple stars were present, togetherproducing broad spectral lines. The stars in the cluster wouldbe moving rapidly, their paths influenced by the gravity of theblack hole.

"The surrounding star cluster acts much like a lighthouse thatpinpoints a dangerous reef," explained O'Leary. "Without theshining stars to guide our way, the black holes would be allbut impossible to find."

The number of rogue black holes in our galaxy depends onhow many of the proto-galactic building blocks containedblack holes at their cores, and how those proto-galaxiesmerged to form the Milky Way. Finding and studying them willprovide new clues about the history of our galaxy.

Locating the star cluster signposts may turn out to

be relatively straightforward.

"Until now, astronomers were not searching for such apopulation of highly compact star clusters in the Milky Way'shalo," said Loeb. "Now that we know what to expect, we canexamine existing sky surveys for this new class of objects."

Loeb and O'Leary's journal paper will be published in theMonthly Notices of the Royal Astronomical Society and isavailable online at http://arxiv.org/abs/0809.4262.

Headquartered in Cambridge, Mass., the Harvard-SmithsonianCenter for Astrophysics (CfA) is a joint collaboration betweenthe Smithsonian Astrophysical Observatory and the HarvardCollege Observatory. CfA scientists, organized into sixresearch divisions, study the origin, evolution and ultimate fateof the universe.


13 z 101 2009-05-29 22:35

Galaktyczny grzbiet rentgenowski

Ekstremalnie głęboka ekspozycja wykonana przez rentgenowskie obserwatorium kosmiczne NASAChandra obszaru w okolicach jądra Drogi Mlecznej pozwoliła rozwiązać zagadkę poświatyrentgenowskiej obserwowanej w płaszczyźnie Galaktyki. Jak pokazały dane uzyskane przez Chandręźródłem tej poświaty są setki punktowych źródeł promieniowania co wskazuje, Ŝe poświata wpłaszczyźnie całej Galaktyki powstaje w wyniku promieniowania milionów podobnych punktowychźródeł.

Zdjęcie obok przedstawia podczerwonezdjęcie centralnego obszaru DrogiMlecznej wykonane przez kosmicznyteleskop podczerwieni Spitzer, podczasgdy zaznaczony obszar to regionzobrazowany przez Chandrę, oddalonyzaledwie o 1,4 stopnia od centrumGalaktyki.

Tak zwany grzbietowe promieniowanierentgenowskie Galaktyki po razpierwszy zarejestrowano kilkadziesiątlat temu w trakcie wczesnych badańrentgenowskich wykonanych przezobserwatoria HEAO-1 i Exosat. Grzbietten rozciągał się w obszarze około 2stopni pod oraz ponad płaszczyznąGalaktyki i 40 stopni po obu stronachjądra. Promieniowanie wydawało siębyć takŜe rozproszone. Jedną zinterpretacji danych była emisja zwysoce rozgrzanego - o temperaturzesetek milionów stopni - gazu. Jednakinterpretacja ta budziła wątpliwościponiewaŜ Galaktyka nie jestwystarczająco masywna bypowstrzymać gaz przed wypłynięciem wpostaci galaktycznego wiatru. Nieznanebyły mechanizmy odnawiania jegozasobów oraz energii poniewaŜwybuchy

supernowych nie są wystarczające.

Przeprowadzone przez teleskop Chandraobserwacje - trwające około 12 dniu -zostały przeprowadzone by zbadaćnaturę emisji grzbietowej. Wybranopole z jednej strony na tyle bliskiecentrum galaktyki by emisja byłamoŜliwie jak najsilniejsza ajednocześnie na tyle oddalone, abyzminimalizować tłumieniepromieniowania przez pył i gaz tak bymoŜliwa była rejestracja jaknajwiększej liczby źródełpromieniowania rentgenowskiego. Wobszarze zaledwie 3% KsięŜyca w pełniChandra zarejestrowała 473indywidualne źródła promieniowania.Ponad 80% rozproszonegopromieniowania udało się przypisaćindywidualnym punktowym źródłom.Astronomowie sądzą, Ŝe są to główniebiałe karły pochłaniające materię zsąsiadujących z nimi gwiazd orazgwiazdy podwójne o silnym polumagnetycznym wytwarzające flaryrentgenowskie podobne w naturze, aleznacznie potęŜniejsze od flarSłonecznych.

Wyniki badań zostały opublikowane wmagazynie Nature.

Źródło:


14 z 101 2009-05-29 22:35

Chandra X-Ray Observatory:Galactic X-ray Ridge: Resolvinga Galactic MysteryIlustracja: X-ray (NASA/CXC/TUM/M.Revnivtsev et al.); IR(NASA/JPL-Caltech/GLIMPSETeam)

Original press release follows:Galactic X-ray Ridge: Resolving aGalactic Mystery

An extremely deep Chandra X-rayObservatory image of a region near thecenter of our Galaxy has resolved along-standing mystery about an X-rayglow along the plane of the Galaxy. Theglow in the region covered by theChandra image was discovered to becaused by hundreds of point-like X- raysources, implying that the glow along theplane of the Galaxy is due to millions ofsuch sources.

This image shows an infrared view fromthe Spitzer Space Telescope of thecentral region of the Milky Way, with apullout showing a Chandra image of aregion located only 1.4 degrees awayfrom the center of the Galaxy.

The

so-called Galactic ridge X-ray emissionwas first detected more than twodecades ago using early X-rayobservatories such as HEAO-1 andExosat. The ridge was observed toextend about two degrees above andbelow the plane of the Galaxy and about40 degrees along the plane of the galaxyon either side of the galactic center. Itappeared to be diffuse.

One interpretation of the Galactic X-rayridge is that it is emission from100-million-degree gas. Thisinterpretation is problematic because thedisk of the Galaxy is not massive enoughto confine such hot gas, which shouldflow away in a wind. Replenishing thegas would then be a problem, sinceplausible sources of energy such assupernovas are not nearly powerfulenough.

A very deep Chandra observation,lasting for about 12 days, was used tostudy the nature of this ridge emission.The field was chosen to be close enoughto the Galactic plane so that the ridgeemission was strong, but in a regionwith relatively little

absorption from dust and gas tomaximize the number of sources thatmight be detected. A total of 473sources were detected in an area on thesky only about 3% of the size of the fullMoon, one of the highest densities ofX-ray sources ever seen in our Galaxy.

It was found that more than 80% of theseemingly diffuse ridge of X-rayemission was resolved into individualsources. These are believed to be mostlywhite dwarfs pulling matter fromcompanion stars and double stars withstrong magnetic activity that areproducing X-ray outbursts or flares thatare similar to, but more powerful thanthe flares seen on the Sun. These starsare unrelated to the large-scalestructures seen towards the center of theSpitzer image, which are probablycaused by young massive stars.

The paper reporting these resultsappears in the April 30th issue ofNature. This work was led by MikhailRevnivtsev from the Excellence ClusterUniverse, Technical University Munich,in Garching, Germany and from theSpace Research Institute, in Moscow,Russia. The co-authors were SergeySasanov of the Space Research Institutein Moscow, Russia; Eugene Churazov ofthe Max Planck Institute forAstrophysics (MPA) in Garching,Germany; William Forman and AlexeyVikhlinin from the Harvard- SmithsonianCenter for Astrophysics and RashidSunyaev from MPA.


15 z 101 2009-05-29 22:35

Gdy obserwujemy dyski galaktyk wpodczerwieni są one niezwykle gładkie.Wszystkie starsze gwiazdy są równomiernierozproszone. Jednak wiemy, Ŝe gwiazdy niepowstają w ten sposób - przeciwnie, powstają wgromadach takich jak gromada Plejad czyasocjacji młodych gwiazd obserwowanych wOrionie w Drodze Mlecznej. Zatem pojawia siępytanie - dlaczego dyski galaktyk są tak gładkie ?

David Block

Strumienie gwiazd 'brakującym ogniwem' ewolucjidysków galaktycznych

Wykorzystujące teleskop kosmiczny NASA Spitzer Space Telescope międzynarodowy zespółastronomów odkrył w odległych galaktykach strumienie młodych gwiazd wypływające z kokonów, wktórych przyszły na świat. Te odległe rzeki gwiazd dostarczają odpowiedzi na jedną zfundamentalnych zagadek astronomii - jak młode gwiazdy, powstające w gromadach w gęstychobłokach pyłu i gazu przemieszczają się by stworzyć ogromne, wygładzone struktury obserwowane wdyskach spiralnych galaktyk takich jak Droga Mleczna.

"Gdy obserwujemy dyski galaktyk wpodczerwieni są one niezwykle gładkie.Wszystkie starsze gwiazdy sąrównomiernie rozproszone. Jednakwiemy, Ŝe gwiazdy nie powstają w tensposób - przeciwnie, powstają wgromadach takich jak gromada Plejad czyasocjacji młodych gwiazdobserwowanych w Orionie w DrodzeMlecznej. Zatem pojawia się pytanie -dlaczego dyski galaktyk są tak gładkie ?"- mówi kierujący zespołem naukowcówDavid Block z Uniwersytetu

Witwatersrand w Południowej Afryce.

Astronomowie wiedzą, Ŝe gromady wktórych powstają gwiazdy zaczynająznikać kiedy osiągną wiek kilkusetmilionów lat. Ich zanik próbowanowyjaśnić za pomocą rozmaitychmechanizmów - od grawitacyjnego,losowego wyrzucania członkówgromady w małej skali, po ruchyścinające wynikające z rotacji galaktykiwokół jądra.

"Nasza analiza rozwiązuje zagadkę.Obserwacja setek strumieni młodychgwiazd w dyskach badanych galaktykmoŜemy potwierdzić, Ŝe mechanizmem niszczącym gromady młodych gwiazdjest ruch ścinający macierzystejgalaktyki. Strumienie te stanowią'brakujące ogniwo', któregopotrzebowaliśmy by zrozumieć jakdyski galaktyk ewoluują doobserwowanej postaci "- mówi Block.

Dokonanie odkrycia nie byłobymoŜliwe bez opracowania metodyobrazowania wcześniej ukrytychstrumeni gwiazd w galaktykachodległych o miliony lat świetlnych. Abytego dokonać zespół wykorzystałwysokiej rozdzielczości obserwacjepodczerwone teleskopu Spitzer.


16 z 101 2009-05-29 22:35

Wykorzystując pasmo podczerwoneastronomowie mogli wybrać gwiazdy wodpowiednim wieku - gdy ich gromadyzaczynają się rozpadać.

"Spitzer obserwuje w podczerwieni, wpaśmie w którym populacje gwiazd wwieku 100 milionów lat dominują "-zauwaŜa współautor odkrycia BruceElmegreen z Sekcji Badań IBM wNowym Yorku. -" Młodsze regionyświecą głównie w paśmie widzialnym iultrafioletowym, a starsze z kolei są zbytsłaby aby moŜna je było zaobserwować.MoŜemy odfiltrować niechcianegwiazdy obserwując za pomocą kamerypodczerwonej."

Dodatkowo obserwacje w podczerwienipomagają przeniknąć gęste obłoki pyłuotaczające gromady, w których powstajągwiazdy. "Pył skutecznie blokuje pasmowidzialne "- wyjaśnia Robert Gehrz zUniwersytetu Minnesota, -" jednakświatło podczerwone dzięki większejdługości fali przenika przez pyłowązasłonę. To pozwala łatwiejobserwować światło z młodychgwiazd."

Jednak nawet gdy obrazy sąrejestrowane w podczerwieni nadal sąone zdominowane przez

światło z gładkiej, starszej cześci dysku,a nie słabych śladów rozpadających dięgromad. Aby dojrzeć te ostatniekonieczne było zastosowaniespecjalnych algorytmów - przekształceńFouriera - aby wydobyć strukturyniewidoczne gołym okiem.

Źródło:

Spitzer Space Telescope:Streams of Stars Provide"Missing Link" in the Evolutionof Galaxy DisksIlustracja: NASA / JPL-Caltech /University of Witwatersrand

Original press release follows:Streams of Stars Provide "MissingLink" in the Evolution of GalaxyDisks

Using NASA's Spitzer Space Telescope,an international team of astronomers hasdiscovered streams of young starsflowing from their natal cocoons indistant galaxies. These distant rivers ofstars provide an answer to one ofastronomy's most fundamental puzzles:how do young stars that form clusteredtogether in dense clouds of dust and gasdisperse to form

the large, smooth distribution seen in thedisks of spiral galaxies like the MilkyWay?

"When you look at the disks of galaxiesin the infrared they are remarkablysmooth. All of the older stars are evenlydistributed. But stars aren't born thatway; they're born in clusters andassociations like the Pleiades cluster, orthe association of young stars in theOrion constellation of our own MilkyWay galaxy. So the question is - why arethe disks of galaxies so smooth?" saidteam leader David Block of theUniversity of the Witwatersrand in SouthAfrica.

Astronomers know that the clusterswhere stars form begin to disappearwhen their ages reach several hundredmillion years. A few mechanisms arethought to explain this: some clustersevaporate when random internal motionskick out stars one by one, and otherclusters disperse as a result of collisionsamong the clouds where they were born.Zooming out to mechanisms operating onlarger scales still, shearing motionscaused


17 z 101 2009-05-29 22:35

by the galaxy's rotation around its centerdisperses the clusters of clusters ofyoung stars.

"Our analysis now answers the grandpuzzle. By finding a myriad of streamsof young stars all over the disks ofgalaxies we studied, we see that themechanism for pulling the clusters ofyoung stars apart is shearing motions ofthe parent galaxy. These streams are the'missing link' we needed to understandhow the disks of galaxies evolve to lookthe way they do," said Block.

Crucial to this discovery was finding away to image previously hidden youngstellar streams in galaxies millions oflight-years away. To do this the teamused high-resolution infraredobservations from the Spitzer.

Using infrared rather than visible light tolook at the galaxies allowed the group topick out stars at just the right age whenthe stars are just starting to spread outfrom their clusters.

"Spitzer observes in the infrared where100-million-year-old populations ofstars dominate the

light," noted co-author Bruce Elmegreen,from IBM's Research Division in NewYork. "Younger regions shine more inthe visible and ultraviolet parts of thespectrum, and older regions get too faintto see. So we can filter out all the starswe don't want by taking pictures with aninfrared camera."

Infrared is also important because lightin this part of the spectrum can penetratethe dense dust clouds surrounding theclusters where stars form.

"Dust blocks optical starlight veryeffectively," said Robert Gehrz of theUniversity of Minnesota, "but infraredlight with its longer wavelength goesright around the dust particles blockingour view. This allows the infrared lightfrom young stars to be seen moreclearly."

But even when the images are taken inthe infrared, they are still dominated bythe light from the smooth older disks ofgalaxies, not the faint tracks of youngdispersing clusters. Specialmathematical manipulations wereneeded to pick out the clusters,

whose faint tracks can still be seenprecisely because they are not smooth.

Team member Ivanio Puerari of theInstituto Nacional de Astrofisica inPuebla, Mexico used a techniqueinvented by mathematician Jean BaptisteFourier in the early 1800's. Thetechnique is effectively a spatial filterthat picks out structure on the physicalscale where star formation occurs. "Thestructures cannot be seen on the originalSpitzer images with the human eye,"noted Puerari.

"The combination of the Fourier filteringand infrared images highlighted regionsof just the right size and the right age. Tothen unveil so many star streams in thedisks of galaxies was unimaginable ayear ago. This discovery continues tohighlight the enormous potential of theSpitzer Space Telescope to makecontributions none of us could havedreamed possible," commentedGiovanni Fazio from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,project leader for the Spitzer InfraredArray Camera team used to take the


18 z 101 2009-05-29 22:35

pictures, and co-author of the discovery.

"Galileo, as both astronomer and mathematician, would have been proud. It is a wonderful interplay between the use ofastronomical observations and mathematics and computers, exactly 400 years since Galileo used his telescope to examine ourMilky Way galaxy in 1609," Fazio concluded.

Debra Elmegreen, Maria Mitchell Professor at Vassar College and President elect of the American Astronomical Society wasalso a member of the team. The results appeared in the March 20, 2009 issue of the Astrophysical Journal.


19 z 101 2009-05-29 22:35

Gwałtowne epizody formowania gwiazd(starburst) w galaktykach karłowych mającharakter globalny - obszary intensywnegotworzenia gwiazd rozszerzają się na całągalaktykę, jak połączone ze sobą ognie sztuczne

Kristen McQueen

Gwałtowne epizody formowania gwiazd w galaktykachkarłowych

Epizody intensywnego tworzenia gwiazd w galaktykach porównywano do pokazów ogni sztucznych -są intensywne i spektakularne rozświetlając okolicę na krótki czas zanim zgasną. Jednak takiekrótkotrwałe epizody są tylko jednym z moŜliwych scenariuszy. Analiza archiwalnych zdjęć małych,karłowych galaktyk wykonanych przez teleskop kosmiczny NASA Hubble wskazuje na to, Ŝeznajdujące się w nich obszary gwiazdotwórcze (starburst) przemieszczają się przez całe galaktyki itrwają nawet sto razy dłuŜej niŜ do tej pory sądzono. Ich dłuŜszy czas trwania oraz większy obszaroddziaływania moŜe zmienić to jak galaktyki karłowe zmieniają się w czasie, a poprzez to dostarczyćnowych informacji na temat ewolucji galaktyk.

"Gwałtowne epizody formowania gwiazd(starburst) w galaktykach karłowychmają charakter globalny "- mówi KristenMcQuinn z Uniwersytetu Minnesota wMinneapolis, kierująca badaniami. -"Obszary intensywnego tworzenia gwiazdrozszerzają się na całą galaktykę, jakpołączone ze sobą ognie sztuczne."Według McQuinn sumaryczny czastrwania epizodów gwiazdotwórczychmoŜe wynosić od 200 do 400 milionówlat - czyli znacznie dłuŜej niŜ 5 do 10milionów lat sugerowane przezastronomów, którzy wcześniej badalizjawiska tworzenia gwiazd w galaktykachkarłowych. " Obserwowali oni osobnegromady a nie całe

galaktyki, dlatego doszli do wniosku, Ŝeepizody formowania gwiazd trwałytylko przez krótką chwilę "- wyjaśniaMcQuinn.

Astronomowie uwaŜają, Ŝe galaktykikarłowe stanowią cegiełki, z którychpowstały duŜe galaktyki dlatego wiedzana temat procesów w jakich obiekty tetworzą gwiazdy jest istotna dlazrozumienia ewolucji galaktyk.

Źródło:

HubbleSite: Starbursts in DwarfGalaxies are a Global AffairIlustracja: NASA, ESA, and K.McQuinn (University ofMinnesota, Minneapolis)

Original press release follows:Starbursts in Dwarf Galaxies are aGlobal Affair

Bursts of star making in a galaxy havebeen compared to a Fourth of Julyfireworks display: They occur at a fastand furious pace, lighting up a regionfor a short time before winking out.

But these fleeting starbursts are onlypieces of the story, astronomers say. Ananalysis


20 z 101 2009-05-29 22:35

of archival images of small, or dwarf,galaxies taken by NASA's Hubble SpaceTelescope suggests that starbursts,intense regions of star formation, sweepacross the whole galaxy and last 100times longer than astronomers thought.The longer duration may affect howdwarf galaxies change over time, andtherefore may shed light on galaxyevolution.

"Our analysis shows that starburstactivity in a dwarf galaxy happens on aglobal scale," explains Kristen McQuinnof the University of Minnesota inMinneapolis and leader of the study."There are pockets of intense starformation that propagate throughout thegalaxy, like a string of firecrackersgoing off." According to McQuinn, theduration of all the starburst events in asingle dwarf galaxy would total 200million to 400 million years.

These longer timescales are vastly morethan the 5 million to 10 million yearsproposed by astronomers who havestudied star formation in dwarf galaxies."They were only looking at individual

clusters and not the whole galaxy, sothey assumed starbursts in galaxieslasted for a short time," McQuinn says.

Dwarf galaxies are considered by manyastronomers to be the building blocks ofthe large galaxies seen today, so thelength of starbursts is important forunderstanding how galaxies evolve.

"Astronomers are really interested tofind out the steps of galaxy evolution,"McQuinn says. "Exploring these smallergalaxies is important because, accordingto popular theory, large galaxies arecreated from the merger of smaller,dwarf galaxies. So understanding thesesmaller pieces is an important part offilling in that scenario."

McQuinn's team analyzed archivalAdvanced Camera for Surveys data ofthree dwarf galaxies, NGC 4163, NGC4068, and IC 4662. Their distancesrange from 8 million to 14 millionlight-years away. The trio is part of asurvey of starbursts in 18 nearby dwarfgalaxies.

Hubble's superb resolution allowedMcQuinn's team to pick out individual

stars in the galaxies and measure theirbrightness and color, two importantcharacteristics astronomers use todetermine stellar ages. By determiningthe ages of the stars, the astronomerscould reconstruct the starburst history ineach galaxy.

Two of the galaxies, NGC 4068 and IC4662, show active, brilliant starburstregions in the Hubble images. The mostrecent starburst in the third galaxy, NGC4163, occurred 200 million years agoand has faded from view.

The team looked at regions of high andlow densities of stars, piecing together apicture of the starbursts. The galaxieswere making a few stars, whensomething, perhaps an encounter withanother galaxy, pushed them into highstar-making mode. Instead of formingeight stars every thousand years, thegalaxies started making 40 stars everythousand years, which is a lot for asmall galaxy, McQuinn says. The typicaldwarf is 10,000 to 30,000 light-yearswide. By comparison, a normal-sizedgalaxy such as our Milky Way


21 z 101 2009-05-29 22:35

is about 100,000 light-years wide.

About 300 million to 400 million years ago star formation occurred in the outer areas of the galaxies. Then it began migratinginward as explosions of massive stars triggered new star formation in adjoining regions. Starbursts are still occurring in the innerparts of NGC 4068 and IC 4662.

The total duration of starburst activity depends on many factors, including the amount of gas in a galaxy, the distribution anddensity of the gas, and the event that triggered the starburst. A merger or an interaction with a large galaxy, for example, couldcreate a longer starburst event than an interaction with a smaller system.

McQuinn plans to expand her study to a larger sample of more than 20 galaxies. "Studying nearby dwarf galaxies, where we cansee the stars in great detail, will help us interpret observations of galaxies in the distant universe, where starbursts were muchmore common because galaxies had more gas with which to make stars," McQuinn explains.

McQuinn's results appeared in the April 10 issue of The Astrophysical Journal.


22 z 101 2009-05-29 22:35

Gdyby cząstki te zostały wysłane w nasząstronę z daleka, zanim dotarły by do nasmusiałyby utracić znaczną część energii

Luca Baldini

Teleskop kosmiczny Fermi bada tajemnicze źródłopromieniowania kosmicznego

Od momentu umieszczenia na orbicie w czerwcu zeszłego roku teleskop kosmiczny NASA FermiGamma-ray Space Telescope zdąŜył odkryć nową klasę pulsarów, badał błyski promieniowaniagamma oraz obserwował rozbłyski dŜetów aktywnych galaktyk oddalonych o miliardy lat świetlnych.Dzisiaj, na spotkaniu American Physical Society w Denver w Kolorado naukowcy programu Fermiprzedstawili nowe dane dotyczące cząstek o wysokich energiach wskazujących na istnienietajemniczego, bliskiego źródła promieniowania.

"Detektor LAT (Large Area Telescope)jest nie tylko nowoczesnym detektorempromieniowania gamma, ale jest zarazemwspaniałym narzędziem do badaniaelektronów o wysokich energiachwystępujących w promieniowaniukosmicznym "- mówi astrofizykAlexander Moiseev z Centrum LotówKosmicznych Goddarda (NASA GSFC),prezentujący wyniki.

Promienie kosmiczne to niezwykleszybkie elektrony, pozytrony oraz jądraatomowe poruszające się z prędkościamibliskimi prędkości światła.Astronomowie sądzą, Ŝe promieniekosmiczne o najwyŜszych energiach sągenerowane w egzotyczynych regionachnaszej Galaktyki, takich jak pozostałościpo eksplodujących gwiazdach. TeleskopLAT obserwatorium Fermi jestszczególnie

czuły na elektrony i ich odpowiednikiantymaterii - pozytrony. Analizując 4,5miliona cząstek o wysokich energiach,które detektor LAT wykrył w okresieod 4 sierpnia 2008 roku do 31 stycznia2009 roku, zespół naukowców odkryłdowody, które potwierdzają niektóreniedawne odkrycia, oraz takie, któreinne odkrycia podwaŜają.

W porównaniu do liczby promienikosmicznych o niŜszych energiachwykrytych przez LAT, liczba cząstek oenergiach przekraczających 100miliardów eV (100 GeV - dlaporównania fotony widzialnego światłamają energie w zakresie 2 - 3 eV)okazała się wyŜsza niŜ wynikało to zwcześniejszych eksperymentów orazmodeli teoretycznych. Wyniki te sązgodne z podobnymi pomiaramiwykonanymi przez europejskiegosatelitę PAMELA oraz z danychnaziemnych uzyskanych za pomocąnaziemnego eksperymentu H.E.S.S.(High Energy Stereoscopic System) -sieci teleskopów rozmieszczonych wNamibi rejestrujących rozbłyski wgórnej atmosferze generowane podwpływem promieni kosmicznych.

Jednocześnie


23 z 101 2009-05-29 22:35

dane LAT nie potwierdziły wynikóweksperymentu ATIC. Zeszłej jesienidetektor podwieszony pod balonemwykazał gwałtowny pik liczby promienikosmicznych dla energii około 400 GeV."Fermi powinien wykryć to wyraźniezdefiniowane zjawisko, jednak tak sięnie stało "- mówi Luca Latronico,członek zespołu z Narodowego InstytutuFizyki Jądrowej (INFN) w Pizie weWłoszech. -" Mają zdecydowaniewyŜszą rozdzielczość i po zebraniu storazy większej liczby elektronów niŜeksperymenty balonowe widzimypromieniowanie kosmiczne z znaczniewiększą precyzją."

W odróŜnieniu od promieni gamma,które poruszają się od swych źródeł poliniach prostych, promienie kosmicznebłądzą po Galaktyce w drodze doobserwatora. Mogą odbijać się odatomów galaktycznego gazu oraz sąprzyspieszane, a kierunki ich ruchuzmienianie, w polach magnetycznych. Topowoduje, Ŝe ich drogi stają sięprzypadkowe i utrudnia określenieźródeł gdzie powstają. A właśnieokreślenie tych źródeł jest jednym

z kluczowych zadań teleskopu Fermi.

Najbardziej interesującym wynikiemzauwaŜonym w danych teleskopu Fermi,sondy PAMELA i eksperymentuH.E.S.S. jest to, Ŝe mogą wskazywać naobecność bliskiego źródła promienikosmicznych. "Gdyby cząstki te zostaływysłane w naszą stronę z daleka, zanimdotarły by do nas musiałyby utracićznaczną część energii "- wyjaśnia LucaBaldini z INFN.

JeŜeli takie źródło promieniowaniaistnieje i wysyła w naszą stronęelektrony i protony, to zapewne jest topulsar - kompaktowa pozostałość powybuchu gwiazdy. Innym hipotetycznymwyjaśnieniem jest proces anihilacjihipotetycznych cząstek tworzącychciemną materię.

"Następnym krokiem jest obserwacjazmian w natęŜeniu strumieniaelektronów promieniowaniakosmicznego w róŜnych częściach nieba"- kończy Latronico. -" JeŜeli mamy doczynienia z bliskim źródłem, dane takiedadzą nam wskazówkę gdzie mamy goszukać."

Źródło:

NASA

Fermi Gamma-ray Space Telescope:NASA's Fermi Explores High-energy"Space Invaders"

Ilustracja: NASA/Goddard SpaceFlight Center Conceptual Image Lab

Original press release follows:NASA's Fermi Explores High-energy"Space Invaders"

Since its launch last June, NASA'sFermi Gamma-ray Space Telescope hasdiscovered a new class of pulsars,probed gamma-ray bursts and watchedflaring jets in galaxies billions oflight-years away. Today at the AmericanPhysical Society meeting in Denver,Colo., Fermi scientists revealed newdetails about high-energy particlesimplicated in a nearby cosmic mystery.

"Fermi's Large Area Telescope is astate-of-the-art gamma-ray detector, butit's also a terrific tool for investigatingthe high-energy electrons in cosmicrays," said Alexander Moiseev, whopresented the findings. Moiseev is anastrophysicist at NASA's GoddardSpace Flight Center in Greenbelt,


24 z 101 2009-05-29 22:35

Md.

Cosmic rays are hyperfast electrons,positrons, and atomic nuclei moving atnearly the speed of light. Astronomersbelieve that the highest-energy cosmicrays arise from exotic places within ourgalaxy, such as the wreckage ofexploded stars.

Fermi's Large Area Telescope (LAT) isexquisitely sensitive to electrons andtheir antimatter counterparts, positrons.Looking at the energies of 4.5 millionhigh-energy particles that struck thedetector between Aug. 4, 2008, and Jan.31, 2009, the LAT team found evidencethat both supplements and refutes otherrecent findings.

Compared to the number of cosmic raysat lower energies, more particlesstriking the LAT had energies greaterthan 100 billion electron volts (100GeV) than expected based on previousexperiments and traditional models.(Visible light has energies between twoand three electron volts.) Theobservation has implications similar tocomplementary measurements from aEuropean satellite named PAMELA andfrom

the ground-based High EnergyStereoscopic System (H.E.S.S.), anarray of telescopes located in Namibiathat sees flashes of light as cosmic raysstrike the upper atmosphere.

Last fall, a balloon-borne experimentnamed ATIC captured evidence for adramatic spike in the number of cosmicrays at energies around 500 GeV."Fermi would have seen this sharpfeature if it was really there, but itdidn't." said Luca Latronico, a teammember at the National Institute ofNuclear Physics (INFN) in Pisa, Italy."With the LAT's superior resolution andmore than 100 times the number ofelectrons collected by balloon-borneexperiments, we are seeing these cosmicrays with unprecedented accuracy."

Unlike gamma rays, which travel fromtheir sources in straight lines, cosmicrays wend their way around the galaxy.They can ricochet off of galactic gasatoms or become whipped up andredirected by magnetic fields. Theseevents randomize the particle paths andmake it difficult to tell where

they originated. In fact, determiningcosmic-ray sources is one of Fermi's keygoals.

What's most exciting about the Fermi,PAMELA, and H.E.S.S. data is that theymay imply the presence of a nearbyobject that's beaming cosmic rays ourway. "If these particles were emitted faraway, they’d have lost a lot of theirenergy by the time they reached us,"explained Luca Baldini, another Fermicollaborator at INFN.

If a nearby source is sending electronsand positrons toward us, the likelyculprit is a pulsar -- the crushed,fast-spinning leftover of an explodedstar. A more exotic possibility is on thetable, too. The particles could arisefrom the annihilation of hypotheticalparticles that make-up so-called darkmatter. This mysterious substanceneither produces nor impedes light andreveals itself only by its gravitationaleffects.

"Fermi's next step is to look for changesin the cosmic-ray electron flux indifferent parts of the sky," Latronicosaid. "If there is a nearby source, thatsearch will help us unravel where tobegin looking for it."

NASA's Fermi Gamma-ray SpaceTelescope is an astrophysics andparticle physics partnership mission,developed in collaboration with the U.S.Department of Energy and importantcontributions from academic institutionsand partners in France, Germany, Italy,Japan, Sweden, and the U.S.


25 z 101 2009-05-29 22:35

Być moŜe Newton się mylił. Choć jego teoriadobrze opisuje efekty grawitacji jakie na co dzieńobserwujemy na Ziemi - to co widzimy i copotrafimy zmierzyć, moŜliwe jest, Ŝe zupełnie niepojmujemy faktycznych zjawisk fizycznychtworzących siłę grawitacji."

Prof. Dr Pavel Kroupa

Zmierzch ciemnej materii ?

Nowe badania satelitarnych galaktyk karłowych Drogi Mlecznej stawiają niewygodne pytaniaobowiązującym teoriom kosmologicznym i kwestionują istnienie ciemnej materii.

Podczas gdy astronomowie i kosmolodzyw coraz większym stopniu uzaleŜniają sięod tajemniczej ciemnej materii bywyjaśnić inaczej niezrozumiałeobserwacje duŜo wysiłku wkłada się wprojekty mające wykryć tę tajemnicząsubstancję, jednak mimo dwudziestu latposzukiwać nie udało się uzyskaćbezpośredniego dowodu jej istnienia. Cogorsze, nawet jeŜeli istnieje, ciemnamateria nie rozwiąŜe obecnychrozbieŜności pomiędzy pomiaramiobserwacyjnymi a prognozamiwynikającymi z modeli teoretycznych.Stąd liczba fizyków poddającychistnienie ciemnej materii w wątpliwość

od pewnego czasu rośnie. Pojawiły sięteŜ konkurencyjne teorie grawitacji,które nie wymagają wprowadzenia dorównań ciemnej materii. Ich głównymproblemem jest fakt, Ŝe są w konflikciez teorią grawitacji Newtona. "Być moŜeNewton się mylił "- mówi prof. drPavel Kroupa z Argelander-Institut fürAstronomie Uniwersytetu w Bonn(AIfA). -" Choć jego teoria dobrzeopisuje efekty grawitacji jakie na codzień obserwujemy na Ziemi - to cowidzimy i co potrafimy zmierzyć,moŜliwe jest, Ŝe zupełnie niepojmujemy faktycznych zjawiskfizycznych tworzących siłę grawitacji."

Ta problematyczna hipoteza zyskuje wostatnich latach coraz więcejzwolenników, szczególnie w Europie.Dwa nowe projekty badawczedostarczyły właśnie kolejnychdowodów potwierdzających, Ŝe byćmoŜe tu właśnie naleŜy szukaćrozwiązań. W badaniach tych prof.Kroupa wraz z dr. Manuelem Metzem,prof. dr. Gerhadem Henslerem i dr.Christianem Theisem z UniwersytetuWiedeńskiego, oraz dr. HelmutemJerjenem z Uniwersytetu


26 z 101 2009-05-29 22:35

Narodowego Australii przebadali takzwane galaktyki satelitarne. Terminutego uŜywa się dla określenia galaktykkarłowych towarzyszących DrodzeMlecznej, z których niektóre zawierajązaledwie kilka tysięcy gwiazd. Wedługnajlepszych modeli kosmologicznychwokół większości duŜych galaktykistnieją populacje setek takich galaktyksatelitarnych. Jednak do dzisiaj wsąsiedztwie Drogi Mlecznej udało sięodnaleźć zaledwie trzydzieści satelitów,co przypisuje się faktowi, Ŝe ich światłojest tak słabe, Ŝe - przynajmniej na razie- nie udaje się ich wykryć.

Szczegółowy przegląd tych gwiezdnychskupisk ukazuje niezwykłe zjawiska:"Po pierwsze jest coś niezwykłego wich rozmieszczeniu "- wyjaśnia prof.Kroupa. -" Satelity powinny byćrozmieszczone jednorodnie wokół ichgalaktyki macierzystej, ale jest inaczej." A dokładniej, klasyczne galaktykisatelitarne Drogi Mlecznej - jedenaścienajjaśniejszych galaktyk karłowych -leŜy mniej więcej w tej samejpłaszczyźnie tworząc na

niebie coś w rodzaju dysku. Co więcej,według badań, większość tych galaktyksatelitarnych wiruje w tym samymkierunku wokół Drogi Mlecznej -podobnie jak planety obiegają Słońce.

Fizycy uwaŜają, Ŝe fenomen ten moŜnawyjaśnić tylko wtedy, gdy galaktykisatelitarne powstały bardzo dawno temuw wyniku zderzeń pomiędzy młodszymigalaktykami. "Fragmenty powstałe wwyniku takich wydarzeń mogą daćpoczątek wirującym galaktykomkarłowym "- wyjaśnia dr Metz, któryniedawno przeniósł się doNiemieckiego CentrumAero-kosmicznego (Deutsches Zentrumfür Luft- und Raumfahrt). Jednak tateoria ma zaskakujące drugie dno -"teoretyczne obliczenia wykazują, Ŝesatelity powstałe w wyniku kolizji niemogą zawierać ciemnej materii." To zkolei stoi w sprzeczności z innymiobserwacjami. "Gwiazdy w galaktykachkarłowych poruszają się znacznieszybciej niŜ wynikałoby to z prawapowszechnego ciąŜenia. JeŜeli klasycznafizyka się nie myli, ich ruch moŜnawyjaśnić wyłącznie obecnością ciemnejmaterii

"- dodaje dr Metz.

Albo naleŜy przyjąć, Ŝe jakieś bardzopodstawowe, fundamentalne włanościfizyki są błędnie rozumiane. "Jedynymrozwiązaniem jest odrzucenie klasycznejteorii grawitacji Newtona "- mówiPavel Kroupa. -" Najprawdopodobniejnie Ŝyjemy w newtonowskimWszechświecie. JeŜeli tak jest wrzeczywistości wówczas daneobserwacyjne moŜna wyjaśnić bezkonieczności uŜywania w tym celuciemnej materii."

Nie byłby to pierwszy przypadekmodyfikowania teorii grawitacjiNewtona w okresie ostatnich stu lat.Modyfikacje stały się konieczne wtrzech specjalnych przypadkach: kiedymamy do czynienia z duŜymiprędkościami (poprzez szczególną teorięwzględności), w pobliŜu wielkich mas(poprzez ogólną teorię względności)oraz w skalach subatomowych (poprzezmechanikę kwantową). Odchyleniawykryte w danych dostarczonychpodczas badań galaktyk satelitarnychwspierają hipotezę, Ŝe w przestrzeni, wktórej dominują ekstremalnie małeprzyspieszenia konieczne jest przyjęciezmodyfikowanej


27 z 101 2009-05-29 22:35

dynamiki newtonowskiej. Wnioski te mają daleko idące konsekwencje dla fundamentów fizyki jak równieŜ dla teoriikosmologicznych. Jak komentuje te wyniki słynny astrofizyk Bob Sanders z Uniwersytetu Groningen : -"Autorzy pracyprzedstawiają bardzo silne dowody. Ich wyniki są całkowicie zgodne z przewidywaniami zmodyfikowanej dynamiki Newtona(MOND) i leŜą w całkowitej sprzeczności z przewidywaniami hipotezy ciemnej materii. Rzadko kiedy zdarza się, by testobserwacyjny był tak jednoznaczny"

Źródło:

Metz, Manuel; Kroupa, Pavel; Theis, Christian; Hensler, Gerhard; Jerjen, Helmut: Did the Milky Way dwarf satellitesenter the halo as a group? (The Astrophysical Journal 2009; doi: 10.1088/0004-637X/697/1/269)Metz, Manuel; Kroupa, Pavel; Jerjen, Helmut: Discs of Satellites: the new dwarf spheroidals (Monthly Notices of theRoyal Astronomical Society 2009; doi: 10.1111/j.1365-2966.2009.14489.x)EurekAlert: Study plunges standard theory of cosmology into crisisIlustracja: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)


28 z 101 2009-05-29 22:35

Cefeidy są rdzeniem systemu pomiarówodległości w kosmosie poniewaŜ ich okrespulsacji - który łatwo zmierzyć - jestbezpośrednio powiązany z absolutną jasnością.Nasz system pomiarów dodatkowodoprecyzowaliśmy wykonując pomiary wpodczerwieni, w paśmie w którym te gwiazdyzmienne są jeszcze lepszymi wskaźnikamiodległości niŜ w paśmie optycznym

prof. Lucas Macri

Kalibracja skali kosmicznych odległości i ciemna energia

Czymkolwiek jest ciemna energia, teorie mające ją wyjaśnić straciły sporą część marginesu manewru.Badania przeprowadzone za pomocą teleskopu kosmicznego Hubble (HST) określiły obecne tempoekspansji Wszechświata z dokładnością poniŜej pięciu procent. Nowa wartość tempa rozszerzania się,określanej na cześć Edwina Hubble'a, który jako pierwszy wykazał, iŜ Wszechświat się rozszerza,mianem stałej Hubble'a wynosi 74.2 km / sek. na megaparsek z dokładnością +/- 3,6. Wyniki te dobrzezgadzają się z wcześniejszymi pomiarami, według których tempo ekspansji wynosiło około 72 km/sek/megaparsek z dokładnością 8 km/sek.

Pomiary teleskopu HST, wykonane wramach projektu SHOES () kierowanegoprzez Adama Riess z Uniwersytetu JohnsaHopkinsa i Space Telescope ScienceInstitute wykorzystały liczne narzędziaaby doprecyzować i wzmocnić zestawstandardowych świec, słuŜących dowykonywania pomiarów odległości wskalach kosmicznych, wykorzystywanychprzez astronomów w celu określeniatempa ekspansji Wszechświata.

Obserwacje gwiazd pulsujących - cefeid- wykonane przez teleskop

Hubble'a w bliskiej galaktyce NGC4258, będącej miejscem niedawnegowybuchu supernowej pozwoliłypowiązać te wskaźniki odległości.Wykorzystanie do dokonaniapowiązania wskaźników odległościteleskopu HST pozwoliło nawyeliminowanie błędów statystycznychpojawiających się gdy do dokonywaniapomiarów wykorzystuje się obserwacjewykonane za pomocą róŜnychteleskopów.

"Cefeidy są rdzeniem systemupomiarów odległości w kosmosieponiewaŜ ich okres pulsacji - któryłatwo zmierzyć - jest bezpośredniopowiązany z absolutną jasnością "-wyjaśnia prof. fizyki i astronomiiUniwersytetu Texas A&M, LucasMacri. -"Nasz system pomiarówdodatkowo doprecyzowaliśmywykonując pomiary w podczerwieni, wpaśmie w którym te gwiazdy zmienne sąjeszcze lepszymi wskaźnikamiodległości niŜ w paśmie optycznym."

Nowa, dokładniejsza wartość stałejHubble'a - H0 - została wykorzystanado zbadania i wyznaczenia limitówwłaściwości ciemnej energii -nieznanego źródła siły powodującej


29 z 101 2009-05-29 22:35

przyspieszanie tempa ekspansjiWszechświata. Wyznaczając historięekspansji pomiędzy teraźniejszością, amomentem, gdy kosmos miał około 380000 lat, astronomom udało sięwyznaczyć granice tego, czym ciemnaenergia moŜe być.

Uzyskane wyniki są zgodne z najprostsząinterpretacją ciemnej energii - jakomatematycznego ekwiwalentu stałejkosmologicznej proponowanejpoczątkowo przez Alberta Einsteina,która miała zapobiegać zapadnięciu sięWszechświata pod wpływem grawitacji.

"Gdybyśmy do pudełka włoŜyliwszystkie sposoby, na jakie ciemnaenergia moŜe róŜnić się od stałejkosmologiczne, to nowe pomiaryoznaczają, Ŝe pudełko to jest obecnietrzy razy mniejsze "- mówi Riess. -"Topostęp, ale daleko nam do określeniaczym jest ciemna energia."

Choć stała kosmologiczna zostałazaproponowana dawno temu, dowodyobserwacyjne istnienia ciemnej energiipojawiły się zaledwie 11 lat temu wwyniku dwóch projektów badawczych(jeden był kierowany przez AdamaRiessa oraz Briana Schmidta

z Obserwatorium Mount Stromlo, drugi -przez Saula Perlmuttera z NarodowegoLaboratorium Lawrence Berkeley),które analizując równieŜ częściowodostarczone przez teleskop Hubble,niezaleŜnie odkryły dowody istnieniaciemnej energii. Od tamtego momentutrwają intensywne prace mającewyjaśnić naturę ciemnej energii (od red.istnieją równieŜ alternatywnewyjaśnienia obserwacyjnych danych, wtym takie, które całkowicie eliminująkonieczność istnienia tej formy energii).

Zanim w latach 90. XX wiekuumieszczono na orbicie teleskopkosmiczny Hubble przybliŜone wartościstałej Hubble'a znacznie róŜniły się odsiebie. Pod koniec lat 90. jeden zkluczowych projektów Hubble'a, mającyna celu wyznaczenie ekstragalaktycznejskali odległości pozwolił nawyznaczenie wartości tej stałej zdokładnością około 10%. Dokładność tęuzyskano równieŜ dzięki pomiaromcefeid - wykonanym wówczas w paśmiewidzialnym.

Zespół SHOES wykorzystał kamerę ispektrometr podczerwony NICMOS(Near Infrared

Camera and Multi-Object Spectrometer)oraz zaawanoswaną kamerę doprzeglądów ACS (Advanced Camerafor Surveys) - obie na pokładzieteleskopu Hubble'a - aby zbadać 240cefeid w siedmiu galaktykach. Jedną znich była galaktyk NGC 4258, którejdokładną odległość wyznaczono zapomocą obserwacjiradioteleskopowych. W pozostałychsześciu galaktykach miały miejsceeksplozje supernowych tupu IA - któresą wykorzystywane jako znacznikiodległości do pomiarów na większeodległości.

Obserwują cefeidy o podobnychwłaściwościach w bliskiejpodczerwieni we wszystkich siedmiugalaktykach za pomocą tego samegoteleskopu i tych samych instrumentówzespół dokonał dokładniejszej kalibracjijasności supernowych.

Źródło:

HubbleSite: Refined HubbleConstant Narrows PossibleExplanations for Dark EnergyIlustracja: NASA, ESA, and A.Riess (STScI/JHU)

Original press


30 z 101 2009-05-29 22:35

release follows:Refined Hubble Constant NarrowsPossible Explanations for DarkEnergy

Whatever dark energy is, explanationsfor it have less wiggle room following aHubble Space Telescope observationthat has refined the measurement of theuniverse's present expansion rate to aprecision where the error is smaller thanfive percent. The new value for theexpansion rate, known as the Hubbleconstant, or H0 (after Edwin Hubblewho first measured the expansion of theuniverse nearly a century ago), is 74.2kilometers per second per megaparsec(error margin of ± 3.6). The resultsagree closely with an earliermeasurement gleaned from Hubble of 72± 8 km/sec/megaparsec, but are nowmore than twice as precise.

The Hubble measurement, conducted bythe SHOES (Supernova H0 for theEquation of State) Team and led byAdam Riess, of the Space TelescopeScience Institute and the Johns HopkinsUniversity, uses a number of refinementsto streamline and

strengthen the construction of a cosmic"distance ladder," a billion light-yearsin length, that astronomers use todetermine the universe's expansion rate.

Hubble observations of pulsating starscalled Cepheid variables in a nearbycosmic mile marker, the galaxy NGC4258, and in the host galaxies of recentsupernovae, directly link these distanceindicators. The use of Hubble to bridgethese rungs in the ladder eliminated thesystematic errors that are almostunavoidably introduced by comparingmeasurements from different telescopes.

Riess explains the new technique: "It'slike measuring a building with a longtape measure instead of moving a yardstick end over end. You avoidcompounding the little errors you makeevery time you move the yardstick. Thehigher the building, the greater theerror."

Lucas Macri, professor of physics andastronomy at Texas A&M, and asignificant contributor to the results,said, "Cepheids are the backbone of thedistance ladder because

their pulsation periods, which are easilyobserved, correlate directly with theirluminosities. Another refinement of ourladder is the fact that we have observedthe Cepheids in the near-infrared partsof the electromagnetic spectrum wherethese variable stars are better distanceindicators than at optical wavelengths."

This new, more precise value of theHubble constant was used to test andconstrain the properties of dark energy,the form of energy that produces arepulsive force in space, which iscausing the expansion rate of theuniverse to accelerate.

By bracketing the expansion history ofthe universe between today and when theuniverse was only approximately380,000 years old, the astronomers wereable to place limits on the nature of thedark energy that is causing the expansionto speed up. (The measurement for thefar, early universe is derived fromfluctuations in the cosmic microwavebackground, as resolved by NASA'sWilkinson Microwave AnisotropyProbe,


31 z 101 2009-05-29 22:35

WMAP, in 2003.)

Their result is consistent with thesimplest interpretation of dark energy:that it is mathematically equivalent toAlbert Einstein's hypothesizedcosmological constant, introduced acentury ago to push on the fabric ofspace and prevent the universe fromcollapsing under the pull of gravity.(Einstein, however, removed theconstant once the expansion of theuniverse was discovered by EdwinHubble.)

"If you put in a box all the ways thatdark energy might differ from thecosmological constant, that box wouldnow be three times smaller," says Riess."That's progress, but we still have a longway to go to pin down the nature of darkenergy."

Though the cosmological constant wasconceived of long ago, observationalevidence for dark energy didn't comealong until 11 years ago, when twostudies, one led by Riess and BrianSchmidt of Mount Stromlo Observatory,and the other by Saul Perlmutter ofLawrence Berkeley NationalLaboratory, discovered dark energy

independently, in part with Hubbleobservations. Since then astronomershave been pursuing observations tobetter characterize dark energy.

Riess's approach to narrowingalternative explanations for dark energy—whether it is a static cosmologicalconstant or a dynamical field (like therepulsive force that drove inflation afterthe big bang)—is to further refinemeasurements of the universe'sexpansion history.

Before Hubble was launched in 1990,the estimates of the Hubble constantvaried by a factor of two. In the late1990s the Hubble Space Telescope KeyProject on the Extragalactic DistanceScale refined the value of the Hubbleconstant to an error of only about tenpercent. This was accomplished byobserving Cepheid variables at opticalwavelengths out to greater distances thanobtained previously and comparingthose to similar measurements fromground-based telescopes.

The SHOES team used Hubble's NearInfrared Camera and Multi-ObjectSpectrometer (NICMOS)

and the Advanced Camera for Surveys(ACS) to observe 240 Cepheid variablestars across seven galaxies. One of thesegalaxies was NGC 4258, whosedistance was very accurately determinedthrough observations with radiotelescopes. The other six galaxiesrecently hosted Type Ia supernovae thatare reliable distance indicators for evenfarther measurements in the universe.Type Ia supernovae all explode withnearly the same amount of energy andtherefore have almost the same intrinsicbrightness.

By observing Cepheids with verysimilar properties at near-infraredwavelengths in all seven galaxies, andusing the same telescope and instrument,the team was able to more preciselycalibrate the luminosity of supernovae.With Hubble's powerful capabilities, theteam was able to sidestep some of theshakiest rungs along the previousdistance ladder involving uncertaintiesin the behavior of Cepheids.

Riess would eventually like to see theHubble constant refined to a value withan error of no more than one percent, toput even tighter constraints on solutionsto dark energy.


32 z 101 2009-05-29 22:35

Konieczna jest idealna synchronizacja anten iosprzętu elektronicznego: precyzjaprzekraczająca 1 pentasekundę pomięzyurządzeniami oddalonymi o wiele kilometrów.Ekstremalny klimat płaskowyŜu, na którympowstaje ALMA, z silnymi wiatrami, duŜąwysokością i skrajnymi temperaturami tylkozwiększa złoŜoność obserwatorium i wyzwaniainŜynieryjne, przed którymi stajemy

Richard Murowinski

Synchronizacja pierwszych dwóch anten radioteleskopuALMA

Astronomowie i inŜynierowie pracujący przy największym naziemnym projekcie astronomicznym -teleskopie submilimetrowym ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) osiągnęlikolejny z planowanych celów - z powodzeniem zsynchronizowali dwie astronomiczne anteny ALMA zprecyzją jednej pikosekundy i przeprowadzili obserwacje Marsa.

30 kwietnia zespół uzyskał pierwszeprąŜki interferencyjne od źródłaastronomicznego łącząc dwie 12metrowej średnicy anteny ALMA wraz zinnymi krytycznymi elementami systemu.Jako cel obserwacji mających wykazaćpełną sprawność sprzętową wybranoMarsa. Testy przeprowadzono nastanowisku kontroli projektu na wyskości2900 m. n.p.m.

"Jesteśmy dumni i podekscytowani tym,Ŝe udało się nam przeprowadzić tekluczowe obserwacje, poniewaŜdowodzą

one, Ŝe komponenty współpracują zesobą. A to przybliŜa nas o kolejny krokbliŜej do rozpoczęcia badań za pomocąALMA jako obserwatoriumastronomicznego "- mówi WolfgangWild, menadŜer projektu ALMA zestrony europejskiej.

Dwie wykorzystane w teście antenybędą stanowiły część szeregu 66dwunasto- i siedmiometrowych antenskładających się na teleskop ALMA,działających wspólnie jako jedengigantyczny teleskop powstający napłaskowyŜu Chajnantor na wysokości5000 m. n.p.m. ALMA będziepracowała jako interferometrrejestrujący fale o długości milimetra ikrótsze, łącząc je w niezwyklewysokiej rozdzielczości obrazy.Rozdzielczości zbliŜonej do osiąganejpojedynczą anteną o średnicy równejodległości pomiędzy indywidualnymiantenami.

"Aby to osiągnąć konieczna jest idealnasynchronizacja anten i osprzętuelektronicznego: precyzja

przekraczająca 1 pentasekundę (10-12

sek.) pomiędzy urządzeniamioddalonymi o wiele kilometrów.Ekstremalny klimat płaskowyŜu, naktórym


33 z 101 2009-05-29 22:35

powstaje ALMA, z silnymi wiatrami,duŜą wysokością i skrajnymitemperaturami tylko zwiększa złoŜonośćobserwatorium i wyzwania inŜynieryjne,przed którymi stajemy "- dodaje RichardMurowinski, inŜynier projektu ALMA.

Astronomicznym celem wykorzystanymw teście była planeta Mars.Astronomowie zmierzylicharakterystyczne prąŜki - regularnywzór przemiennych jasnych i ciemnychsygnałów wykryty przez interferometr wtrakcie gdy planeta przemieszczała siępo niebie.

Tego rodzaju pary anten stanowiąpodstawową cegiełkę systemówobrazujących, które umoŜliwiająradioteleskopom tworzenie obrazów ojakości podobnej a częstoprzekraczajacej rozdzielczośćteleskopów optycznych. KaŜda z antenzostaje połączona elektronicznie zpozostałymi antenami tworząc złoŜonąsieć par. KaŜda para dostarczaunikalnych informacji, które poprzetworzeniu słuŜą rekonstrukcjiszczegółowego obrazu obserwowanegoobiektu. Kiedy ALMA zostanieukończona na początku następnejdekady, jej 66 anten stworzy

ponad tysiąc takich par o odległościachmiędzy indywidualnymi antenamisięgających 16 kilometrów. To pozwoliinterferometrowi uzyskiwać obrazy oostrości lepszej niŜ teleskopykosmiczne.

"Zgodnie z harmonogramem wykonamypierwsze testy interferometryczne nawysokości 5000 m pod koniec tegoroku, a do końca 2011 roku planujemyuruchomienie co najmniej 16 antenwspółpracujących ze sobą jako jedengigantyczny teleskop "- podsumowujekierownik projektu ALMA, Thijs deGraauw.

Źródło:

ESO: First two ALMA antennassuccessfully linkedIlustracja: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Original press release follows:First two ALMA antennassuccessfully linked

Scientists and engineers working on theworld's largest ground-basedastronomical project, the Atacama LargeMillimeter/submillimeter Array(ALMA), have achieved anothermilestone — the successful

linking of two ALMA astronomicalantennas, synchronised with a precisionof one millionth of a millionth of asecond — to observe the planet Mars.ALMA is under construction by aninternational partnership in the ChileanAndes.

On 30 April, the team observed the first“interferometric fringes” of anastronomical source by linking two12-metre diameter ALMA antennas,together with the other critical parts ofthe system. Mars was chosen as asuitable target for the observations,which demonstrate ALMA’s fullhardware functionality and connectivity.This important milestone was achievedat the ALMA Operations SupportFacility, high in Chile’s Atacama region,at an altitude of 2900 metres.

"We're very proud and excited to havemade this crucial observation, as itproves that the various hardwarecomponents work smoothly together.This brings us another step closer to fulloperations for ALMA as anastronomical observatory," saysWolfgang


34 z 101 2009-05-29 22:35

Wild, the European ALMA ProjectManager.

The two antennas used in this test willbe part of ALMA’s array of 66 giant12-metre and 7-metre diameter antennasthat will observe in unison as a singlegiant telescope, under construction onthe Chajnantor plateau above theOperations Support Facility, at analtitude of 5000 metres.

ALMA will operate as aninterferometer, capturing millimetre andsubmillimetre wavelength signals fromthe sky with multiple antennas, andcombining them to create extremely highresolution images, similar to those thatwould be obtained by a single, giantantenna with a diameter equal to thedistance between the antennas used.

“This can only be achieved with theperfect synchronisation of the antennasand the electronic equipment: aprecision much better than one millionthof a millionth of a second betweenequipment located many kilometersapart. The extreme environment wherethe ALMA observatory is located, withits strong winds,

high altitude, and wide range oftemperatures, just adds to the complexityof the observatory and to the fascinatingengineering challenges we face”,comments Richard Murowinski, ALMAProject Engineer.

The astronomical target in this scientificmilestone was the planet Mars. Theastronomers measured the distinctive“fringes” — a regular pattern ofalternating strong and weak signals —detected by the interferometer as theplanet moved across the sky.

The hardware used in this successfulfirst test included two 12-metre diameterALMA antennas as well as the complexseries of electronic processingcomponents needed to combine thesignals.

Such pairs of antennas are the basicbuilding blocks of imaging systems thatenable radio telescopes to deliverpictures that approach or even exceedthe resolving power of visible lighttelescopes. Each antenna is combinedelectronically with every other antennato form a multitude of antenna pairs.Each

pair contributes unique information thatis used to build a highly detailed imageof the astronomical object underobservation. When completed in early inthe next decade, ALMA’s 66 antennaswill provide over a thousand suchantenna pairings, with distances betweenantennas up to 16 kilometres. This willenable ALMA to see with a sharpnesssurpassing that of the best spacetelescopes, and to complementground-based optical interferometerssuch as the ESO Very Large TelescopeInterferometer (VLTI).

“We are on target to do the firstinterferometry tests at the 5000-metrehigh-altitude site by the end of this year,and by the end of 2011 we plan to haveat least 16 antennas working together asa single giant telescope,” said Thijs deGraauw, ALMA Director.


35 z 101 2009-05-29 22:35

Nasz model został tak skonstruowany, Ŝe moŜeoddziaływać z normalną materią a to oznaczamoŜliwe do zaobserwowania konsekwencje.

prof. Robert Scherrer

Dzień w którym zamarzł Wszechświat

Spróbuj wyobrazić sobie moment, w którym cały Wszechświat zamarzł. Według nowego modeluciemnej energii, dokładnie takie zjawisko miało miejsce około 11,5 miliarda lat temu, w czasach, kiedyWszechświat był czterokrotnie mniejszy niŜ obecnie.

Model, opublikowany 6 maja wmagazynie Physical Review D zostałopracowany przez naukowców zUniwersytetu Vanderbilt, fizykówSourisha Dutta i prof. Roberta Scherrerawe współpracy z prof. Stephenem Hsuoraz Davidem Reebem z UniwersytetuOregon.

Kosmologiczna zmiana stanu fazowego -podobna do zamarzania - jest jednym zeszczególnych cech najnowszegopodejścia do wyjaśnienia czym jestciemna energia - tajemnicza odpychającasiła, która według kosmologów stanowiponad 70% energii i materii weWszechświecie i powodujeprzyspieszającą ekspansję Wszechświata.

Innym istotnym wyróŜnikiem nowegomodelu jest to, Ŝe zawiera moŜliwe doprzetestowania przewidywania dotyczące

szybkości rozszerzania się kosmosu.Ponadto przewiduje, Ŝe mikro-eksplozje wytworzone w największychakceleratorach powinny pobudzać poleciemnej energii a te wzbudzenia mogąobjawiać się jako egzotyczne, nigdywcześniej nie obserwowane, cząstkisubatomowe.

"Jedną z rzeczy, która jest niezwyklefrustrująca w większości istniejącychwyjaśnień ciemnej energii jest to, Ŝe sątrudne do poddania weryfikacji "-mówi Scherrer. -" Nasz model zostałtak skonstruowany, Ŝe moŜeoddziaływać z normalną materią a tooznacza moŜliwe do zaobserwowaniakonsekwencje."

Model wiąŜe ciemną energię z czymś,co określa się jako energię próŜni.Podobnie jak kilka istniejących teoriisugeruje, Ŝe to przestrzeń sama w sobiejest źródłem energii powodującejrozszerzanie się Wszechświata. Przezwiele lat naukowcy uwaŜali Ŝe średniaenergia pustej przestrzeni wynosi zero.Jednak odkrycie mechaniki kwantowejpodwaŜyło to przekonanie. Według niejpusta przestrzeń jest wypełniona paramiwirtualnych


36 z 101 2009-05-29 22:35

cząstek, które spontanicznie pojawiająsię i znikają robiąc to zbyt szybko, bymoŜliwe było ich wykrycie.

To właśnie ta subatomowa aktywnośćjest logicznym źródłem ciemnej energiiponiewaŜ oba zjawiska sąrównomiernie rozmieszczone wprzestrzeni. Rozmieszczenie to jest takŜezgodne z danymi wskazującymi na to, iŜśrednia gęstość ciemnej energii nieuległa zmianie wraz z ekspansjąWszechświata. Ta cecha wyraźnieodróŜnia ciemną energię od zwykłejmaterii i energii, których gęstość malejewraz z rozszerzaniem się Wszechświata.Teoria ta wiąŜe ciemną energię zcałkowicie nowym polem fizycznym,które określa się jako pole kwintesencji.Pole to jest podobne innympodstawowym polom, takim jak polagrawitacyjne czy elektromagnetycznechoć jednocześnie wykazuje unikalnewłaściwości. Jedną z najwaŜniejszychjest jego stała wartość w całymWszechświecie. Ponadto pole to działajak pole antygrawitacyjne powodując,Ŝe obiekty oddalają się od siebie miastprzyciągać jak pod wpływemgrawitacji.

W

najprostszej formie pole kwintesencjipozostaje stałe w czasie. W tej wersjiodpowiada stałej kosmologicznej,wprowadzonej przez Alberta Einsteinado ogólnej teorii względności w celuzapobieŜenia zapadaniu sięWszechświata pod wpływem grawitacji.Kiedy pojawiły się dowody iŜWszechświat rozszerza się, Einsteinwycofał stałą kosmologiczną, bowiemrozszerzający się Wszechświat byłrozwiązaniem równań ogólnej teoriiwzględności. Później, gdy w wynikubadań supernowych, okazało się, ŜeWszechświat nie tylko rozszerza się, aleŜe ekspansja przyspiesza astronomowiestanęli przed zagadką.

Astronomowie uwaŜali, iŜ jedyną siłąoddziałującą na duŜe odległości byłagrawitacja. Zatem przyczyna wzrostutempa ekspansji była nieznana.Najprostszym rozwiązaniem był powrótdo stałej kosmologicznej Einsteina.Jednak rozwiązanie to jest ograniczonew moŜliwościach zastosowania wzwiązku z czym fizycy poszukują innychsił mogących działać jak antygrawitacja.Modele te zazwyczaj wykorzystują

pola takie jak kwintesencja lub bardziejegzotyczne konstrukcje. Jednak istnieniaŜadnego z nich nich nie udało siępotwierdzić obserwacyjnie. Z tegopowodu naukowcy sugerujący ichistnienie jednocześnie wskazują, Ŝe nieoddziałują one z normalną materią wistotny, łatwy do zmierzenia sposób.

Jedną z konsekwencji zgody na to bykwintesencja oddziaływała ze zwykłąmaterią jest zgoda na moŜliwość iŜ poleto przeszło przez zmianę stanu fazowego- Ŝe zamarzło - gdy Wszechświatostudził się wystarczająco około 2,2miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Wwyniku tego przejścia, gęstość energiipola kwintesencji pozostawała stała nastosunkowo wysokim poziomie, aŜ domomentu zmiany fazy, w którym tomomencie gwałtownie spadła naznacząco niŜszy poziom, na którymoddziałuje do dzisiaj.

Zmiana stanu fazowego wyzwoliłabyułamek ciemnej energii zawartej w poluw postaci ciemnego promieniowania.Według modelu promieniowanie toróŜni się całkowicie od znanych formpromieniowania i


37 z 101 2009-05-29 22:35

pozostaje całkowicie pozamoŜliwościami wykrycia za pomocąznanych instrumentów. Jednak naukowcywskazują, Ŝe dzięki ogólnej teoriiwzględności zmiana w całkowitej ilościenergii i momentu Wszechświatapozwala na wykrycie nagłegowprowadzenia do układu ciemnegopromieniowania poprzezcharakterystyczną zmianę polagrawitacyjnego.

JeŜeli naukowcy mają rację w ciągunajbliŜszych 10 lat instrumenty powinnybyć w stanie dostarczyć dowodówpotwierdzających lub przeczącychproponowanemu modelowi.

Źródło:

Vanderbilt Online: Day theUniverse frozeIlustracja: Canderbilt Online

Original press release follows:Day the Universe froze

I magine a time when the entire universefroze. According to a new model fordark energy, that is essentially whathappened about 11.5 billion years ago,when the

universe was a quarter of the size it istoday.

The model, published online May 6 inthe journal Physical Review D, wasdeveloped by Research AssociateSourish Dutta and Professor of PhysicsRobert Scherrer at VanderbiltUniversity, working with Professor ofPhysics Stephen Hsu and graduatestudent David Reeb at the University ofOregon.

A cosmological phase transition —similar to freezing — is one of thedistinctive aspects of this latest effort toaccount for dark energy — themysterious negative force thatcosmologists now think makes up morethan 70 percent of all the energy andmatter in the universe and is pushing theuniverse apart at an ever-faster rate.

Another feature that distinguishes thenew formulation is that it makes atestable prediction regarding theexpansion rate of the universe. Inaddition, the micro-explosions createdby the largest particle colliders shouldexcite the dark energy field and theseexcitations could appear

as exotic, never-seen-before sub-atomicparticles.

"One of the things that is veryunsatisfying about many of the existingexplanations for dark energy is that theyare difficult to test,” says Scherrer, "Wedesigned a model that can interact withnormal matter and so has observableconsequences.”

The model associates dark energy withsomething called vacuum energy. Like anumber of existing theories, it proposesthat space itself is the source of therepulsive energy that is pushing theuniverse apart. For many years,scientists thought that the energy ofempty space averaged zero. But thediscovery of quantum mechanicschanged this view. According toquantum theory, empty space is filledwith pairs of "virtual” particles thatspontaneously pop into and out ofexistence too quickly to be detected.

This sub-atomic activity is a logicalsource for dark energy because both arespread uniformly throughout space. Thisdistribution is consistent with evidence


38 z 101 2009-05-29 22:35

that the average density of dark energyhas remained constant as the universehas expanded. This characteristic is indirect contrast to ordinary matter andenergy, which become increasinglydilute as the universe inflates.

The theory is one of those that attributedark energy to an entirely new fielddubbed quintessence. Quintessence iscomparable to other basic fields likegravity and electromagnetism, but hassome unique properties. For one thing, itis the same strength throughout theuniverse. Another important feature isthat it acts like an antigravity agent,causing objects to move away from eachother instead of pulling them togetherlike gravity.

In its simplest form, the strength of thequintessence field remains constantthrough time. In this case it plays therole of the cosmological constant, a termthat Albert Einstein added to the theoryof general relativity to keep the universefrom contracting under the force ofgravity. When evidence that the universe

is expanding came in, Einstein droppedthe term since an expanding universe is asolution to the equations of generalrelativity. Then, in the late 90's, studiesof supernovae (spectacular stellarexplosions so powerful that they canbriefly outshine entire galaxiesconsisting of millions of stars) indicatedthat the universe is not just expandingbut also that the rate of expansion isspeeding up instead of slowing down asscientists had expected.

That threw cosmologists for a loop sincethey thought gravity was the onlylong-range force acting betweenastronomical objects. So they had noidea what could possibly be pushingeverything apart. The simplest way toaccount for this bizarre phenomenon wasto bring back Einstein's cosmologicalconstant with its antigravity properties.Unfortunately, this explanation suffersfrom some severe drawbacks sophysicists have been actively searchingfor other antigravity agents.

These antigravity agents (dubbed "darkenergy models”

in the technical literature) usually invokequintessence or even more exotic fields.Because none of these fields have beendetected in nature; however, theirproponents generally assume that they donot interact significantly with ordinarymatter and radiation.

One of the consequences of allowingquintessence to interact with ordinarymatter is the likelihood that the fieldwent through a phase transition — frozeout — when the universe cooled downto a temperature that it reached 2.2billion years after the Big Bang. As aresult, the energy density of thequintessence field would have remainedat a relatively high level until the phasetransition when it abruptly dropped to asignificantly lower level where it hasremained ever since.

This transition would have released afraction of the dark energy held in thefield in the form of dark radiation.According to the model, this darkradiation is much different than light,radio waves, microwaves and other


39 z 101 2009-05-29 22:35

types of ordinary radiation: It is completely undetectable by any instrument known to man. However, nature provides a detectionmethod. According to Einstein's theory of general relativity, gravity is produced by the distribution of energy and momentum. Sothe changes in net energy and momentum caused by the sudden introduction of dark radiation should have affected thegravitational field of the universe in a way that has slowed its expansion in a characteristic fashion.

In the next 10 years or so, the large astronomical surveys that are just starting up to plot the expansion of the universe bymeasuring the brightness of the most distant supernovas should be able to detect the slowdown in the expansion rate that themodel predicts. At the same time, new particle accelerators, like the Large Hadron Collider nearing operation in Switzerland,can produce energies theoretically large enough to excite the quintessence field and these excitations could appear as new exoticparticles, the researchers say.

The research was funded by grants from the U.S. Department of Energy.


40 z 101 2009-05-29 22:35

Nasz model został tak skonstruowany, Ŝe moŜeoddziaływać z normalną materią a to oznaczamoŜliwe do zaobserwowania konsekwencje.

prof. Robert Scherrer

Materiał 10 miliardów razy wytrzymalszy od stali

Z badań przeprowadzonych przez prof Charlesa Horowitza, fizyka Uniwersytetu Indiana, wynika iŜskorupy gwiazd neutronowych są materiałem 10 miliardów razy wytrzymalszym niŜ najwytrzymalszestopy metali uzyskane na Ziemi. Prof. Horowitz doszedł do tych wniosków po wykonaniu za pomocąkomputerów Narodowego Laboratorium Los Alamos (LANL) oraz Uniwersytetu Indiana (IU)złoŜonych symulacji dynamiki cząstek. Wyniki badań zostały opublikowane w Physical Review Letters.

Gwiazdy neutronowe to pozostałości pomasywnych gwiazdach, które powyczerpaniu zapasów paliwa jądrowegoeksplodowały, pozostawiając jedyniezapadnięte, masywne jądro o niezwyklesilnej grawitacji, wirujące kilkaset razyna sekundę. ŁyŜeczka do herbaty materii,z której zbudowane są gwiazdyneutronowe waŜy 100 milionów ton.Jedynie czarne dziury są gęstsze niŜgwiazdy neutronowe.

Naukowcy dąŜą do zrozumienia budowygwiazd neutronowych między innymidlatego, Ŝe nierówności na ichpowierzchni - góry - mogą emitować falegrawitacyjne, które z kolei mogą tworzyćzaburzenia czasoprzestrzenne.Zrozumienie zatem jak wysokie mogą byćowe góry zanim zapadną się podwpływem grawitacji

gwiazdy neutronowej czy oszacowaniejak wytrzymała jest skorupa magnetarapozwoli lepiej zrozumieć moŜliwośćwystąpienia na powierzchni gwiazdyneutronowej trzęsień oraz wyjaśnićpowstawanie gigantycznych flarmagnetarów.

"Stworzyliśmy model niewielkiegofragmentu skorupy gwiazdyneutronowej badając indywidualny ruchokoło 12 milionów cząstek "- wyjaśniaprof. Horowitz. -" Następnieobliczyliśmy jak skorupa deformuje sięi ostatecznie pęka pod ekstremalnymcięŜarem neutronowej góry."Obliczenia wykonane na klastrzekomputerowym w LANL, oparte namniejszych wersjach algorytmówprzeznaczonych do modelowaniadynamiki cząsteczkowej nakomputerach IU, wykazały, iŜ skorupagwiazdy neutronowej ma wytrzymałośćznacznie przewyŜszającą wytrzymałośćdotychczas znanych materiałów.

Skorupa być moŜe jest tak wytrzymała,Ŝe moŜe generować fale grawitacyjne,które nie tylko mogą ograniczać okresyrotacji niektórych gwiazd, ale takŜe byćwykrywalne przez wysokiejrozdzielczości interferometry.


41 z 101 2009-05-29 22:35

"Maksymalny rozmiar takich gór zaleŜyod wytrzymałości skorupy gwiazdyneutronowej "- mówi Horowitz. -"Wysoka wytrzymałość, którąwykryliśmy, powinna być w staniepodtrzymać wystarczająco wysokie góryna wirujących gwiazdach neutronowych,by efektywnie emitować falegrawitacyjne."

Ze względu na wysokie ciśnieniawystępujące na gwiazdachneutronowych zmniejsza sięprawdopodobieństwo powstaniazanieczyszczeń i wad strukturalnych,osłabiających kryształy powstające wczasie nukleosyntezy w obrębie skorupygwiazdy neutronowej. Ściśniętaogromną siłą grawitacyjną, skorupa jest10 miliardów razy wytrzymalsza niŜstal.

Źródło:

C.J. Horowitz, Kai Kadau, "TheBreaking Strain of Neutron StarCrust and Gravitational Waves",arXivIndiana University: Star crust 10billion times stronger than steel,IU physicist findsIlustracja:

NASA

Original press release follows:Star crust 10 billion times strongerthan steel, IU physicist finds

Research by a theoretical physicist atIndiana University shows that the crustsof neutron stars are 10 billion timesstronger than steel or any other of theearth's strongest metal alloys.

Charles Horowitz, a professor in the IUCollege of Arts and Sciences'Department of Physics, came to theconclusion after large-scale moleculardynamics computer simulations wereconducted at Indiana University and LosAlamos National Laboratory in NewMexico. The research will appearFriday (May 8) in Physical ReviewLetters.

Exhibiting extreme gravity whilerotating as fast as 700 times per second,neutron stars are massive stars thatcollapsed once their cores ceasednuclear fusion and energy production.The only things more dense are blackholes, as a teaspoonful of neutron starmatter would weigh about 100 milliontons.

Scientists

want to understand the structure ofneutron stars, in part, because surfaceirregularities, or mountains, in the crustcould radiate gravitational waves and inturn may create ripples in space-time.Understanding how high a mountainmight become before collapsing from theneutron star's gravity, or estimating thecrust's breaking strain, also hasimplications for better understandingstar quakes or magnetar giant flares.

"We modeled a small region of theneutron star crust by following theindividual motions of up to 12 millionparticles," Horowitz said of the workconducted through IU's Nuclear TheoryCenter in the Office of the Vice Provostfor Research. "We then calculated howthe crust deforms and eventually breaksunder the extreme weight of a neutronstar mountain."

Performed on a large computer cluster atLos Alamos National Laboratory andbuilt upon smaller versions created onspecial-purpose molecular dynamicscomputer hardware at IU, thesimulations


42 z 101 2009-05-29 22:35

identified a neutron star crust that far exceeded the strength ofany material known on earth.

The crust could be so strong as to be able to elicitgravitational waves that could not only limit the spin periodsof some stars, but that could also be detected byhigh-resolution telescopes called interferometers, themodeling found. An online version of the research paper, "Thebreaking strain of neutron star crust and gravitational waves,"can be found at http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0904/0904.1986v1.pdf.

"The maximum possible size of these mountains depends onthe breaking strain of the neutron star crust," Horowitz said."The large breaking strain that we find should supportmountains on rapidly rotating neutron stars large enough toefficiently radiate gravitational waves."

Because of the intense pressure found on neutron stars,structural flaws and impurities that weaken things like rocksand steel are less likely to strain the crystals that form duringthe

nucleosynthesis that occurs to form neutron star crust.Squeezed together by gravitational force, the crust canwithstand a breaking strain 10 billion times the pressure itwould take to snap steel.

Earlier this year, Horowitz was elected a fellow of theAmerican Physical Society, the preeminent organization ofphysicists in the United States, for his contribution to researchin dense nuclear matter. His most recent work on neutron starswas supported by a grant from the U.S. Department of Energyand through Shared University Research Grants from IBM toIU. Working with Horowitz were Don Berry, a principalsystems analyst with the High Performance ApplicationsGroup in University Information Technology Services atIndiana University, and Kai Kadau at Los Alamos NationalLaboratory.


43 z 101 2009-05-29 22:35

Środowisko naukowe Ŝegna najdłuŜej działającyinstrument HST

Środowisko naukowe Ŝegna najdłuŜej działającą kamerę na pokładzie teleskopu kosmicznego Hubble -kamerę Wide Field Planetary Camera 2 - WFPC2. W uznaniu jej moŜliwości, jako ostatni "ładnyobrazek" kamera WFPC2 wykonała zdjęcia mgławicy planetarnej K 4-55.

Zdjęcie uzyskano 4 maja 2009 rokuwykonując trzy osobne ekspozycje przezfiltry N II (na zdjęciu przypisano mubarwę czerwoną), H-alfa (zieloną) i OIII (niebieską). Całkowity czasekspozycji wyniósł 2 godziny.

Mgławica PN K 4-55 to pozostałość posupernowej. Jest oddalona o około 4600 lat świetlnych i leŜy w obrębiekonstelacji łabędzia. Zdjęcie ukazujeregion o przekątnej 1,5 roku świetlnego.

Warto takŜe zauwaŜyć, Ŝe 11 majarozpoczyna się czwarta misjaserwisowa teleskopu kosmicznegoHubble'a. Misja planowo ma trwać 11dni. W trakcie jej trwania zaplanowanopięć wyjść astronautów w przestrzeń, wtrakcie których załoga zainstaluje noweinstrumenty i osłony termiczne, naprawidwa zainstalowane w teleskopieinstrumenty, odświeŜy wymagające tegopodzespoły i wymieni Ŝyroskopy iakumulatory. W efekcie teleskop zyskasześć nowych instrumentów naukowych,które przedłuŜą Ŝycie teleskopu conajmniej do roku 2013, zwiększającjego moŜliwości od 10 do 70 razy.

Źródło:

HubbleSite:Hubble Photographsa Planetary Nebula toCommemorate Decommissioningof Super CameraIlustracja: NASA, ESA, and theHubble Heritage Team(STScI/NASA)

Original press release follows:Hubble Photographs a PlanetaryNebula to CommemorateDecommissioning of Super Camera

The Hubble community bids farewell tothe soon-to-be decommissioned WideField Planetary Camera 2 (WFPC2)onboard the Hubble Space Telescope. Intribute to Hubble's longest-runningoptical camera, planetary nebula K 4-55has been imaged as WFPC2's final"pretty picture."


44 z 101 2009-05-29 22:35

Spirit znalazł się w bardzo trudnym połoŜeniu.Mogą upłynąć tygodnie zanim podejmiemy próbędalszej jazdy. W tym czasie wykorzystamyinstrumenty naukowe łazika aby zbadaćwłaściwości fizyczne gruntu, który sprawił nam tekłopoty.

John Callas

Spirit utknął w piasku

Pięć nadal działających kół robota NASA Mars Exploration Rovert Spirit wpadło w piaszczystąpułapkę podczas ostatniej próby rozpoczęcia jazdy i w efekcie zagłębiło się do połowy w miękkimpodłoŜu. Zespół inŜynierów i naukowców nadzorujących pracę łazika zdecydował się zawiesić czasowodalsze próby jazdy Spirita - w tym czasie łazik będzie badał grunt w swoim otoczenia, a zespół naZiemi zamierza przetestować rozwiązania wyjścia z piaskowej pułapki wykorzystując testowego łazikaw Laboratorium Napędu Rakietowego NASA (JPL - Jet Propulsion Laboratory.

"Spirit znalazł się w bardzo trudnympołoŜeniu "- mówi John Callas z JPLkierujący łazikami Spirit i Opportunity. -"Zamierzamy postępować ostroŜnie imetodycznie. Mogą upłynąć tygodniezanim podejmiemy próbę dalszej jazdy.W tym czasie wykorzystamy instrumentynaukowe łazika aby zbadać właściwościfizyczne gruntu, który sprawił nam tekłopoty.

Warto pamiętać, Ŝe oba łaziki działają naplanecie od ponad pięciu lat, podczas gdymisję planowano na trzy miesiące.Zespoły sterujące łazikami rozwiązywaływ tym czasie rozmaite problemyumoŜliwiając robotom na Marsiezbadanie znacznie

większego obszaru niŜ oryginalnieplanowano. W ostatnim czasie Spiritjechał z północy na południe niskiegowyniesienia nazwanego Bazą (HomePlate) i pokonał 122 metry tej trasyzanim utknął w obecnym miejscu.

W zeszłym tygodniu zakopywanie siękół Spirita doprowadziło do sytuacji iŜistnieje niebezpieczeństwo, Ŝepodwozie łazika zawiesi lub juŜzawiesiło się na skałach pod nim.Ponadto przednie prawe koło robota niedziała juŜ od trzech lat, co czynisytuację tym trudniejszą. Jednocześnietrzykrotnie w czasie ostatniegomiesiąca podmuchy wiatru usunęły pyłgromadzący się na panelachsłonecznych robota co zwiększyło jegomoŜliwości produkcji energii.

"Lepsza sytuacja energetyczna oznaczadodatkowy czas "- dodaje Callas. -"Wykorzystamy go by ostroŜniezaplanować kolejne kroki. Pamiętamy,Ŝe w kaŜdej chwili mogą powrócićburze pyłowe, choć obecnie niebo jestczyste."

Problemy z zachowaniem, które wkwietniu miał Spirit - epizody amnezji,resetowanie się komputera


45 z 101 2009-05-29 22:35

pokładowego i problemy z budzeniemsię na sesje komunikacyjne - zniknęły wostatnich trzech tygodniach, choć nadalinŜynierowie badają ich przyczyny.

Źródło:

NASA JPL: Soft Ground PutsSpirit in Danger Despite Gain inDaily EnergyIlustracja: NASA/JPL-Caltech

Original press release follows:Soft Ground Puts Spirit in DangerDespite Gain in Daily Energy

The five wheels that still rotate onNASA's Mars Exploration Rover Spirithave been slipping severely in soft soilduring recent attempts to drive, sinkingthe wheels about halfway into theground.

The rover team of engineers andscientists has suspended driving Spirittemporarily while studying the groundaround the rover and planning simulationtests of driving options with a test roverat NASA's Jet Propulsion Laboratory,Pasadena, Calif.

"Spirit is in a very difficult situation,"

JPL's John Callas, project manager forSpirit and its twin rover, Opportunity,said Monday. "We are proceedingmethodically and cautiously. It may beweeks before we try moving Spiritagain. Meanwhile, we are using Spirit'sscientific instruments to learn moreabout the physical properties of the soilthat is giving us trouble."

Both Spirit and Opportunity haveoperated more than five years longerthan their originally planned missions ofthree months on Mars and have drivenmuch farther than designed. The roverteam has so far developed ways to copewith various symptoms of aging on bothrovers.

Spirit has been drivingcounterclockwise from north to southaround a low plateau called "HomePlate" for two months. The roverprogressed 122 meters (400 feet) on thatroute before reaching its currentposition.

In the past week, the digging-in ofSpirit's wheels has raised concerns thatthe rover's belly pan could now be lowenough to contact rocks underneath thechassis,

which would make getting out of thesituation more difficult. The right-frontwheel on Spirit stopped working threeyears ago. Driving with just fivepowered wheels while dragging orpushing an immobile wheel adds to thechallenge of the situation.

Favorably, three times in the past month,wind has removed some of the dustaccumulated on Spirit's solar panels.This increases the rover's capability forgenerating electricity.

"The improved power situation buys ustime," Callas said. "We will use thattime to plan the next steps carefully. Weknow that dust storms could return at anytime, although the skies are currentlyclear."

Behavioral problems that Spiritexhibited in early April -- episodes ofamnesia, computer resets and failure towake for communications sessions --have not recurred in the past threeweeks, though investigations have yet todiagnose the root causes.

JPL, a division of the California Instituteof Technology in Pasadena, manages theMars Exploration Rover project forNASA's Science Mission Directorate,Washington.


46 z 101 2009-05-29 22:35

Misje kosmiczne: Herschel i Plank gotowe do startu,Hubble w objęciach wahadłowca

Około 15:15 naszego czasu (10:15 czasu lokalnego w Kourou) rakieta nośna Ariane 5 niosąca sondyHerschel i Planck znalazła się na platformie startowej. Proces transportu rakiety z montaŜownioddalonej od platformy startowej o 2,6 km zajął półtorej godziny. Start rakiety zaplanowano nagodzinę 15:12 - około pół godziny wcześniej na stronach Europejskiej Agencji Kosmicznej rozpoczniesię transmisja na Ŝywo z przygotowań do oraz z samego startu misji.

Trwają prace przygotowawcze misji remontowej NASA mającej dać noweŜycie teleskopowi kosmicznemu Hubble. Dzisiaj, o 13:14 czasu EDTwahadłowiec Atlantis uchwycił teleskop za pomocą ramienia roboczego, zapomocą którego HST zostanie umieszczony w przygotowanej do tego celuładowni wahadłowca na czas remontu. Pierwsza wyjście astronautów jestzaplanowane na czwartek.

Jednocześnie inŜynierowie uwaŜnie analizują zdjęcia osłon termicznychwykonane podczas startu wahadłowca szukając obszarów, które mogły ulecuszkodzeniu. Zidentyfikowano jeden region, w którym wystąpiło uszkodzenie -w miejscu, w którym skrzydło wahadłowca łączy się z kadłubem. Po bliŜszejinspekcji uznano uszkodzenia za niegroźne.

Źródło:

ESA Herschel and Planck: Watch the Herschel and Planck launch liveESA Spacecraft Operations: Herschel and Planck launcher at launch padSpace Shuttle Mission STS-125 Status ReportIlustracja: ESA - S. Corvaja, 2009


47 z 101 2009-05-29 22:35

Kryształy powstały w powierzchniowejwarstwie dysku, wyłącznie w odległości odgwiazdy gdzie temperatura była wystarczającowysoka aby zaszedł proces wyŜarzania - około1000 K

Attlia Juhasz

Forsteryt w kometach powstał w wyniku słonecznychrozbłysków

Astronomowie od dawna zastanawiają się jak maleńkie kryształy krzemianu, do których powstanianiezbędna jest niezwykle wysoka temperatura, znalazły się we wnętrzach komet - zamarzniętych bryłlodu powstających na zimnych peryferiach Układu Słonecznego. Kryształy te powstają znieskrystalizowanych cząstek krzemianów stanowiących składnik prymitywnej mieszaniny gazów ipyłu, z których powstał Układ Słoneczny. Zespół naukowców sądzi, iŜ dzięki obserwacjom młodegoukładu podwójnego podobnych do Słońca gwiazd wykonanym za pomocą teleskopu kosmicznegoSpitzer, znalazł odpowiedź na to gdzie i w wyniku jakich procesów powstają te kryształy. Wynikibadań, opublikowane w magazynie Nature dostarczają nowych informacji na temat powstawaniazarówno komet jak i planet.

Zespół astronomów z Niemiec, Węgier iHolandii odkrył dowody, Ŝe w wynikurozbłysku gwiazdy krzemiany uległyprzemianie w formę krystaliczną. Wykrylioni podczerwoną sygnaturę kryształówkrzemianu w dysku pyłu i gazuotaczającym gwiazdę EX Lup w czasiejednego z jej częstych rozbłysków,zaobserwowanych przez teleskop Spitzerw kwietniu 2008 roku. Kryształy nie byłyobecne w danych uzyskanych przezteleskop Spitzer w okresie pomiędzyrozbłyskami.

"Sądzimy, Ŝe po raz pierwszyzaobserwowaliśmy kryształy w trakciegdy właśnie powstawały "- mówi jeden zautorów publikacji, Attila Juhasz zInstytutu Astronomii Max-Plancka wNiemczech.

-" Sądzimy, Ŝe kryształy powstały wwyniku termicznego wyŜarzania małychcząstek w warstwie powierzchniowejwewnętrznej części dysku otaczającegogwiazdę w trakcie rozbłysku. Tozupełnie nowy scenariusz powstawaniatego materiału."

WyŜarzanie (ang. annealing) to proces,podczas którego materiał jestpodgrzewany do temperaturypowodującej rozerwanie części wiązań,w wyniku czego powstaje materiał oinnych cechach fizycznych. Jest teŜjedną z metod przekształcania pyłukrzemianowego do formy krystalicznej.

Naukowcy sugerowali wcześniejistnienie dwóch procesów, w wynikuktórych wyŜarzanie miało prowadzić dopowstania kryształów krzemianowychznajdujących się w kometach i dyskachotaczających młode gwiazdy. Wedługjednego długotrwałe oddziaływanietermiczne młodej gwiazdy przemieniałopył do formy krystalicznej w centralnejczęści dysku. Druga teoria sugerowałaistnienie fal uderzeniowychwytwarzanych przez duŜe ciała wobrębie dysku. Fale takie miałybygwałtownie podnosić


48 z 101 2009-05-29 22:35

temperaturę do odpowiedniej abyzaszedł proces krystalizacji, po czymkryształy te miałyby równie szybko byćschładzane.

Jednak według naukowców EX Lup niepasowała do wcześniejszych teorii: -"Doszliśmy do wniosku, Ŝe mamy tu doczynienia z trzecim procesemwyŜarzania, które prowadzi dopowstania kryształów. Procesem,którego wcześniej nie rozwaŜano "-tłumaczy kierujący badaniami PeterAbraham z Obserwatorium KonkolyWęgierskiej Akademii Nauk.

EX Lup to młda gwiazdaprawdopodobnie podobna do Słońca zprzed pięciu miliardów lat. Co kilka latprzechodzi okresy intensywnychrozbłysków, które astronomowietłumaczą zbieraniem masy akumulującejsię w otaczającym je dysku. Rozbłyskite są róŜnej wielkości, a co około 50 latnastępują bardzo intensywne eksplozje.Naukowcy obserwowali EX Lup zapomocą spektrografu teleskopu Spitzerw kwietniu 2008 roku. Choć gwiazda wtym czasie juŜ słabła po gwałtownejerupcji mającej miejsce w styczniujednak nadal była trzydziestokrotniejaśniejsza

niŜ w okresie spokoju. Kiedy zebranedane porównano z zebranymi przedrozbłyskiem w 2005 roku okazało się, Ŝezawierały istotne zmiany.

W 2005 roku krzemiany na powierzchnidysku występowały w formieamorficznego pyłu. W 2008 roku widmowykazało istnienie krystalicznegokrzemianu na powierzchni amorficznegopyłu. Wykryte kryształy to fosteryt -materiał obserwowany często wkometach i protoplanetarnych dyskach.Dodaktowo kryształy zdają się byćgorące, co jest dowodem iŜ powstały wwyniku oddziaływania procesówwysokotemperaturowych, a nie po przezpodgrzewanie falowe. W tym drugimprzypadku powinny juŜ były ostygnąć.

"W trakcie rozbłysku EX Lup byłastukrotnie jaśniejsza "- dodaje Juhasz. -"Kryształy powstały w powierzchniowejwarstwie dysku, wyłącznie w odległościod gwiazdy gdzie temperatura byławystarczająco wysoka aby zaszedłproces wyŜarzania - około 1000 K - aleniŜsza niŜ 1500 K, temperatura, w którejpył krzemianowy zostaje odparowany."Jak zauwaŜają naukowcy

promień strefy formowania kryształówodpowiada strefie, w której w UkładzieSłonecznym powstały planety typuZiemskiego.

"Obserwacje to po raz pierwszy ukazująbieŜące procesy produkcji kryształówkrzemianu, takich, jakie obserwujemy wkometach i meteorytach w UkładzieSłonecznym "- podsumowuje MichaelWerner z Laboratorium NapęduRakietowego NASA (JPL), naukowiecpracujący w projekcie Spitzer. -" Zatemto co moŜemy dzisiaj zaobserwować wkometach mogło powstać w wynikupowtarzających się eksplozji młodegoSłońca."

Źródło:

Spitzer Space Telescope:Spitzer Catches Star Cooking UpComet CrystalsIlustracja: NASA/JPL-Caltech

Original press release follows:Spitzer Catches Star Cooking UpComet Crystals

Scientists have long wondered how tinysilicate crystals, which need sizzlinghigh temperatures to form, have foundtheir


49 z 101 2009-05-29 22:35

way into frozen comets, born in the deepfreeze of the solar system's outer edges.The crystals would have begun asnon-crystallized silicate particles, partof the mix of gas and dust from whichthe solar system developed.

A team of astronomers believes theyhave found a new explanation for bothwhere and how these crystals may havebeen created, by using NASA's SpitzerSpace Telescope to observe the growingpains of a young, sun-like star. Theirstudy results, which appear in the May14 issue of Nature, provide new insightinto the formation of planets and comets.

The researchers from Germany, Hungaryand the Netherlands found that silicateappears to have been transformed intocrystalline form by an outburst from astar. They detected the infrared signatureof silicate crystals on the disk of dustand gas surrounding the star EX Lupiduring one of its frequent flare-ups, oroutbursts, seen by Spitzer in April 2008.These crystals were not present inSpitzer's previous

observations of the star's disk during oneof its quiet periods.

"We believe that we have observed, forthe first time, ongoing crystalformation," said one of the paper'sauthors, Attila Juhasz of the Max-PlanckInstitute for Astronomy in Heidelberg,Germany. "We think that the crystalswere formed by thermal annealing ofsmall particles on the surface layer ofthe star's inner disk by heat from theoutburst. This is a completely newscenario about how this material couldbe created."

Annealing is a process in which amaterial is heated to a certaintemperature at which some of its bondsbreak and then re-form, changing thematerial's physical properties. It is oneway that silicate dust can be transformedinto crystalline form.

Scientists previously had consideredtwo different possible scenarios inwhich annealing could create the silicatecrystals found in comets and young stars'disks. In one scenario, long exposure toheat from an infant star might annealsome

of the silicate dust inside the disk'scenter. In the other, shock wavesinduced by a large body within the diskmight heat dust grains suddenly to theright temperature to crystallize them,after which the crystals would coolnearly as quickly.

What Juhasz and his colleagues found atEX Lupi didn't fit either of the earliertheories. "We concluded that this is athird way in which silicate crystals maybe formed with annealing, one notconsidered before," said the paper'slead author, Peter Abraham of theHungarian Academy of Sciences'Konkoly Observatory, Budapest,Hungary.

EX Lupi is a young star, possiblysimilar to our sun four or five billionyears ago. Every few years, itexperiences outbursts, or eruptions, thatastronomers think are the result of thestar gathering up mass that hasaccumulated in its surrounding disk.These flare-ups vary in intensity, withreally big eruptions occurring every 50years or so.

The researchers observed EX Lupi withSpitzer's infrared


50 z 101 2009-05-29 22:35

spectrograph in April 2008. Although the star was beginning tofade from the peak of a major outburst detected in January, itwas still 30 times brighter than when it was quiet. When theycompared this new view of the erupting star with Spitzermeasurements made in 2005 before the eruption began, theyfound significant changes.

In 2005, the silicate on the surface of the star's disk appearedto be in the form of amorphous grains of dust. In 2008, thespectrum showed the presence of crystalline silicate on top ofamorphous dust. The crystals appear to be forsterite, amaterial often found in comets and in protoplanetary disks.The crystals also appear hot, evidence that they were createdin a high-temperature process, but not by shock heating. If thatwere the case, they would already be cool.

"At outburst, EX Lupi became about 100 times moreluminous," said Juhasz. "Crystals formed in the surface layerof the disk but just at the distance from the star where thetemperature

was high enough to anneal the silicate--about 1,000 Kelvin(1,340 degrees Fahrenheit)--but still lower than 1,500 Kelvin(2,240 degrees Fahrenheit). Above that, the dust grains willevaporate." The radius of this crystal formation zone, theresearchers note, is comparable to that of the terrestrial-planetregion in the solar system.

"These observations show, for the first time, the actualproduction of crystalline silicates like those found in cometsand meteorites in our own solar system," said Spitzer ProjectScientist Michael Werner of NASA's Jet PropulsionLaboratory, Pasadena, Calif. "So what we see in comets todaymay have been produced by repeated bursts of energy whenthe sun was young."


51 z 101 2009-05-29 22:35

Dziwnie rozświetlona galaktyka

Aktywność supermasywnej czarnej dziury jest odpowiedzialna za niezwykły wygląd galaktyki 3C305oddalonej od Ziemi o około 600 milionów lat świetlnych. Struktury ukazane w barwie czerwonejzostały zarejestrowane przez orbitalne obserwatorium rentgenowskie Chandra, natomiast te ukazanew barwie jasnoniebieskiej przez teleskop kosmiczny Hubble. Dane radiowe zebrane przez szeregradioteleskopów VLA (Very Large Array) w Nowym Meksyku oraz przez interferometrMERLIN(Multi-Element Radio-Linked Interferometer Network) w Wielkiej Brytanii pokazano wkolorze granatowym

Astronomów zaskoczył fakt, iŜwykonane w wielu pasmach widmazdjęcie 3C305 ukazuje rozbieŜnośćpomiędzy połoŜeniem źródła emisjiradiowych wytwarzanych przez dŜetpochodzący z czarnej dziury niepokrywa się z źródłem promieniowaniarentgenowskiego. Jednocześnie źródłoowego promieniowania wydaje się byćskorelowane z emisją w paśmiewidzialnym.

Na podstawie tych danychastronomowie doszli do wniosku, iŜpromieniowanie rentgenowskie moŜebyć generowane w wyniku jednego zdwóch mechanizmów. Pierwszy z nichzakłada oddziaływanie dŜetówsupermasywnej czarnej dziury z gazemmiędzygwiezdnym, który zostaje ogrzanydo temperatury, w której emitujepromieniowanie rentegenowskie. Wscenariuszu tym, gaz ogrzany przez faleuderzeniowe leŜałby przed dŜetami.Drugi moŜliwy mechanizm przewiduje,Ŝe to obszary leŜące blisko czarnejdziury są odpowiedzialne za podgrzaniegazu międzygwiezdnego doodpowiednio wysokiej temperatury.Aby rozstrzygnąć, który z tychmechanizmów odpowiada zaobserwowane

zjawisko konieczne będzie wykonaniedokładniejszych badań rentgenowskich.

Dane optyczne z teleskopu Hubblewykonano wyłącznie w paśmie tlenuzatem zdjęcie nie ukazuje pełnegoobrazu optycznego galaktyki.

Źródło:

Chandra X-Ray Observatory -3C305: An Intriguing GlowingGalaxyIlustracja: X-ray (NASA/CXC/CfA/F.Massaro, et al.); Optical(NASA/STScI/C.P.O'Dea);Radio (NSF/VLA/CfA/F.Massaro, et al.)

Original press release follows:3C305: An Intriguing Glowing Galaxy

Activity from a supermassive black holeis responsible for the intriguingappearance of this galaxy, 3C305,located about 600 million light yearsaway from Earth. The structures in redand light blue are X-ray and opticalimages from the Chandra X-rayObservatory and Hubble SpaceTelescope respectively. The optical datais from oxygen emission only, andtherefore the full extent


52 z 101 2009-05-29 22:35

of the galaxy is not seen. Radio data are shown in darker blue and are from the National Science Foundation's Very Large Arrayin New Mexico, as well as the Multi-Element Radio-Linked Interferometer Network in the United Kingdom.

An unexpected feature of this multiwavelength image of 3C305 is that the radio emission -- produced by a jet from the centralblack hole -- does not closely overlap with the X-ray data. The X-ray emission does, however, seem to be associated with theoptical emission.

Using this information, astronomers believe that the X-ray emission could be caused by either one of two different effects. Oneoption is jets from the supermassive black hole (not visible in this image) are interacting with interstellar gas in the galaxy andheating it enough for it to emit X-rays. In this scenario, gas heated by shocks would lie ahead of the jets. The other possibility isthat bright radiation from regions close to the black hole infuses enough energy into the interstellar gas to cause it to glow.Deeper X-ray data will be needed to decide between these alternatives.


53 z 101 2009-05-29 22:35

Światowe obserwatoria badają chłodną gwiazdę

Światowa sieć teleskopów o kryptonimie WET (Whole Earth Telescope) koordynowana przezUniwersytet Delaware synchronizuje swe teleskopy aby zapewnić całodobową obserwację stygnącejgwiazdy. Podczas gdy gwiazda ta blednie w zmierzchu swego Ŝycia naukowcy mają nadzieję uzyskaćinformacje na temat tajemnic galaktyki i zjawisk zachodzących na Ziemi. Umierająca gwiazda - białykarzeł o numerze katalogowym WDJ1524-0030 leŜący w obrębie konstelacji Wolarza - ciemnieje wmiarę jak stygnie po wypaleniu paliwa jądrowego. Jej jasność będzie monitorowana 24 godziny nadobę od 15 maja do 11 czerwca przez WET - globalną sieć teleskopów, które w 1986 utworzyłykonsorcjum obserwacyjne.

Na podobieństwomiędzynarodowejsztafetyastronomowieobserwatorium Mt.Cuba w Greenvillebędą obserwowaćkarła do wschodu Słońca, kiedy zadanieprzejmie obserwatorium McDonald wFort Davis w Texasie a następnieNarodowe Obserwatorium Kitt Peak wTucson w Arizonie, po czym kolejnoobserwacje będą prowadzone przezobserwatoria z Nowej Zelandii,Australii, Korei Południowej, Chin,Tajwanu, Indii, Rosji, RPA, Litwy,Krakowa (Obserwatorium na SuchorzeUniwersytetu Pedagogicznego wKrakowie), Austrii, Włoch, Niemiec,Francji, Wysp Kanaryjskich i Chile.

Tysiące zdjęć wykonanych przez WETzostanie przekazanych do centraliprojektu w Obserwatorium Mt. Cuba wcelu archiwizacji i analizy obejmującejmiędzy innymi poszukiwanie na jejpowierzchni trzęsień sejsmicznych(astrosejsmologii).

"Biały karzeł ma średnicę

Ziemi i masę Słońca. Gwiazda takapulsuje - trzęsie się - w wynikuprzemieszczania się przez nią falenergii. Jej powierzchnia przelewa się zboku na bok podobnie jak fale naoceanie "- wyjaśnia prof. JudiProvencial z UD, dyrektor CentrumBadań Astrosejsmicznych Delaware(DARC).

"To co interesuje naukowców, to kształtpulsacji "- dodaje Provencal. -" Dziękinim moŜemy zmierzyć jak atmosferaprzemieszcza się wokół tychpulsujących gwiazd oraz badać codzieje się w ich wnętrzu. A ta gwiazdawykazuje silne pulsacje."

W naszej Galaktyce są tysiące białychkarłów, jednak jedynie 1/3 z nich jestwystarczająco jasna, aby naukowcymogli badać je wykorzystując w tymcelu astrosejsmologię, która napodstawie jej jasności i oscylacjiumoŜliwia określenie wieku gwiazdy,jej temperatury i budowy.

Provencal zauwaŜa, Ŝe WDJ1524-0030naleŜy do grupy gwiazd, stanowiącychokoło 20% całej populacji gwiazd weWszechświecie, których atmosferaskłada się z helu a nie z bardziejrozpowszechnionego


54 z 101 2009-05-29 22:35

wodoru. Zespół WET ma nadziejęodpowiedzieć na pytanie czy jej jądrozbudowane jest z wodoru czy tlenu.

Analiza uzyskanych danych zajmieprzynajmniej dwa lata - konieczne bypołączyć obrazy, przeanalizować je izinterpretować dane dostarczone przezteleskopy WET a następnie jeopublikować. Ostatecznie wyniki będziemoŜna porównać z danymi innychgwiazd, w tym Słońca, jak równieŜ - comoŜe być zaskakujące - z danymidotyczącymi Ziemi.

"Nadal nie rozumiemy pogody na Ziemi,metod transportowania energii "- mówiProvencal. -" Nie rozumiemy takpodstawowych zjawisk jak konwekcja.Mamy nadzieję, Ŝe ta metoda badawcza,która wciąŜ jest bardzo młoda, pomoŜerozwiązywać problemy w róŜnychobszarach badań astronomicznych."

Źródło:

University of Delaware: World'sobservatories watching 'cool'starIlustracja: University ofDelaware, Kevin Quinlan

Original press release

follows:World's observatories watching 'cool'star

The Whole Earth Telescope (WET), aworldwide network of observatoriescoordinated by the University ofDelaware, is synchronizing its lenses toprovide round-the-clock coverage of acooling star. As the star dims in thetwilight of its life, scientists hope it willshed light on the workings of our ownplanet and other mysteries of the galaxy.

The dying star, a white dwarf identifiedas WDJ1524-0030, located in theconstellation Ophiuchus in the southernsky, is losing its brightness as it cools,its nuclear fuel spent. It will bemonitored continuously from May 15 toJune 11 by WET, a global partnership oftelescopes which was formed in 1986.

Like an international relay team,observers at Mt. Cuba Observatory inGreenville, Del., will focus on andphotograph the white dwarf untilsunrise, and then observers at McDonaldObservatory in Fort Davis, Texas, and atKitt Peak National Observatory in

Tucson, Ariz., will stand watch whilethe star is in their sky, followed byobservers in New Zealand, Australia,China, and so on, around the globe.

The thousands of photographs of thewhite dwarf taken by WET will bee-mailed to the command center at Mt.Cuba Observatory staffed by Universityof Delaware researchers, for archivingand eventual analysis using the fledglingscience of “star quakes” known asasteroseismology.

“A white dwarf is the size of the Earthand as dense as the sun. This starpulsates or quakes as waves of energytravel through it -- its outer surfacesloshes from side to side, like waves onthe ocean,” says Judi Provencial,assistant professor of physics andastronomy at UD and director of theDelaware Asteroseismic ResearchCenter (DARC).

“What is of interest to scientists is theshape of the pulses,” Provencal notes.“From them, we can measure how theatmosphere is moving around in thesepulsating stars


55 z 101 2009-05-29 22:35

and figure out what's going on insidethem. This one is really sloshingaround.”

There are thousands of white dwarfs inour galaxy; however, only about 30percent are bright enough for scientiststo study using asteroseismics, which candetermine the age, temperature andcomposition of a star from itsoscillations and brightness.

Provencal says that WDJ1524-0030 isone of only about 20 percent of the starsin the universe whose atmosphere iscomposed of helium versus hydrogen.The WET team hopes to find out thecomposition of the star's core, whetherhydrogen or oxygen.

The process of discovery will take onthe order of two years to stitch togetherall of the images, analyze the data,interpret the data with the input of theWET community and report the results.Eventually, the findings will be appliedto other stars, including the sun, and toour own planet, Provencal says.

“We don't understand the weather onEarth, the transport of energy,”

she says. “We don't understandconvection at all. Hopefully, this field ofresearch, which is still very new, willhelp every aspect of astronomy.”

Putting the Observing Run into Focus

Organizing all of the telescopes for anobserving run may seem akin to aligningthe planets. More than 20 telescopes areparticipating in the current run.Provencal and Susan Thompson,co-director of DARC, needed to submitapplications for some of the majortelescopes several years in advance.

Only one in five proposals typically getsselected by such competitive researchfacilities as the William HerschelTelescope in the Canary Islands. With alens that is 4.2 meters in diameter, thetelescope is the largest that has signedon to participate, Provencal says.

Before the advent of the Internet,Provencal says she and her colleagues atthe command center used to have to calleach observatory on the telephone toparticipate.

“In South Africa, we had

to call the international operator, whocould only get out to the telescope by ahand-cranked phone and you could hearthat in the background. The Internet hastaken some of the fun out of that, butFrance still likes to be called every dayof the observing run,” Provencal says.“And at Peak-Turskol in Russia, theastronomers say they have several catsthat like to participate.”

Provencal says that she and hercolleagues in the WET community liketo study cooling stars “because it'scool.”

While the administration of the WholeEarth Telescope is supported by theCrystal Trust Foundation, the observersare not paid to observe.

“Without them, it wouldn't happen,” shesays. “It's a community effort.”


56 z 101 2009-05-29 22:35

Herschel i Planck dzwonią do domu

O 15:49 CEST 14 maja, niecałe 40 minut po starcie rakiety nośnej Ariane 5, teleskopy Herschel iPlanck przekazały pierwsze sygnały radiowe na Ziemię potwierdzając iŜ z powodzeniem oddzieliły sięod rakiety nośnej i są sprawne.

Teleskop Herschel znajdujący siępowyŜej Plancka odłączył się odpierwszy o 15:38 CEST na wysokościokoło 1150 km ponad wschodnimwybrzeŜem Afryki. Półtorej minutypóŜniej oddzielił się zespół Syldachroniący teleskop Planck. Na koniec, o15:40 CEST, na wysokości 1700 kmoddzielił się teleskop Planck.

Zaraz po separacji satelity załączyływłasne układy kontroli połoŜenia orazsystemy komunikacji aby skorygowaćorientację w przestrzeni i nawiązaćkomunikację z centrum kontroli. Sygnałzostał odebrany przez 35-metrowąantenę w New Norcia w Australii.

Zespół kontroli misji będzie otrzymywałdane telemetryczne Herschela zapomocą anteny w New Norcia, a dlaPlancka za pomocą anteny w Perth,równieŜ w Australii. InŜynierowiewykorzystają uzyskane dane by określićstan obserwatoriów po wyniesieniu ichna orbitę, jak równieŜ ich orbity w celuwprowadzenia ewentualnych korektkoniecznych do umieszczenia ich naplanowanych orbitach wokół punktu L2

Źródło:

href="http://www.esa.int/esaCP/SEMFBDZVNUF_index_0.html">ESANews: Herschel and Planck talk to Earth

Ilustracja: ESA – D. Ducros

Original press release follows:Herschel and Planck talk to Earth

At 15:49 CEST today, just under 40minutes after liftoff, Herschel andPlanck sent their first radio signals toEarth, confirming that they separatedsuccessfully from the launcher and arealive.

Herschel, the upper passenger, was thefirst to separate from the upper stage ofthe Ariane 5 at 15:38 CEST at analtitude of about 1150 km over the eastcoast of Africa. About 1.5 minutes later,the Sylda support structure that enclosedPlanck came off and separated. It wasfollowed by Planck at 15:40 CEST at analtitude of about 1700 km slightly Eastof the east coast of Africa.

The satellites switched on their attitudecontrol and telecommunications systemsright after separation, to re-orientthemselves and establish


57 z 101 2009-05-29 22:35

contact with Earth for the first time from space. The signals were received by ESA’s 35-m deep space antenna at New Norcia inAustralia.

The mission control teams will continue to receive telemetry from Herschel via New Norcia, and for Planck via ESA’s antennaat Perth, also in Australia. Spacecraft Operations Engineers at the Mission Control Centre will use these data to assess theoverall health of the satellites after launch.

Almost immediately after telemetry reception starts, engineers will determine the actual trajectory of each satellite so that it canbe fine-tuned for planned trajectory correction manoeuvres.


58 z 101 2009-05-29 22:35

Wykorzystując misję Planck poszerzamygranice wiedzy do granicy tego, co - wedle teorii- jest moŜliwe do zaobserwowania. Tonadzwyczajne wyzwanie techniczne, jednakzrozumienie początków i końca Wszechświatabędzie równie nadzwyczajną nagrodą!

prof. David Southwood

Na drodze ku badaniom początków Wszechświata

Dwie najambitniejsze misje mające odsłonić sekrety najciemniejszych, najzimniejszych i najstarszychregionów Wszechświata rozpoczęły się wraz z udanym startem rakiety nośnej Ariane 5, która zkosmodromu w Gujanie Francuskiej wyniosła na orbitę teleskop podczerwony Herschel oraz sondęmającą stworzyć dokładną mapę promieniowania tła - Planck.

Teleskop Herschel, wyposaŜony wnajwiększe zwierciadło, jakie do tej poryumieszczono w kosmosie, będzie badał wwiększości nieznane pasma widmaelektromagnetycznego dając moŜliwośćbadania narodzin gwiazd i galaktyk, jakrównieŜ obłoków molekularnych idysków protoplanetarnych wokół gwiazd.Ponadto będzie najefektywniejszyminstrumentem umoŜliwiającymposzukiwanie wody w odległychzakątkach Wszechświata.

Sonda Planck została zaprojektowana bywykonać mapę drobnych róŜnic wpromieniowaniu reliktowym pozostałympo pierwszym świetle jakie pojawiło sięwe

Wszechświecie niedługo po WielkimWybuchu. Planck ma wystarczającączułość by osiągnąć eksperymentalnegranice tego, co moŜna zaobserwowaćumoŜliwiając w ten sposób zajrzeniewe wczesny Wszechświat i badaniejego części składowych takich jakciemne energia i materia, które nadalpozostają niezbadanymi składnikamiWszechświata.

Oba niezwykle złoŜone obserwatoriazostały wyniesione w kosmos napokładzie rakiety nośnej Ariane 4 o13:12 UTC (15:12 CEST) 14 maja. 26minut później, w mniej więcej 2minutowym odstępie, obserwatoriaoddzieliły się od siebie i rakiety nośnejna trajektoriach ucieczki w kierunkupunktu w przestrzeni po przeciwnejstronie Słońca, odległego o 1,5 milionakilometrów od Ziemi, w którymoddziaływania grawitacyjne Słońca inaszej planety równowaŜą się.

Obecnie obserwatoria znajdują się nasilnie wydłuŜonej orbicie, któraostatecznie pozwoli im na dotarcie dopunktu L2. Od momentu nawiązaniałączności o 15:49 14 maja pozostająpod kontrolą Europejskiego Centrum


59 z 101 2009-05-29 22:35

Operacji Kosmicznych ESA (ESOC) wDarmstadt w Niemczech. Obie sondypracują zgodnie z planem i podąŜają wzałoŜonym kierunku w stronęostatecznego połoŜenia. Pierwszemanewry korygujące orbitę sąprzewidziane na 15 maja.

Dotarcie do L2 zajmie im około dwóchmiesięcy. Po dotarciu tam, obserwatoriaznajdą się z dala od zakłóceńtermicznych i interferencji radiowejKsięŜyca, Ziemi i Słońca i rozpocznąmisję badawczą - Herschel badającwytypowane wcześniej obiekty, Planckwykonując planowy przegląd całegonieba.

"Teleskop Herschel umoŜliwi namkontynuację pionierskich badańrozpoczętych przez pierwszeeuropejskie kosmiczne obserwatoriumpodczerwone ISO, które działało wpołowie lat 90. XX wieku. W teleskopietym wykorzystaliśmy zdobyte przezmiędzynarodowe środowisko naukowedoświadczenie w badaniach wpodczerwieni "- mówi DavidSouthwood, Dyrektor Badań Naukowychi Zrobotyzowanych ESA. -" Obecnieposiadamy o wiele bardziejzaawansowane technologie. Razem zpartnerami na świecie

oraz środowiskiem naukowym, któreczekało na tę chwilę długie lata,będziemy cięŜko pracować byzrealizować ambitne obietniceteleskopu, pewni, Ŝe osiągniemyrewolucyjny przełom w najwaŜniejszychobszarach badań kosmicznych."

"Planck to pierwsza misja ESA mającabadać promieniowanie reliktoweWielkiego Wybuchu, zaprojektowana bykontynuować niezwykłe badaniaprowadzone przez dwadzieścia lat przezmisje, rosyjskie Relikt i NASA - COBEi WMAP "- kontynuuje prof. Southwood.-" Wykorzystując misję Planckposzerzamy granice wiedzy do granicytego, co - wedle teorii - jest moŜliwe dozaobserwowania. To nadzwyczajnewyzwanie techniczne, jednakzrozumienie początków i końcaWszechświata będzie równienadzwyczajną nagrodą!"

"Ten podwójny start jestukoronowaniem 20 lat cięŜkiej pracynaukowców, którzy wymyślili te misję,inŜynierów, którzy zaprojektowalisondy, firm które je zbudowały orazpracowników ESA koordynujących tedziałania "- mówi Jean-JacquesDordain, dyrektor Europejskiej

Agencji Kosmicznej. -" Ta niezwykłapraca nie zakończyłaby siępowodzeniem gdynie nie zaangaŜowaniepaństw - członków ESA, któredopilnowały Ŝe badania kosmicznestanowią podstawę naszej działalności.Badania kosmiczne, których programkształtowany przez zespoły naukowe zcałej Europy, nadają tempa innowacji inowym technologiom ku korzyściwszystkich obywateli."

"Herschel i Planck na najbardziejzłoŜone sondy naukowe jakiekiedykolwiek zbudowano w Europie.Zostały zbudowane przez zespółkierowany przez inŜynierów z ThalesAlenia Space France obejmujący ponad100 podwykonawców w 15 krajachEuropy i w USA. Instrumenty napokładzie obu sond zostały dostarczoneprzez konsorcja europejskichlaboratoriów i instytutów m.in. zFrancji, Włoch, Holandii, WielkiejBrytanii, Niemiec i Dani wraz zwaŜnymi dodatkami dostarczonymiprzez inne kraje takie jak USA i Kanada"- dodaje Dordain. -" Herschel i Planckpozwolą nam cofnąć się bardzo dalekow czasie - do początków Wszechświata.Tylko


60 z 101 2009-05-29 22:35

poprzez lepsze zrozumienie historiiWszechświata moŜemy lepiejzdefiniować przyszłość jaka czekaZiemię nie jako osobnego ciałaniebieskiego, ale integralnej częściwiększego systemu "- kończy Dordain.

Źródło:

ESA News: ESA en route to theorigins of the UniverseIlustracja: ESA/ AOESMedialab; background: HubbleSpace Telescope image(NASA/ESA/STScI)

Original press release follows:ESA en route to the origins of theUniverse

Two of the most ambitious missionsever attempted to unveil the secrets ofthe darkest, coldest and oldest parts ofthe Universe got off to a successful startthis afternoon with the dual launch ofESA’s far infrared space telescopeHerschel and cosmic backgroundmapper Planck on an Ariane 5 rocketfrom Europe's Spaceport in FrenchGuiana.

Herschel, equipped with the largestmirror ever launched into space, will

observe a mostly uncharted part of theelectromagnetic spectrum so as to studythe birth of stars and galaxies as well asdust clouds and planet-forming discsaround stars. In addition, it will be themost effective tool ever devised to lookfor the presence of water in remote partsof the Universe.

Planck is designed to map tinyirregularities in fossil radiation left overfrom the very first light in the Universe,emitted shortly after the Big Bang.Planck will have enough sensitivity toreach the experimental limits of whatcan be observed, thus peering into theearly Universe and studying itsconstituents such as the elusive darkmatter and dark energy that continue tobe a puzzle to the science communityworldwide.

Both of these highly sophisticatedspacecraft were lofted into space atopan Ariane 5 ECA vehicle from Europe’sspaceport in Kourou, French Guiana, at13:12 UTC (15:12 CEST) today,Thursday 14 May 2009. Almost 26minutes later, and about two

minutes from each other, they werereleased separately on an escapetrajectory toward a virtual point inspace, called L2, some 1.5 millionkilometres from Earth in the oppositedirection to the Sun.

Herschel and Planck are currently on ahighly elongated orbit that willeventually bring them to an averagedistance of about 1.5 million km fromthe Earth. Since the acquisition of thefirst radio signals from the two satellitesat 15:49 today, they have now comeunder the control of ESA’s EuropeanSpace Operations Centre (ESOC) inDarmstadt, Germany. Both appear to bein nominal condition on their waytowards their final orbit around L2.Their first trajectory correctionmanoeuvres are scheduled fortomorrow.

After about two months, the twosatellites will begin their scientificobservations from two separate orbitsaround L2, where the combined pull ofthe Earth and Sun creates a gravitationalstability point. Once there, undisturbedby thermal and radiation interference


61 z 101 2009-05-29 22:35

caused by the Sun, the Earth or theMoon, Herschel will observepre-selected celestial targets, whilePlanck will perform a continuous surveyof the overall sky.

“With Herschel we can resume thepioneering work undertaken with ISO,ESA’s first infrared space observatoryoperating in the second half of the 90s,and we are building upon the experiencegained to date by the world widescientific community in the field ofinfrared astronomy,” said DavidSouthwood, ESA Director of Scienceand Robotic Exploration. “We now havemuch more advanced technology at ourdisposal. Together with our partnersacross the world and with the scientificcommunity, which have been waiting forthis unique moment for a long time, wewill work hard to fulfil Herschel’sambitious promise, confident that wewill achieve a revolutionarybreakthrough in the urgent quests oftoday’s space science.”

“Planck is ESA’s first missiondedicated to the

study of relic radiation from the BigBang, designed to continue themarvellous work undertaken over thelast 20 years by Russia’s Relikt, andNASA’s COBE and WMAP satellites,”Professor Southwood continued. “WithPlanck, we are pushing the boundariesof our knowledge to the very limits ofwhat can be observed according totheory. It is a tremendous technicalchallenge but helping to bring about agreat leap forward in our understandingof the origin and perhaps the fate of ourUniverse will be a tremendous rewardtoo!”

“This dual launch is the crowning ofsome 20 years of hard work for thescientists who imagined these missions,the engineers who designed thesesatellites, the firms that built them andthe ESA staff who coordinated all theseefforts,” said ESA’s Director General,Jean-Jacques Dordain. “This marvellouswork could never have beenaccomplished without the commitment ofall of ESA's Member States, which haveconsistently

ensured that Space Science remains thebackbone of our activities. Anoutstanding Space Science programmeshaped by scientific communities acrossEurope, driving innovation, andembedding new technologies for thebenefit of all citizens.”

“Herschel and Planck are the mostcomplex science satellites ever built inEurope. They were developed by anindustrial team led by Thales AleniaSpace France and comprising more than100 contractors from 15 countries inEurope and the United States. Theinstruments on both satellites, and thePlanck telescope, were provided byconsortia of European laboratories andinstitutes led by France, Italy, theNetherlands, the United Kingdom,Germany and Denmark, with a majorcontribution from scientific institutionsin other countries such as the UnitedStates and Canada,” Dordain added.

“Herschel and Planck will enable us togo very far back in time, to the origins ofour Universe and it is only by betterunderstanding our Universe’s overallpast that we can help to better define thefuture of our planet, the Earth, not as aself-standing celestial body but as anintegral part of the whole system,”Dordain concluded.


62 z 101 2009-05-29 22:35

Halo duŜej galaktyki w znacznej mierzepowstaje w wyniku destrukcji mniejszychgalaktyk. W miarę upływu czasu Droga Mlecznanie tylko pochłonie mniejsze galaktyki satelitarneale równieŜ Obłoki Magellana

Ed Olszewski

Niezwykle słaby obiekt w obrębie halo Drogi Mlecznej

Astronomowie Uniwersytetu Arizona (UA) i Obserwatorium MMTO na Mt Hopkins poszukująnajmniejszych galaktyk we Wszechświecie - takich, które zawierają milion lub mniej gwiazd. Doniedawna takie galakytki karłowe występujące w halo galaktycznym Drogi Mlecznej unikaływykrycia ze względu na bardzo niską jasność. Jednak wykorzystując zaawansowane techniki iinstrumenty 6,5-metrowego teleskopu MMT w Obserwatorium MMTO Mt Hopkins naukowcyodkryli właśnie taką niezwykle słabą galaktykę w konstelacji Barana. Wyniki badań zostanąopublikowane w Monthly Notices Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego (RAS).

"Galaktyki te mogą zawierać nawetzaledwie kilka tysięcy gwiazd, które sąwyciągane z nich do halo Drogi Mlecznej"- mówi Ed Olszewski, astronom UAwspółpracujący w badaniach zastronomem MMTO Timem Pickeringiemi prof. Jill Bechtold z UA. -"Próbujemyzrozumieć, czy te niezwykle słabe obiektypozostały nienaruszone, czy teŜ wwiększej części zostały rozmyte przezoddziaływania Drogi Mlecznej. Chcemyzrozumieć jak na prawdę wygląda haloDrogi Mlecznej, ile tego rodzajuobiektów w nim się znajduje, oraz czyspis populacji tych obiektów w halozgadza się, czy teŜ zaprzecza, modelomkosmologicznym."

"Aby określić,

czy modele kosmologiczne opisująceewolucję struktur galaktyk są poprawneczy nie bardzo waŜne jest poznanieliczby tych niezwykle małych galaktyksatelitarnych zaludniających okoliceGalaktyki "- dodaje Olszewski.

"Obiekty które znajdujemy zawierajątak mało gwiazd, Ŝe moŜe wydawać się,iŜ nie są to wcale galaktyki. Jedynie ichwewnętrzna dynamika sugeruje, Ŝe wodróŜnieniu od gromad gwiazd, apodobnie jak galaktyki, zawierająciemną materię."

Dokładniejszy spis słabych, lokalnychgalaktyk karłowych jest takŜe koniecznyby określić, ile zawierają ciemnejmaterii - substancji, której istnienie jestkonieczne dla wyjaśnieniaobserwowanych oddziaływańgrawitacyjnych, a która nie emitujejakiegokolwiek promieniowania.Obecnie sądzi się, Ŝe ciemna materiastanowi około 1/4 Wszechświatapodczas gdy normalna materia zaledwiedwa do czterech procent. Pozostałaczęść to ciemna energia.

Dziesięć lat temu symulacje wykazały,Ŝe w halo Drogi Mlecznej powinnoznajdować się


63 z 101 2009-05-29 22:35

od 10 do 100 razy więcej galaktykkarłowych niŜ zaobserwowano."Obecnie zbliŜamy się do rozwiązaniaproblemu brakujących galaktyk, ajednocześnie jesteśmy bliŜejzrozumienia jak zbudowano DrogęMleczną" - dodaje Oleszwski.

Ed Olszewski jest członkiem zespołuwykorzystującego kamerę o szerokimpolu obrazowania Megacam orazszerokokątny wielowiązkowyspektrograf Hectochelle zainstalowanena teleskopie MMT by potwierdzić czyobiekty wskazane przez brytyjskichwspółpracowników w danych SDSSjako potencjalne galaktyki karłowerzeczywiście są takimi właśnieobiektami.

"Do niedawna astronomowie mogliodnaleźć galaktyki satelitarne po prostudokładnie oglądając zdjęcia "- mówiOlszewski. -" Potrafimy wykonywaćfotografie małych galaktyk, którezawierają jedną milionową liczbygwiazd w Drodze Mlecznej. Jednak myszukamy galaktyk, które są sto razyciemniejsze, i które nie pokaŜą się nazdjęciach. Są wyjątkowo trudne doznalezienia poniewaŜ nie tylko są taksłabe, ale równieŜ z tego

powodu, Ŝe kryją się w blasku gwiazdsamej Drogi Mlecznej."

Zespół UA/MMT współpracuje zastronomami Instytutu Astronomii wCambridge w Anglii. Brytyjscyastronomowie wykorzystują modelematematyczne jasności i barw gwiazd wposzukiwanych galaktykach bywyszukiwać kandydatów w danychdostarczonych przez cyfrowy przeglądnieba Sloana (SDSS). W ten sposóbznaleziono około 10 galaktyk, aleobecnie trwają poszukiwania jeszczesłabszych obiektów. Zespół zCambridge pracuje z UA/MMT abypotwierdzić, iŜ odnalezione obiektyrzeczywiście są galaktykami. "Tobardzo trudny projekt obserwacyjny,który nie mógłby zostać przeprowadzonybez wspaniałych instrumentówzbudowanych dla MMTO przez CentrumAstrofizyki (CfA) Harvard-Smithsonian"- mówi Olszewski.

Megacam zbudowany jest z 36 kamerCCD, które umoŜliwiają muwykonywanie zdjęć głębokiego nieba.Hectochelle wykorzystuje 300światłowodów słuŜących zbieraniuwidm gwiazd. Dzięki tym danymastronomowie mogą stwierdzić, czybadane gwiazdy

są częścią Drogi Mlecznej czy teŜ jejhalo. "To co wiemy obecnie na temahalo Drogi Mlecznej w świetlewszystkich dotychczasowych odkryćpozwala nam stwierdzić, Ŝe modelGalaktyki stworzony 10 lat temu nadalpozostaje dobry "- mówi Olszewski.Model ten przypomina nieco talerzmakaronu spaghetti z klopsem w środku- Droga Mleczna to właśnie tencentralny klops, otoczony długimipasmami małych rozrywanych galaktyk."Znajdujemy nie tylko małe galaktyki,ale takŜe takie, które są wbudowane w,lub znajdują się w sąsiedztwiewiększych, zawierających miliongwiazd, galaktyk." - podsumowujeOlszewski. -" Coraz bardzie wygląda nato, Ŝe tak właśnie wygląda halo DrogiMlecznej i tak jest zbudowane. HaloduŜej galaktyki w znacznej mierzepowstaje w wyniku destrukcjimniejszych galaktyk. W miarę upływuczasu Droga Mleczna nie tylkopochłonie mniejsze galaktyki satelitarneale równieŜ Obłoki Magellana. DrogaMleczna jeszcze nie skończyła sięformować."

Źródło:

University


64 z 101 2009-05-29 22:35

of Arizona: MMTO Confirms Ultra-faintObject in Milky Way Halo is DwarfGalaxy

Ilustracja: Paul Harding, CaseUniversity

Original press release follows:MMTO Confirms Ultra-faint Objectin Milky Way Halo is Dwarf Galaxy

How small can a galaxy be?

Astronomers are now finding small-frygalaxies that contain fewer than amillion, possibly as few as a thousand,stars.

Until recently, these very faint, dwarfgalaxies in the halo of the Milky Wayhave eluded discovery.

Now astronomers are using advancedtechniques and instruments at TheUniversity of Arizona/Smithsonian6.5-meter MMT Observatory at MountHopkins, Ariz., to find them.

They reported their latest discovery ofsuch a galaxy, in the constellation Aries,in an online preprint last March. Theirresearch article will be published inMonthly Notices, a publication of theRoyal Astronomical Society,

this summer.

"These are galaxies that might contain asfew as a thousand stars, and those starsare being pulled out into the halo of ourMilky Way," said UA astronomer EdOlszewski. UA astronomy professor JillBechtold and MMTO astronomer TimPickering are also on the project.

"We're trying to understand whetherthese unbelievably faint objects areintact or have been mostly pulled apartby the Milky Way," Olszewski said. "We're trying to understand what thehalo of the Milky Way really looks like,how many of these objects are in thehalo, and whether our census of thepopulation in the halo agrees or conflictswith the cosmological models.

"Knowing how many of these incrediblypuny satellite galaxies populate ourgalactic neighborhood is important if weare to know whether cosmologicalmodels used to describe the evolution ofthe structure of galaxies are correct orway off base," he added.

"The sorts of objects we're finding haveso few stars that one

might think they're not galaxies at all,except that their internal motions implythat, unlike star clusters, they containdark matter just like big galaxies do,"Olszewski said.

A more accurate census of very faint,local dwarf galaxies is importantbecause it will help scientists determinehow much dark matter they mightcontain, he said. Scientists believe that"dark matter," or matter that is observedonly by the effects of gravity but cannotbe seen otherwise because it emits noradiation, makes up about 25 percent ofthe universe. "Normal" matter is thoughtto make up between 2 percent and 4percent of the universe, with theremaining bulk being dark energy.

A decade ago, theoretical simulationsshowed that there must be 10 to 100times as many objects in the Milky Wayhalo than observers had seen, Olszewskisaid. "Now we're coming closer tosolving the ‘missing satellites' problemand, simultaneously, understanding howthe Milky Way was put together."

Olszewski


65 z 101 2009-05-29 22:35

is a member of the observing team whohas been using a wide-field imagercalled Megacam and a wide-fieldmulti-fiber spectrograph calledHectochelle at the MMTO to confirm theexistence of what British collaboratorsanalyzing Sloan Digital Sky Survey datahave identified as possible dwarfsatellite galaxies.

"Until recently, astronomers could findsmall satellite galaxies just by looking ata photograph," Olszewski said. "We canimage small galaxies that typically haveone one-millionth as many stars as theMilky Way has. But the ones we'researching for now are 100 times fainterand won't show up in photographs. Theyare ridiculously hard to find, becausethey're so faint and because they'rehidden in the foreground stars of theMilky Way itself."

The UA/MMT team collaborates withastronomers at the Institute forAstronomy in Cambridge, England. TheBritish astronomers use a mathematicalmodel of stars with the color andbrightness of stars in galaxies they're

searching for, moving their model as akind of template against fields of starsrecorded in Sloan Digital Sky Surveymaps until they find a pattern match.

The Cambridge astronomers have foundabout 10 satellite galaxies by this "datamining" technique, Olszewski said, butnow they're searching for faintergalaxies, which are harder to find. TheCambridge group works with theUA/MMT to confirm the fainter galaxiesare real.

"It's a hard observational follow-upproject that couldn't be done without thewonderful instruments built for theMMTO by people at the (Harvard-Smithsonian) Center for Astrophysics,"Olszewski said.

Megacam has 36 CCDs that give itpower to take deep sky images.Hectochelle has 300 fibers for gatheringthe spectra, or colors, of stars, whichshows how far away stars are.

Observers use star velocity and starchemistry to determine if they haveactually found an object in the MilkyWay halo rather than in the Milky Wayitself.

"Given

what we know of the Milky Way halo inthe context of all the discoveries so far,the model we made of the Milky Way 10years ago is still a good one," Olszewskisaid.

The model can be visualized as a bigmeatball in a bowl of spaghetti. Themeatball is the Milky Way, and spaghettistrands winding away in all differentdirections represent ripped apart smallgalaxies.

"We are finding not only little galaxies,we are finding some that are embeddedin, or near the bigger, million-star sizedgalaxies," Olszewski said.

"It's getting to look more and more thatthat's what the halo of the Milky Way islike, and how the halo is assembled. Thehalo of a big galaxy largely arises fromdestruction of littler ones. Over time, theMilky Way will eat not only the littlesatellite galaxies falling in, but also theMagellanic clouds, " he added. "We'refar from done forming the Milky Way."


66 z 101 2009-05-29 22:35

NST - Największy teleskop do badań Słońca

Nowy, mierzący 1,6 metra średnicy, teleskop NST (New Solar Telescope) uniwersytetu NJIT (NewJersey's Science & Technology University), będący największym tego rodzaju teleskopem na świecie,rozpoczął badania. Uruchomienie tego niezwykłego instrumentu, który jednocześnie przeciera szlakiprzyszłym wielkim teleskopom, przypada na 400 rocznicę momentu, w którym Galileusz wykorzystałswój teleskop by wskazać, Ŝe plamy słoneczne znajdują się na Słońcu.

"Dzięki naszej wielkiej, pięknej, białejmaszynie badanie rozpoczęte przezGalileusza mogą rozwijać jak nigdydotąd "- mówi prof. fizyki NJIT PhilipR. Goode, kierujący obserwatoriumBBSO od momentu, gdy w 1997 rokuNJIT przejęło zarządzeniaobserwatorium słonecznym Big Bear(BBSO - Big Bear Solar Observatory)od Caltech. Obserwatorium, połoŜonewysoko w górach nad jeziorem Big BearLake w Kaliforni jest jednym z sześciugłównych obserwatoriów wspieranychprzez fundusze federalne USA.

"JuŜ w te chwili otrzymujemy zdjęciapozwalające nam lepiej zrozumiećSłońce "- mówi prof. Goode. -" Teninstrument pozwoli nam lepiejzrozumieć dynamikę burz i pogodykosmicznej - zjawisk, które mogądramatycznie oddziaływać na Ziemię."

Wcześniej w tym miesiącu naukowcyuzyskali pierwsze obrazy - co oznacza,Ŝe teleskop jest gotów do pracy. Jednakminą jeszcze trzy lata, zanim moŜliwebędzie pełne wykorzystanie jegomoŜliwości.

Słońce jest obecnie w fazieprzedłuŜającego się minimum

- zapowiadającego się na na najgłębszei najdłuŜsze w ciągu ostatnich 100 lat."Nowy teleskop sprawdzi się idealnie wbadaniach Słońca budzącego się z tegodziwnego stanu ciszy "- dodaje Goode.

Nowy teleskop ma trzykrotnie większąśrednicę od poprzedniego. Jegouruchomienie oznacza niezwykły postępw wysokiej rozdzielczościobserwacjach Słońca, poniewaŜ jest tozarazem największej średnicy teleskopsłoneczny na Ziemi. DodatkowopołoŜony jest w słonecznej Kalifornii, ajego asymetryczna konstrukcja oznaczabrak elementów przesłaniającychfragmenty obrazu. Do budowy teleskopuzastosowano unikalne technologie. Jegomierzące 1,7 metrów zwierciadłozostało wykonane przez LaboratoriumZwierciadeł Obserwatorium StewardUniwersytetu Arizona. Wysoka precyzjapomiaru kształtu lustra wymagała po razpierwszy zastosowania komputerowogenerowanego hologramu. Rozwój tejtechnologii będzie stanowił podstawęwytwarzania zwierciadeł nowejgeneracji do ogromnych teleskopówmających powstać


67 z 101 2009-05-29 22:35

w niedalekiej przyszłości.

Kolejne kluczowe rozwiązania dotycząsystemu kontroli termicznej utrzymującejtemperaturę zwierciadeł nieznacznieponiŜej temperatury otoczenia. Układ tenobejmuje konstrukcję zarównoobserwatorium jak i systembezpośredniego chłodzenia zwierciadeł.Wreszcie lustro jest podparte przez 36aktywnych wspornikówumoŜliwiających precyzyjnekontrolowanie minimalnych odkształceńpowstających w wyniku efektówtermicznych i grawitacyjnych. Całyukład zwieńczony jest systememadaptywnej optyki korygującejzakłócenia atmosferyczne.

Źródło:

New Jersey's Science &Technology University (NJIT):World's Largest Telescope atNJIT’s Big Bear Captures Sun’sMagnetic Field BetterBig Bear Solar Observatory:New Solar TelescopeIlustracja: Big Bear SolarObservatory

Original press release

follows:World's Largest Telescope at NJIT’sBig Bear Captures Sun’s MagneticField Better

NJIT’s new 1.6-meter clear aperturesolar telescope—the largest of its kindin the world—is now operational. Theunveiling of this remarkableinstrument—said to be the pathfinder forall future, large ground-based telescopes—could not have come at a moreauspicious moment for science. Thisyear marks the 400th anniversary ofGalileo’s telescope that he used todemonstrate that sunspots are indeed onthe Sun.

“With our new big, beautiful whitemachine, Galileo’s work can leap aheadwith a capability never beforeavailable,” said NJIT distinguishedprofessor of physics Philip R. Goode.Goode, the heart and soul of the project,has been director of Big Bear SolarObservatory (BBSO), since NJIT tookover management of BBSO in 1997 fromCalifornia Institute of Technology.Located high above

sea level in Big Bear Lake, CA, theobservatory is one of six majorland-based facilities supported byfederal funding.

“We are already seeing photos offeringa better understanding of the Sun,” saidGoode. “With this instrument we shouldbe able to have a better understanding ofdynamic storms and space weather—which can have dramatic effects onEarth.”

Earlier this month, researchers achievedwhat is called first scientific light. Thismeans the telescope is finallyoperational. To achieve its full powers,at least three more years of work will beneeded. Photos from the firstobservations are still being processed.

Nevertheless, Goode and hisresearchers were able to extract a fewunique images and one is shown here. Itclearly illustrates the before-and-aftercapabilities of the old versus newtelescope. “Our prized first imageshows the Sun’s ever-present, turbulentgranular field with its largest granules


68 z 101 2009-05-29 22:35

being about the size of Alaska,” Goodesaid. “The small, bright points in thedark lanes are the smallest-scalemagnetic structures on the Sun. Lookclosely at the “after” photo (which youmay want to enlarge) and you will see astring of pearls. Each pearl is a cross-section of an intense, single fiber of theSun’s magnetic field – the basic buildingblock of the solar magnetism.”

Goode adds that the Sun is now in astate of prolonged magnetic inactivity,perhaps the longest such time in acentury. “The new telescope is ideal forstudying the Sun as it rises from thisstrange state of quietude,” he added.

The new instrument has three times theaperture of the old telescope. Itrepresents a significant advance inhigh-resolution observations of the Sun,since it has the largest aperture of anysolar telescope in existence, saidGoode. Other pluses include amarvelous location—high in a Southern

California mountain lake, and since it isan off-axis instrument, there is no part ofsunlight blocked by the telescope, itself.

The new telescope will be used in jointobservation campaigns with NASAsatellites to optimize the scientificoutput of all observations of the Sun. BBSO has always operated in suchcampaigns, but now can do so withgreatly-enhanced capabilities. TheNational Science Foundation (NSF), AirForce Office of Special Research(AFOSR) and NASA have providedmore than $5 million in hardwarecomponents.

The telescope is filled with newtechnologies. The 1.7-meter (equivalentto 4.6 feet) primary mirror was polishedby the world-renowned StewardObservatory Mirror Laboratory at theUniversity of Arizona (UA). Theextremely-precise measurements of themirror’s shape required the application,for the first time, of a computer-generated hologram. The development ofthis technology will be essential forfiguring the next generation

of even-larger night time telescopes. The final error in the primary mirror isonly a few parts in a billion from itsdesired parabolic shape. “Buddy Martinat the UA Mirror Lab has described themirror in ours as the pathfinder for largenighttime telescopes that are about-to-bebuilt,” said Goode.

Another key design issue for this large-aperture solar telescope was thecreation of a thermal control systemcapable of maintaining the temperatureof the mirrors near or below ambientair. To achieve this, the dome employsa wind-gate and exhaust system whichcontrols the airflow from the wind.

The structure maintains the sametemperature inside and outside the dome,and clears concentrations of heat in andaround the optical paths. In addition,BBSO engineers implemented a closed-cycle, chilled-air system as part of thetelescope mount to limit so-called"mirror seeing." This sweeps awayturbulent cells and directly cools theprimary mirror.


69 z 101 2009-05-29 22:35

After a day of observations, the mirror must be cooled overnight to ensure that it is somewhat cooler than ambient in the morning.

DFM Engineering, Longmont, CO, built and tested the optical support structure and active-support mirror cell for the enormousmirror. It is supported by 36 actuators that can bend out low-order aberrations, such as those due to gravity and/or thermaleffects.

The telescope is now in its commissioning phase in which more sophisticated observations are made possible with theimplementation of advanced hardware. These include adaptive optics to correct for atmospheric distortion and hardware tomeasure magnetic fields in visible and infrared light.

“It is good at last to have our destiny in our own hands rather than those of our capable partners,” said Goode. “Seeing first lightwas a great moment because the team in BBSO finally knew that its big white machine works as we had planned.”


70 z 101 2009-05-29 22:35

Jak skalibrować supernowe ?

Członkowie międzynarodowego zespołu badawczego SNFactory (Nearby Supernova Factory) - doktórego naleŜą Laboratorium Narodowe Lawrence Berkeley, konsorcjum laboratoriów z Francji orazUniwersytet Yale - stworzył nową technikę pozwalającą na dokładniejsze określenie absolutnejjasności supernowych typu Ia, które są wykorzystywane jako najlepsze tzw. standardowe świece przyokreślaniu odległości pomiędzy obiektami we Wszechświecie.

Stephen Bailey z SNFactory zbadałwidma 58 supernowych typu Ia w baziedanych projektu u odkrył iŜ pomiarstosunku jasności dwóch określonychobszarów widm, wykonanych tej samejnocy, pozwala na określenie jejodległości z błędem mniejszym niŜ 6%.Nowy wskaźnik zdaje się być niezaleŜnyod wieku supernowej oraz jej składu,jak równieŜ od rodzaju galaktyki, wktórej wybuchła czy ilości światłapochłoniętego przez pył pomiędzy namia supernową.

Klasyczna metoda oceny odległościsupernowych, wykorzystująca jej barwęoraz kształt krzywej jasności,umoŜliwiał pomiar z błędem rzędu 8 -10 procent. Ponadto uzyskanie krzywejjasności wymagało prowadzeniaprecyzyjnych obserwacji w okresienawet dwóch miesięcy. Nowa metodapozwala uzyskać dokładniejszy pomiarza pomocą obserwacji wykonanych wtrakcie jednej nocy.

Wyniki badań zostaną opublikowane wAstronomy & Astrophysics.

Źródło:

S. Bailey, G. Aldering,

P. Antilogus, C. Aragon, C. Baltay, S.Bongard, C. Buton, M. Childress, N.Chotard, Y. Copin, E. Gangler, S.Loken, P. Nugent, R. Pain, E. Pecontal,R. Pereira, S. Perlmutter, D.Rabinowitz, G. Rigaudier, K. Runge, R.Scalzo, G. Smadja, H. Swift, C. Tao, R.C. Thomas, C. Wu: "Using Spectral FluxRatios to Standardize SN IaLuminosities", ArXiv

Berkeley Lab: Cosmology’s BestStandard Candles Get Even Better

Ilustracja: SNFactory

Original press release follows:Cosmology’s Best Standard CandlesGet Even Better

Members of the international NearbySupernova Factory (SNfactory), acollaboration among the U.S.Department of Energy’s LawrenceBerkeley National Laboratory, aconsortium of French laboratories, andYale University, have found a newtechnique that establishes the intrinsicbrightness of Type Ia supernovae more


71 z 101 2009-05-29 22:35

accurately than ever before. Theseexploding stars are the best standardcandles for measuring cosmic distances,the tools that made the discovery of darkenergy possible.

SNfactory member Stephen Bailey,formerly at Berkeley Lab and now at theLaboratory of Nuclear and High-EnergyPhysics (LPNHE) in Paris, France,searched the spectra of 58 Type Iasupernovae in the SNfactory’s datasetand found a key spectroscopic ratio.Simply by measuring the ratio of the flux(visible power, or brightness) betweentwo specific regions in the spectrum of aType Ia supernova taken on a singlenight, that supernova’s distance can bedetermined to better than 6 percentuncertainty.

The new brightness-ratio correctionappears to hold no matter what thesupernova’s age or metallicity (mix ofelements), its type of host galaxy, orhow much it has been dimmed byintervening dust.

Using classic methods, which are basedon a supernova’s color and the shape ofits

light curve – the time it takes to reachmaximum brightness and then fade away– the distance to Type Ia supernovae canbe measured with a typical uncertaintyof 8 to 10 percent. But obtaining a lightcurve takes up to two months ofhigh-precision observations. The newmethod provides better correction with asingle night’s full spectrum, which canbe scheduled based on a much lessprecise light curve.

The Nearby Supernova Factorydescribes the discovery of the newstandardization technique in an article inthe forthcoming issue of the journalAstronomy & Astrophysics, nowavailable online at http://arxiv.org/abs/0905.0340.

An invaluable collection of light

Bailey says that the SNfactory’s libraryof high-quality spectra is what made hissuccessful results possible. “Everysupernova image the SNfactory takes isa full spectrum,” he says. “Our dataset isby far the world’s largest collection ofexcellent Type Ia time

series, totaling some 2,500 spectra.”

The most accurate standardization factorBailey found was the ratio between the642-nanometer wavelength, in thered-orange part of the spectrum, and the443-nanometer wavelength, in theblue-purple part of the spectrum. In hisanalysis he made no assumptions aboutthe possible physical significance of thespectral features. Nevertheless he turnedup multiple brightness ratios that wereable to improve standardization overcurrent methods applied to the samesupernovae.

Cosmologist Greg Aldering of BerkeleyLab’s Physics Division, a founder andleader of the SNfactory, says, “This isan example of exactly what we designedthe Nearby Supernova Factory to do.Stephen’s agnostic approach – ‘I don’tknow what these ratios are, but maybe Ican use them for standardization’ –underlines the vital role of detailedspectrometry in discoveries of cosmicsignificance.”

SNfactory


72 z 101 2009-05-29 22:35

member Rollin Thomas of BerkeleyLab’s Computational Research Division,who analyzes the physics of supernovae,says, “While the luminosity of a Type Iasupernova indeed depends on itsphysical features, it also depends onintervening dust. The 642/443 ratiosomehow aligns those two factors, andit’s not the only ratio that does. It’s as ifthe supernova were telling us how tomeasure it.”

The SuperNova Integral FieldSpectrograph (SNIFS) was designed andintegrated by SNfactory collaboratorsbased at the University Pierre and MarieCurie (UPMC) in Paris and theUniversity of Lyon. Mounted on theUniversity of Hawaii’s 2.2-metertelescope on Mauna Kea, SNIFSintegrates spectral and brightnessinformation from numerous regions incompound images of each supernova andits host galaxy.

The SNfactory first finds candidate TypeIa supernovae using a wide-field CCDcamera developed and operated by itscollaborators at Yale University, thenmakes

spectral images of promising candidateswith the University of Hawaii’s2.2-meter telescope on Mauna Kea. Thetelescope is equipped with theSuperNova Integral Field Spectrograph(SNIFS), an instrument designed andintegrated by a French consortium ofresearchers based at the UniversityPierre and Marie Curie (UPMC) inParis and the University of Lyon,affiliated with the National Institute forNuclear Physics and Particle Physics(IN2P3) and the National Institute forUniverse Science (INSU), both of theNational Center for Scientific Research(CNRS).

Aldering says, “Type Ia spectrometry ismostly done to find out whether or not asupernova actually is a Type Ia. Oftenit’s with a slit spectrometer that loses alot of light in some wavelengths or withfiltered photometry that selects forcertain colors. With SNIFS, we get allthe light. Stephen’s analysis was donewith brightnesses he knew were correctat all wavelengths.”

Because the dataset

was large enough, the search for thecrucial wavelength ratios could be doneusing statistical procedures not alwaysavailable to a field that, in Thomas’swords, “is often data-starved.” TheSNfactory researchers were able toselect 58 supernovae whose redshiftswere not corrupted by the randommotion of their parent galaxies, all ofthem within two and a half days of theirmaximum brightness in their ownneighborhoods.

Bailey explains that, to eliminate bias,the search for the ratios that bestcorrelated with absolute magnitudes(standardized brightnesses) began with a“training” set of 28 of the supernovae inthe sample. The five best ratios from thetraining sample were then applied to theremaining 30 supernovae in the“validation” sample. The correlationbetween both sets was consistent andvery strong.

“Astronomers have looked for spectralfeatures that could be used to correctobserved magnitudes before,” says


73 z 101 2009-05-29 22:35

Bailey, “but their searches tended toconcentrate on a known physical feature,for example a silicon or sulfur line. Inhigh-energy physics, the field I trainedin, we’re often dealing with hugedatasets and looking for whatever wecan find. I decided not to make anyphysical assumptions about theSNfactory dataset but just see what thespectra could tell me by themselves.”

The tip of the cosmic iceberg

SNfactory member Yannick Copin of theInstitute of Nuclear Physics of Lyon(IPNL), who is visiting the PhysicsDivision on an American AstronomicalSociety Chrétien Research Grant andwho specializes in integral fieldspectrometry, says, “These are the firstgeneral cosmology results from thelarge, full-spectrum sample obtained bySNIFS, but they are only the tip of theiceberg. It shows we can do much morein cosmology with spectral time seriesthan we could ever do before. Auniverse of possibilities is open beforeus.”

Dark energy was

discovered by creating a Hubblediagram, a graph comparing the distanceand redshift of a few dozen Type Iasupernovae. Using their newbrightness-ratio correction, SNfactoryresearchers have fit standardizedsupernovae to a Hubble diagram withfar less dispersion (uncertainty) than theclassic method. The new Hubblediagrams from the SNfactory have thelowest scatter of data points everpublished for such a large and diversesample.

Says Aldering, “Right now the mainquestions in using Type Ia supernovae tostudy the expansion of the universe arebasic cosmology – anchoring the Hubblediagram – and reducing systematicerrors – the physics of supernovae, andunderstanding the role of interveningdust. The new brightness-ratiocorrection will be a major tool foranchoring the Hubble diagram. In turn,that really narrows what remains to beexplained about the systematics.”

Saul Permutter, a cofounder of theSNfactory and leader of the Supernova

Cosmology Project, the group who firstdiscovered dark energy using novelmethods they had devised for findingType Ia supernovae, says, “Ourlongstanding goal has been to make useof all the information a supernova givesus about its physical condition as itbrightens and fades away, and we get tosee deeper and deeper into itsatmosphere. Finally we’ve built adataset with the size and quality to allowus to do this. These spectra open thepossibility of many kinds of newmeasurements from the ground and inspace.”

The superb dataset owes much to a grantfrom San Francisco’s Gordon and BettyMoore Foundation, which has supportedthe development of the SNfactory’shigh-quality catalog of the brightnessesand spectra of nearby supernovae since2004. Also of critical importance wasthe transmission of the huge quantity ofsupernova search data, made possibleby the High Performance Research andEducation Network (HPWREN).

For studying dark energy


74 z 101 2009-05-29 22:35

there’s another challenge, however, and that’s obtainingenough high-quality full spectra of distant Type Ia supernovae– a set comparable to the “nearby” supernovae in theSNfactory’s dataset. Future space missions or ground-basedmissions will need spectrometry as good as that provided bythe SNfactory’s SNIFS spectrograph to reduce systematicerrors hand in hand with the improvement in statistics – and tofind what’s in the cosmos that our assumptions may havehidden.

“Using Spectral Flux Ratios to Standardize SN IaLuminosities,” by Stephen Bailey, Greg Aldering, PierreAntilogus, Cecilia Aragon, Charles Baltay, SébastienBongard, Clement Buton, Mike Childress, Nicolas Chotard,Yannick Copin, Emmanuel Gangler, Stewart Loken, PeterNugent, Reynald Pain, Emmanuel Pecontal, Rui Pereira, SaulPerlmutter, David Rabinowitz, Guillaume Rigaudier, KarlRunge, Richard Scalzo, Gerard Smadja, Hannah Swift,Charling Tao,

Rollin Thomas, and Chao Wu, will appear in Astronomy &Astrophysics and is now available online at http://arxiv.org/abs/0905.0340.

This work was supported by institutes of the National Centerfor Scientific Research (CNRS), the University Pierre andMarie Curie (UPMC), and the University of Lyon in France,and in the United States by the U.S. Department of Energy’sOffice of Science (Office of High Energy Physics); the Gordonand Betty Moore Foundation; the National Science Foundation;an Henri Chrétien International Research Grant administeredby the American Astronomical Society; and the France-Berkeley Fund.

Berkeley Lab is a U.S. Department of Energy nationallaboratory located in Berkeley, California. It conductsunclassified scientific research and is managed by theUniversity of California. Visit our website athttp://www.lbl.gov.


75 z 101 2009-05-29 22:35

Modele numeryczne przewidywały, iŜ halowokół M87 powinny być kilka razy większe niŜto co obserwujemy. To oczywiste, Ŝe wewczesnej fazie ewolucji jakiś proces musiałprzyciąć halo do obecnych rozmiarów

Ortwin Gerhard

VLT bada rozmiary wielkiej galaktyki M87

Wykorzystując teleskop ESO VLT (Very Large Telescope) astronomowie zmierzyli rozmiary ogromnejgalaktyki z katalogu Messier - M87. Ku ich zaskoczeniu okazało się, Ŝe zewnętrzne obszary galaktykizostały usunięte w wyniku działania nieznanego procesu. Ponadto pomiary wykazały, Ŝe M87 jest nakursie kolizyjnym z inną galaktyką gęstej i niezwyklej dynamicznej gromady Panny (Virgo Cluster).

Nowe obserwacje M87 wykazały, Ŝe halogwiazd otaczających M87 zostało'przycięte' w odległości około półmiliona lat świetlnych od centrumgalaktyki. Choć halo to ma rozmiarymniej więcej trzykrotnie większe niŜ tego,które otacza Drogę Mleczną, toastronomowie spodziewali się znaczniewiększego halo wokół M87. Natomiastpoza jego granicami znajduje się tylkonieznaczna liczba gwiazdintergalaktycznych.

"To zaskakujący wynik "- komentujeOrtwin Gerhard, współautor publikacjiprezentującej wyniki na łamachAstronomy and Astrophysics. -" Modelenumeryczne przewidywały, iŜ halo wokółM87 powinny

być kilka razy większe niŜ to coobserwujemy. To oczywiste, Ŝe wewczesnej fazie ewolucji jakiś procesmusiał przyciąć halo do obecnychrozmiarów."

Zespół wykorzystał wysoce efektywnyspektrograf FLAMES zainstalowany nateleskopie ESO VLT w ObserwatoriumParanal w Chile by wykonać ultradokładne pomiary grupy mgławicplanetarnych na obrzeŜach M87 i wprzestrzeni międzygalaktycznej wgromadzie galaktyk Panny (do którejnaleŜy takŜe M87). SpektrografFLAMES pozwala uzyskać widmawielu źródeł zgromadzonych napowierzchni zbliŜonej do powierzchniKsięŜyca w pełni.

Nowe wyniki są niezwykłymosiągnięciem: światło docierające zmgławic planetarnych w gromadziePanny jest porównywalne z jasnością30 watowej Ŝarówki obserwowanej zodległości 6 milionów kilometrów(zawieszonej około 15 razy dalej odZiemi niŜ KsięŜyc). Dodatkowomgławice takie są dość rzadkie wobrębie gromady, więc nawet ze swoimduŜym polem widzenia FLAMES mógłdokonać jednoczesnych pomiarównajwyŜej kilkudziesięciu.

"To


76 z 101 2009-05-29 22:35

trochę jak szukanie igły w stogu siana...po ciemku "- mówi Magda Arnaboldi.-"FLAMES w połączeniu z VLT tonajlepszy instrument do tych badań."

LeŜąca w odległości około 50 milionówlat świetlnych gromada galaktyk Pannyto najbliŜsze takie zgrupowanie. Jeststosunkowo młody i rzadko zaludniony -zawierając kilkaset galaktyk odpodobnych Drodze Mlecznej poolbrzymie, masywne galaktykieliptyczne.

Astronomowie sugerują kilkamoŜliwych wyjaśnień obserwowanego"przycięcia" M87. Być moŜeodpowiedzialny jest kolaps ciemnejmaterii w obrębie gromady lubzderzenie z galaktyką M84 okołomiliarda lat temu. "W tej chwili niepotrafimy wskazać właściwegomechanizmu "- mówi Arnaboldi. -" Dotego potrzebne będą obserwacjeznacznie większej liczby mgławicplanetarnych wokół M87."

To czego naukowcy są pewni to fakt, ŜeM87 i M86 znajdują się na kursiekolizyjnym. "Prawdopodobnieobserwujemy je w fazie tuŜ przed bliskąmijanką "- mówi Gerhard. -" GromadaPanny to wciąŜ

niezwykle dynamiczne miejsce, wktórym w ciągu następnych miliardówlat rozmaite procesy nadal będąnadawać kształt galaktykom."

Źródło:

Michelle Doherty et al.: “TheEdge of the M87 Halo and theKinematics of the Diffuse Lightin the Virgo Cluster Core”,Astronomy and AstrophysicsESO: Giant Galaxy Messier 87finally sized upIlustracja: Chris Mihos (CaseWestern ReserveUniversity)/ESO

Original press release follows:Giant Galaxy Messier 87 finally sizedup

Using ESO's Very Large Telescope,astronomers have succeeded inmeasuring the size of giant galaxyMessier 87 and were surprised to findthat its outer parts have been strippedaway by still unknown effects. Thegalaxy also appears to be on a collisioncourse with another giant galaxy in thisvery dynamic cluster.

The new observations reveal thatMessier

87’s halo of stars has been cut short,with a diameter of about a million light-years, significantly smaller thanexpected, despite being about threetimes the extent of the halo surroundingour Milky Way [1]. Beyond this zoneonly few intergalactic stars are seen.

“This is an unexpected result,” saysco-author Ortwin Gerhard. “Numericalmodels predict that the halo aroundMessier 87 should be several timeslarger than our observations haverevealed. Clearly, something must havecut the halo off early on.”

The team used FLAMES, the super-efficient spectrograph at ESO’s VeryLarge Telescope at the ParanalObservatory in Chile, to make ultra-precise measurements of a host ofplanetary nebulae in the outskirts ofMessier 87 and in the intergalacticspace within the Virgo Cluster ofgalaxies, to which Messier 87 belongs.FLAMES can simultaneously takespectra many sources, spread over anarea of the sky about the size of theMoon.

The


77 z 101 2009-05-29 22:35

new result is quite an achievement. The observed light from aplanetary nebula in the Virgo Cluster is as faint as that from a30-Watt light bulb at a distance of about 6 million kilometres(about 15 times the Earth–Moon distance). Furthermore,planetary nebulae are thinly spread through the cluster, so evenFLAMES’s wide field of view could only capture a few tensof nebulae at a time.

“It is a little bit like looking for a needle in a haystack, but inthe dark”, says team member Magda Arnaboldi. “TheFLAMES spectrograph on the VLT was the best instrument forthe job”.

At a distance of approximately 50 million light-years, theVirgo Cluster is the nearest galaxy cluster. It is located in theconstellation of Virgo (the Virgin) and is a relatively youngand sparse cluster. The cluster contains many hundreds ofgalaxies, including giant and massive elliptical galaxies, aswell as more homely spirals like our own Milky Way.

The

astronomers have proposed several explanations for thediscovered “cut-off” of Messier 87’s, such as collapse of darkmatter nearby in the galaxy cluster. It might also be that anothergalaxy in the cluster, Messier 84, came much closer to Messier87 in the past and dramatically perturbed it about a billionyears ago. “At this stage, we can’t confirm any of thesescenarios,” says Arnaboldi. “We will need observations ofmany more planetary nebulae around Messier 87”.

One thing the astronomers are sure about, however, is thatMessier 87 and its neighbour Messier 86 are falling towardseach other. “We may be observing them in the phase justbefore the first close pass”, says Gerhard. “The Virgo Clusteris still a very dynamic place and many things will continue toshape its galaxies over the next billion years.”


78 z 101 2009-05-29 22:35

Zderzenie, które miliony lat temu wyrzeźbiłokrater Victoria, stworzyło wyjątkowe miejsce doprzeprowadzenia badań, które moŜliwe byływytrzymałość łazika

Steve Squyres

Łazik NASA bada historię zmian klimatu zapisaną wmarsjańskim kraterze

Jeden z dwóch łazików NASA prowadzących badania na powierzchni Marsa zbadał zapis zmianklimatu spisany w ścianach marsjańskiego krateru. Od września 2006 roku do sierpnia 2008 rokurobot Opportunity zbadał krawędzie i wnętrze krateru Victoria. NajwaŜniejsze odkrycia zostałyzebrane i opublikowane w majowym wydaniu magazynu Science. Wyniki te potwierdzają orazposzerzają wiedzę na temat przeszłego klimatu czerwonej planety uzyskaną podczas badań dwóchmniejszych kraterów w 2004 roku.

Badania ukazują rolę wody i wiatru - zdanych wynika między innymi iŜ wobszarze tym w ciągu miliardów latpojawiała się, by potem znikać, woda.Oddziaływanie wiatru trwało znaczniedłuŜej, tworząc wydmy usypywane wokresach pomiędzy epizodamizalewowymi. Procesy te nadal kształtująlokalną topografię. Wokół krateru stromeklify i łagodne alkowy występują naprzemian wokół obwodu mierzącego 0,8km średnicy krateru. Kształt krawędzisugeruje, Ŝe krater oryginalnie miałmniejszą średnicę, jednak zostałstopniowo poszerzony w wyniku erozjiwietrznej.

"To co w kraterze Victoria przyciągnęłonaszą uwagę to gruby przekrój warstwskalnych dostępnych do badań

"- mówi Steve Squyres z UniwersytetuCornell w Ithaca. -"Zderzenie, któremiliony lat temu wyrzeźbiło kraterVictoria, stworzyło wyjątkowe miejscedo przeprowadzenia badań, któremoŜliwe były wytrzymałość łazika."

Wykonując zdjęcia krawędzi i wnętrzakrateru Opportunity zbadał warstwyskalne w klifach wokół krateru, w tymściany o wysokości przekraczającej 10metrów. Według autorów publikacjiwidać w nich dowody, iŜ skały tepowstały z przemieszczających sięwydm, które następnie zostałyutwardzone do postaci piaskowca.

Instrumenty na roboczym ramieniułazika zbadały strukturę i szczegółyfaktury skał na zewnątrz krateru jakrównieŜ odkryte warstwy w zagłębieniunazwanym przez naukowców Duck Bay.Wśród skał odkrytych obok krateruznaleziono fragmenty meteorytu, byćmoŜe tego, który utworzył krater. Inneskały na krawędzi zostałynajprawdopodobniej wydobyte z głębiniecki w trakcie uderzenia. W skałachtych odkryto bogate w Ŝelazo kulki -sferule - które zespół nazwał


79 z 101 2009-05-29 22:35

jagódkami, gdy pierwszy raz zobaczonoje na zdjęciach przesłanych przezOpportunity w 2004 roku. NaukowcyuwaŜają iŜ kulki te powstają w wynikudziałania wody przesączającej się przezskały. PoniewaŜ w głębszych warstwachodnajduje się większe kulki niŜ wpłytszych naukowcy sądzą, Ŝeoddziaływanie wód gruntowych byłointensywniejsze na większychgłębokościach.

W Duck Bay łazik wykrył iŜ niŜszewarstwy skalne róŜnią się od wyŜejpołoŜonych - zawierają mniej Ŝelaza isiarki, a więcej krzemu i aluminium.Zmiany składu odpowiadajązauwaŜonym wcześniej w mniejszymkraterze Endurance, oddalonym o 6 kmod krateru Victoria. Wskazuje to, iŜprocesy zmian środowiska zapisane wskałach miały charakter regionalny a niejedynie lokalny.

Pierwsze badania Opportunity wskazałyinterakcję skał wulkanicznych z kwaśnąwodą tworzącą sole siarczanowe. Suchypiasek wzbogacony w te sole utworzyłwydmy, które w wyniku oddziaływaniawody zostały utwardzone tworzącpiaskowce. Dalsze oddziaływanie

wody wytworzyło bogate w Ŝelazosferule, zmiany minerologiczne orazpory pozostałe po kryształachwypłukanych przez wodę.

Meteoryt wybił w skałach otwór ośrednicy około 600 metrów i głębokości125. Erozja wiatrowa zerodowała jegokrawędzie i częściowo go wypełniłaposzerzając jego średnicę o około 25 %i redukując głębokość o 40 %.

Po opuszczeniu krateru Victoria osiemmiesięcy temu łazik Opportunity powoliwędruje w stronę około 20 razywiększego krateru Endeavour. Na raziepokonał 1/5 odległości szacowanej na16 km.

Źródło:

JPL: NASA Rover SeesVariable Environmental Historyat Martian Crater upIlustracjat: NASA/JPL-Caltech

Original press release follows:NASA Rover Sees VariableEnvironmental History at MartianCrater

One of NASA's two Mars rovers hasrecorded a compelling saga ofenvironmental changes that

occurred over billions of years at aMartian crater.

The Mars rover, Opportunity, surveyedthe rim and interior of Victoria Crater onthe Red Planet from September 2006through August 2008. Key findings fromthat work, reported in the May 22edition of the journal Science, reinforceand expand what researchers learnedfrom Opportunity's exploration of twosmaller craters after landing on Mars in2004.

The rover revealed the effects of windand water. The data show waterrepeatedly came and left billions ofyears ago. Wind persisted much longer,heaping sand into dunes between ancientwater episodes. These activities stillshape the landscape today. At Victoria,steep cliffs and gentler alcoves alternatearound the edge of a bowl about 0.8kilometers (half a mile) in diameter. Thescalloped edge and other featuresindicate the crater once was smaller thanit is today, but wind erosion haswidened it gradually.

"What drew us to Victoria Crater is thethick cross-section


80 z 101 2009-05-29 22:35

of rock layers exposed there," saidSteve Squyres of Cornell University inIthaca, N.Y. Squyres is the principalinvestigator for the science payloads onOpportunity and its twin rover, Spirit."The impact that excavated the cratermillions of years ago provided a goldenopportunity, and the durability of therover enabled us to take advantage ofit."

Imaging the crater's rim and interior,Opportunity inspected layers in the cliffsaround the crater, including layeredstacks more than 10 meters (30 feet)thick. Distinctive patterns indicate therocks formed from shifting dunes thatlater hardened into sandstone, accordingto Squyres and 33 co-authors of thefindings.

Instruments on the rover's arm studiedthe composition and detailed texture ofrocks just outside the crater and exposedlayers in one alcove called "Duck Bay."Rocks found beside the crater includepieces of a meteorite, which may havebeen part of the impacting space rockthat made the crater.

Other

rocks on the rim of the crater apparentlywere excavated from deep within itwhen the object hit. These rocks bear atype of iron-rich small spheres, orspherules, that the rover team nicknamed"blueberries" when Opportunity firstsaw them in 2004. The spherules formedfrom interaction with water penetratingthe rocks. The spherules in rocks deeperin the crater are larger than those inoverlying layers, suggesting the action ofgroundwater was more intense at greaterdepth.

Inside Duck Bay, the rover found that, insome ways, the lower layers differ fromoverlying ones. The lower layersshowed less sulfur and iron, morealuminum and silicon. This compositionmatches patterns Opportunity foundearlier at the smaller Endurance Crater,about 6 kilometers (4 miles) away fromVictoria, indicating the processes thatvaried the environmental conditionsrecorded in the rocks were regional, notjust local.

Opportunity's first observations showedinteraction of volcanic rock with acidic

water to produce sulfate salts. Dry sandrich in these salts blew into dunes.Under the influence of water, the duneshardened to sandstone. Further alterationby water produced the iron-richspherules, mineral changes and angularpores left when crystals dissolved away.

A rock from space blasted a hole about600 meters (2,000 feet) wide and 125meters (400 feet) deep. Wind erosionchewed at the edges of the hole andpartially refilled it, increasing thediameter by about 25 percent andreducing the depth by about 40 percent.

Since leaving Victoria Crater abouteight months ago, Opportunity has beenon its way to study a crater namedEndeavour that is about 20 times biggerthan Victoria. The rover has drivenabout one-fifth of what could be a16-kilometer (10-mile) trek to this newdestination.

The twin rovers, Spirit and Opportunity,continue to produce scientific resultswhile operating far beyond their designlife. The mission, designed to last 90days, celebrated its fifth anniversary inJanuary. Both rovers show signs ofaging but are still capable of explorationand scientific discovery.


81 z 101 2009-05-29 22:35

Wygląda na to, Ŝe obiekt ten przełączył się zestanu LMXB do stanu bycia pulsarem, po tymjak przeŜył epizod, w którym materiał pobieranysą towarzyszącej mu gwiazdy utworzył dyskakrecyjny wokół gwiazdy neutronowej. Gdytransfer masy dobiegł końca, dysk znikł i pojawiłsię pulsar

Scott Ransom

Brakujące ogniwo odkrywa zagadkę szybko wirującychpulsarów

Astronomowie odkryli unikalny układ podwójny stanowiący "brakujące ogniwo" procesu, który jakuwaŜają, prowadzi do narodzin najszybciej wirujących gwiazd Wszechświata - pulsarówmilisekundowych. "Od dłuŜszego czasu mieliśmy teoretyczny model procesu nakręcającego te pulsary,a ten system zdaje się ukazywać ten proces w akcji "- mówi Anne Archibald z Uniwersytetu McGill wMontrealu w Kanadzie.

Pulsary to supergęste gwiazdyneutronowe - pozostałości po wybuchachsupernowych, które kończą Ŝyciemasywnych gwiazd. Ich potęŜne polamagnetyczne tworzą snopypromieniowania elektromagnetycznego -światła i fal radiowych, które oświetlająotoczenie w trakcie rotacji gwiazdy.Większość z nich wiruje kilka dokilkudziesięciu razy na sekundę,zwalniając powoli w ciągu tysięcy lat.Jednak niektóre - pulsary milisekundowe- wirują setki razy na sekundę.Astronomowie sądzą, iŜ szybka rotacjajest efektem transferu materii z gwiazdytowarzyszącej

pulsarowi, prowadzącym dorozkręcania pulsara. Materia takapowinna utworzyć płaski wirujący dyskwokół pulsara okresowo powodujączanik promieniowania radiowego. Wtrakcie zmniejszania się ilości materiiopadającej na gwiazdę neutronową, awreszcie zaniku jej, obiekt ponownierozpocząłby nadawanie w paśmieradiowym i został rozpoznany jakopulsar.

Taka właśnie sekwencja zdarzenń miałamiejsce w układzie podwójnymoddalonym około 4000 lat świetlnychod Ziemi. Milisekundowy pulsar J1023został odkryty przez radioteleskop NSFRobert C. Byrd Green Bank Telescope

(GBT) w 2007 roku w trakcieprzeglądu nieba prowadzonego przezastronomów z Uniwersytetu ZachodniejVirginii i oraz NarodowegoObserwatorium Radioastronomicznego(NRAO)

Astronomowie odkryli Ŝe obiekt byłwcześniej obserwowany przez szeregradioteleskopowy Very Large Array(VLA) w trakcie obserwacji w 1998roku oraz obserwowany w paśmiewidzialnym w 1999 roku w przeglądzieSloana (Sloan Digital


82 z 101 2009-05-29 22:35

Sky Survey - SDSS), w którymzidentyfikowano w nim podobną doSłońca gwiazdę.

W trakcie obserwacji z 2000 rokuobiekt uległ dramatycznym zmianomwykazują istnienie wirującego dyskumaterii - dysku akrecyjnego -otaczającego gwiazdę neutronową. Wmaju 2002 roku dysk znikł.

"To dziwne zachowanie stanowiłozagadkę i wysunięto kilka róŜnych teoriiwyjaśniających obserwowane zmiany "-mówi Ingrid Stairs z UniwersytetuBritish Columbia. Obserwacjewykonane przez GBT w 2007 rokuznalazły w tym miejscu milisekundowypulsar wirujący 592 razy na sekundę.

"śaden pulsar milisekundowy wcześniejnie dostarczył dowodów istnienia dyskuakrecyjnego "- mówi Archibald.-"Znamy inną klasę układówpodwójnych, niskiej masyrentgenowskie układy podwójne (LMXB- low-mass X-ray binary) zawierająceszybko wirującą gwiazdę neutronowąoraz dysk akrecyjny, jednak układy tenie generują promieniowaniaradiowego. Sądziliśmy Ŝe LMXB są byćmoŜe w trakcie nakręcania i Ŝe późniejrozpoczną

emisję fal radiowychcharakterystycznych dla pulsarów.Obserwowany właśnie obiekt wydajesię być brakującym ogniwem pomiędzytymi klasami systemów."

"Wygląda na to, Ŝe obiekt ten przełączyłsię ze stanu LMXB do stanu byciapulsarem, po tym jak przeŜył epizod, wktórym materiał pobierany sątowarzyszącej mu gwiazdy utworzyłdysk akrecyjny wokół gwiazdyneutronowej. Gdy transfer masy dobiegłkońca, dysk znikł i pojawił się pulsar "-mówi Scott Ransom z NRAO.

Astronomowie szczegółowo zbadaliJ1023 wykorzystując radioteleskopyGBT, Westerbork w Holandii, Arecibow Puerto Rico oraz Parkes w Australii.Wyniki badań wskazują, Ŝe gwiazdtowarzysząca ma masą o połowęmniejszą od Słońca i okrąŜa gwiazdęneutronową co godzinę i 45 minut."System ten to niezwykłe kosmicznelaboratorium umoŜliwiające badanieewolucji milisekundowych pulsarów "-mówi Stairs. Maura McLaughlin zUniwersytetu Zachodnie Wirginii dodaje:- "przyszłe obserwacje systemu wróŜnych zakresach widma z pewnością

dostarczą wielu niespodzianek."

Źródło:

National Radio AstronomyObservatory: "Missing Link"Revealing Fast-Spinning PulsarMysteriesMcGill University: The cosmosis green: Researchers catchnature in the act of “recycling” astarCSIRO: Astronomers catch astar being revved-upIlustracjat: Bill Saxton,NRAO/AUI/NSF

Original press release follows:"Missing Link" RevealingFast-Spinning Pulsar Mysteries

Astronomers have discovered a uniquedouble-star system that represents a"missing link" stage in what they believeis the birth process of the most rapidly-spinning stars in the Universe --millisecond pulsars.

"We've thought for some time that weknew how these pulsars get


83 z 101 2009-05-29 22:35

'spun up' to rotate so swiftly, and thissystem looks like it's showing us theprocess in action," said Anne Archibald,of McGill University in Montreal,Canada.

Pulsars are superdense neutron stars, theremnants left after massive stars haveexploded as supernovae. Their powerfulmagnetic fields generate lighthouse-likebeams of light and radio waves thatsweep around as the star rotates. Mostrotate a few to tens of times a second,slowing down over thousands of years.

However, some, dubbed millisecondpulsars, rotate hundreds of times asecond. Astronomers believe the fastrotation is caused by a companion stardumping material onto the neutron starand spinning it up. The material from thecompanion would form a flat, spinningdisk around the neutron star, and duringthis period, the radio wavescharacteristic of a pulsar would not beseen coming from the system. As theamount of matter falling onto the neutronstar decreased and stopped, the radiowaves could emerge,

and the object would be recognized as apulsar.

This sequence of events is apparentlywhat happened with a binary-star systemsome 4000 light-years from Earth. Themillisecond pulsar in this system, calledJ1023, was discovered by the NationalScience Foundation's (NSF) Robert C.Byrd Green Bank Telescope (GBT) inWest Virginia in 2007 in a survey led byastronomers at West Virginia Universityand the National Radio AstronomyObservatory (NRAO).

The astronomers then found that theobject had been detected by NSF's VeryLarge Array (VLA) radio telescopeduring a large sky survey in 1998, andhad been observed in visible light by theSloan Digital Sky Survey in 1999,revealing a Sun-like star.

When observed again in 2000, the objecthad changed dramatically, showingevidence for a rotating disk of material,called an accretion disk, surrounding theneutron star. By May of 2002, theevidence for this disk had disappeared.

"This strange behavior puzzledastronomers,

and there were several different theoriesfor what the object could be," saidIngrid Stairs of the University of BritishColumbia, who has been visiting theAustralia Telescope National Facilityand Swinburne University this year.

The 2007 GBT observations showedthat the object is a millisecond pulsar,spinning 592 times per second.

"No other millisecond pulsar has evershown evidence for an accretion disk,"Archibald said. "We know that anothertype of binary-star system, called alow-mass X-ray binary (LMXB), alsocontains a fast-spinning neutron star andan accretion disk, but these don't emitradio waves. We've thought that LMXBsprobably are in the process of gettingspun up, and will later emit radio wavesas a pulsar. This object appears to bethe 'missing link' connecting the twotypes of systems," she explained.

"It appears this thing has flipped fromlooking like an LMXB to looking like apulsar, as it experienced an episodeduring which material pulled from


84 z 101 2009-05-29 22:35

the companion star formed an accretion disk around the neutron star. Later, that mass transfer stopped, the disk disappeared, andthe pulsar emerged," said Scott Ransom of the NRAO.

The scientists have studied J1023 in detail with the GBT, with the Westerbork radio telescope in the Netherlands, with theArecibo radio telescope in Puerto Rico, and with the Parkes radio telescope in Australia. Their results indicate that the neutronstar's companion has less than half the Sun's mass, and orbits the neutron star once every four hours and 45 minutes.

"This system gives us an unparalled 'cosmic laboratory' for studying how millisecond pulsars evolve," Stairs said. MauraMcLaughlin, of West Virginia University, agrees: "Future observations of this system at radio and other wavelengths are sure tohold many surprises."

Archibald, Ransom, Stairs and McLaughlin are members of an international scientific team with representatives from McGillUniversity, the University of British Columbia, the NRAO, West Virginia University, and others. The scientists announced theirdiscovery in the May 21 online issue of the journal Science.

The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperativeagreement by Associated Universities, Inc.


85 z 101 2009-05-29 22:35

X-shooter odkryje najodleglejsze błyskigamma, czyli, inymi słowami, pierwsze obiekty,jakie powstały w młodym Wszechświecie

François Hammer

X-shooter - Najwydajnieszy spektrograf na południowejpółkuli

Bardzo Wielki Teleskop (VLT - Very Large Telescope) Europejskiego Obserwatorium Południowego(ESO) został wyposaŜony w pierwszy z planowanych instrumentów drugiej generacji - spektroskopX-shooter. Spektroskop ten umoŜliwia rejestrację wyjątkowo szerokiego obszaru widma w trakciejednej ekspozycji - od promieniowania ultrafioletowego po bliską podczerwień. Ten unikalny nowyinstrument będzie szczególnie przydatny podczas badana najdalej zachodzących eksplozji - błyskówgamma.

"X-shooter daje nam moŜliwościniespotykane wśród astronomicznychinstrumentów zainstalowanych na duŜychteleskopach "- mówi Sandro D'Odorico,który koordynuje europejskie konsorcjumnaukowców i inŜynierów, którzyzbudowali ten niezwykły instrument. -"Do tej pory, aby uzyskać tak szerokiewidmo, konieczne było wykonanieobserwacji za pomocą róŜnychinstrumentów zainstalowanych na róŜnychteleskopach, co znacznie utrudniałoporównywanie danych. Bowiem mimotego, Ŝe pochodziły od jednego obiektu,były wykonywane w róŜnych momentachczasu i w odmiennych warunkachatmosferycznych."

X-shooter zbiera ciągłe widmo odultrafioletu (300 nm) do bliskiejpodczerwieni (2400 nm) jednocześnie,

wychwytując blisko połowę światładocierającego przez atmosferę doteleskopu: -" Biorąc wszystko poduwagę, X-shooter pozwoli nam na conajmniej trzykrotne oszczędnościcennego czasu obserwacyjnego ajednocześnie otworzy nowe moŜliwościbadania wielu nadal słabozrozumianych źródeł na niebie "-dodaje D'Odorico.

Nazwa waŜącego 2,5 tony instrumentuzostała wybrana by podkreślić jegozdolność wysoce efektywnego zbieraniadanych pochodzących ze źródeł, którychnatura jest mało przewidywalna. TemoŜliwości są szczególnie waŜnepodczas badań błysków gamma -powstających w wynikunajgwałtowniejszych eksplozji weWszechświecie. Dotychczas niezbędnebyło określenie przybliŜonej odległoścido celu takiego błysku, na podstawiektórego wybierano właściweinstrumenty do badań. DziękiX-shooterowi astronomowie będąmogli pominąć ten krok. A to istotne,bowiem poświaty błysków gamma,których obserwacja jest kluczowa dlazrozumienia natury tych zdarzeń, bardzoszybko zanikają.

"Jestem


86 z 101 2009-05-29 22:35

przekonany, Ŝe X-shooter odkryjenajodleglejsze błyski gamma, czyli,inymi słowami, pierwsze obiekty, jakiepowstały w młodym Wszechświecie "-mówi François Hammer.

X-shooter został zbudowany przezkonsorcjum 11 instytutów w Danii,Francji, Włoszech i w Holandii wraz zESO. Instrument został zamontowany nateleskopie pod koniec 2008 roku, apierwsze obserwacje w pełnejkonfiguracji urządzenia wykonano 14marca 2009 roku. X-shooter dostarczyłjeŜ danych dla gwiazd o niskiejzawartości metali, rentgenowskichukładów podwójnych, odległychgalaktyk i kwazarów, oraz mgławiczwiązanych z Eta Kila oraz supernową1987A, jak równieŜ odległego błyskugamma, który miał miejsce w trakcieuruchamiania urządzenia.

Źródło:

ESO: Most EfficientSpectrograph to Shoot theSouthern SkiesIlustracjat: ESO

Original press release follows:Most Efficient Spectrograph

to Shoot the Southern Skies

ESO’s Very Large Telescope —Europe’s flagship facility forground-based astronomy — has beenequipped with the first of its secondgeneration instruments: X-shooter. It canrecord the entire spectrum of a celestialobject in one shot — from the ultravioletto the near-infrared — with highsensitivity. This unique new instrumentwill be particularly useful for the studyof distant exploding objects calledgamma-ray bursts.

“X-shooter offers a capability that isunique among astronomical instrumentsinstalled at large telescopes,” saysSandro D’Odorico, who coordinated theEurope-wide consortium of scientistsand engineers that built this remarkableinstrument. “Until now, differentinstruments at different telescopes andmultiple observations were needed tocover this kind of wavelength range,making it very difficult to compare data,which, even though from the sameobject,

could have been taken at different timesand under different sky conditions.”

X-shooter collects the full spectrumfrom the ultraviolet (300 nm) to thenear-infrared (2400 nm) in parallel,capturing up to half of all the light froman object that passes through theatmosphere and the various elements ofthe telescope. “All in all, X-shooter cansave us a factor of three or more interms of precious telescope time andopens a new window of opportunity forthe study of many, still poorlyunderstood, celestial sources,” saysD’Odorico.

The name of the 2.5-ton instrument waschosen to stress its capacity to capturedata highly efficiently from a sourcewhose nature and energy distribution arenot known in advance of theobservation. This property isparticularly crucial in the study ofgamma-ray bursts, the most energeticexplosions known to occur in theUniverse (ESO 17/09). Until now, arough estimate of the distance of thetarget was needed, so as to


87 z 101 2009-05-29 22:35

know which instrument to use for a detailed study. Thanks toX-shooter, astronomers won’t have to go through this firstobserving step. This is particularly relevant for gamma-raybursts, which fade away very quickly and where being fast isthe key to understanding the nature of these elusive cosmicsources.

“I am very confident that X-shooter will discover the mostdistant gamma-ray bursts in the Universe, or in other words,the first objects that formed in the young Universe,” saysFrançois Hammer, who leads the French efforts in X-shooter.

X-shooter was built by a consortium of 11 institutes inDenmark, France, Italy and the Netherlands, together withESO. In total 68 person-years of work by engineers,technicians and astronomers and a global budget of six millionEuros were required. The development time was remarkablyfast for a project of this complexity, which was completed injust over five years, starting from the kick-off meeting held inDecember

2003.

“The success of X-shooter and its relatively short completiontime are a tribute to the quality and dedication of the manypeople involved in the project,” says Alan Moorwood, ESODirector of Programmes.

The instrument was installed at the telescope at the end of2008 and the first observations in its full configuration weremade on 14 March 2009, demonstrating that the instrumentworks efficiently over the full spectral range withunprecedented resolution and quality. X-shooter has alreadyproved its full capability by obtaining the complete spectra oflow metallicity stars, of X-ray binaries, of distant quasars andgalaxies, of the nebulae associated with Eta Carinae and thesupernova 1987A, as well as with the observation of a distantgamma-ray burst that coincidently exploded at the time of thecommissioning run.

X-shooter will be offered to the astronomical community from1 October 2009. The instrument is clearly answering a need inthe scientific community as about 150 proposals werereceived for the first runs of X-shooter, for a total of 350observing nights, making it the second most requestedinstrument at the Very Large Telescope in this period.


88 z 101 2009-05-29 22:35

Zarówno gradiometr - mierzący opóratmosferyczny - jak i napęd jonowywspółpracują bezbłędnie. Wstępne danewskazują, Ŝe system kompensacji oporów jestdziesięciokrotnie precyzyjniejszy niŜoczekiwaliśmy

Michael Fehringer

Misja GOCE osiąga równowagę dynamiczną

Misja grawitacyjna Europejskiej Agencji Kosmicznej GOCE jako pierwsza w historii sonda dziękiwykorzystaniu zaawansowanego elektrycznego systemu napędu osiągnęła równowagę dynamicznąopierając się tarciu resztek atmosfery ziemskiej. Osiągnięcie tego stanu jest konieczne do uzyskanianajdokładniejszych danych grawitacyjnych naszej planety.

"Jestem niezwykle zadowolona, Ŝe misjaGOCE moŜe po raz kolejny pokazać cośnowego - wcześniej zademonstrowaliśmypierwsze gradiometry umieszczone naorbicie "- mówi Volker Liebig, dyrektorprogramu badań Ziemi ESA (EarthObservation Programmes).

Satelita GOCE () został umieszczony naorbicie 17 marca i przechodzi procesuruchamiania. Misja ma za zadaniestworzenie wysokiej precyzji mapziemskiej grawitacji. W tym celukonieczne było umieszczenie satelity namoŜliwie jak najniŜszej orbicie - tamgdzie sygnał grawitacyjny byłnajsilniejszy. Jednocześnie oznaczało toumieszczenie satelity

w obszarze, gdzie resztki atmosferyziemskiej pozostają stosunkowo gęste.

Aby zapewnić dokładność pomiarówgrawitacyjnych, satelita musipozostawać w stabilnym stanie"swobodnego spadania". Jakiekolwiekoddziaływania resztek atmosfery nawysokości 250 km potencjalniemogłoby uniemoŜliwić uzyskaniedanych. Było to technologicznewyzwanie - nie tylko kształt satelitymusiał być aerodynamiczny, alekonieczne było takŜe zaprojektowaniesystemu napędowego, który byłby wstanie w sposób ciągły inatychmiastowy kompensować tarcieatmosferyczne.

W tym celu GOCE został wyposaŜonyw elektryczny silnik jonowy generującysiłę napędową w wynikuprzyspieszania naładowanych cząstekksenonu. System w sposób ciągłygeneruje od 1 do 20 milinewtonów wzaleŜności od oporu na jaki napotykasatelita.

Źródło:

ESA: GOCE achieves drag-freeperfectionIlustracjat: ESA - AOESMedialab

Original


89 z 101 2009-05-29 22:35

press release follows:GOCE achieves drag-free perfection

ESA's gravity mission GOCE hasachieved a first in the history of satellitetechnology. The sophisticated electricpropulsion system has shown that it isable to keep the satellite completely freefrom drag as it cuts through the remnantsof Earth's atmosphere – paving the wayfor the best gravity data ever.

Volker Liebig, ESA's Director of EarthObservation Programmes commented, "Iam very pleased to see another worldpremier by GOCE, after having alreadydemonstrated the first gradiometertechnology ever flown in space."

Launched on 17 March and currentlyprogressing through the commissioningphase, GOCE (Gravity field andsteady-state Ocean CirculationExplorer) is set to measure Earth'sgravity field with unprecedentedaccuracy. However, to do this meansthat the satellite has to orbit Earth aslow as possible where the gravitationalsignal is stronger, but also where the

fringes of the atmosphere remain.

To ensure that the gravity measurementstaken by GOCE are of true gravity, thesatellite has to be kept stable and in'free-fall'. Any buffeting from residualair the satellite encounters along itsorbital altitude of just 250 km couldpotentially drown the gravity data. Thisposed a technological challenge – thesatellite structure had to be asaerodynamic as possible and a systemhad to be developed that wouldcontinually and instantaneouslycompensate for variations in air drag.

Along with its sleek design, GOCE isable to achieve drag-free flight byemploying an electric ion propulsionsystem mounted at the back of thesatellite, relative to its direction offlight. Unlike conventional fuel-drivenengines, the system uses electrically-charged xenon to create a gentle thrust.The system continually generates tinyforces between 1 and 20 millinewtons(mN), depending on how much drag thesatellite experiences as it orbits Earth.

GOCE

was recently switched to drag-free modeas part of the commissioning andinstrument calibration activities. Thesystem was found to be workingperfectly, demonstrating that the electricion thruster-based control systemautomatically produces the right amountof thrust to achieve drag-free flight. Thiscould not be demonstrated at groundlevel before GOCE launched since it isimpossible to create exact in-orbit flightconditions in a laboratory.

Michael Fehringer, ESA's SystemManager for GOCE said, "We werevery pleased with the results when theion propulsion system and thegradiometer, which is the maininstrument, were commissionedseparately a couple of weeks ago. Now,both systems work together flawlessly –the gradiometer continually senses theair drag and feeds the ion-propulsionsystem with commands to producethrusts exactly opposite to the drag beingexperienced. Initial data indicate thatthis drag compensation system works 10times better than what


90 z 101 2009-05-29 22:35

we had expected."

Not only does this mean that GOCE will deliver clean gravity data but it also marks a significant step in satellite technology.GOCE is the first-ever mission to fly drag free in low-Earth orbit using an electric propulsion system. Other missions usingadvanced electric propulsion technology only have the system turned on for short periods of time. Once operational, GOCE'ssystem will be constantly compensating for the variations in air drag as it orbits Earth.

Rune Floberghagen, ESA's GOCE Mission Manager stated that, "Knowing that the drag-free control system works perfectlymeans we now have everything in place to carry out the complex process of calibrating the gradiometer instrument. Oncecalibration has been completed we will be able to see the true excellence of GOCE's gravity-field measurements."

Over its life of about 24 months, GOCE will map global variations in the gravity field with extreme detail and accuracy. Thiswill result in a unique model of the 'geoid', which is the surface of equal gravitational potential defined by the gravity field –crucial for deriving accurate measurements of ocean circulation and sea-level change, both of which are affected by climatechange. GOCE-derived data are also much needed to understand more about processes occurring inside the Earth and for use inpractical applications such as surveying and levelling.


91 z 101 2009-05-29 22:35

Delikatnie błękitna kropka to najlepszy obrazexoplanety typu ziemskiego, jaki moŜemyuzyskać wykorzystując najnowocześniejszy zplanowanych na najbliŜsze dekady teleskopów

Nicolas B. Cowan

Zespół EPOXI prezentuje nową metodę poszukiwaniaoceanów na exoplanetach

Astronomowie odnaleźli juŜ ponad 300 exoplanet, z których większość to gazowe olbrzymy podobne doJowisza, zbyt gorące lub zbyt zimne by na ich powierzchni mogło rozwinąć się Ŝycie, podobne donaszego. Jednak zapewne juŜ w niezbyt odległej przyszłości astronomowie znajdą exoplanetę zodpowiednimi warunkami - planetę o skalistej powierzchni, we właściwej odległości, by na jejpowierzchni mogła występować woda w stanie płynnym będąca podstawowym wymogiem powstaniaŜycia. Jednak zdjęcie tej planety będzie zaledwie słabym świetlnym punktem (zdjęcie Ziemi pokazaneobok wykonane zostało przez sondę Voyager z odległości 4 miliardów kilometrów) - jak zatemdowiemy się, czy na jej powierzchni znajduje się woda - i czy jest tam jej duŜo, tak jak w ziemskichoceanach?

Na zlecenie NASA naukowcy badającyZiemię z pokładu misji DeepImpact/EPOXI opracowali metodę, którama pomóc wskazać czy na exoplanetachistnieją oceany. "Delikatnie błękitnakropka to najlepszy obraz exoplanety typuziemskiego, jaki moŜemy uzyskaćwykorzystując najnowocześniejszy zplanowanych na najbliŜsze dekadyteleskopów "- mówi Nicolas B. Cowan zUniwersytetu Washington. -" Jak zatemocenimy, czy na jej powierzchni istniejąwarunki dla Ŝycia? JeŜeli będziemy wstanie wskazać, Ŝe znajdują się na niejoceany wody, to znacznie zwiększy toszanse, Ŝe na jej powierzchni powstałoŜycie. Wykorzystaliśmy teleskop HRI(High Resolution Imager)

na pokładzie sondy Deep Impact abyspojrzeć na Ziemię z odległościdziesiątek milionów kilometrów - zpunktu widzenia 'obcych' - istworzyliśmy metodę pozwalającą nawykrycie obecności oceanów jakowyniku analizy zmian światła Ziemi wtrakcie jej obrotu. Metoda ta moŜe byćwykorzystana do identyfikacjiexoplanet, na których powierzchniwystępują oceany."

Poza oceanami równieŜ inne czynnikimogą powodować, iŜ planeta jestbłękitna - na przykład Neptun jestniebieski, poniewaŜ w górnychwarstwach jego atmosfery występujemetan. "Jednak exoplaneta taka jakNeptun podczas badań proponowanąmetodą pozostaje stale niebieska, a tozmiany w paśmie niebieskim wskazująna istnienie oceanów "- mówi Cowan.-" Oczywiście moŜna wymyślićrozmaite scenariusze prowadzące dopowstania zmienności, jednak są onemało prawdopodobne."

"Ostatecznym potwierdzeniemwystępowania wody musiałoby byćuzyskanie odpowiednich danychspektrograficznych "- dodaje DrakeDerming, współautor badań


92 z 101 2009-05-29 22:35

z Centrum Lotów KosmicznychGoddarda. -" Jednak do uzyskaniatakiego widma konieczne będą duŜeteleskopy przyszłości, a póki co naszatechnika pozwala wskazać, które zplanet potencjalnie są pokryteoceanami."

Źródło:

NASA: EPOXI Team DevelopsNew Method to Find AlienOceansIlustracjat: NASA JPL

Original press release follows:EPOXI Team Develops New Methodto Find Alien Oceans

Astronomers have found more than 300alien (extrasolar) worlds so far. Most ofthese are gas giants like Jupiter, and areeither too hot (too close to their star) ortoo cold (too far away) to support life aswe know it.

Sometime in the near future, however,astronomers will probably find onethat's just right – a planet with a solidsurface that's the right distance for atemperature that allows liquid water --an essential ingredient in the recipe for

life.

But the first picture of this world will bejust a speck of light. How can we findout if it might have liquid water on itssurface? If it has lots of water – oceans– we are in luck.

NASA-sponsored scientists lookingback at Earth with the DeepImpact/EPOXI mission have developeda method to indicate whether Earth-likeextrasolar worlds have oceans.

"A 'pale blue dot' is the best picture wewill get of an Earth-like extrasolarworld using even the most advancedtelescopes planned for the next coupledecades," said Nicolas B. Cowan, of theUniversity of Washington. "So how dowe find out if it is capable of supportinglife? If we can determine that the planethas oceans of liquid water, it greatlyincreases the likelihood that it supportslife. We used the High ResolutionImager telescope on Deep Impact tolook at Earth from tens of millions ofmiles away -- an 'alien' point of view --and developed a method to indicate thepresence of oceans by analyzing

how Earth's light changes as the planetrotates. This method can be used toidentify extrasolar ocean-bearingEarths."

Cowan is lead author of a paper on thisresearch appearing in the August 2009issue of the Astrophysical Journal. Ourplanet looks blue all the time because ofRayleigh scattering of sunlight by theatmosphere, the same reason that the skyappears blue to us down on the surface,points out Cowan. "What we studied inthis paper was how that blue colorchanges in time: oceans are bluer thancontinents, which appear red or orangebecause land is most reflective at redand near-infrared wavelengths of light.Oceans only reflect much at blue (short)wavelengths," said Cowan.

The maps that the team created are onlysensitive to the longitudinal (East -West) positions of oceans andcontinents. Furthermore, theobservations only pick out what is goingon near the equator of Earth: the equatorgets more sunlight than higher latitudes,and the EPOXI spacecraft


93 z 101 2009-05-29 22:35

was above the equator when theobservations were taken. Theselimitations of viewing geometry couldplague observations of extrasolarplanets as well: "We could erroneouslysee the planet as a desert world if it hada nearly solid band of continents aroundits equator and oceans at its poles," saidCowan.

Other things besides water can make aplanet appear blue; for example, in oursolar system the planet Neptune is bluedue in part to the presence of methane inits upper atmosphere. "However, aNeptune-like world would appear as anunchanging blue using this technique,and again it's the changes in the bluecolor that reveal oceans to us," saidCowan. "There are some weirdscenarios you can dream up that don'tinvolve oceans but would lead tovarying patches of blue on a planet, butthese are not very plausible."

"A spectrum of the planet's light thatreveals the presence of water isnecessary to confirm the existence ofoceans," said Drake Deming, aco-author of the paper

at NASA's Goddard Space Flight Centerin Greenbelt, Md. Instruments thatproduce a spectrum are attached totelescopes and spread out light into itscomponent colors, like a prismseparates white light into a rainbow.Every element and molecule emits andabsorbs light at specific colors. Thesecolors can be used like a fingerprint toidentify them. "Finding the watermolecule in the spectrum of anextrasolar planet would indicate thatthere is water vapor in its atmosphere,making it likely that the blue patches wewere seeing as it rotates were indeedoceans of liquid water. However, it willtake future large space telescopes to geta precise spectrum of such distantplanets, while our technique can be usednow as an indication that they couldhave oceans," said Deming. Thetechnique only requires relatively crudespectra to get the intensity of light overbroad color ranges, according to theteam.

NASA's Deep Impact made historywhen the mission team directed animpactor from

the spacecraft into comet Tempel 1 onJuly 4, 2005. NASA recently extendedthe mission, redirecting the spacecraftfor a flyby of comet Hartley 2 on Nov. 4,2010. EPOXI is a combination of thenames for the two extended missioncomponents: a search for extrasolarplanets during the cruise to Hartley 2,called Extrasolar Planet Observationsand Characterization (EPOCh), and theflyby of comet Hartley 2, called theDeep Impact eXtended Investigation(DIXI). The University of Maryland isthe Principal Investigator institution,leading the overall EPOXI mission andDIXI. NASA Goddard leads the EPOChinvestigation. NASA's Jet PropulsionLaboratory, Pasadena, Calif., managesEPOXI for NASA's Science MissionDirectorate, Washington. The spacecraftwas built for NASA by Ball Aerospace& Technologies Corp., Boulder, Colo.


94 z 101 2009-05-29 22:35

Materia eksplodująca z okolic czarnej dziuryobserwowana przez Chandrę

Prezentowane, kompozytowe zdjęcie, ukazuje mały fragment głębokiego północnego pola teleskopurentgenowskiego Chandra, na którym w kolorze niebieskim ukazano dane zebrane przez Chandrę, ana czerwono - obraz uzyskany przez interferometr MERLIN (Multi-Element Radio LinkedInterferometer Network) - szereg połączonych radioteleskopów w Anglii. Dane optyczne zebrane wramach cyfrowego przeglądu nieba Sloana (SDSS - Sloan Digital Sky Survey) ukazano w kolorachbiałym, Ŝółtym i pomarańczowym.

Rozmyta niebieska poświata wokółobiektu w centrum obrazu to - wedługastronomów - zjawa utworzona przezogromną erupcję z supermasywnejczarnej dziury znajdującej się w jądrzeodległej galaktyki. Ten rentgenowskiduch, o symbolu katalogowym HDF 130- powstał, jako pozostałość popotęŜnych falach radiowychwytworzonych przez cząstkiprzemieszczające się od czarnej dziury zprędkościami bliskimi prędkościświatła. W miarę jak elektronywypromieniowują swą energię wwyniku interakcji z wszechobecnymifotonami pozostałymi po WielkimWybuchu wytwarzają promieniowanierentgenowskie. Zderzenia między tymielektronami a fotonami tła mogą nadaćfotonom na tyle wysoką energię abyprzemieścić je do pasmarentgenowskiego. Podobny do cygarakształt HDF 130 oraz jego długość,wynosząca około 2,2 milionów latświetlnych pasują do właściwościdŜetów radiowych.

HDF 130 leŜy w odległości ponad 10miliardów lat świetlnych i widzimy gotakiego, jakim był zaledwie 3 miliardylat po Wielkim

Wybuchu, kiedy galaktyki i czarnedziury powstawały w duŜych ilościach.Prawie dokładnie w centrumrentgenowskiej zjawy leŜy punktoweradioźródło wskazujące na obecnośćrosnącej czarnej dziury. To źródłopasuje do połoŜenia masywnejeliptycznej galaktyki (tutaj nie jest onapokazana). LeŜące w pobliŜy czerwoneobiekty w obrazie SDSS to inne,niepowiązane z HD 130 galaktyki,leŜące bliŜej Ziemi.

Źródło:

Chandra - HDF 130: GhostRemains After Black HoleEruptionIlustracjat: X-ray (NASA/CXC/IoA/A.Fabian et al.); Optical(SDSS), Radio (STFC/JBO/MERLIN)

Original press release follows:HDF 130: Ghost Remains After BlackHole Eruption

This is a composite image showing asmall region of the Chandra Deep FieldNorth. Shown in blue is a deep imagefrom the Chandra X-ray Observatoryand in red is an image from the Multi-Element Radio Linked InterferometerNetwork


95 z 101 2009-05-29 22:35

(MERLIN) an array of radio telescopes based in GreatBritain. An optical image from the Sloan Digital Sky Survey(SDSS) is shown in white, yellow and orange.

The diffuse blue object near the center of the image is believedto be a cosmic "ghost" generated by a huge eruption from asupermassive black hole in a distant galaxy. This X-ray ghost,a.k.a. HDF 130, remains after powerful radio waves fromparticles traveling away from the black hole at almost thespeed of light, have died off. As the electrons radiate awaytheir energy they produce X-rays by interacting with thepervasive sea of photons remaining from the Big Bang - thecosmic background radiation. Collisions between theseelectrons and the background photons can impart enoughenergy to the photons to boost them into the X-ray energy band.The cigar-like shape of HDF 130 and its length of about 2.2million light years are consistent with the properties of radiojets.

HDF 130 is over 10 billion light years away

and existed at a time 3 billion years after the Big Bang, whengalaxies and black holes were forming at a high rate. Near thecenter of the X-ray ghost is a radio point source indicating thepresence of a growing supermassive black hole. This sourcecorresponds to the location of a massive elliptical galaxyvisible in very deep optical images (not shown here). Thenearby red object in the SDSS image located immediatelyabove and to the right of the radio source is another, unrelatedgalaxy located closer to the Earth.


96 z 101 2009-05-29 22:35

Obserwacje wykonane przez Suzaku sąfascynujące bowiem w końcu pozwalają namzobaczyć jak gromady galaktyk, największepołączone grawitacyjnie obiekty Wszechświata,rosną i stają się jeszcze masywniejsze

Matt George

Suzaku tworzy pierwszy kompletny obraz rentgenowskigromady galaktyk

Wspólna amerykańsko-japońska misja badawcza Suzaku dostarcza nowych informacji na temat tegojak gromady złoŜone z tysięcy galaktyk utrzymują się razem. Dzięki misji po raz pierwszy wykrytoemitujący promieniowanie rentgenowskie gaz na obrzeŜach gromady, tam gdzie rozpoczyna siętrwająca miliardy lat podróŜ do centrum.

"Obserwacje wykonane przez Suzaku sąfascynujące bowiem w końcu pozwalająnam zobaczyć jak te struktury, największepołączone grawitacyjnie obiektyWszechświata, rosną i stają się jeszczemasywniejsze "- mówi Matt George zUniwersytetu Kalifornia w Berkeley,kierujący badaniami.

Od 11 do 14 maja 2007 roku zespółnakierował teleskop rentgenowski Suzakuna oddaloną o 1,3 miliarda lat świetlnychgromadę PKS 0745-191 leŜącą wpołudniowej konstelacji Rufy i uzyskałpięć zdjęć rozgrzanego do milionówstopni gazu, który wypełnia gromadę.

Badając gromadę w paśmierentgenowskim astronomowie mogązmierzyć temperaturę

i gęstość gazu, a dane te dostarczająinformacji na temat ciśnienia gazu orazcałkowitej masy gromady.Astronomowie sądzą, Ŝe gaz wwewnętrznej części gromady osiągnąłstan stabilnej równowagi względemgrawitacji gromady. To oznacza, Ŝenajgorętszy i najgęstszy jest w pobliŜucentrum gromady a jego gęstość itemperatura stopniowa spadają im dalejod centrum się znajduje.

W zewnętrznych obszarach gaz nieznajduje się w stanie równowagi, tambowiem materia nadal się zapada."Gromady to najmasywniejsze obiektyWszechświata i nadal się tworzą "-mówi członek zespołu z InstytutuAstronomii Cambridge, Andy Fabian.Odległość, na której porządek zostajezastąpiony przez chaos określa siępromieniem wirialnym.

Nowe badania po raz pierwszy ukazująpromieniowanie rentgenowskie orazgęstość i temperaturę gazu do - a nawetpoza - promień wirialny. "To pierwszykompletny obraz rentgenowski gromadygalaktyk "- mówi Fabian.

W obrębie PKS 0775-191 temperaturagazu osiąga maksimum


97 z 101 2009-05-29 22:35

(91 milionów stopni Celsjusza) wodległości 1,1 miliona lat świetlnych odcentrum gromady, następnie liniowospada do 25 milionów C w odległości5,6 miliona lat świetlnych od centrum.Wyniki te zostały opublikowane 11 majaw Monthly Notices of the Royal

Astronomical Society.

Wykrycie najbardziej zewnętrznychobszarów promieniowaniarentgenowskiego wymagałowykorzystania detektorów o niezwykleniskim szumie własnym. Zaawansowanedetektory rentgenowskie Suzaku, wpołączeniu z niską orbitą, umoŜliwiływykonanie obserwacji, bowiem niskaorbita oznacza, Ŝe Suzaku w znacznejmierze chroniony jest przez ziemskiepole magnetyczne, który odchylawysokoenergetyczne cząstki pochodząceze Słońca.

Źródło:

Eureka Alert: Suzaku snaps firstcomplete X-ray view of a galaxyclusterIlustracjat: NASA/ISAS/Suzaku/M. George, et al.

Original press release follows:Suzaku

snaps first complete X-ray view of agalaxy cluster

The joint Japan-U.S. Suzaku mission isproviding new insight into howassemblages of thousands of galaxiespull themselves together. For the firsttime, Suzaku has detected X-ray-emittinggas at a cluster's outskirts, where abillion-year plunge to the center begins.

"These Suzaku observations are excitingbecause we can finally see how thesestructures, the largest bound objects inthe universe, grow even more massive,"said Matt George, the study's lead authorat the University of California, Berkeley.

The team trained Suzaku's X-raytelescopes on the cluster PKS 0745-191,which lies 1.3 billion light-years awayin the southern constellation Puppis.Between May 11 and 14, 2007, Suzakuacquired five images of the million-degree gas that permeates the cluster.

By looking at a cluster in X-rays,astronomers can measure thetemperature and density of the gas,which provides clues about

the gas pressure and total mass of thecluster. Astronomers expect that the gasin the inner part of a galaxy cluster hassettled into a "relaxed" state inequilibrium with the cluster's gravity.This means that the hottest, densest gaslies near the cluster's center, andtemperatures and densities steadilydecline at greater distances.

In the cluster's outer regions, though, thegas is no longer in an orderly statebecause matter is still falling inward."Clusters are the most massive, relaxedobjects in the universe, and they arecontinuing to form now," said teammember Andy Fabian at the CambridgeInstitute of Astronomy in the UK. Thedistance where order turns to chaos isreferred to as the cluster's "virialradius."

For the first time, this study shows theX-ray emission and gas density andtemperature out to -- and even beyond --the virial radius, where the clustercontinues to form. "It gives us the firstcomplete X-ray view of a cluster ofgalaxies," Fabian said.

In


98 z 101 2009-05-29 22:35

PKS 0745-191, the gas temperature peaks at 164 million degrees Fahrenheit (91 million C) about 1.1 million light-years from thecluster's center. Then, the temperature declines smoothly with distance, dropping to 45 million F (25 million C) more than 5.6million light-years from the center. The findings appear in the May 11 issue of Monthly Notices of the Royal AstronomicalSociety.

To discern the cluster's outermost X-ray emission requires detectors with exceptionally low background noise. Suzaku'sadvanced X-ray detectors, coupled with a low-altitude orbit, give the observatory much lower background noise than otherX-ray satellites. The low orbit means that Suzaku is largely protected by Earth's magnetic field, which deflects energeticparticles from the sun and beyond.

"With more Suzaku observations in the outskirts of other galaxy clusters, we'll get a better picture of how these massivestructures evolve," added George.

Suzaku ("red bird of the south") was launched on July 10, 2005. The observatory was developed at the Japanese Institute ofSpace and Astronautical Science (ISAS), which is part of the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), in collaborationwith NASA and other Japanese and U.S. institutions.


99 z 101 2009-05-29 22:35


100 z 101 2009-05-29 22:35

ASTRONOMIA - Przegląd Wiadomości Astronomicznych - wydawnictwo elektroniczne portalu teleskopy.netpod redakcją Tomasza L. Czarneckiego

Atelier 17 - Tomasz L. Czarneckiul. Chałubińskiego 31 44-105 Gliwice (32) 270 0792 e-mail:[email protected]

Ilustracja na okładce - źródło podane w artykule pt Materiał 10 miliardów razy wytrzymalszy od stali

Wszystkie prawa zastrzeŜone.


101 z 101 2009-05-29 22:35

Astronomia 05/2009

Documents

Transcript of Astronomia 05/2009