Przegląd Wiadomości Astronomicznych12 / 2009

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

1 z 93

2 z 93

Spis Treści

CzyŜby udało się zobaczyć jak czarna dziura tworzy galaktykę ?Mgławica Irys na zdjęciu teleskopu HubbleHerschel otwiera złotą erę badańWyjaśnienie asymetrii w rozmieszczeniu jezior na TytanieKosmiczna wyspa skarbów odnalezionaSN 2007bi - Super supernowaNowy instrument do badań jonosferyESO przedstawia - Trumpler 14Subaru fotografuje egzoplanetę lub brązowego karłaNadzwyczajny rozbłysk blazaraNiezwykłe zjawisko nad NorwegiąPierwsza z gwiazd podwójnych to system nie trzech, czterech czy pięciu gwiazd - ale sześciu!Zderzenie galaktyk budzi czarną dziuręNajgłębsze pole teleskopu HubbleWykryto pole magnetyczne błysku gammaZmienność czerwonych olbrzymówDekada teleskopu XMM-NewtonMetan na Marsie nie pochodzi z meteorytówVISTA - nowatorski teleskop zaczyna pracęProplydy w Mgłwicy OrionaPierwsze super-Ziemie odkryte wokół gwiazd podobnych do SłońcaWspaniałe zdjęcie ogromnego obszaru narodzin gwiazdPozostałości po supernowych G292,0+1,8 i Keplera na zdjęciach ChandryZdjęcia umierającej gwiazdy ukazują przeznaczenie SłońcaRozbłysk światła powstał w wyniku zderzenia zórz polarnychZajączki na TytanieMgła na TytanieCzarne dziury w gromadach gwiazd zakłócają czas i przestrzeńOgromna planeta w świetnym miejscu na pokaz sztucznych ogniAstronomowie odkryli ziemię o lodowym sercu i gęstej, nieprzyjaznej atmosferzeByć moŜe odnaleziono pierwszy ślad ciemnej materiiGwiazda BetlejemCiemne serce OrłaHubble odnajduje najmniejszy jak dotąd obiekt z pasa KuiperaAstronomowie badają czarne dziuryPolacy odkrywają parę niezwykłych brązowych karłówTaniec pogo w wykonaniu gwiazd...Wampiry i bandyci w M30

3 z 93

Paradoks 'kury i jajka', czyli pytanie co byłopierwsze - czarnedziury, czy galaktyki - jestjednym z najgorętszych tematów wnowoczesnejastrofizyce

David Elbaz

CzyŜby udało się zobaczyć jak czarna dziura tworzy galaktykę ?

Co było pierwsze - supermasywne czarne dziury które poŜerają materię w nieprawdopobnym tempie czy teŜogromne galaktyki, w których owe monstra się czają? Wykonane niedawno niezwykłe obserwacje bezdomnejczarnej dziury zdają się wskazywać na nowy scenariusz - to czarne dziury budują galaktyki, w których następniezamieszkują. Obserwacje te mogą wskazywać na brakujący element niezbędny do zrozumienia powstaniagalaktyk, czarnych dziur oraz faktu, Ŝe galaktyki mające więcej gwiazd są nosicielami masywniejszych czarnychdziur.

"Paradoks 'kury i jajka', czyli pytanie co byłopierwsze - czarne dziury, czy galaktyki - jestjednym z najgorętszych tematów wnowoczesnej astrofizyce "- mówi głównyautor publikacji przyjętej do druku na łamachAstronomy & Astrophysics, David Elbaz. -"Nasze badania wskazują, Ŝe supermasywnaczarna dziura moŜe inicjować powstaniegwiazd i w ten sposób budować galaktykęmacierzystą. Obiekt ten pozwala równieŜwyjaśnić dlaczego galaktyki, w których kryjąsię większe czarne dziury mają równieŜwięcej gwiazd."

Naukowcy doszli do tych niezwykłychwniosków na podstawie bardzoszczegółowych badań niezwykłego obiektu -stosunkowo bliskiego, leŜącego w odległości5 miliardów lat świetlnych, kwazaraHE0450-2958 - jedynego kwazara, dlaktórego nie udało się odkryć towarzyszącejmu galaktyki. Do tej pory spekulowano, Ŝegalaktyka macierzysta skrywała się zaduŜymi obłokami pyłowymi - dlatego teŜastronomowie wykorzystał spektrometrpodczerwony VISIR, obserwujący w średnimzakresie fal podczerwonych,

zainstalowany na teleskopie ESO VLT. Wtym zakresie promieniowania obłoki pyłuświecą bardzo jasno i powinny być łatwe dodostrzeŜenia. "Obserwacje w tym zakresiepromieniowania pozwoliłyby nam wykryćpył, który mógł by ukryć galaktykę "- dodajeKnud Jahnke, kierujący obserwacjamiwykonanymi przez VLT. -" Nie wykryliśmypyłu. Miast tego odkryliśmy w sąsiedztwiekwazara pozornie niezwiązaną z nimgalaktykę wytwarzającą gwiazdy woszałamiającym tempie."

Obserwacje te skierowały badania układu nanowy tor. Choć nie wykryto śladów gwiazdwokół czarnej dziury, to sąsiadująca z niągalaktyka okazała się niezwykle bogata wjasne i bardzo młode gwiazdy. Wytwarza onagwiazdy w tempie około 350 Słońc na rok -sto razy szybciej niŜ typowe galaktyki wnaszym sąsiedztwie.

Wcześniejsze badania wykazały iŜ owagalaktyka jest na celowniku kwazara - dŜetywysokoenergetycznych cząstek strzelają wnią wraz ze strugami szybkoprzemieszczającego się gazu. Wstrzykiwanieprzez kwazara materii i energii do galaktykisamo w sobie moŜe inicjować tworzeniegwiazd a poprzez to budowę galaktyki. Wtym scenariuszu galaktyki wyewoluowały zobłoków gazu, który został poddanydziałaniu dŜetów z powstających kwazarów.

"Obiekty te z pewnością połączą się wprzyszłości: kwazar porusza się z prędkościąkilkudziesięciu tysięcy kilometrów /

4 z 93

godzinę względem sąsiadującej galaktyki aich odległość wynosi około 22 000 lataświetlne "- mówi Elbaz. -" Choć kwazar jestjeszcze 'nagi' ostatecznie ubierze się wwyniku połączenia z bogatym w gwiazdysąsiadem. Wówczas znajdzie schronieniewewnątrz galaktyki macierzystej tak jakwszystkie inne kwazary."

W ten sposób zespół wskazał dŜety czarnejdziury jako moŜliwy mechanizm tworzeniagalaktyki. "Naturalną konsekwencją naszejpracy jest poszukiwanie podobnychobiektów w innych systemach "- dodajeJahnke.

Źródła:

Elbaz et al., "Quasar induced galaxyformation: a new paradigm?",Astronomy & AstrophysicsJahnke et al., "The QSOHE0450-2958: Scantily dressed orheavily robed? A normal quasar aspart of an unusual ULIRG",Astrophysical JournalESO: Black Hole Caught ZappingGalaxy into Existence?Ilustracja: ESO/L. Calçada

Original press release follows:Black Hole Caught Zapping Galaxy intoExistence?

Which come first, the supermassive blackholes that frantically devour matter or theenormous galaxies where they reside? Abrand new scenario has emerged from arecent set of outstanding observations of ablack hole without a home:

black holes may be “building” their own hostgalaxy. This could be the long-sought missinglink to understanding why the masses ofblack holes are larger in galaxies that containmore stars.

“The ‘chicken and egg’ question of whether agalaxy or its black hole comes first is one ofthe most debated subjects in astrophysicstoday,” says lead author David Elbaz. “Ourstudy suggests that supermassive black holescan trigger the formation of stars, thus‘building’ their own host galaxies. This linkcould also explain why galaxies hostinglarger black holes have more stars.”

To reach such an extraordinary conclusion,the team of astronomers conducted extensiveobservations of a peculiar object, the nearbyquasar HE0450-2958 (see ESO PR 23/05 fora previous study of this object), which is theonly one for which a host galaxy has not yetbeen detected [1]. HE0450-2958 is locatedsome 5 billion light-years away.

Until now, it was speculated that the quasar’shost galaxy was hidden behind large amountsof dust, and so the astronomers used amid-infrared instrument on ESO’s VeryLarge Telescope for the observations [2]. Atsuch wavelengths, dust clouds shine verybrightly, and are readily detected.“Observing at these wavelengths wouldallow us

to trace dust that might hide the host galaxy,”says Knud Jahnke, who led the observationsperformed at the VLT. “However, we did notfind any. Instead we discovered that anapparently unrelated galaxy in the quasar’simmediate neighbourhood is producing starsat a frantic rate.”

These observations have provided asurprising new take on the system. While notrace of stars is revealed around the blackhole, its companion galaxy is extremely richin bright and very young stars. It is formingstars at a rate equivalent to about 350 Sunsper year, one hundred times more than ratesfor typical galaxies in the local Universe.

Earlier observations had shown that thecompanion galaxy is, in fact, under fire: thequasar is spewing a jet of highly energeticparticles towards its companion,accompanied by a stream of fast-moving gas.The injection of matter and energy into thegalaxy indicates that the quasar itself mightbe inducing the formation of stars and therebycreating its own host galaxy; in such ascenario, galaxies would have evolved fromclouds of gas hit by the energetic jetsemerging from quasars.

“The two objects are bound to merge in thefuture: the quasar is moving at a speed ofonly a few tens of thousands of km/h withrespect to the companion galaxy and theirseparation is

5 z 93

only about 22 000 light-years,” says Elbaz. “Although the quasar is still ‘naked’, it will eventually be ‘dressed’ when it merges with itsstar-rich companion. It will then finally reside inside a host galaxy like all other quasars.”

Hence, the team have identified black hole jets as a possible driver of galaxy formation, which may also represent the long-sought missing linkto understanding why the mass of black holes is larger in galaxies that contain more stars [3].

“A natural extension of our work is to search for similar objects in other systems,” says Jahnke.

Future instruments, such as the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, the European Extremely Large Telescope and theNASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope will be able to search for such objects at even larger distances from us, probing theconnection between black holes and the formation of galaxies in the more distant Universe.

6 z 93

Mgławica Irys na zdjęciu teleskopu Hubble

Zaprezentowane na stronach teleskopu kosmicznego NASA/ESA Hubble Space Telescope zdjęcie fragmentumgławicy NGC 7023 ukazuje doskonały przykład idealnego laboratorium pyłowego na niebie. Na Ziemi pyłstanowi jedynie kłopotliwe zjawisko odpowiedzialne za kurz na meblach jak równieŜ przyczyna kichania.RównieŜ kosmiczny pył często stanowi utrudnienie podczas prowadzenia obserwacji poniewaŜ stanowi zaporę niedo pokonania dla widzialnego światła. Jednocześnie szczegółowe badanie kosmicznego pyłu pozwala astronomomwskazać podstawowe składniki mieszanki, z której rodzą się gwiazdy.

Wybrany, północnozachodni fragment duŜejMgławicy Irys (NGC7023, Caldwell 4) zdajesię być wypełniony przezkosmiczny pył. Jasnagwiazda - HD 200775 -znajdująca się poza górną krawędzią zdjęcia- oświetla pył, który przypomina gęstekołtuny bawełny. W rzeczywistości na pyłten składają się mikroskopijne cząstkimaterii o rozmiarach dziesięć razy, a czasamisetki razy mniejszych niŜ cząstki kurzuznajdowane na Ziemi. Na zdjęciu widaćrównieŜ gwiazdy leŜące zarówno przed jak iza mgławicą.

W odróŜnieniu od mgławic emisyjnych,których gaz jest na tyle gorący, Ŝe samemituje światło, NGC 7023 jest mgławicąrefleksyjną, która jest widoczna dzięki temu,iz odbija światło masywnych gwiazd takichjak HD 200775. Ze względu na sposób wjaki rozpraszają i odbijają światło zazwyczajmgławice refleksyjne mają barwę niebieską -ciekawostką mgławicy Irys jest to, Ŝe jejfragmenty są zabarwione na czerwono.

Naukowców badających tę mgławicę wszczególności interesuje obszar na lewo inieco powyŜej centrum zdjęcia, w którymznajdują się wyjątkowo zabarwione włóknapyłu. Nieznany składnik chemiczny,najprawdopodobniej będący pochodnąwęglowodorów, nadaje

im czerwone zabarwienie. Wysokarozdzielczość i czułość teleskopu Hubble'apozwala astronomom szczegółowo przyjrzećsię temu obszarowi. Zdjęcia i analizawidmowa stanowią jedynie część analizy.Na Ziemi prowadzone są eksperymentylaboratoryjne mające umoŜliwić określenieskładu chemicznego mgławicy.

Mgławicę Irys odkrył Sir William Herschelw 1794 roku. LeŜy ona w konstelacjiCefeusza na północnym niebie w odległości1400 lat świetlnych. Ma średnicę okołosześciu lat świetlnych.

Źródła:

The European Homepage for theNASA/ESA Hubble SpaceTelescope: Blushing dusty nebulaZdjęcie: NASA & ESALokalizacja NGC7023: RA21h0m37s Dek +68°10'00'', rozmiar18', jasność +7mag(Stellarium)

Original press release follows:Blushing dusty nebula

A recent NASA/ESA Hubble SpaceTelescope image of part of NGC 7023, or theIris Nebula, highlights a perfect dustlaboratory in the sky.

On Earth, we tend to find dust nothing morethan a nuisance that blankets our furniture andcauses us to sneeze. Cosmic dust can also bea hindrance to astronomers because camerasusing visible light cannot see through it.However, studying cosmic dust in detailhelps astronomers

7 z 93

to pin down the ingredients of the raw mixture that eventually gives birth to stars.

This close-up of an area in the northwest region of the large Iris Nebula seems to be clogged with cosmic dust. With bright light from thenearby star HD 200775 [1] illuminating it from above, the dust resembles thick mounds of billowing cotton. It is actually made up of tinyparticles of solid matter, with sizes from ten to a hundred times smaller than those of the dust grains we find at home [2]. Both background andforeground stars are dotted throughout the image.

NGC 7023 is a reflection nebula, which means it scatters light from a massive nearby star, in this case, HD 200775. Reflection nebulae aredifferent from emission nebulae, which are clouds of gas that are hot enough to emit light themselves. Reflection nebulae tend to appear bluebecause of the way light scatters, but parts of the Iris Nebula appear unusually red.

Researchers studying the object are particularly interested in the region to the left and slightly above centre in the image, where they find dustyfilaments to be redder than expected. An unknown chemical compound, most likely based on hydrocarbons, is responsible for the red tinge. Thehigh resolution and sensitivity of Hubble’s instruments allow astronomers to study the area in detail. Images and spectra are only part of theanalysis. On Earth, scientists are performing additional laboratory tests to assess better the exact chemical composition of the nebula.

NGC 7023 was discovered by Sir William Herschel in 1794; the nebula is in the constellation of Cepheus, the King, in the northern sky. NGC7023 is approximately 1400 light–years from Earth and about six light-years across. This aethereal image was taken by Hubble's AdvancedCamera for Surveys. Astronomers also used Hubble’s Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) instrument to try todetermine which chemical elements are present in the nebula.

8 z 93

Wkraczamy w złoty wiek astronomii, bowiempo raz pierwszy moŜemy analizować dokładnedane pochodzące z sąsiednich galaktyk,niemoŜliwe do zebrania z powierzchni Ziemi

prof. Chris Wilson

Herschel otwiera złotą erę badań

Dane dostarczane na Ziemię przez umieszczone w maju na orbicie przez Europejską Agencję KosmicznąObserwatorium Kosmiczne Herschel otworzyły przed naukowcami - między innymi Uniwersytetu McMaster -nowe okno pozwalające na badanie galaktyk. Herschel to największy teleskop podczerwony umieszczony whistorii na orbicie. Został zaprojektowany do badania najzimniejszych obiektów we Wszechświecie, emitującychpromieniowanie w tym zakresie widma elektromagnetycznego, które w znacznym stopniu pozostawałoniezbadane.

"Herschel wzbudza zainteresowanie nie tylkow środowisku akademickim ale takŜe pozanim "- mówi Chris Wilson, profesor naWydziale Fizyki i Astronomii UniwersytetuMcMaster. -" Wkraczamy w złoty wiekastronomii, bowiem po raz pierwszy moŜemyanalizować dokładne dane pochodzące zsąsiednich galaktyk, niemoŜliwe do zebraniaz powierzchni Ziemi. To pozwoli nam lepiejinterpretować obserwacje odleglejszychgalaktyk, których tak szczegółoweobserwacje nie są moŜliwe."

Prof. Wilson kieruje jednym z projektówHerschela, badającym procesy fizyczne wmedium międzygwiezdnym w bardzo bliskichgalaktykach (Physical Processes in the

Interstellar Medium of Very Nearby

Galaxies). W projekcie tym uczestnicząastronomowie z siedmiu krajów. Badająprzykłady galaktyk naleŜących do wszystkichmoŜliwych typów jakie moŜna znaleźć wpobliŜu analizują właściwości zawartego wnich gazu by określić jak jego cechywpływają na produkcję gwiazd.

"Odległa podczerwień badana przezHerschela

jest absolutnie krytyczna dla zrozumieniafizycznych procesów oraz właściwościmedium międzygwiezdnego, które jest słabozrozumiane "- mówi Wilson.

Naukowcy mają cztery lata na badania zapomocą teleskopu Herschel. Później skończysię ciekły hel wykorzystywany doschładzania jego czułych detektorów. Wbudowie teleskopu uczestniczyły równieŜNASA oraz Kanadyjska Agencja Kosmiczna.

Źródła:

McMaster University: Data fromouter space opens new frontiers forresearchersZdjęcie: ESA & SPIRE Consortium

Original press release follows:Data from outer space opens new frontiersfor researchers

The latest data delivered back to Earth by theHerschel Space Observatory (HSO) -launched in May by the European SpaceAgency - has opened a new window ongalaxies for researchers at McMasterUniversity.

Herschel, the largest infrared telescope everlaunched, is designed to study some of thecoldest objects in space, located deep in aregion of the electromagnetic spectrum that isstill largely unexplored.

Its massive one-piece mirror, which isalmost one-and-a-half times larger thanHubble's, is delivering sharper images of thestars with coverage of a wider wavelength

9 z 93

spectrum. This new data is providing astronomers with a better understanding of the composition, temperature, density and mass of interstellargas and dust - the fuel for star formation - in nearby galaxies and star-forming clouds.

"Herschel is creating excitement not only in the scientific community, but the general public as well," says Chris Wilson, a professor in theDepartment of Physics & Astronomy at McMaster University. "We are really entering a golden age for astronomers because, for the first time,we can analyze precise data - that we cannot gather on the ground - from nearby galaxies, which will help interpret observations of moredistant galaxies where we can't see such fine spatial detail."

Wilson is the principal researcher on one of the Herschel projects, Physical Processes in the Interstellar Medium of Very Nearby Galaxies,which involves a team of scientists from seven countries. They are examining the closest examples of every type of galaxy they can find tostudy the properties of the gas in the galaxies and determine how the properties of the gas relate to star formation.

"The far-infrared wavelengths probed by Herschel are absolutely crucial for understanding the physical processes and properties of theinterstellar medium. This remains poorly understood, but we are getting a clearer picture of the wider environment in galaxies," says Wilson.

Scientists from institutes and universities around the world will be able to use Herschel for approximately four years, at which time it isexpected to run out of liquid helium to keep its sensitive instruments cold. NASA and the Canadian Space Agency participated in theconstruction of Herschel.

10 z 93

Zmienność sezonowa moŜe wyjaśniaćczęściowo kwestie globalnego transportuciekłego metanu, ale nie rozwiązuje całościproblemu

prof. Oded Aharonson

Wyjaśnienie asymetrii w rozmieszczeniu jezior na Tytanie

W artykule, który ukazał się na łamach Nature Geoscience naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technologiiprzedstawiają teorię, według której czynnikiem odpowiedzialnym za znaczące zróŜnicowanie liczby jezior międzypółnocnym a południowym regionem podbiegunowym największego księŜyca Saturna - Tytana, moŜe byćekscentryczność orbity Saturna.

WydłuŜona orbita Saturna wokół Słońcadostarcza do róŜnych obszarów Tytanaodmienne ilości energii słonecznej, cowpływa na cykl parowania i opadów w tychregionach. Według niektórych teorii podobnazmienność orbity Ziemi równieŜ odpowiadaza długookresowe cykle klimatyczne naszejplanety.

Według danych zebranych przez radarwykorzystujący syntetyczną aperturę (SAR -Synthetic Aperture Radar) znajdujący się napokładzie sondy NASA Cassini, jeziorapłynnego metanu i etanu pokrywajądwudziestokrotnie większą powierzchniępółnocnego obszaru podbiegunowego niŜpołudniowego. Dane sondy wskazują, Ŝeliczba wyschniętych lub jedynie częściowowypełnionych jezior na północy jest większaniŜ na południu. Asymetrii nie moŜnawytłumaczyć błędem statystycznym poniewaŜw ciągu pięciu lat misji sonda zebrałaznaczne ilości danych wykluczających takąmoŜliwość.

Początkowo sądzono "Ŝe istnieje jakaśistotna właściwość odróŜniająca północnerejony podbiegunowe od południowych - naprzykład, Ŝe z jakiegoś powodu

deszcze w większym stopniu są wchłanianeprzez grunt na południu "- mówi prof. OdedAharonson, główny autor artykułu, i dodaje,Ŝe nic obecnie nie wskazuje na znacząceróŜnice między tymi obszarami, by moŜnabyło na ich podstawie oprzeć taką teorię.

Alternatywnym wyjaśnieniem dychotomiimoŜe być zmiana pór roku. Jeden rok naTytanie trwa 29,5 roku ziemskiego. Co 15ziemskich lat na Tytanie następuje zmianapór roku. Według hipotezy zmiennościklimatycznej ilość opadów i parowaniametanu zmienia się w zaleŜności od poryroku - obecnie napełniając jeziora napółnocy i wysuszając te w okolicach biegunapołudniowego.

Jednak równieŜ ta teoria jest obarczonaproblemami dodaje Aharonson, bowiemwyjaśnia opadanie poziomu jezior o okołometr rocznie na południowej półkuli,podczas gdy uwaŜa się, Ŝe jeziora naksięŜycu Saturna mają średnio głębokośćkilkuset metrów i nie wyschłyby(wypełniłyby się) w ciągu zaledwie piętnastulat. Ponadto zmienność sezonowa nie potrafiwyjaśnić odmienności półkul jeŜeli chodzi oliczbę suchych jezior, których na północy jesttrzykrotnie więcej niŜ na południu. Podobnienie wyjaśnia kwestii częściowowypełnionych basenów - tych na północy jestaŜ siedem razy więcej.

"Jak przemieścić otwór w ziemi ? "- pytaAharonson. -"Zmienność sezonowa moŜewyjaśniać częściowo kwestie globalnegotransportu

11 z 93

ciekłego metanu, ale nie rozwiązuje całościproblemu." Bardziej prawdopodobnymrozwiązaniem według Aharonsona i jegozespołu jest wpływ ekscentryczności orbitySaturna (a zatem i jego satelitów).

"Sugerujemy, Ŝe w tej konfiguracji orbitalnejróŜnica pomiędzy parowaniem i opadami niejest równa w przeciwnych porach roku - cooznacza, Ŝe istnieje stała przewaga wprzemieszczaniu metanu z południa na północ"- mówi Aharonson. Ta nierównowagadoprowadziłaby do akumulacji metanu - ipowstania większej liczby jezior - wpółnocnym regionie okołobiegunowym.

Obecnie sytuacja zgadza się zproponowanym wyjaśnieniem. Jednak wokresach dziesiątek tysięcy lat parametryorbitalne Saturna podlegają zmianom i moŜeto prowadzić do odwrócenia bilansu orazakumulacji węglowodorów - i jezior - napołudniu.

"Podobnie jak na Ziemi, na Tytanie istniejątysiącletnie okresy zmian klimatycznychnapędzane przez ruchy orbitalne "- mówiAharonson. Na Ziemi okresy te - zwanecyklami Milankowicza - łączy się zezmiennością promieniowania słonecznego,co wpływa na globalną redystrybucję wodyw formie lodowców i inicjowanie okresówzlodowaceń. -" Na Tytanie istniejądługookresowe cykle klimatycznewpływające na globalne przemieszczaniemetanu, który tworzy jeziora i rzeźbi baseny.W obu przypadkach odnajdujemy zapis tychprocesów odciśnięty

w geologii."

"Być moŜe odkryliśmy przykładdługookresowych zmian klimatu, analogicznydo cykli Milankowicza na Ziemi, na innymciele niebieskim naleŜącym do UkładuSłonecznego "- podsumowuje Aharonson.

Źródła:

Oded Aharonson et al., "Titan'sAsymmetric Lake Distribution and itsPotential Astronomical Evolution",Nature GeoscienceCalifornia Institute of Technology:Caltech Scientists Explain PuzzlingLake Asymmetry on TitanIlustracja: Cassini SAR, ISS, VISimages (NASA/JPL/Caltech/Univ. ofArizona/Cassini Imaging Team)

Original press release follows:Caltech Scientists Explain Puzzling LakeAsymmetry on Titan

Researchers at the California Institute ofTechnology (Caltech) suggest that theeccentricity of Saturn's orbit around the sunmay be responsible for the unusually unevendistribution of lakes over the northern andsouthern polar regions of the planet’s largestmoon, Titan. A paper describing the theoryappears in the November 29th advanceonline edition of Nature Geoscience.

Saturn's oblong orbit around the sun exposesdifferent parts of Titan to different amountsof sunlight, which affect the cycles ofprecipitation and evaporation in those areas.

Similar variations in Earth's orbit also drivelong-term ice-age cycles on our planet.

As revealed by Synthetic Aperture Radar(SAR) imaging data obtained by NASA'sCassini spacecraft, liquid methane and ethanelakes in Titan's northern high latitudes cover20 times more area than lakes in the southernhigh latitudes. The Cassini data also showthere are significantly more partially filledand now-empty lakes in the north. (In theradar data, smooth features—like thesurfaces of lakes—appear as dark areas,while rougher features—such as the bottomof an empty lake—appear bright.) Theasymmetry is not likely to be a statisticalfluke because of the large amount of datacollected by Cassini in its five yearssurveying Saturn and its moons.

Scientists initially considered the idea that"there is something inherently different aboutthe northern polar region versus the south interms of topography, such that liquid rains,drains, or infiltrates the ground more in onehemisphere," says Oded Aharonson,associate professor of planetary science atCaltech and lead author of the NatureGeoscience paper. However, Aharonsonnotes that there are no substantial knowndifferences between the north and southregions to support this possibility.

Alternatively, the mechanism responsible forthis regional

12 z 93

dichotomy may be seasonal. One year on Titan lasts 29.5 Earth years.Every 15 Earth years, the seasons of Titan reverse, so that it becomessummer in one hemisphere and winter in the other. According to thisseasonal variation hypothesis, methane rainfall and evaporation varyin different seasons—recently filling lakes in the north while dryinglakes in the south.

The problem with this idea, Aharonson says, is that it accounts fordecreases of about one meter per year in the depths of lakes in thesummer hemisphere. But Titan's lakes are a few hundred meters deepon average, and wouldn't drain (or fill) in just 15 years.

In addition, seasonal variation can't account for the disparity betweenthe hemispheres in the number of empty lakes. The north polar regionhas roughly three times as many dried-up lake basins as the south andseven times as many partially filled ones.

"How do you move the hole in the ground?" Aharonson asks. "Theseasonal mechanism may be responsible for part of the globaltransport of liquid methane, but it's not the whole story."

A more plausible explanation, say Aharonson and his colleagues, isrelated to the eccentricity of the orbit of Saturn—and hence of Titan,its satellite—around the sun.

"We propose that, in this orbital configuration, the difference

between evaporation and precipitation is not equal in oppositeseasons, which means there is a net transport of methane from south tonorth," says Aharonson. This imbalance would lead to anaccumulation of methane—and hence the formation of many morelakes—in the northern hemisphere.

This situation is only true right now, however. Over very long timescales of tens of thousands of years, Saturn's orbital parameters vary,at times causing Titan to be closer to the sun during its northernsummer and farther away in southern summers, and producing areverse in the net transport of methane. This should lead to a buildupof the hydrocarbon—and an abundance of lakes—in the southernhemisphere.

"Like Earth, Titan has tens-of-thousands-of-year variations in climatedriven by orbital motions," Aharonson says. On Earth, thesevariations, known as Milankovitch cycles, are linked to changes insolar radiation, which affect the global redistribution of water in theform of glaciers, and are believed to be responsible for ice-agecycles.

"On Titan, there are long-term climate cycles in the global movementof methane that make lakes and carve lake basins. In both cases wefind a record of the process embedded in the geology," he adds.

"We may have found an example of long-term climate change,analogous to Milankovitch climate cycles on Earth, on another objectin the solar system," he says.

The paper, "Titan's Asymmetric Lake Distribution and its PotentialAstronomical Evolution," was coauthored by Caltech graduatestudent Alexander G. Hayes; Jonathan I. Lunine of the Lunar andPlanetary Laboratory; Ralph D. Lorenz of the Applied PhysicsLaboratory at the Johns Hopkins University; Michael D. Allison ofthe NASA Goddard Institute for Space Studies; and Charles Elachi,director of the Jet Propulsion Laboratory. The work was partiallyfunded by the Cassini Project.

13 z 93

Wcześniej chrom i mangan wykrywano jedyniew gwiazdach Drogi Mlecznej czy innychgalaktykach. Po raz pierwszy wykryliśmy je wprzestrzeni międzygalaktycznej

Takayuki Tamura

Kosmiczna wyspa skarbów odnaleziona

KaŜdy kucharz zna składniki z jakich robi się chleb - mąka, woda, droŜdŜe i trochę czasu i energii. Jednak jakiesą składniki recepty na nasz Wszechświat? Większość to wodór i hel - dwa najlŜejsze pierwiastki tablicyokresowej. Bardziej nam bliskie, choć rzadsze, są pierwiastki cięŜkie - wszystko to, co następuje w tabeliokresowej po helu. Pierwiastki te, takie jak na przykład Ŝelazo i inne metale, składają się na rzeczy otaczającenas w codziennym Ŝyciu. Astronomowie wykorzystujący orbitalne obserwatorium rentgenowskie Suzaku -zarządzane wspólnie przez NASA i JAXA (Japońską Agencję Kosmiczną) - odkryli największy magazyn rzadkichmetali w zbadanym Wszechświecie.

"Po raz pierwszy wykryliśmy w gromadziegalaktyk chrom i mangan "- mówi TakayukiTamura z JAXA, kierujący badaniamigromady Perseusza. -" Wcześniej metale tewykrywano jedynie w gwiazdach DrogiMlecznej czy innych galaktykach. Po razpierwszy wykryliśmy je w przestrzenimiędzygalaktycznej."

Gaz w obrębie gromady jest tak gorący, Ŝeemituje promieniowanie rentgenowskie.Instrumenty Suzaku rozdzielają topromieniowanie tworząc widmorentgenowskie - a widmo gazu jestchemicznym odciskiem palca,umoŜliwiającym identyfikację orazokreślenie ilości zawartych w gaziepierwiastków.

Pole widzenia teleskopu Suzaku, przy tejodległości, obejmuje obszar o średnicy 1,4miliona lat świetlnych (około 1/5 szerokościcałej gromady). Okazało się, Ŝe zawieraniewiarygodne ilości metali - masa chromu30 miliony razy przewyŜsza masę Słońca.Masa manganu - 8 milionów razy.

CięŜkie pierwiastki powstają w trakciewybuchu supernowych, a ogromne ilościmaterii wydmuchiwane przez takie gwiazdytworzą

tzw super wiatry gwiezdne. To włąśnie tewypływy wyrzucają cięŜkie elementy wprzestrzeń międzygalaktyczną.

Niestety na razie nie ma moŜliwościspoŜytkowania tych zasobów mineralnych wcelach innych niŜ naukowe. -"Pomiar ilościwystępujących metali pozwoli namzrozumieć chemiczną historię gwiazd wgalaktykach - liczbę i rodzaj gwiazd jakiepowstawały i eksplodowały w przeszłości "-mówi Tamura.

Dane dostarczone przez Suzaku wskazują, Ŝedo wytworzenia ilości chromu i manganukonieczna była śmierć 3 miliardówsupernowych. Następnie kolejne miliardy latbyły potrzebne by unieść metale z galaktyk iumieścić je w przestrzenimiędzygalaktycznej. Pełna historiaWszechświata powinna zawierać wiedzę natemat tego jak, kiedy i gdzie powstały cięŜkiepierwiastki - stanowiące przecieŜ cegiełkibudulcowe Ŝycia. Badania teleskopu Suzakuuzupełniają intensywnie prowadzony spischemicznego składu Wszechświata. "Toczęść zdobywania wiedzy na temat całejhistorii pierwiastków chemicznych weWszechświecie "- zauwaŜa Koji Mukai zCentrum Lotów Kosmicznych NASAGoddard SFC.

Gromada Perseusza zawiera ponad 10 000znanych galaktyk - zatem praca dopiero sięrozpoczęła. -" Obecne wyniki Suzaku niepozwalają odpowiedzieć na najwaŜniejszepytania "- mówi Tamura. -" ale są jednym zpierwszych kroków do zrozumieniachemicznej historii

14 z 93

Wszechświata."

Wyniki badań zostały opublikowane nałamach The Astrophysical Journal Letters.

Źródła:

NASA: Suzaku Spies Treasure Troveof Intergalactic MetalIlustracja: JAXA

Original press release follows:Suzaku Spies Treasure Trove ofIntergalactic Metal

Every cook knows the ingredients for makingbread: flour, water, yeast, and time. But whatchemical elements are in the recipe of ouruniverse?

Most of the ingredients are hydrogen andhelium. These cosmic lightweights fill thefirst two spots on the famous periodic tableof the elements.

Less abundant but more familiar to us are theheavier elements, meaning everything listedon the periodic table after hydrogen andhelium. These building blocks, such as ironand other metals, can be found in many of theobjects in our daily lives, from teddy bearsto teapots.

Recently astronomers used the Suzakuorbiting X-ray observatory, operated jointlyby NASA and the Japanese space agency, todiscover the largest known reservoir of raremetals in the universe.

Suzaku detected the elements chromium andmanganese while observing the centralregion of the Perseus galaxy

cluster. The metallic atoms are part of the hotgas, or "intergalactic medium," that liesbetween galaxies.

"This is the first detection of chromium andmanganese from a cluster," says TakayukiTamura, an astrophysicist at the JapanAerospace Exploration Agency who led thePerseus study. "Previously, these metalswere detected only from stars in the MilkyWay or from other galaxies. This is the firstdetection in intergalactic space."

The cluster gas is extremely hot, so it emitsX-ray energy. Suzaku's instruments split theX-ray energy into its componentwavelengths, or spectrum. The spectrum is achemical fingerprint of the types and amountsof different elements in the gas.

The portion of the cluster within Suzaku'sfield of view is some 1.4 million light-yearsacross, or roughly one-fifth of the cluster'stotal width. It contains a staggering amount ofmetal atoms. The chromium is 30 milliontimes the sun's mass, or 10 trillion timesEarth's mass. The manganese reservoirweighs in at about 8 million solar masses.

Exploding stars, or supernovas, forge theheavy elements. The supernovas also createvast outflows, called superwinds. Thesegalactic gusts transport heavy elements intothe intergalactic void.

Harvesting the riches of the Perseus Clusteris not possible. But researchers will mine the

Suzaku X-ray data for scientific insights.

"By measuring metal abundances, we canunderstand the chemical history of stars ingalaxies, such as the numbers and types ofstars that formed and exploded in the past,"Tamura says.

The Suzaku study data show it took some 3billion supernovas to produce the measuredamounts of chromium and manganese. Andover periods up to billions of years,superwinds carried the metals out of thecluster galaxies and deposited them inintergalactic space.

A complete history of the universe shouldinclude an understanding of how, when, andwhere the heavy elements formed -- thechemical elements essential to life itself. TheSuzaku study contributes to a larger ongoingeffort to take a chemical census of thecosmos. "It's a part of learning the entirehistory of chemical element formation in theuniverse," notes Koji Mukai, who heads theSuzaku Guest Observer program at NASA'sGoddard Space Flight Center in Greenbelt,Md.

With more than 10,000 galaxy clustersknown, astronomers have just barely beguntheir work. "The current Suzaku result cannotanswer these big questions immediately,"Tamura says, "but it is one of the first stepsto understand the chemical history of theuniverse."

The study appeared in the November 1 issueof The Astrophysical Journal Letters.

15 z 93

To waŜne, Ŝe pierwsza tego rodzajusupernowa została odkryta w galaktyce karłowej

Peter Nugent

SN 2007bi - Super supernowa

Wykryta przez automatyczny teleskop niezwykle jasna i jednocześnie niezwykle długotrwała supernowa onumerze katalogowym SN 2007bi wydaje się być pierwszym przykładem eksplozji gwiazdy, które stanowiłypierwszą populację gwiazd Wszechświata. Niezwykła supernowa eksplodowała w bliskiej galaktyce karłowej -gatunku galaktyk, które do tej pory pozostają mało zbadane - natomiast sam wybuch być moŜe jest pierwszymprzykładem tego rodzaju zdarzeń, które w większych ilościach czekają na odkrycie.

SN

2007bi została zarejestrowana w 2007 rokuw ramach międzynarodowego projektuSNFactory () działającego w ramachNarodowego Laboratorium LawrenceBerkeley (LBNL). Widmo supernowejokazało się niezwykłe, co doprowadziło dododatkowych obserwacji i uzyskaniadodatkowych, szczegółowych badańwidmowych przez astronomów zUniwersytetu Kalifornii w Berkeley (UoCB).W ciągu kolejnych 18 miesięcy podkierunkiem Avishay Gal-Yama z izraelskiegoInstytutu Nauk Weizmanna naukowcy zbieralii analizowali dane, podczas gdy supernowagasła.

Analiza wykazała iŜ prekursoremsupernowej mogła być wyłącznie gigantycznagwiazda o masie przynajmniej 200 razywiększej od masy Słońca, zawierającaprawie wyłącznie wodór i hel - a zatemgwiazda bardzo podobna do tych, któreistniały w młodym Wszechświecie.

"PoniewaŜ samo jądro miało masę około 100Słońc musiało dojść do przewidywanego oddawna hipotetycznie fenomenu określanegomianem niestabilności par "- mówi PeterNugent z Centrum Kosmologii ObliczeniowejLBNL. -" W ekstremalnych temperaturachpanujących wewnątrz gwiazdy

promienie gamma o wysokich energiachwytworzyły pary elektron - proton, którewytworzyły ciśnienie powstrzymujące jądroprzed zapadnięciem się."

"SN 2007bi było eksplozją wyjątkowomasywnej gwiazdy "- mówi prof. AlexFilippenko z UoCB, którego zespół pomógłw uzyskaniu, analizie i interpretacji danych.-" Zamiast zapaści do czarnej dziury co mamiejsce w wypadku cięŜkich gwiazd, tutajjądro weszło w stan niekontrolowanejreakcji termojądrowej, która doprowadziłado całkowitego zniszczenia. Teoretycy od latprzewidywali moŜliwość istnienia takiegozjawiska jednak do tej pory nie udało sięjednoznacznie go zaobserwować."

SN 2007bi to pierwsza potwierdzonaobserwacja supernowej typu niestabilnejpary. Wyniki tych obserwacji zostałyopublikowane na łamach Nature.

SN 2007bi została zarejestrowana w ramachprzeglądu Palomar-Quest wykorzystującegoszeroko-polowy teleskop Oschin wObserwatorium Palomar InstytutuTechnologii Kalifornii (Caltech) i szybkozostała zaklasyfikowana jako nietypowasupernowa przez SNfacoty. Do tej poryprojekt ten odkrył prawie tysiącsupernowych róŜnych typów, rejestrująctysiące widm. Jednak projekt koncentrowałsię przede wszystkim na supernowych typu Ia- standardowych świecachwykorzystywanych do pomiaru ekspansjiWszechświata. Jednak SN2007bi nienaleŜała do typu Ia. Na początek

16 z 93

była przynajmniej dziesięciokrotniejaśniejsza.

"Termojądrowa, niekontrolowana reakcja wjądrze SN 2007bi przypomina eksplozjebiałych karłów supernowych typu Ia "- mówiFilippenko -" jednak w znacznie większejskali i o zdecydowanie większej energii."

"Odkrycie to jest doskonałym przykłademjak, obok kosmologii, moŜemy uzyskać danenaukowe w ramach badń SNfactory "- dodajekierujący projektem SNfactory GregAldering. -"Laboratorium Berkeley iWydział Astronomii Caltech uzgodniły, Ŝepodzielą się pracą - laboratorium zajęło siębadaniami supernowych typu Ia, a Caltech -pozostałymi."

Nugent skontaktował się z Gal-Yamemkierującym w Caltech badaniami pozostałychsupernowych: "Zapytałem się, czy jest tymzainteresowany. Odpowiedział: oczywiście!". Nugent następnie skontaktował się zFilippenko, który miał właśnie prowadzićobserwacje za pomocą 10-metrowegoteleskop Keck na szczycie Mauna Kea naHawajach. Filippenko natychmiast zajął sięuzyskaniem optycznego widma niezwykłejsupernowej. Następnie naukowcy Caltechuzyskali dodatkowe widma za pomocąteleskopu Keck oraz teleskopu VLT w Chile(tutaj pomógł Paolo Mazzali z InstytutuAstrofizyki Maxa Plancka).

"Widma uzyskane przez Kecka i VLTjednoznacznie potwierdziły iŜ w wynikueksplozji zostały wyrzucone ogromne ilościmaterii, w tym radioaktywnego niklu,

które były przyczyną, iŜ rozszerzające sięgazy świeciły wyjątkowo jasno "- mówiMazzali.

NaleŜący do zespołu SNfactory RollinThomas pomagał na wstępnym etapie analizywykonując superkomputer Franklin wCentrum Obliczeniowym Narodowych BadańEnergii (NERSC). Superkomputer wyliczałsyntetyczne widma słuŜące do porównań zrzeczywistym, obserwacyjnym widmem.

"Algorytm ten wykorzystuje setki jąder abysystematycznie badać duŜą liczbęuproszczonych modeli supernowychposzukując kandydatów poprzez rekursywnekorygowanie parametrów aŜ do odnalezieniadobrego dopasowania danych "- mówiThomas. -" Ten rodzaj opartych na danychbadań pozwala nam lepiej zrozumiećzjawiska chwilowe, dla który nie ma jeszczeteoretycznych modeli". Dopasowanie danychbyło jednoznaczne - SN 2007bi byłasupernową typu niestabilności par.

"Centralna część ogromnej gwiazdy podkoniec jej Ŝycia przekształciła się wniezwykle gorący tlen "- wyjaśniaFilippenko. -"Następnie fotony onajwyŜszych energiach przekształciły się wpary elektron-pozytron, pozbawiając jądrociśnienia i prowadząc do jego zapaści. Tozainicjowało niekontrolowaną reakcjęjądrową, która wytworzyła duŜe ilościradioaktywnego niklu. Rozpad nikluzwiększył energię wyrzucanego gazu ispowodował, Ŝe supernowa była widocznaprzez długi czas."

PoniewaŜ w jej widmie nie

ma linii wodoru i helu supernowa SN 2007bimogłaby zostać zaklasyfikowana jako typ Ic.Jednak była tak znacząco jaśniejsza odpozostałych supernowych tego typu, Ŝeprzypomniała Nugentowi tylko jednowcześniej obserwowane zdarzenie -supernową SN 1999as wykrytą przezmiędzynarodowy projekt SupernovaCosmology - niestety wykrytą trzy tygodniepo maksimum.

Dla zrozumienia supernowej niezwyklewaŜna jest znajomość jej krzywej blasku.Choć SN 2007bi wykryto ponad tydzień pomaksimum, Nugent wykrozystał dane zebraneprzez NERSC z przeglądów SNfactory iinnych i w danych przeglądu Catalina SkySurvey odkrył SN 2007bi zanim osiągnęłamaksmimum. To dostarczyłowystarczających danych by wyliczyć krzywąpojaśnienia. Trwała ona 70 dni - cooznaczało kolejny dowód na to, Ŝe była tosupernowa typu niestabilności par.

"To waŜne, Ŝe pierwsza tego rodzajusupernowa została odkryta w galaktycekarłowej "- mówi Nugent. -" Te niezwyklemałe, ciemne galaktyki zawierają niewielepierwiastków cięŜszych od wodoru i helu coczyni z nich dobre modele młodegoWszechświata."

Galaktyki karłowe są powszechne ale dą takciemne i małe -" Ŝe zajmują zaledwie kilkapikseli na matrycy "- mówi Nugent -" i doniedawna, zanim pojawiły się projektybadające duŜe obszary takie jak SNfactory,nie interesowały astronomów, którzy chcieliwykorzystać

17 z 93

wszystkie piksele do badania galaktyk." SN2007bi zmieni to podejście bowiemnaukowcy zapewne zainteresują siębadaniami tych skamieniałych laboratoriówmłodego Wszechświata.

Źródła:

Lawrence Berkeley NationalLaboratory: A Superbright SupernovaThat’s the First of Its KindIlustracja: LBNL

Original press release follows:A Superbright Supernova That’s the Firstof Its Kind

An extraordinarily bright, extraordinarilylong-lasting supernova named SN 2007bi,snagged in a search by a robotic telescope,turns out to be the first example of the kind ofstars that first populated the Universe. Thesuperbright supernova occurred in a nearbydwarf galaxy, a kind of galaxy that’s commonbut has been little studied until now, and theunusual supernova could be the first of manysuch events soon to be discovered.

SN 2007bi was found early in 2007 by theinternational Nearby Supernova Factory(SNfactory) based at the U.S. Department ofEnergy’s Lawrence Berkeley NationalLaboratory. The supernova’s spectrum wasunusual, and astronomers at the University ofCalifornia at Berkeley subsequently obtaineda more detailed spectrum. Over

the next year and a half the Berkeleyscientists participated in a collaboration ledby Avishay Gal-Yam of Israel’s WeizmannInstitute of Science to collect and analyzemuch more data as the supernova slowlyfaded away.

The analysis indicated that the supernova’sprecursor star could only have been a giantweighing at least 200 times the mass of ourSun and initially containing few elementsbesides hydrogen and helium – a star like thevery first stars in the early Universe.

“Because the core alone was some 100 solarmasses, the long-hypothesized phenomenoncalled pair instability must have occurred,”says astrophysicist Peter Nugent. A memberof the SNfactory, Nugent is the co-leader ofthe Computational Cosmology Center (C3), acollaboration between Berkeley Lab’sPhysics Division and ComputationalResearch Division (CRD), where Nugent is astaff scientist. “In the extreme heat of thestar’s interior, energetic gamma rays createdpairs of electrons and positrons, which bledoff the pressure that sustained the coreagainst collapse.”

“SN 2007bi was the explosion of anexceedingly massive star,” says AlexFilippenko, a professor in the AstronomyDepartment at UC Berkeley whose teamhelped obtain, analyze, and interpret the data.“But instead

of turning into a black hole like many otherheavyweight stars, its core went through anuclear runaway that blew it to shreds. Thistype of behavior was predicted severaldecades ago by theorists, but neverconvincingly observed until now.”

SN 2007bi is the first confirmed observationof a pair-instability supernova. Theresearchers describe their results in the 3December 2009 issue of Nature.

On the trail of a strange beast

SN 2007bi was recorded on images taken aspart of the Palomar-QUEST Survey, anautomated search with the wide-field OschinTelescope at the California Institute ofTechnology’s Palomar Observatory, and wasquickly detected and categorized as anunusual supernova by the SNfactory. TheSNfactory has so far discovered nearly athousand supernovae of all types andamassed thousands of spectra, but hasfocused on those designated Type Ia, the“standard candles” used to study theexpansion history of the Universe. SN2007bi, however, turned out not to be a TypeIa. For one thing, it was at least ten times asbright.

“The thermonuclear runaway experienced bythe core of SN 2007bi is reminiscent of thatseen in the explosions of white dwarfs asType Ia supernovae,” says Filippenko, “buton a much larger scale and with a far greateramount of power.”

“The

18 z 93

discovery is a great example of how we canget all the science, in addition to cosmology,out of the SNfactory search,” says GregAldering, SNfactory project leader, who wasnot an author of the Nature paper. “BerkeleyLab and Caltech’s Astronomy Departmentagreed that we would split the work, the Labhandling the Type Ia’s and Caltech all theother types.”

Nugent contacted Gal-Yam, then a Caltechpostdoctoral fellow, the lead investigator forthe all-other category. “I asked, are youinterested? He said, sure!” Nugent thencontacted Filippenko, who was about toconduct a night of observation with the10-meter Keck I telescope on the summit ofMauna Kea in Hawaii. Filippenkoimmediately set out to obtain an opticalspectrum of the unusual supernova.

Caltech researchers subsequently acquiredadditional spectra with the Keck telescope,as did Paolo Mazzali’s team from the MaxPlanck Institute for Astrophysics in Garching,Germany, using the Very Large Telescope(VLT) in Chile.

Says Mazzali, “The Keck and VLT spectraclearly indicated that an extremely largeamount of material was ejected by theexplosion, including a record amount ofradioactive nickel, which caused theexpanding gases to glow very brightly.”

Rollin Thomas

of CRD, a member of C3 and the SNfactory,aided the early analysis, using the Franklinsupercomputer at the National EnergyResearch Scientific Computing Center(NERSC) to run a code he developed togenerate numerous synthetic spectra forcomparison with the real spectrum.

“The code uses hundreds of cores tosystematically test a large number ofsimplified model supernovae, searchingthrough the candidates by adjustingparameters until it finds a good fit,” saysThomas. “This kind of data-driven approachis key to helping us understand new types oftransients for which no reliable theoreticalpredictions yet exist.” The model fit wasunambiguous: SN 2007bi was apair-instability supernova.

“The central part of the huge star had fused tooxygen near the end of its life, and was veryhot,” Filippenko explains. “Then the mostenergetic photons of light turned intoelectron-positron pairs, robbing the core ofpressure and causing it to collapse. This ledto a nuclear runaway explosion that created alarge amount of radioactive nickel, whosedecay energized the ejected gas and kept thesupernova visible for a long time.”

Gal-Yam organized a team of collaboratorsfrom many institutions to continue to observeSN 2007bi and obtain data as it slowly fadedover a span of

555 days. Says Gal-Yam, “As our follow-upobservations started to roll in, I immediatelyrealized this must be something new. Andindeed it turned out to be a fantastic exampleof how we are finding new types of stellarexplosions.”

Because it had no hydrogen or helium lines,the usual classification scheme would havelabeled the supernova a Type Ic. But it wasso much brighter than an ordinary Type Icthat it reminded Nugent of only one priorevent, a supernova designated SN 1999as,found by the international SupernovaCosmology Project but unfortunately threeweeks after its peak brightness.

Understanding a supernova requires a goodrecord of its rise and fall in brightness, orlight curve. Although SN 2007bi wasdetected more than a week after its peak,Nugent delved into years of data compiled byNERSC from the SNfactory and othersurveys. He found that the Catalina SkySurvey had recorded SN 2007bi before itspeak brightness and could provide enoughdata to calculate the duration of the risingcurve, an extraordinarily long 70 days –more evidence for the pair-instabilityidentification.

A fossil laboratory of the early Universe

“It’s significant that the first unambiguousexample of a pair-instability supernova wasfound in a dwarf galaxy,” says Nugent.“These

19 z 93

are incredibly small, very dim galaxies that contain few elementsheavier than hydrogen and helium, so they are models of the earlyUniverse.”

Dwarf galaxies are ubiquitous but so faint and dim – “they take only afew pixels on a camera,” says Nugent, “and until recently, with thedevelopment of wide-field projects like the SNfactory, astronomershad wanted to fill the chip with galaxies” – that they’ve rarely beenstudied. SN 2007bi is expected to focus attention on what Gal-Yamand his collaborators call “fossil laboratories to study the earlyUniverse.”

Says Filippenko, “In the future, we might end up detecting the veryfirst generation of stars, early in the history of the Universe, throughexplosions such as that of SN 2007bi – long before we have thecapability of directly seeing the pre-explosion stars.”

With the advent of the multi-institutional Palomar Transient Factory, afully automated, wide-field survey to find transients, led by Caltech’sShri Kulkarni, and with the aid of the Deep Sky Survey established byNugent at NERSC to compile historical data from Palomar-QUEST,the SNfactory, the Near Earth Asteroid Team, and other surveys, thecollaborators expect they will soon find many more ultrabright,ultramassive

supernovae, revealing the role of these supernovae in creating theUniverse as we know it today.

“Supernova 2007bi was a pair-instability supernova explosion,” byAvishay Gal-Yam, Paolo Mazzali, Eran Ofek, Peter Nugent,Shrinivas Kulkarni, Mansi Kasliwal, Robert Quimby, AlexFilippenko, Brad Cenko, Ryan Chornock, Roni Waldman, Dan Kasen,Mark Sullivan, Ed Beshore, Andrew Drake, Rollin Thomas, JoshuaBloom, Dovi Poznanski, Adam Miller, Ryan Foley, JeffreySilverman, Iair Arcavi, Richard Ellis, and Jin-Song Deng, appears inthe 3 December 2009 issue of Nature and will be available online tosubscribers at http://www.nature.com/nature/index.html.

The Berkeley Lab and UC Berkeley contribution to this work wassupported by the U.S. Department of Energy’s Office of Science, theNational Science Foundation, the Gordon and Betty MooreFoundation, the TABASGO Foundation, Gary and Cynthia Bengier,and the Richard and Rhoda Goldman Fund.

Berkeley Lab is a U.S. Department of Energy national laboratorylocated in Berkeley, California. It conducts unclassified scientificresearch for DOE’s Office of Science and is managed by theUniversity of California. Visit our website at http://www.lbl.gov.

20 z 93

espół SSULI nie moŜe doczekać się dalszychtestów orbitalnych oraz początku kalibracjiinstrumentu

Andrew Nicholas

Nowy instrument do badań jonosfery

Zaprojektowany przez Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej sensor SSULI (Special Sensor UltravioletLimb Imager) zainstalowany na pokładzie sondy F18 programu Satelitów Meteorologicznych Obrony WojennejLotnictwa Amerykańskiego umieszczonej na orbicie 18 października 2009 roku przesłał pierwsze dane 1 grudnia2009 roku.

Dostarczony pierwszy profil widmapoświaty atmosferycznej jest zgodny zoczekiwaniami i nie wykazuje anomalii.

"Zespół SSULI nie moŜe doczekać siędalszych testów orbitalnych oraz początkukalibracji instrumentu "- mówi kierującyzespołem Andrew Nicholas.

SSULI został zaprojektowany by dostarczaćglobalnych danych na temat profilówjonosfery i neutralnej atmosfery w paśmie odbardzo dalekiego (EUV) po daleki ultrafiolet(FUV) - w paśmie od 80 do 170 nm zdokładnością 1,5nm.

Po kalibracji i potwierdzeniu danych daneSSULI będą wykorzystywane przez AgencjęMeteorologiczną Lotnictwa USA (AFWA)oraz jako dane do modelowania pogodykosmicznej.

Źródła:

Naval Research Laboratory: NRLSensor Observes First LightIlustracja: Naval ResearchLaboratory

Original press release follows:NRL Sensor Observes First Light

The Special Sensor Ultraviolet Limb Imager(SSULI) developed

by NRL's Spacecraft Engineering Departmentand Space Science Division, launchedOctober 18, 2009 on the U.S. Air ForceDefense Meteorological Satellite Program(DMSP) F18 (flight 18) satellite, observedfirst light on December 1, 2009.

In a sample airglow profile (Figure 1) thespectral emission features in the data areclean and show no anomalies.

"The SSULI team is very excited to continuewith early orbit testing and begin thecalibration and validation process with thisinstrument," said Andrew Nicholas, SSULIprincipal investigator, NRL Space ScienceDivision.

Offering global observations, that yield nearreal-time altitude profiles of the ionosphereand neutral atmosphere, over an extendedperiod of time, SSULI makes measurementsfrom the extreme ultraviolet (EUV) to the farultraviolet (FUV) over the wavelength rangeof 80 nanometers (nm) to 170 nm with 1.5 nmresolution.

SSULI data products, once calibrated andvalidated, will be used operationally at theAir Force Weather Agency (AFWA) asstandalone operational data products andalso as inputs into operational SpaceWeather models.

21 z 93

ESO przedstawia - Trumpler 14

Przedstawione przez Europejskie Obserwatorium Południowe zdjęcie młodej gromady otwartej Trumpler 17ukazuje wspaniałe szczegóły w rodzinnym portrecie, na którym widać Ŝycie duŜej gwiezdnej rodziny. Zdjęciezostało wykonane z wykorzystaniem instrumentu adaptywnej optyki MAD (Multi-conjugate Adaptive opticsDemonstrator) zamontowanej na teleskopie ESO VLT. Do tej pory nigdy nie wykonano zdjęcia tak duŜegoobszaru nieba z wykorzystaniem optyki adaptywnej, techniki pozwalającej astronomom skorygować większośćzniekształceń powstających w atmosferze Ziemi.

Mgławica Kil (Carina) jest przedewszystkim znana dzięki temu, Ŝe wewnątrzniej znajduje się najcięŜsza inajniezwyklejsza z gwiazd Drogi Mlecznej -Eta Kila. Jednak w jej obrębie znajduje sięrównieŜ kilka masywnych gromad młodychgwiazd. Najmłodsza z nich - mająca mniejniŜ milion lat - ma symbol katalogowyTrumpler 14. Ta duŜa gromada otwarta leŜyw odległości około 8000 lat świetlych wobrębie południowej konstelacji Kil.

Zespół astronomów kierowany przezHuguesa Sana wykonał wspaniałe zdjęciacentralnego obszaru gromady Trumpler 14wykorzystując instrument MADzainstalowany na teleskopie ESO VLT. MADjest w stanie skorygować zniekształceniaatmosferyczne dla znacznie większegoobszaru nieba niŜ inne optyki adaptywnepozwalając astronomom na ostreobrazowanie szerszych pól. Jakość obrazówuzyskanych za pomocą MAD pozwoliła nastworzenie doskonałego rodzinnego portretu,dzięki któremu astronomowie nie tylkodokładniej wyznaczyli wiek tego obiektu - nazaledwie 500 000 lat - ale równieŜ wykazali,Ŝe jest jednym z najbardziej zaludnionych zgromad w obrębie mgławicy. Na zdjęciudoliczono się prawie 2000 gwiazd o masachw zakresie od mniej niŜ jednej dziesiątej pokilkadziesiąt razy większych od masy Słońca.Wszystko to w obszarze o średnicy okołosześciu lat świetlnych - czyli tylkonieznacznie

większej niŜ odległość między Słońcem anajbliŜszą gwiazdą.

Gromada Trumpler 14 jest niezwykłymobiektem - ten rozświetlony fragment niebazawiera kilka biało niebieski, gorących imasywnych gwiazd, których intensywnepromieniowanie ultrafioletowe i silny wiatroświetlają i ogrzewają otaczający je gaz ipył. Te masywne gwiazdy wiodą krótkie aczintensywne Ŝycie szybko spalając zapaspaliwa. Za kilka milionów lat ich ewolucjazakończy się w błysku supernowych.

Kilka pomarańczowych gwiazd równieŜrozsianych jest w obrębie zdjęcia tworzącmiły kontrast dla niebieskich sąsiadów. Wrzeczywistości leŜą one za Trumplerem 14, aich czerwona barwa wynika z absorbcjiniebieskiej części widma przez zasłonę pyłui gazu w obłoku Kila.

Źródła:

ESO: Stellar Family Portrait TakesImaging Technique to New ExtremesZdjęcie: ESO/H. Sana

Original press release follows:Stellar Family Portrait Takes ImagingTechnique to New Extremes

The young star cluster Trumpler 14 isrevealed in another stunning ESO image. Theamount of exquisite detail seen in thisportrait, which beautifully reveals the life ofa large family of stars, is due to the Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator

22 z 93

(MAD) on ESO’s Very Large Telescope.Never before has such a large patch of skybeen imaged using adaptive optics [1], atechnique by which astronomers are able toremove most of the atmosphere's blurringeffects.

Noted for harbouring Eta Carinae — one ofthe wildest and most massive stars in ourgalaxy — the impressive Carina Nebula alsohouses a handful of massive clusters of youngstars. The youngest of these stellar families isthe Trumpler 14 star cluster, which is lessthan one million years old — a blink of aneye in the Universe’s history. This large opencluster is located some 8000 light-yearsaway towards the constellation of Carina (theKeel).

A team of astronomers, led by Hugues Sana,acquired astounding images of the centralpart of Trumpler 14 using the Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator(MAD, [2]) mounted on ESO’s Very LargeTelescope (VLT). Thanks to MAD,astronomers were able to remove most of theblurring effects of the atmosphere and thusobtain very sharp images. MAD performsthis correction over a much larger patch ofthe sky than any other current adaptive opticsinstrument, allowing astronomers to makewider, crystal-clear images.

Thanks to the high quality of the MADimages, the team of astronomers could obtaina very nice family

portrait. They found that Trumpler 14 is notonly the youngest — with a refined, newlyestimated age of just 500 000 years — butalso one of the most populous star clusterswithin the nebula. The astronomers countedabout 2000 stars in their image, spanning thewhole range from less than one tenth up to afactor of several tens of times the mass of ourown Sun. And this in a region which is onlyabout six light-years across, that is, less thantwice the distance between the Sun and itsclosest stellar neighbour!

The most prominent star is the supergiant HD93129A, one of the most luminous stars in theGalaxy. This titan has an estimated mass ofabout 80 times that of the Sun and isapproximately two and a half million timesbrighter! It makes a stellar couple — a binarystar — with another bright, massive star. Theastronomers found that massive stars tend topair up more often than less massive stars,and preferably with other more massivestars.

The Trumpler 14 cluster is undoubtedly aremarkable sight to observe: this dazzlingpatch of sky contains several white-blue, hot,massive stars, whose fierce ultraviolet lightand stellar winds are blazing and heating upthe surrounding dust and gas. Such massivestars rapidly burn their vast hydrogensupplies — the more massive the star, the

shorter its lifespan. These giants will endtheir brief lives dramatically in convulsiveexplosions called supernovae, just a fewmillion years from now.

A few orange stars are apparently scatteredthrough Trumpler 14, in charming contrast totheir bluish neighbours. These orange starsare in fact stars located behind Trumpler 14.Their reddened colour is due to absorption ofblue light in the vast veils of dust and gas inthe cloud.

The technology used in MAD to correct forthe effect of the Earth’s atmosphere overlarge areas of sky will play a crucial role inthe success of the next generation EuropeanExtremely Large Telescope (E-ELT).

23 z 93

Subaru fotografuje egzoplanetę lub brązowego karła

Międzynarodowy zespół naukowców, wśród których znaleźli się astronomowie Uniwersytetu Princeton, dokonałpierwszej bezpośredniej obserwacji podobnego do planety obiektu na orbicie gwiazdy podobnej do Słońca.Odkrycie to jest jednocześnie pierwszym wynikiem najnowszego instrumentu w arsenale łowców egzoplanet,który został zainstalowany na teleskopie Subaru na Hawajach. Obiekt, o katalogowym oznaczeniu GJ 758 B moŜebyć albo duŜą planetą, albo brązowym karłem. Masę tego ciemnego towarzysza gwiazdy GJ 758 szacuje się na 10do 40 razy większą od Jowisza. Sama gwiazda leŜy w odległości 300 trylionów kilometrów od Ziemi.

"To fundamentalne odkrycie, bowiem jednymz najwaŜniejszych celów astronomii w tejchwili jest bezpośrednia detekcja podobnychdo planet obiektów wokół gwiazdpodobnych do Słońca "- mówi MichaelMcElwain z Wydziału BadańAstrofizycznych Uniwersytetu Princeton,członek zespołu, który dokonał odkrycia. -"To równieŜ waŜna weryfikacja, Ŝe system -teleskop i jego instrumenty - działajądobrze."

Źródła:

Princeton University: Team usingSubaru Telescope makes majordiscoveryZdjęcie: Max Planck Institute forAstronomy/National AstronomicalObservatory of Japan

Original press release follows:Team using Subaru Telescope makesmajor discovery

An international team of scientists thatincludes an astronomer from PrincetonUniversity has made the first directobservation of a planet-like object orbiting astar similar to the sun.

The finding marks the first discovery madewith the world's newest planet-huntinginstrument on the Hawaii-based SubaruTelescope and is the first fruit of a novelresearch collaboration announced by theUniversity in January.

The object, known as GJ 758 B, could beeither a large planet or a "failed star," alsoknown as a brown

dwarf. The faint companion to the sun-likestar GJ 758 is estimated to be 10 to 40 timesas massive as Jupiter and is a "nearneighbor" in our Milky Way galaxy, hoveringa mere 300 trillion miles from Earth.

"It's a groundbreaking find because one of thecurrent goals of astronomy is to directlydetect planet-like objects around stars likeour sun," said Michael McElwain, apostdoctoral research fellow in Princeton'sDepartment of Astrophysical Sciences whowas part of the team that made the discovery."It is also an important verification that thesystem -- the telescope and its instruments --is working well."

Images of the object were taken in May andAugust during early test runs of the newobservation equipment. The team hasmembers from Princeton, the University ofHawaii, the University of Toronto, the MaxPlanck Institute for Astronomy (MPIA) inHeidelberg, Germany, and the NationalAstronomical Observatory of Japan (NAOJ)in Tokyo. The results were released onlineNov. 18 in an electronic version of theAstrophysical Journal Letters.

"This challenging but beautiful detection of avery low mass companion to a sun-like starreminds us again how little we truly knowabout the census of gas giant planets andbrown dwarfs around nearby stars," saidAlan Boss, an astronomer at the CarnegieInstitution for

24 z 93

Science in Washington, D.C., who was notinvolved in the research. "Observations likethis will enable theorists to begin to makesense of how this hitherto unseen populationof bodies was able to form and evolve."

Brown dwarfs are stars that are not massiveenough to sustain fusion reactions at theircore, so they burn out and cool off as theyage.

Aided by new varieties of viewingtechniques, scientists started findingextrasolar planets (planets beyond the solarsystem) in 1992 and have located more than400 planet-like objects so far. Most,however, have not been directly observed,but inferred from viewing the star aroundwhich the planet orbits. GJ 758 B is one ofthe first planet-like objects to be directlyseen. Of the others that have been directlyviewed, most have been on larger orbits thanthe distance between GJ 758 B and its star,or around stars with temperatures far abovethe average temperature of GJ 758 or oursun.

Scientists were able to spot the object eventhough it was hidden in the glare of the star itorbits by subtracting out that brighter light.To do this, they used the High ContrastCoronagraphic Imager with Adaptive Opticsthat has been attached to the SubaruTelescope. Also known as HiCIAO, it is partof a new generation of instruments speciallymade to detect faint objects near

a bright star by masking its far more intenselight. They also employed a technique knownas angular differential imaging to capture theimages.

"It's amazing how quickly this instrument hascome online and burst into the forefront,"said Marc Kuchner, an exoplanet scientist atthe NASA Goddard Space Flight Center inGreenbelt, Md., who was not involved in thework. "I think this is just the beginning ofwhat HiCIAO is going to do for the field."He added that the discovery also emphasizesthat this new method of finding exoplanets --direct detection -- is "really hitting itsstride."

The planet-like object is currently at least 29times as far from its star as the Earth is fromthe sun, approximately as far as Neptune isfrom the sun. However, further observationswill be required to determine the actual sizeand shape of its orbit. At a temperature ofonly 600 F, the object is relatively "cold" fora body of its size. It is the coldest companionto a sun-like star ever recorded in an image.

The fact that such a large planet-like objectappears to orbit at this location defiestraditional thinking on planet formation. It isthought most larger planets are formed eithercloser to or farther from stars, but not in thelocation where GJ 758 is now. Discoveriessuch as this one could help theorists refinetheir ideas.

Telescope

images also revealed a second companion tothe star, which the scientists have called GJ758 C. More observations, however, areneeded to confirm whether it is nearby or justlooks that way. "It looks very promising,"said Christian Thalmann, one of the team'slead scientists. If it should turn out to be asecond companion, he said, that would makeboth B and C more likely to be young planetsrather than old brown dwarfs, since twobrown dwarfs in such close proximity wouldnot remain stable for such a long period oftime.

Researchers from Princeton and NAOJannounced an agreement on Jan. 15 tocollaborate over the next 10 years, using newequipment on the Subaru Telescope to peerinto hidden corners of the nearby universeand ferret out secrets from its distant past.This research is a part of that collaboration.The HiCIAO team is led by ProfessorMotohide Tamura of NAOJ.

The partnership, called the NAOJ-PrincetonAstrophysics Collaboration or N-PAC,provides for the exchange of scientificresources and supports a variety of long-termresearch projects in which the scientists fromboth Princeton and the Japanese astronomicalcommunity will participate on an equal basis.The collaboration builds on a decades-longtradition of scientific collaboration betweenJapanese and Princeton astronomers in

25 z 93

a wide range of astronomical fields.

An important part of that partnership is the search for planets, previously hidden by the glare of stars. Finding these planets is a crucial step inanswering the age-old question of the existence of extraterrestrial life.

The Subaru Telescope, whose name is the Japanese word for the Pleiades star cluster, is one of the largest telescopes in the world. The8.2-meter optical infrared telescope is located on the summit of Mauna Kea, a dormant volcano in Hawaii. The isolated peak protrudes abovemost of the Earth's weather, making the site one of the best on the planet for astronomical observing. The telescope is owned and operated byNAOJ.

26 z 93

Patrzymy wprost w lufę dŜetu cząstekrozpędzanych przez supermasywną czasną dziuręskrytą w jądrze galaktyki

Gino Tosti

Nadzwyczajny rozbłysk blazara

Galaktyka oddalona o miliardy lat przyciągnęła uwagę teleskopu kosmicznego NASA Fermi oraz astronomów zcałego świata. Dzięki serii rozbłysków, które rozpoczęły się 15 września galaktyka ta stała się najjaśniejszymźródłem promieniowania gamma na niebie - ponad dziesięciokrotnie zwiększając jasność od lata.

Obiekt, o katalogowym numerze 3C 454.3, toaktywna galaktyka leŜąca w odległości 7,2miliarda lat świetlnych w obrębie konstelacjiPegaza, która nawet w rodzinie aktywnychgalaktyk - blazarów - stanowi obiektwyjątkowy.

"Patrzymy wprost w lufę dŜetu cząstekrozpędzanych przez supermasywną czarnądziurę skrytą w jądrze galaktyki "- mówiGino Tosti z Narodowego Instytutu FizykiNuklearnej we Włoskiej Perugii. -" Jakaśzmiana wewnątrz dŜetu - nie wiemy jaka -odpowiada za obserwowane rozbłyski."

Blazary, podobnie jak wiele innych galaktykaktywnych, na których centralne czarnedziury opada materia, wysyłają skierowanew przeciwnych kierunkach dŜety cząstekprzemieszczających z prędkościamipodświetlnymi. To co czyni blazar takjasnym w paśmie gamma jest jego orientacjaw przestrzeni - jeden z dŜetów jestskierowany dokładnie w naszą stronę.

Przez większość czasu najjaśniejszym stałymźródłem promieniowania gamma na niebiejest pulsar w konstelacji śagla, który leŜy wodległości zaledwie 1000 lat świetlnych."3C 454.3 leŜy miliony razy

dalej, jednak obecny rozbłysk czyni z niegoobiekt dwukrotnie jaśniejszy od śagla "-mówi Lise Escande z Centrum BadańJądrowych w Gradignan we Francji. -" Tooznacza uwolnienie niewiarygodnej energii,która nie moŜe być przez dłuŜszy czasuwalniana w tym tempie."

Według Massimo Villata z Obserwatorium wTorino we Włoszech 3C 454.3 pojaśniałrównieŜ w paśmie radiowym i widzialnym -choć nie aŜ tak dramatycznie: -" Wczerwonym świetle pojaśniał 2,5 krotnie domagnitudo 13.7 i jest równieŜ bardzo jasny wpaśmie wysokich częstotliwości radiowych."

Zespół Fermi prosi astronomów omonitorowanie zdarzenia w moŜliwie jaknajszerszym paśmie spektrum. "To być moŜejedyna szansa zrozumienia co dzieje siewewnątrz tej strugi "- kończy Tosti.

Źródła:

NASA Goddard SFC: Fermi SeesBrightest-Ever Blazar FlareZdjęcie: NASA/DOE/Fermi LATCollaboration

Original press release follows:Fermi Sees Brightest-Ever Blazar Flare

A galaxy located billions of light-years awayis commanding the attention of NASA'sFermi Gamma-ray Space Telescope andastronomers around the globe. Thanks to aseries of flares that began September 15, thegalaxy is now the brightest source

27 z 93

in the gamma-ray sky -- more than ten times brighter than it was in the summer.

Astronomers identify the object as 3C 454.3, an active galaxy located 7.2 billion light-years away in the constellation Pegasus. But even amongactive galaxies, it's exceptional.

"We're looking right down the barrel of a particle jet powered by the galaxy's supermassive black hole," said Gino Tosti at the NationalInstitute of Nuclear Physics in Perugia, Italy. "Some change within that jet -- we don't know what -- is likely responsible for these flares."

Blazars, like many active galaxies, emit oppositely directed jets of particles traveling near the speed of light when matter falls toward theircentral supermassive black holes. What makes a blazar so bright in gamma rays is its orientation: One of the jets happens to be aimed straightat us.

Most of the time, the brightest persistent source in the gamma-ray sky is the Vela pulsar, which at a distance of about 1,000 light-years liespractically next door.

"3C 454.3 is millions of times farther away, yet the current flare makes it twice as bright as Vela," said Lise Escande at the Center for NuclearStudies in Gradignan, near Bordeaux, France. "That represents an incredible energy release, and one the source can't sustain for very long."

According to Massimo Villata at Italy's Torino Observatory, 3C 454.3 also is flaring at radio and visible wavelengths, if less dramatically. "Inred light, the blazar brightened by more than two and a half times to magnitude 13.7, and it is also very bright at high radio frequencies."

The Fermi team is alerting astronomers to monitor the event over as broad a range of wavelengths as possible. "That's our best bet forunderstanding what's going on inside that jet," Tosti said.

28 z 93

Na zjawisko składała się zielona smuga światłaprzypominająca zorzę polarną z tajemniczą,wirującą spiralą na końcu

Nick Banbury

Niezwykłe zjawisko nad Norwegią

Dzisiaj o poranku nad arktycznym regionem Norwegii pojawiło się niezwykłe zjawisko i choć olbrzymia,świetlista spirala bardziej przypomina efekt uŜycia Photoshopa, to wydaje się, Ŝe powstała w wyniku awariirakiety nośnej pocisku balistycznego. Zjawisko to zostało zaobserwowane i sfotografowane przez wielu świadkówz róŜnych części północnej Norwegii.

Nick Banbury z Harstad, któryzaobserwował zjawisko w drodze do pracyopowiada: "Na zjawisko składała się zielonasmuga światła przypominająca zorzę polarnąz tajemniczą, wirującą spiralą na końcu.Spirala rosła i rosła przekształcając się wogromne halo na niebie z zielonym światłemsięgającym Ziemi. Według doniesieńprasowych zjawisko to było widoczne wcałej północnej Norwegii - co oznacza, Ŝeskoro widoczne było z miejsc oddalonych osetki kilometrów, musiało wystąpić bardzowysoko w atmosferze."

Najprawdopodobniej odpowiedzialnym zapowstanie efektu była usterka rakiety nośnej- prawdopodobnie rakiety balistycznejwystrzelonej w ramach testu przez rosyjskąłódź podwodną. 9 września w systemieNavtex dla Morza Białego wydany zostałzakaz nawigacji w tym rejonie, a naniektórych zdjęciach zarejestrowanopoczątkową fazę startu rakiety. Symulacjepokazały, Ŝe silnik nad którym utraconokontrolę moŜe wpaść w ruch wirowygenerujący widoczny na zdjęciach efekt -jednak to wyjaśnienie nie zostało jeszczepotwierdzone.

Źródła:

href="http://www.spaceweather.com/"target="_blank">SpaceWeather.com: StrangeLights Over Norway

Worldwide Navtex messageZdjęcie: altaposten

Original press release follows:Strange Lights Over Norway

This morning in arctic Norway, onlookerswere stunned when a gigantic luminous spiralformed in the northern sky. "We are used toseeing lots of auroras here in Norway, butthis was different," says Nick Banbury ofHarstad who witnessed the phenomenon onhis way to work "between 7:50 and 8:00 a.m.local time."

The first reaction of many readers when theysee this picture is Photoshop! Surely thismust be a fake. But no, many independentobservers witnessed and phtotographed theapparition. It is real.

Banbury continues: "It consisted initially of agreen beam of light similar in color to theaurora with a mysterious rotating spiral atone end. This spiral then got bigger andbigger until it turned into a huge halo in thesky with the green beam extending down toEarth. According to press reports, this couldbe seen all over northern Norway and musttherefore have been very high up in theatmosphere to be seen hundreds of km apart."

Circumstantial evidence is mounting that thephenomenon was caused by a malfunctioningrocket, possibly an ICBM launched from aRussian submarine. A Navtex no-fly alertwas issued for the White Sea on Dec. 9th,and photographers appear to have recordedthe initial boost phase of a launch below thespiral (see inset). A rocket motor spinningout of control could indeed explain the spiralpattern, so this explanation seems plausible,although it has not yet been confirmed.

29 z 93

Alkor i Mizar to nie tylko pierwsza znanagwiazda podwójna - odkrycie tego, Ŝe Mizar jestgwiazdą poczwórną równieŜ naleŜało do wielu'pierwszych' odkryć w historii astronomii

prof. Eric Mamajek

Pierwsza z gwiazd podwójnych to system nie trzech, czterechczy pięciu gwiazd - ale sześciu!

JuŜ w staroŜytności obserwatorzy obdarzeni wyjątkowo ostrym wzrokiem zauwaŜyli, Ŝe jedna z najjaśniejszychgwiazd Wielkiego Wozu składa się z dwóch gwiazd leŜących tak blisko, Ŝe większość ludzi nie jest w stanie ichdostrzec. Alkor i Mizar stały się pierwszym znanym układem podwójnym - parę gwiazd okrąŜających sięnawzajem. Nowoczesne teleskopy odkryłu uŜ Mizar to para gwiazd podwójnych - odkrywając iŜ to, co uwaŜano zapojedynczą gwiazdę to w rzeczywistości kwartet gwiazd okrąŜających wspólny środek masy. Alkora uwaŜanoczasem za piątą gwiazdę systemu okrąŜającą kwartet Mizara na szerokiej orbicie.

Astronomowie z Uniwersytetu Rochesterodkryli, Ŝe równieŜ Alkor, uwaŜany zapojedynczą gwiazdę, jest w rzeczywistościukładem podwójnym i potwierdzilijednocześnie, Ŝe układ ten jest grawitacyjniezwiązany z Mizarem, co oznacza, Ŝepierwsza gwiazda podwójna to sekstet. Cociekawe, jest to drugi najbliŜszy tak złoŜonysystem. Odkrycie to jest tym bardziejzaskakujące Ŝe Alkor jest jedną najczęściejbadanych gwiazd na niebie.

"Odkrycie towarzysza Alkora to szczęśliwyprzypadek "- mówi prof. Eric Mamajek,kierujący zespołem, który odnalazł gwiazdę.-" Testowaliśmy nową metodę poszukiwaniaplanet i zamiast wokół Alkora odkryć planetęznaleźliśmy gwiazdę." Mamajek dodaje, Ŝeosobny zespół naukowców, kierowany przezBena Oppenheimera z AmerykańskiegoMuzeum Historii Naturalnej, wykazał w tymsamym czasie, Ŝe towarzysz Alkora jestfizycznie związany z gwiazdą. Zespół tenuzyskał równieŜ pierwsze widmo gwiazdypotwierdzając przewidywania zespołu zRochester iŜ kompan jest chłodną

i ciemną gwiazdą klasy M.

Mamejak wraz z astronomami UniwesytetuArizona wykorzystali teleskop MMT(Multiple Mirror Telescope) w Arizonie,wyposaŜony w adaptywne lustro wtórne byuzyskać bardzo ostre obrazy bliskich gwiazd.Następnie naukowcy wykorzystali algorytmykomputerowe by usunąć tak duŜorozproszonego światła gwiazd jak to tylkomoŜliwe w nadziei dostrzeŜenia w ichsąsiedztwie planet. Planety świecą takznacząco słabiej od gwiazd macierzystych,Ŝe odnalezienie ich jest niezwykle trudne.ChociaŜ więc Mamajek nie znalazł Ŝadnychplanet przy pierwszej grupie badanychgwiazd to dostrzegł małą gwiazdę normalnieskrytą w świetle Alkora. Nie tylko zatemudało się wykonać jej zdjęcie, ale jejistnienie wyjaśnia nieznaczne odchylenia wprzemieszczaniu się Alkora, o którychwiadomo było od pewnego czasu.Dodatkowo, szacunki Mamajeka wskazują, iŜgwiazda ta ma masę trzykrotnie mniejszą odSłońca, co wyjaśnia dlaczego naukowcyobserwują nadmiar promieniowaniarentgenowskiego w widmie Alkora. Karłowegwiazdy bowiem zazwyczaj świecą jasno wpaśmie rentgenowskim.

"Znalezienie kompana właśnie tej gwiazdystanowi ekscytujące odkrycie "- mówiMamajek. -" Alkor i Mizar to nie tylkopierwsza znana gwiazda podwójna -odkrycie tego, Ŝe Mizar jest gwiazdąpoczwórną równieŜ naleŜało do wielu'pierwszych' odkryć w historii

30 z 93

astronomii."

Protegowany i współpracownik Galileusza -Benedetto Castelli ujrzał osobne gwiazdyMizara A i B przez swój teleskop. Tydzieńpóźniej, usłyszawszy o tym od Castelliego,równieŜ Galileusz ujrzał osobne gwiazdynotując to w swoich księgach w 1617 roku.Te dwie gwiazdy, raz z Alkorem, zostałyjako pierwszy układ wielokrotnysfotografowane w 1857 roku. W 1890 rokuodkryto Ŝe Mizar A to takŜe układ podwójny- był to pierwszy taki układ odkryty metodąspektroskopową. W 1908 roku spektroskopiawykazała, Ŝe równieŜ Mizar B to układpodwójny czyniąc z układu Mizara i Alkorapierwszy znany system pięciu gwiazd.

Mamajek zauwaŜa, Ŝe część astronomówkwestionuje przynaleŜność Alkora dosystemu Mizara poniewaŜ jego ruch na niebienie jest zgodny z przewidywaniamiwynikającymi z grawitacyjnego powiązaniatych gwiazd. Jednak odkrycie nowej gwiazdywydaje się przynajmniej częścioworozwiązywać te niezgodności, co wskazuje,Ŝe Alkor jednak jest powiązany z Mizarem.

Choć Mamajek nadal poszukuje planet wokółbliskich gwiazd wciąŜ przygląda sięAlkorowi i Mizarowi: -"JeŜeli przyjrzeć siędyskowi wokół Alkora B widać, Ŝe nie jeston dokładnie okrągły "- mówi Mamajekwskazując zdjęcie -" Część z nas sądzi, ŜeAlkor moŜe jeszcze mieć dla nasniespodzianki."

Źródła:

target="_blank">University of Rochester:First Known Binary Star is Discovered to bea Triplet, Quadruplet, Quintuplet, SextupletSystem e

Zdjęcie: University of Rochester

Original press release follows:First Known Binary Star is Discovered tobe a Triplet, Quadruplet, Quintuplet,Sextuplet System

In ancient times, people with exceptionalvision discovered that one of the brighteststars in the Big Dipper was, in fact, two starsso close together that most people cannotdistinguish them. The two stars, Alcor andMizar, were the first binary stars—a pair ofstars that orbit each other—ever known.

Modern telescopes have since found thatMizar is itself a pair of binaries, revealingwhat was once thought of as a single star tobe four stars orbiting each other. Alcor hasbeen sometimes considered a 5th member ofthe system, orbiting far away from the Mizarquadruplet.

Now, an astronomer at the University ofRochester and his colleagues have made thesurprise discovery that Alcor is also actuallytwo stars, and is apparently gravitationallybound to the Mizar system, making the wholegroup a sextuplet. This would make the

Mizar-Alcor sextuplet the 2nd nearest suchsystem known. The discovery is especiallysurprising because Alcor is one of the moststudied stars in the sky.

"Finding that Alcor had a stellar companionwas a bit of serendipity," says EricMamajek, assistant professor of physics andastronomy at the University of Rochester, andleader of the team that found the star. "Wewere trying a new method of planet huntingand instead of finding a planet orbitingAlcor, we found a star."

Mamajek says that a separate group ofscientists, led by Ben Oppenheimer of theAmerican Natural History Museum, has alsojust found that the Alcor companion isphysically associated with the star.

That group has also recorded a roughspectrum of the star, which Mamajek saysconfirms his prediction that the companion isa cool and dim M-class dwarf star.

Mamajek and colleagues at the University ofArizona used the Multiple Mirror Telescopein Arizona, which has a secondary mirrorcapable of flexing slightly to compensate forthe twinkling the Earth's atmosphere normallyimparts to starlight. With the clearest imageshe could obtain of nearby stars, Mamajek'steam used computer algorithms to remove asmuch glare as possible from the image of astar in the hopes of spotting a planet near thestar. Planets are so much dimmer than their

31 z 93

parent stars that spotting one is like trying to discern a firefly next to aspotlight from several miles away, says Mamajek.

Though Mamajek was unable to find any planets in the first group ofstars he surveyed, he did stumble across the tiny star hidden in theglare of Alcor. Not only did Mamajek's project reveal the image ofthe star, but its presence was able to explain slight deviations inmovement that scientists had noticed in Alcor. In addition, Mamajekestimates that the small companion star is likely a third as massive asour sun, and explains why astronomers have detected unexpectedlyhigh levels of X-rays coming from Alcor—dwarf stars naturallyradiate high levels of X-rays.

"It's pretty exciting to have found a companion to this particular star,"says Mamajek. "Alcor and Mizar weren't just the first knownbinaries—the four stars that were once thought to be the single Mizarwere discovered in lots of 'firsts' throughout history."

Benedetto Castelli, Galileo's protégé and collaborator, saw Mizar Aand B as separate stars with a telescope, and Galileo observed it aweek after hearing about them from Castelli, and noted it in hisnotebooks in 1617, says Mamajek. Those two stars, called Mizar Aand Mizar B, together with Alcor, in 1857 became the first binarystars ever photographed through

a telescope. In 1890, Mizar A was discovered to itself be a binary,being the first binary to be discovered using spectroscopy. In 1908,spectroscopy revealed that Mizar B was also a pair of stars, makingthe group the first-known quintuple star system.

Mamajek says some astronomers have raised the question of whetherAlcor is truly a part of the system made up of the Mizar group of starsbecause Alcor's motion isn't what scientists would expect it to be if itwere gravitationally connected to the Mizar group. Mamajek says thatindeed Alcor is part of the same system, and that the influence ofAlcor's newly discovered companion is partly responsible forAlcor's unexpected motion.

Mamajek is continuing his efforts to find planets around nearby stars,but his attention is not completely off Alcor and Mizar. "You see howthe disk of Alcor B doesn't seem perfectly round?" says Mamajek,pointing toward an image of Alcor and its new companion. "Some ofus have a feeling that Alcor might actually have another surprise instore for us."

32 z 93

Zderzenie galaktyk budzi czarną dziurę

Trzy róŜne teleskopy zostały wykorzystane by uwiecznić kolizję dwóch galaktyk - NGC 6872 i IC 4970. Danerentgenowskie orbitalnego obserwatorium NASA Chandra ukazane zostały w barwie fioletowej. Danepodczerwone zgromadzone przez podczerwony teleskop kosmiczny NASA Spitzer mają na zdjęciu kolorczerwony, natomiast dane optyczne teleskopu ESO VLT ukazano w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim.

Astronomowie sądzą, Ŝe we wnętrzuwiększości galaktyk istnieją supermasywneczarne dziury. Nie tylko wydaje się, Ŝeczarne dziury i galaktyki współistnieją, alewszystko wskazuje na to, Ŝe są złączone wprocesie wzajemnej ewolucji. Aby lepiejzrozumieć tę symbiozę naukowcy zwróciliszczególną uwagę na aktywne jądragalaktyczne (AGN) - aby zbadać jak wpływana nie ich galaktyczne otoczenie.

Najnowsze dane zebrane przez teleskopyChandra i Spitzer ukazują, iŜ IC 4970 - małagalaktyka widoczna w górnej części zdjęcia -posiada otoczone przez gęstą zasłonę pyłu igazu aktywne jądro AGN. Oznacza to, Ŝeteleskopy operujące w paśmie widzialnymtakie jak ESO VLT nie potrafią go dostrzec.Jednak światło podczerwone orazpromieniowanie rentgenowskie przenikaprzez zasłonę pyłu i ukazuje fajerwerkipowstające gdy materia opadająca wkierunku horyzontu zdarzeń rozgrzewa się,ukazując czarną dziurę jako jasne, punktoweźródło światła.

Dane Chandry wskazują, Ŝe zasłona z pyłu igazu otaczająca IC 4970 nie zawierawystarczającej ilości materii bypodtrzymywać aktywność i wzrost AGN.Zatem skąd wokół czarnej dziury znalazło sięwystarczająco poŜywienia? Odpowiedź leŜyw towarzyszącej jej galaktyce spiralne NGC6872. Obie galaktyki obserwujemy w trakciegdy się ze sobą zderzają. Grawitacyjneoddziaływanie IC 4970 wyciąga z

NGC 6872 zimny gaz - widoczny w danychSpitzera - dostarczając paliwanapędzającego ogromną czarną dziurę.

Źródła:

Chandra X-Ray Observatory: IC4970 and NGC 6872: GalaxyCollision Switches on Black HoleZdjęcie: X-ray: NASA/CXC/SAO/M.Machacek; Optical:ESO/VLT; Infrared: NASA/JPL/CaltechPołoŜenie: RA 20h 16m 57s | Dec-70° 46' 06, obiekty nie są widocznena naszym niebie

Original press release follows:IC 4970 and NGC 6872: Galaxy CollisionSwitches on Black Hole

This composite image of data from threedifferent telescopes shows an ongoingcollision between two galaxies, NGC 6872and IC 4970 (roll your mouse over the imageabove). X-ray data from NASA's ChandraX-ray Observatory is shown in purple, whileSpitzer Space Telescope's infrared data isred and optical data from ESO's Very LargeTelescope (VLT) is colored red, green andblue.

Astronomers think that supermassive blackholes exist at the center of most galaxies. Notonly do the galaxies and black holes seem toco-exist, they are apparently inextricablylinked in their evolution. To betterunderstand this symbiotic relationship,scientists have turned to rapidly growingblack holes - so-called active galactic

33 z 93

nucleus (AGN) - to study how they are affected by their galactic environments.

The latest data from Chandra and Spitzer show that IC 4970, the small galaxy at the top of the image, contains an AGN, but one that is heavilycocooned in gas and dust. This means in optical light telescopes, like the VLT, there is little to see. X-rays and infrared light , however, canpenetrate this veil of material and reveal the light show that is generated as material heats up before falling onto the black hole (seen as a brightpoint-like source).

Despite this obscuring gas and dust around IC 4970, the Chandra data suggest that there is not enough hot gas in IC 4970 to fuel the growth ofthe AGN. Where, then, does the food supply for this black hole come from? The answer lies with its partner galaxy, NGC 6872. These twogalaxies are in the process of undergoing a collision, and the gravitational attraction from IC 4970 has likely pulled over some of NGC 6872'sdeep reservoir of cold gas (seen prominently in the Spitzer data), providing a new fuel supply to power the giant black hole.

34 z 93

Najgłębsze pole teleskopu Hubble

Teleskop NASA Hubble Space Telescope wykonał najgłębsze w historii zdjęcie Wszechświata w paśmie bliskiejpodczerwieni. Najdalsze - najsłabsze i najbardziej czerwone obiekty na zdjęciu - to galaktyki, które powstałyzaledwie 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Nigdy wcześniej nie obserwowano galaktyk w tak wczesnejepoce Wszechświata.

Nowe głębokie zdjęcie zostało wykonanepod koniec sierpnia 2009 roku. Zdjęcie todostarcza informacji na temat tego jakgalaktyki rosły w swej młodości na początkuhistorii Wszechświata. Obraz zostałwykonany w tym samym rejonie coUltragłębokie Pole Hubble'a (HUDF), którewykonano w 2004 roku i które do tej poryjest najgłębszym obrazem Wszechświatawykonanym w świetle widzialnym.

Nowa kamera WFC3 (Wide Field Camera 3)jest czuła równieŜ w paśmie bliskiejpodczerwieni i dzięki temu moŜe zajrzećjeszcze głębiej w kosmos - dlatego, iŜświatło najdalszych obiektów wędrującprzez rozszerzający się Wszechświat zostajerozciągnięte i z pasma ultrafioletowego iwidzialnego przekształca się w światłopodczerwone.

Wykonanie zdjęcia zajęło cztery dniobserwacyjne - w sumie dając 173 000sekund ekspozycji. Kolory na zdjęciu zostałyprzypisane odpowiednio - niebieski światłupodczerwonemu o długości fali 1,05mikrona; zielony - 1,25 mikrona a czerwony -1,6 mikrona.

Źródła:

HubbleSite: Hubble's Deepest Viewof Universe Unveils Never-Before-Seen GalaxiesZdjęcie: NASA, ESA, G. Illingworth(UCO/Lick Observatory and theUniversity of California, Santa Cruz),R. Bouwens (UCO/Lick Observatoryand Leiden

University), and the HUDF09 Team

Original press release follows:Hubble's Deepest View of UniverseUnveils Never-Before-Seen Galaxies

NASA's Hubble Space Telescope has madethe deepest image of the universe ever takenin near-infrared light. The faintest andreddest objects in the image are galaxies thatformed 600 million years after the Big Bang.No galaxies have been seen before at suchearly times. The new deep view, taken in lateAugust 2009, also provides insights into howgalaxies grew in their formative years earlyin the universe's history. The image wastaken in the same region as the Hubble UltraDeep Field (HUDF), which was taken in2004 and is the deepest visible-light imageof the universe. Hubble's newly installedWide Field Camera 3 (WFC3) collects lightfrom near-infrared wavelengths and thereforelooks even deeper into the universe, becausethe light from very distant galaxies isstretched out of the ultraviolet and visibleregions of the spectrum into near-infraredwavelengths by the expansion of theuniverse.

35 z 93

Parę lat temu doszliśmy do wniosku, Ŝepolaryzacja optyczna będzie krytycznym testemteoretycznych modeli powstawania błyskówgamma i w celu jej pomiaru zaprojektowaliśmyinstrument RINGO "- mówi prof. Iain Steelekierujący teleskopem Liverpool.

prof. Iain Steele

Wykryto pole magnetyczne błysku gamma

Zespół astronomów z Uniwersytetu Liverpool John Moores (LJMU) wykorzystał instrument RINGOzainstalowany na teleskopie Liverpool by zmierzyć polaryzację światła poświaty błysku gamma (GRB)wykazując, Ŝe to silne pola magnetyczne kształtują wysyłaną w stronę ziemi strugę światła.

"Parę lat temu doszliśmy do wniosku, Ŝepolaryzacja optyczna będzie krytycznymtestem teoretycznych modeli powstawaniabłysków gamma "- mówi prof. Iain Steelekierujący teleskopem Liverpool. -" W celupomiaru polaryzacji zaprojektowaliśmyinstrument RINGO"

Błyski gamma powstają gdy zapada się jądromasywnej gwiazdy lub następuje połączeniegwiazd neutronowych. Eksplozja będącaefektem stanowi najjaśniejsze zjawisko weWszechświecie wielokrotnie jaśniejsze odcałych galaktyk zawierających setkimiliardów gwiazd. Jednak uwaŜa się, zeenergia zostaje w znacznym stopniuukierunkowana w postaci dŜetów miastrozpraszać się we wszystkich kierunkach. NaZiemi moŜemy zauwaŜyć błysk GRB tylkowtedy gdy dŜet jest skierowany w nasząstronę.

Takie zdarzenie miało miejsce 2 stycznia2009 roku. Trwający 27 sekund błyskpromieni gamma został wykryty przez satelitęNASA Swift i nazwany GRB 090102.Pozycja błysku

została wyznaczona automatycznie przezsondę i przekazana do obserwatoriów nacałym świecie. Wśród nich był teleskopLiverpool, który przerwał prowadzoneobserwacje i skierował w stronę błysku. 161sekund później instrument RINGO dokonałpomiaru poświaty błysku.

RINGO wykorzystuje obracający się filtrpolaryzacyjny do modulowania światła,które następnie przechodzi przez obracającąsię synchronicznie optykę przekształcającobrazy gwiazd w okręgi rejestrowane namatrycy CCD. Jakakolwiek polaryzacjaświatła zostaje zmapowana na obwodzieokręgu i moŜe zostać wykryta w wynikupomiaru zmian jasności.

W tym samym polu znalazło się sześćobiektów leŜących znacznie bliŜej - nazdjęciu oznaczono je numerami 1-6, sambłysk ma oznaczenie "G". Zmierzona wpaśmie optycznym polaryzacja błysku wynosi10,2±1,3%, podczas gdy dla pozostałychobiektów wynosi ona nie więcej niŜ 4%.Analiza statystyczna wskazuje, Ŝe istniejezaledwie 0,1% prawdopodobieństwowystąpienia takiej polaryzacji w wynikuprzypadku.

Po raz pierwszy dokonano pomiarówpolaryzacji w ciągu kilku minut odzarejestrowania błysku. Dr Shiho Kobayashiz zespołu badającego GRB wyjaśnia:-"Teoretycy przewidują istnienie polamagnetycznego powstającego w obrębieeksplozji, które przyspiesza dŜety doprędkości podświetlnych. Udowodniliśmyistnienie silnego pola

36 z 93

magnetycznego. Dalsze obserwacjeinstrumentem RINGO dostarczą kolejnychinformacji na temat procesów akceleracji."

Kierujący badaniami GRB LJMU prof.Carole Mundell dodaje: -"Ten waŜny wynikdostarcza nowej wiedzy na temat fizyki tychniezwykłych obiektów i jest dowodem jakwaŜna jest bliska współpraca obserwatorów,teoretyków i technologów w zespołachLiverpool i NASA. To niezwykłe, gdyuświadomi się sobie iŜ odkrycie GRB anastępnie nasze pomiary - od detekcji iprzesłania danych przez satelitę Swift popomiary polaryzacji wykonane przez RINGOna teleskopie Liverpool zostały wykonanecałkowicie automatycznie w ciągu mniej niŜtrzech minut - bez udziału człowieka!".

Wyniki badań zostały opublikowane nałamach Nature.

Źródła:

The Liverpool Telescope: LT Detects10% Optical Polarisation inGamma-Ray BurstZdjęcie: LT Group

Original press release follows:LT Detects 10% Optical Polarisation inGamma-Ray Burst

A team of astronomers from Liverpool JohnMoores University (LJMU) have used theRINGO instrument on the LiverpoolTelescope (LT) to measure the polarisationof light from a Gamma Ray Burst (GRB) andshow that strong magnetic fields areresponsible for beaming the light

towards Earth.

Director of Liverpool Telescope Prof. IainSteele explained: "We realised a few yearsago that optical polarisation was going to bea vital discriminator between theoreticalmodels of GRB formation, and developed theRINGO instrument specifically to study thisquestion." The team's results are reported ina paper in the 10th December 2009 issue ofNature.

Gamma Ray Bursts

GRBs form when the core of a massive starcollapses or two neutron stars mergetogether. The resulting explosions are thebrightest events in the universe, vastlyoutshining entire galaxies containinghundreds of billions of stars. The energyoutput is believed to be largely concentratedin a jet however, rather than spread out in alldirections. A GRB event is detected if theEarth happens to lie within the beamdirection of its jet.

Just such an event was detected on 2ndJanuary 2009 by the NASA Swift satellitewhen it observed a 27-second burst ofgamma rays from what was to be namedGRB 090102. The position of the burst wasdetermined automatically by the spacecraft,and the coordinates were immediatelycommunicated to ground-based facilitiesover the internet. The LT automaticallyoverrode its current observation and slewedto the GRB coordinates, to obtain a RINGOimage 161 seconds after Swift triggered thealert.

RINGO

uses a rotating Polaroid to modulate theincoming beam, followed by corotatingdeviating optics that spin each star image intoa ring on the CCD. Any polarisation in thelight is mapped out around the ring, and canbe detected by measuring brightness changesaround the circumference. Follow this linkfor further details on RINGO.

Six foreground objects were also observedin the same field. In the figure at right theyare labelled 1-6 while the GRB itself islabelled "G". The measured optical(4600-7200 A) polarisation of the GRB is P= 10.2 ± 1.3%, while that of the foregroundobjects is only 1-4%. Statistical analysisshows there is only a 0.1% chance of such apolarisation occurring randomly.

Interpretation

Several possible models exist that predictpolarisation in GRB afterglows. One model("c" below) assumes magnetic instabilities inthe shock front giving rise to independentordered magnetic field patches; the polarisedradiation would come from a number of thesepatches. The 10% polarisation observed byRINGO however is at the extreme upperlimit of what would be expected from such amodel, so this scenario seems unlikely.

Another situation that could give rise topolarised light from a GRB is if theobserver's line of sight lies along the edge ofthe jet (see "b" below). In this case

37 z 93

the magnetic fields parallel and perpendicular to the shock front could have different strengths, producing a polarised signal. However, theobserved fall-off of brightness with time (the "light curve") does not follow that expected if we were observing along the edge of the jet. Also,the polarisation expected in this scenario would only be a few percent, not the 10% observed.

The model that best fits the observations ("a", right) suggests large-scale magnetic fields present throughout the relativistic outflow, originatingfrom the start inside the "central engine" driving the explosion and accelerating and collimating the jet. The RINGO observations and lightcurve measurments made by the LT and other facilities after the burst agree with the predictions of this model.

Impact

This is the first time such a measurement has been made within a few minutes of the explosion. Dr Shiho Kobayashi of the LJMU GRB researchteam explained "Theoreticians have been predicting that such a magnetic field is generated in the central fireball and it accelerates GRB jets toalmost the speed of light. Now the existence of strong magnetic fields has been shown to be correct. Further RINGO observations will shedlight on the acceleration process."

Leader of the LJMU GRB team Prof. Carole Mundell added "This important result gives us new insight into the physics of these remarkableobjects and is a testament to the close collaboration between observers, theoreticians and technologists in the Liverpool and NASA Swiftteams. It's incredible to think that the GRB discovery and our measurement process - from first detection and notification by NASA's Swiftsatellite to the polarisation measurement using RINGO on the Liverpool Telescope - took place completely automatically within less than threeminutes and with no human intervention!"

38 z 93

Z uzyskanych danych wynika jednoznacznie, Ŝewszystkie moŜliwe do tej porywyjaśnienia niezdają egzaminu w konfrontacji z obserwacjami

Christine Nicholls

Zmienność czerwonych olbrzymów

Szeroko zakrojone badania przeprowadzone za pomocą teleskopu ESO VLT (Very Large Telescope) nieprzyniosły rozwiązania zagadki gwiazd podobnych do Słońca, z których około 1/3 wykazuje niezwykłe, mająceokres około roku, zmiany jasności w późnym okresie ewolucji. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu latastronomowie zaproponowali wiele moŜliwych rozwiązań, jednak nowe obserwacje wykazały jedynie, iŜ Ŝadne znich nie jest prawidłowe.

"Uzyskaliśmy jak do tej pory najbardziejkompletny zbiór danych obserwacyjnych dlatej klasy, podobnych do Słońca, gwiazd i zdanych tych wynika jednoznacznie, Ŝewszystkie moŜliwe do tej pory wyjaśnienianie zdają egzaminu w konfrontacji zobserwacjami "- mówi Christine Nicholls zObserwatorium Mount Stromlo, głównaautorka publikacji prezentującej wynikibadań na łamach Monthly Notices of the

Royal Astronomical Society i Astrophysical

Journal.

Zagadka, której wyjaśnienia poszukiwalinaukowcy, sięga lat 30. XX wieku i dotyczyokoło 1/3 podobnych do Słońca gwiazd wDrodze Mlecznej i innych galaktykach.Wszystkie gwiazdy o masach podobnych doSłońca zanim odejdą na emeryturę jako białekarły stają się chłodnymi, czerwonymiolbrzymami. Te stare gwiazdy wykazująsilną okresową zmienność jasności o okresierzędu kilku lat.

"UwaŜa się, Ŝe takie zmiany wynikają zefektu pulsacji gwiazdy "- mówi Nicholls. -"W skrócie olbrzymie gwiazdy regularniepuchną a następnie kurczą się pojaśniając igasnąc.

JednakŜe mnie więcej jedna trzecia tychgwiazd wykazuje niewyjaśnioną dodatkowązmienność w dłuŜszych okresach -sięgających pięciu lat."

Aby ustalić pochodzenie dodatkowejzmienności astronomowie monitorowali 58gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana wokresie 2,5 roku. Za pomocą spektrografuwysokiej rozdzielczości FLAMES/GIRAFFEzainstalowanego na teleskopie VLT uzyskaliwidma tych gwiazd oraz powiązali dane zobrazami uzyskanymi przez inne teleskopyzespołów MACHO i OGLE, uzyskując wefekcie robiący wraŜenie zbiór danychfizycznych tych zmiennych.

Tego rodzaju badania często pozwalająrozwiązać kosmiczne zagadki eliminującteorie zaproponowane przez astrofizyków.Jednak w tym przypadku wynikiwyeliminowały wszystkie propozycje ipokazały astrofizykom, iŜ pytanie pozostajeotwarte.

"Nowo zebrane dane wskazują, Ŝe pulsacjesą mało prawdopodobnym wyjaśnieniemdodatkowej zmienności "- mówi PeterWood, kierujący zespołem. -"InnymmoŜliwym mechanizmem produkującymzmiany jasności byłaby zmiennośćwynikająca z istnienia gwiazdytowarzyszącej w układzie podwójnym.Jednak nasze obserwacje nie pasują równieŜdo tej hipotezy."

Dodatkowo analiza wykazała, Ŝe mechanizmodpowiedzialny za tajemniczą zmiennośćpowoduje, iŜ gwiazdy te wyrzucają znaczneilości masy między innymi w postacirozszerzających się dysków.

Źródła:

39 z 93

P. R. Wood and C. P. Nicholls,“Evidence for mass ejectionassociated with long secondaryperiods in red giants”, AstrophysicalJournalC. P. Nicholls et al., “LongSecondary Periods in Variable RedGiants”, Monthly Notices of theRoyal Astronomical SocietyESO: Brightness Variations ofSun-like Stars: The Mystery DeepensZdjęcie: ESO/S. Steinhöfel

Original press release follows:Brightness Variations of Sun-like Stars:The Mystery Deepens

An extensive study made with ESO’s VeryLarge Telescope deepens a long-standingmystery in the study of stars similar to theSun. Unusual year-long variations in thebrightness of about one third of all Sun-likestars during the latter stages of their livesstill remain unexplained. Over the past fewdecades, astronomers have offered manypossible explanations, but the new,painstaking observations contradict them alland only deepen the mystery. The search fora suitable interpretation is on.

“Astronomers are left in the dark, and foronce, we do not enjoy it,” says ChristineNicholls from Mount Stromlo Observatory,Australia, lead author of a paper reporting

the study. “We have obtained the mostcomprehensive set of observations to date forthis class of Sun-like stars, and they clearlyshow that all the possible explanations fortheir unusual behaviour just fail.”

The mystery investigated by the team datesback to the 1930s and affects about a third ofSun-like stars in our Milky Way and othergalaxies. All stars with masses similar to ourSun become, towards the end of their lives,red, cool and extremely large, just beforeretiring as white dwarfs. Also known as redgiants, these elderly stars exhibit very strongperiodic variations in their luminosity overtimescales up to a couple of years.

“Such variations are thought to be caused bywhat we call ‘stellar pulsations’,” saysNicholls. “Roughly speaking, the giant starswells and shrinks, becoming brighter anddimmer in a regular pattern. However, onethird of these stars show an unexplainedadditional periodic variation, on even longertimescales — up to five years.”

In order to find out the origin of thissecondary feature, the astronomers monitored58 stars in our galactic neighbour, the LargeMagellanic Cloud, over two and a half years.They acquired spectra using the highresolution FLAMES/GIRAFFE spectrographon ESO’s Very Large Telescope and

combined them with images from othertelescopes [1], achieving an impressivecollection of the properties of these variablestars.

Outstanding sets of data like the onecollected by Nicholls and her colleaguesoften offer guidance on how to solve acosmic puzzle by narrowing down theplethora of possible explanations proposedby the theoreticians. In this case, however,the observations are incompatible with allthe previously conceived models and re-openan issue that has been thoroughly debated.Thanks to this study, astronomers are nowaware of their own “ignorance” — a genuinedriver of the knowledge-seeking process, asthe ancient Greek philosopher Socrates issaid to have taught.

“The newly gathered data show thatpulsations are an extremely unlikelyexplanation for the additional variation,”says team leader Peter Wood. “Anotherpossible mechanism for producing luminosityvariations in a star is to have the star itselfmove in a binary system. However, ourobservations are strongly incompatible withthis hypothesis too.”

The team found from further analysis thatwhatever the cause of these unexplainedvariations is, it also causes the giant stars toeject mass either in clumps or as anexpanding disc. “A Sherlock Holmes isneeded to solve this very frustratingmystery,” concludes Nicholls.

40 z 93

XMM-Newton to nadal jedno znajwaŜniejszych działających obserwatoriówkosmicznych, a jednocześnie jedna z najbardziejskutecznych misji kosmicznych w historii, którejefektem jest ponad 2000 publikacji naukowych.

prof. Mike Watson

Dekada teleskopu XMM-Newton

10 grudnia obserwatorium rentgenowskie XMM-Newton - najpotęŜniejsze jakie kiedykolwiek do tej poryzbudowano i umieszczono na orbicie - obchodzi 10 rocznicę prowadzenie obserwacji. W ciągu dekady badańobserwacje wykonane przez teleskop XMM-Newton zrewolucjonizowały naszą wiedzę na temat najgorętszych inajbardziej ekstremalnych obszarów Wszechświata. Naukowcy z Wielkiej Brytanii, którzy odegrali kluczowąrolę w sukcesie odniesionym przez obserwatorium o wielkości autobusu spotkają się by uczcić urodzinyXMM-Newton na specjalnym przyjęciu zorganizowanym w Madrycie przez Europejską Agencję Kosmiczną.

"Po 10 latach badań i mając na licznikuponad 600 milionów kilometrówXMM-Newton nadal jest w doskonałejformie "- mówi dr Steve Sembay zUniwersytetu Leicester, kierujący badaniamijednego z instrumentów na pokładzieobserwatorium.

Wśród najwaŜniejszych danych zebranychprzez XMM-Newton moŜna wymienić:

stworzenie zarysów największychstruktur w kosmosie - gromadgalaktykbadanie obszarów w bezpośrednimotoczeniu zarówno czarnych dziur omasach gwiezdnych jak isupermasywnych czarnych dziur wjądrach galaktykbadanie ewolucji supermasywnychczarnych dziur oraz tego, jakwpływają one na ewolucjęnajmasywniejszych galaktykWszechświatazbadanie produkcji pierwiastkówprzez wybuchające gwiazdy i to, jaksą one rozrzucane w przestrzenimiędzygwiezdnejzmierzenie aktywności potęŜnych pólmagnetycznych w młodych gwiazdachpodobnych do Słońcaodkrycie, iŜ atmosfera Marsa jestznacznie

większa niŜ dotychczas sądzono odgrywanie kluczowej roli w badaniach

ciemnej materii wykrycie i badanie promieniowania

rentgenowskiego generowanego przez Ziemięi inne planety

stworzenie największego katalogu źródełpromieniowania rentgenowskiego -zawierającego ponad ćwierć milionaobiektów

Źródła:

Univerity of Leicester:XMM-Newton revolutionises theway we view the universeZdjęcie: U. Briel, MPE Garching,Germany and ESA

Original press release follows:XMM-Newton revolutionises the way weview the universe

XMM-Newton, the most powerful X-rayobservatory ever built and launched intospace, marks its 10th anniversary onDecember 10th. XMM-Newton’sobservations have revolutionised the way weview the hottest and most extreme regions ofthe Universe.

Scientists from the UK who have played apivotal role in the success of the orbitingobservatory, which is the size of a small bus,will be marking the occasion at a specialevent in Madrid organised by the EuropeanSpace Agency (ESA).

“After 10 years of operation and over 600million kilometres on the clock,XMM-Newton

41 z 93

is continuing to perform outstandingly well,” says Dr Steve Sembay,from the University of Leicester who is Principal Investigator of oneof the instruments on board.

Ten achievements of XMM-Newton:

made crucial observations that have impacted on every aspectof astronomytraced the largest structures in space: the galaxy clustersprobed the regions closest to stellar-sized black holes in ourGalaxy, and the super-massive black holes at the heart ofexternal galaxiesshowed how super-massive black holes grow over time anddrive the evolution of the most massive galaxies in theuniversetracked the production and dispersal of the chemical elementsby exploding starsmeasured powerful magnetic activity in young stars like ourSundiscovered that Mars has a vastly larger atmosphere thanpreviously thoughtplayed a key role in the study of the elusive “dark matter”,believed to account for the missing mass of the Universeobserved X-rays emitted from around the Earth and aroundother planets such as Saturn and Jupitermade the largest catalogues of cosmic X-ray emitters ever –over a quarter of a million entries in the latest release -providing vast samples of newly discovered objects

The

European Space Agency’s mission has three gold-coated mirrormodules which focus X-rays onto advanced instruments on board.

The development and construction of two of the three scienceinstruments was led by UK groups, including teams at the Universityof Leicester and the Mullard Space Science Laboratory of UniversityCollege London; the latter also contributed to the third instrument onboard. Other UK institutions that have been involved include theUniversity of Birmingham and the University of Cambridge.

The international instrument teams play a vital role in maintaining theinstruments in orbit and ensuring they continue to deliver goodscience.

The UK is also home to the Leicester-led XMM-Newton SurveyScience Centre (SSC), an international consortium which plays acomplementary role in the XMM-Newton project, carrying out thescience data processing for every observation and using theXMM-Newton observations to compile the largest catalogues ofcosmic X-ray sources ever made.

Professor Mike Watson, from the University of Leicester’sDepartment of Physics and Astronomy and XMM-Newton’s SurveyScientist said: “XMM-Newton has allowed astronomers to peerdeeper than ever before into the cosmos at X-ray wavelengths, givingus new insights into some of the most extreme regions of theUniverse.”

“It is still one of the foremost space observatories in operation, andone of the most successful space missions, yielding over 2000scientific publications to date. The instruments are still in very goodcondition and the discoveries and cutting-edge science continue toaccumulate.

“Next year the University of Leicester celebrates the 50th anniversaryof its involvement in space science. The success of XMM-Newton isa testament to the far-reaching implications of this research.”

42 z 93

Sądzono, Ŝe meteoryty spalające się watmosferze mogą być źródłem metanu, jednakkiedy odtworzyliśmy w laboratorium te zjawiskauzyskaliśmy bardzo małe ilości gazu

dr Richard Court

Metan na Marsie nie pochodzi z meteorytów

Na łamach Earth and Planetary Science Letters naukowcy z Imperial College London wykluczają moŜliwość, Ŝemetan odkryty na Marsie jest dostarczany na Czerwoną Planetę przez meteoryty. Zwiększa toprawdopodobieństwo, Ŝe obecność metanu na Marsie jet wynikiem działania organizmów Ŝywych.

Procesy chemiczne, zachodzące watmosferze Marsa, rozkładają metan w ciągukilkuset lat - jeŜeli zatem jest on wykrywanyw obserwacjach teleskopowych jak równieŜprzez sondy okrąŜające Czerwoną Planetę,oznacza to, Ŝe nieznane źródło w sposóbciągły uzupełnia jego ubytki. Jednym zzaproponowanych źródeł były meteoryty. Tewpadając w atmosferę Marsa ogrzewałybysię do temperatur w których procesychemiczne uwalniałyby metan i inne gazy doatmosfery.

Nowe badania, przeprowadzone przeznaukowców z Imperial College Londonwskazują, Ŝe ilość metanu, jaka moŜe byćuwalniana przez meteoryty wchodzące watmosferę Marsa jest zbyt mała by utrzymaćstęŜenie metani na obecnie obserwowanympoziomie. Wcześniejsze badania wykluczyłyrównieŜ jako źródło metanu aktywnośćwulkaniczną.

Wyniki te oznaczaj- według naukowców - iŜobecność metanu na Marsie moŜna wyjaśnićjedynie jako wynik jednego z dwóchmechanizmów. Albo jest on wynikiemoddziaływania skał wulkanicznych i wody,albo jest produktem

ubocznym mikroorganizmów Ŝyjących naMarsie.

"Nasze eksperymenty pomagają wyjaśnićzagadkę marsjańskiego metanu "- mówi drRichard Court, współautor publikacji. -"Sądzono, Ŝe meteoryty spalające się watmosferze mogą być źródłem metanu, jednakkiedy odtworzyliśmy w laboratorium tezjawiska uzyskaliśmy bardzo małe ilościgazu. W przypadku Marsa teoria meteorytównie zdała egzaminu."

Zespół wykorzystał technikę o nazwiePodczerwonej Spektroskopii IlościowaPiroliza i Transformacji Fourierowskiej doodtworzenia zjawisk zachodzących podczaswejścia meteorytów w atmosferę Marsa. Wpodczerwieni analizowano gazy uwalnianeprzez rozgrzane do temperatury 1000°Cfragmenty meteorytów. To w połączeniu zobliczeniami ilości upadających na Marsameteorytów wykazało, Ŝe mechanizm tendostarcza rocznie około 10 kg metanu,podczas gdy do utrzymania obserwowanegostęŜenia tego gazu potrzeba co rok od 100 do300 ton.

Źródła:

Imperial College London: Life onMars theory boosted by new methanestudyZdjęcie: NASA, J. Bell (Cornell U.)and M. Wolff (SSI)

Original press release follows:Life on Mars theory boosted by newmethane study

Scientists

43 z 93

have ruled out the possibility that methane isdelivered to Mars by meteorites, raisingfresh hopes that the gas might be generated bylife on the red planet, in research publishedtomorrow (Wednesday 9 December 2009) inEarth and Planetary Science Letters.

Methane has a short lifetime of just a fewhundred years on Mars because it isconstantly being depleted by a chemicalreaction in the planet’s atmosphere, causedby sunlight. Scientists analysing data fromtelescopic observations and unmanned spacemissions have discovered that methane onMars is being constantly replenished by anunknown source and they are keen to uncoverhow the levels of methane are being toppedup.

Researchers had thought that meteorites mightbe responsible for Martian methane levelsbecause when the rocks enter the planet’satmosphere they are subjected to intense heat,causing a chemical reaction that releasesmethane and other gases into the atmosphere.

However, the new study, by researchers fromImperial College London, shows that thevolumes of methane that could be released bythe meteorites entering Mars’s atmosphereare too low to maintain the currentatmospheric levels of methane. Previousstudies have also ruled out the possibilitythat the methane is delivered throughvolcanic activity.

This

leaves only two plausible theories to explainthe gas’s presence, according to theresearchers behind today’s findings. Eitherthere are microorganisms living in theMartian soil that are producing methane gasas a by-product of their metabolic processes,or methane is being produced as a by-productof reactions between volcanic rock andwater.

Co-author of the study, Dr Richard Court,Department of Earth Science and Engineeringat Imperial College London, says:

“Our experiments are helping to solve themystery of methane on Mars. Meteoritesvaporising in the atmosphere are a proposedmethane source but when we recreate theirfiery entry in the laboratory we get onlysmall amounts of the gas. For Mars,meteorites fail the methane test.”

The team say their study will help NASA andESA scientists who are planning a jointmission to the red planet in 2018 to searchfor the source of methane. The researcherssay now that they have discovered thatmeteorites are not a source of Methane onMars, ESA and NASA scientists can focustheir attention on the two last remainingoptions.

Co-author, Professor Mark Sephton,Department of Earth Science and Engineeringat Imperial College London, adds:

“This work is a big step forward. AsSherlock Holmes said, eliminate all other

factors and the one that remains must be thetruth. The list of possible sources of methanegas is getting smaller and excitingly,extraterrestrial life still remains an option.Ultimately the final test may have to be onMars.”

The team used a technique called QuantitivePyrolysis-Fourier Transform InfraredSpectroscopy to reproduce the same searingconditions experienced by meteorites as theyenter the Martian atmosphere. The teamheated the meteorite fragments to 1000degrees Celsius and measured the gases thatwere released using an infrared beam.

When quantities of gas released by thelaboratory experiments were combined withpublished calculations of meteorite in-fallrates on Mars, the scientists calculated thatonly 10 kilograms of meteorite methane wasproduced each year, far below the 100 to 300tonnes required to replenish methane levelsin the Martian atmosphere.

This research was funded by a grant from theScience Technology Facilities Council.

44 z 93

Vista odegra unikalną rolę torując drogę dladalszych przeglądów nieba w paśmiepodczerwonym i wyszukując wiele interesującychobiektów do dalszych badań za pomocąteleskopów VLT, ALMA i planowanegoEuropejskiego Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu

Tim de Zeeuw

VISTA - nowatorski teleskop zaczyna pracę

W obserwatorium ESO Paranal rozpoczął pracę nowy teleskop o nazwie VISTA - the Visible and Infrared SurveyTelescope for Astronomy. Europejskie Obserwatorium Południowe zaprezentowało pierwsze zdjęcia wykonaneprzez największy na świecie instrument przeznaczony do przeglądu nieba w paśmie widzialnym i podczerwonym.Jego duŜe zwierciadło o średnicy 4,1 metra, szerokie pole widzenia i bardzo czułe detektory odkrywającałkowicie nowy obraz południowego nieba. Spektakularne obrazy mgławicy Płomień, centralnych rejonówDrogi Mlecznej i gromady galaktyk Fornax dowodzą, Ŝe instrument działa perfekcyjnie.

Teleskop VISTA został zaprojektowanyprzez konsorcjum 18 uniwersytetów zWielkiej Brytanii. Jako lokalizację wybranoobserwatorium Paranal, dzięki czemuobserwować będzie niebo z tej samejdoskonałej pozycji co teleskop ESO VLT.Jego główne zwierciadło - o średnicy 4,1metra - posiada największą krzywiznę wśródzwierciadeł tej wielkości, a dokładność jegowykonania - odchylenia od idealnejpowierzchni nie przekraczają tysięcznychczęści grubości ludzkiego włosa - nie tylkojest najwyŜsza w historii, ale stworzyłaunikalne problemy w budowie ipolerowaniu.

"VISTA to unikalny dodatek doobserwatorium na Cerro Paranal "- mówiTim de Zeeiw, dyrektor ESO. -" Odegraunikalną rolę torując drogę dla dalszychprzeglądów nieba w paśmie podczerwonym iwyszukując wiele interesujących obiektówdo dalszych badań za pomocą teleskopówVLT, ALMA i planowanego EuropejskiegoEkstremalnie Wielkiego Teleskopu (EELT)."

Sercem

VISTY jest waŜąca trzy tony kamerazawierająca 16 specjalnych detektorówczułych na światło podczerwone o łącznejrozdzielczości 67 milionów pikseli.Obserwacje prowadzone w paśmie faldłuŜszych od światła widzialnego umoŜliwiteleskopowi badanie obiektówniewidocznych dla ludzkiego oka czy to zewzględu na fakt, Ŝe są zbyt chłodne byświecić w paśmie widzialnym, czy teŜprzesłoniętych przez obłoki pyłu, jak równieŜtych, które są tak odległe, iŜ ich światłorozciągnęło się w wyniku ekspansjiWszechświata stając promieniowaniempodczerwonym. Aby uchronić słabepromieniowanie podczerwone z kosmosuprzed zakłóceniami cieplnymi z Ziemikamera będzie utrzymywana w temperaturze-200°C i została zamknięta przez największepodczerwone okno w historii. Kamera tazostała wybudowana przez konsorcjum, wktórym uczestniczyły LaboratoriumRutheforda Appletona, UK ATC iUniwersytet Durham.

Ze względu na to, iŜ VISTA to duŜy teleskopo duŜym polu widzenia będzie mogławykrywać słabe źródła promieniowania naduŜych obszarach nieba. KaŜde zdjęcieteleskopu obejmuje obszar o powierzchnidziesięciu KsięŜyców w pełni, a jej czułośćpozwoli wykrywać i skatalogować obiektyna niebie z czułością czterdziestokrotniewyŜszą niŜ wcześniejsze podczerwoneprzeglądy nieba takie jak bardzo udanyprzegląd Two Micron All-Sky Survey.

Prezentowane

45 z 93

obok zdjęcie ukazuje mgławicę Płomień(NGC 2024) - spektakularny obłokmolekularny konstelacji Oriona. W paśmiewidzialnym jego rdzeń przesłaniają gęsteobłoki pyłu jednak fale podczerwoneprzenikają przez tę zasłonę odsłaniającgromadę młodych gwiazd. Szerokie polekamery uchwyciło równieŜ poświatę NGC2024 oraz - w zupełnie innym świetle -mgławicę Koński Łeb.

Źródła:

ESO: VISTA: Pioneering NewSurvey Telescope Starts WorkZdjęcie: ESO/J. Emerson/VISTA.Acknowledgment: CambridgeAstronomical Survey Unit

Original press release follows:VISTA: Pioneering New Survey TelescopeStarts Work

A new telescope — VISTA (the Visible andInfrared Survey Telescope for Astronomy)— has just started work at ESO’s ParanalObservatory and has made its first release ofpictures. VISTA is a survey telescopeworking at infrared wavelengths and is theworld’s largest telescope dedicated tomapping the sky. Its large mirror, wide fieldof view and very sensitive detectors willreveal a completely new view of the southernsky. Spectacular new images of the FlameNebula, the centre of our Milky Way galaxyand the Fornax Galaxy Cluster show that it isworking extremely

well.

the one hosting the ESO Very LargeTelescope (VLT) and shares the sameexceptional observing conditions. VISTA’smain mirror is 4.1 metres across and is themost highly curved mirror of this size andquality ever made — its deviations from aperfect surface are less than a fewthousandths of the thickness of a human hair— and its construction and polishingpresented formidable challenges.

VISTA was conceived and developed by aconsortium of 18 universities in the UnitedKingdom [1] led by Queen Mary, Universityof London and became an in-kindcontribution to ESO as part of the UK'saccession agreement. The telescope designand construction were project-managed bythe Science and Technology FacilitiesCouncil's UK Astronomy Technology Centre(STFC, UK ATC). Provisional acceptance ofVISTA was formally granted by ESO at aceremony at ESO's Headquarters inGarching, Germany, attended byrepresentatives of Queen Mary, University ofLondon and STFC, on 10 December 2009and the telescope will now be operated byESO.

“VISTA is a unique addition to ESO’sobservatory on Cerro Paranal. It will play apioneering role in surveying the southern skyat infrared wavelengths and will find manyinteresting targets for further study by theVery Large Telescope, ALMA and the futureEuropean Extremely

Large Telescope,” says Tim de Zeeuw, theESO Director General.

At the heart of VISTA is a 3-tonne cameracontaining 16 special detectors sensitive toinfrared light, with a combined total of 67million pixels. Observing at wavelengthslonger than those visible with the human eyeallows VISTA to study objects that areotherwise impossible to see in visible lightbecause they are either too cool, obscured bydust clouds or because they are so far awaythat their light has been stretched beyond thevisible range by the expansion of theUniverse. To avoid swamping the faintinfrared radiation coming from space, thecamera has to be cooled to -200 degreesCelsius and is sealed with the largestinfrared-transparent window ever made. TheVISTA camera was designed and built by aconsortium including the RutherfordAppleton Laboratory, the UK ATC and theUniversity of Durham in the United Kingdom.

Because VISTA is a large telescope that alsohas a large field of view it can both detectfaint sources and also cover wide areas ofsky quickly. Each VISTA image captures asection of sky covering about ten times thearea of the full Moon and it will be able todetect and catalogue objects over the wholesouthern sky with a sensitivity that is fortytimes greater than that achieved with earlierinfrared sky surveys such

46 z 93

as the highly successful Two Micron All-Sky Survey. This jump inobservational power — comparable to the step in sensitivity from theunaided eye to Galileo’s first telescope — will reveal vast numbersof new objects and allow the creation of far more completeinventories of rare and exotic objects in the southern sky.

“We're delighted to have been able to provide the astronomicalcommunity with the VISTA telescope. The exceptional quality of thescientific data is a tribute to all the scientists and engineers who wereinvolved in this exciting and challenging project,” adds Ian Robson,Head of the UK ATC.

The first released image shows the Flame Nebula (NGC 2024), aspectacular star-forming cloud of gas and dust in the familiarconstellation of Orion (the Hunter) and its surroundings. In visiblelight the core of the object is hidden behind thick clouds of dust, butthe VISTA image, taken at infrared wavelengths, can penetrate themurk and reveal the cluster of hot young stars hidden within. Thewide field of view of the VISTA camera also captures the glow ofNGC 2023 and the ghostly form of the famous Horsehead Nebula.

The second image is a mosaic of two VISTA views towards thecentre of our Milky Way galaxy in the constellation of Sagittarius (theArcher). Vast numbers of stars

are revealed — this single picture shows about one million stars —and the majority are normally hidden behind thick dust clouds andonly become visible at infrared wavelengths.

For the final image, VISTA has stared far beyond our galaxy to take afamily photograph of a cluster of galaxies in the constellation ofFornax (the Chemical Furnace). The wide field allows many galaxiesto be captured in a single image including the striking barred-spiralNGC 1365 and the big elliptical galaxy NGC 1399.

VISTA will spend almost all of its time mapping the southern sky in asystematic fashion. The telescope is embarking on six major skysurveys with different scientific goals over its first five years. Onesurvey will cover the entire southern sky and others will be dedicatedto smaller regions to be studied in greater detail. VISTA's surveyswill help our understanding of the nature, distribution and origin ofknown types of stars and galaxies, map the three-dimensionalstructure of our galaxy and the neighbouring Magellanic Clouds, andhelp determine the relation between the structure of the Universe andthe mysterious dark energy and dark matter.

The huge data volumes — typically 300 gigabytes per night or morethan 100 terabytes per year — will flow back into the ESO digitalarchive and will be processed into images and catalogues at datacentres in the United Kingdom at the Universities of Cambridge andEdinburgh. All data will become public and be available toastronomers around the globe.

Jim Emerson of Queen Mary, University of London and leader of theVISTA consortium, is looking forward to a rich harvest of sciencefrom the new telescope: “History has shown us some of the mostexciting results that come out of projects like VISTA are the ones youleast expect — and I’m personally very excited to see what these willbe!”

47 z 93

Proplydy w Mgłwicy Oriona

Zbiór trzydziestu nigdy wcześniej niepublikowanych zdjęć embrionalnych systemów protoplanetarnych -proplydów - w Mgławicy Oriona to rezultat najdłuŜej prowadzonego projektu badań formacji gwiazd i planetwykonanego za pomocą teleskopu kosmicznego NASA/ESA Hubble. Protoplanetarne dyski otaczające nowonarodzone gwiazdy dostarczają informacje na temat mechanizmów jakie prowadzą do powstania planet. Jedynieteleskop Hubble, dzięki wysokiej rozdzielczości i czułości połączonej z nadzwyczajnym punktem obserwacyjnymnie zakłócanym przez ziemską atmosferę jest w stanie wykonywać tak szczegółowe zdjęcia proplydów w paśmiewidzialnym.

Mgławica Oriona jest jednym z najbardziejfotogenicznych obiektów w bliskim kosmosiei jednym z ulubionych celów zarównoamatorów astrofotografii jak i teleskopukosmicznego Hubble. Gdy młode gwiazdywyłaniają się z mieszanki gazu i pyłu wokółnich tworzą się dyski protoplanetarne.Centrum wirującego dysku rozgrzewa sięrozbłyskując jako nowa gwiazda podczasgdy jego zewnętrzne fragmenty zaczynająprzyciągać się nawzajem co, według wielunaukowców, jest pierwszym krokiem dopowstania układów planetarnych. Ambitnyprojekt obejmujący przegląd całej mgławicypozwolił odkryć 42 takie dyski w obrębiemgławicy.

Astronomie zidentyfikowali dwa rodzajedysków - te, które leŜą niedalekonajjaśniejszej gwiazdy w mgławicy - Theta 1Orionis C, oraz te leŜące dalej. Intensywnepromieniowanie tej gwiazdy ogrzewa gaz wleŜących blisko dyskach powodując, Ŝezaczynają one jasno świecić. Dyski bardziejodległe nie otrzymują wystarczającej dawkienergii i widać je jako ciemny zarys na tlejasnych obłoków mgławicy. Zarównoabsorbcja jak i emisja światła pozwala nabadanie fizycznych właściwości pyłutworzącego proplydy.

Źródła:

NASA/ESA Hubble SpaceTelescope: Born in beauty: proplydsin the Orion NebulaZdjęcie: NASA, ESA and

L. Ricci (ESO)

Original press release follows:Born in beauty: proplyds in the OrionNebula

A collection of 30 never-before-releasedimages of embryonic planetary systems in theOrion Nebula are the highlight of the longestsingle Hubble Space Telescope project everdedicated to the topic of star and planetformation. Also known as proplyds, orprotoplanetary discs, these modest blobssurrounding baby stars are shedding light onthe mechanism behind planet formation. Onlythe NASA/ESA Hubble Space Telescope,with its high resolution and sensitivity, cantake such detailed pictures of circumstellardiscs at optical wavelengths.

Looking like a graceful watercolour painting,the Orion Nebula is one of the mostphotogenic objects in space and one of theHubble Space Telescope's favourite targets.As newborn stars emerge from the nebula'smixture of gas and dust, protoplanetary discs,also known as proplyds, form around them:the centre of the spinning disc heats up andbecomes a new star, but remnants around theoutskirts of the disc attract other bits of dustand clump together. Proplyds are thought tobe young planetary systems in the making. Inan ambitious survey of the familiar nebulausing Hubble's Advanced Camera forSurveys (ACS), researchers have discovered42 protoplanetary

48 z 93

discs.

Visible to the naked eye, the Orion Nebula has been known sinceancient times, but was first described in the early 17th century by theFrench astronomer Nicolas-Claude Fabri de Peiresc — who is givencredit for discovering it. At 1500 light-years away, the nebula, alsoknown as Messier 42, is the closest star-forming region to Earth withstars massive enough to heat up the surrounding gas, setting it ablazewith colour, and making the region stand out to stargazers.

Within the awe-inspiring, gaseous folds of Orion, researchers haveidentified two different types of discs around young and formingstars: those that lie close to the brightest star in the cluster (Theta 1Orionis C) and those farther away from it. This bright star heats upthe gas in nearby discs, causing them to shine brightly. Discs that arefarther away do not receive enough energetic radiation from the starto heat up the gas and so they can only be detected as dark silhouettesagainst the background of the bright nebula, as the dust that surroundsthese discs absorbs background visible light. By studying thesesilhouetted discs, astronomers are better able to characterize theproperties of the dust grains that are thought to bind together andpossibly form planets like our own.

The brighter discs are indicated by a glowing

cusp in the excited material and facing the bright star, but which wesee at a random orientation within the nebula, so some appear edgeon, and others face on, for instance. Other interesting features enhancethe look of these captivating objects, such as emerging jets of matterand shock waves. The dramatic shock waves are formed when thestellar wind from the nearby massive star collides with the gas in thenebula, sculpting boomerang shapes or arrows or even, in the case of181-825, a space jellyfish!

It is relatively rare to see visible images of proplyds, but the highresolution and sensitivity of Hubble and the Orion Nebula’sproximity to Earth allow for precise views of these potentialplanetary systems.

This proplyd atlas is the first scientific outcome from the HSTTreasury Program on the Orion Nebula. Treasury Programs arecarried out to allow scientists to conduct comprehensive studies overlonger periods since time on the in-demand Hubble Space Telescopeis strictly allocated. High resolution imaging of protoplanetary discsis an example of a science discovery that has led to better technologyand is one of the main science cases for the Atacama LargeMillimeter/submillimeter Array (ALMA), one of the largestground-based astronomy projects of the next decade. ALMA willobserve the dust at longer wavelengths, in emission (instead of inabsorption as we see it at optical wavelengths) with an angularresolution up to 10 times better than that of Hubble.

49 z 93

Trzeba być niezwykle ostroŜnym ogłaszająctakie odkrycie. Jednak pewności dodaje namfakt, Ŝe sygnał wykryliśmy za pomocą dwóchróŜnych teleskopów, a ich dane idealnie do siebiepasują.

Paul Bulter

Pierwsze super-Ziemie odkryte wokół gwiazd podobnych doSłońca

Wokół dwóch bliskich gwiazd odkryto skaliste planety większe od Ziemi jednak mniejsze niŜ gazowe olbrzymytakie jak Uran czy Neptun. W odróŜnieniu jednak od gwiazd wokół których wcześniej odkrywano super-Ziemie,tym razem obie gwiazdy są podobne do Słońca co według naukowców moŜe oznaczać, Ŝe planety o małych masachmogą być powszechniejsze niŜ do tej pory sądzono.

"W

ciągu ostatnich dwunastu lat odkryto prawie400 egzoplanet, jednak większość z nich toobiekty bardzo duŜe o masach Jowisza iwiększych "- mówi Paul Bulter z CarnegieInstitution for Science. -"Te najnowszeodkrycia stanowią nowy trend odnajdywaniaznacznie mniejszych planet, takich które sąbardziej podobne do Ziemi."

Międzynarodowy zespół badaczywspółkierowany przez Butlera oraz StevenaVogta z Uniwersytetu Kalifornia w SantaCruz (UC SC) wykrył nowe układyplanetarne analizując dane z wielu latzebrane przez obserwatorium W.M.Kecka naHawajach z danymi Anglo-AustralijskiegoTeleskopu w Nowej Południowej Walii wAustralii. Wykorzystując subtelneprzemieszczanie się gwiazd wywołaneoddziaływaniem grawitacyjnym planetnaukowcy określili ich rozmiar i orbity. GregHenry z Uniwersytetu Stanowego wTennessee niezaleŜenie monitorował jasnośćgwiazdy by wykluczyć alternatywnewyjaśnienia obserwowanych zmian.

Pierwsza grupa planet została odkryta naorbicie wokół

gwiazdy 61 Vir (Panny) - oddalonej o 28 latświetlnych bliźniaczki Słońca pod względemwieku, rozmiaru i innych cech. Wcześniejszebadania wykluczyły moŜliwość istnieniawokół tej gwiazdy planet o rozmiarachJowisza. Prezentowane wyniki wskazują naistnienie wokół niej trzech planet o małychmasach, z których najmniejsza ma masę tylkopięć razy większą od Ziemi i okrąŜamacierzystą gwiazdę w ciągu czterech dni.

Drugi system okrąŜa gwiazdę HD 1461oddaloną od Ziemi o 76 lat świetlnych wkierunku konstelacji Wieloryba (Cetus).Wokół gwiazdy, która równieŜ jest bardzopodobna do Słońca, naukowcy wykryliegzoplanetę o masie 7,5 razy większej odZiemi oraz wskazówki, iŜnajprawdopodobniej istnieją tam co najmniejdwie kolejne planety. HD 1461b okrąŜamacierzystą gwiazdę w czasie 6 dni.

Obie planety leŜą zbyt blisko gwiazdmacierzystych by na ich powierzchni mogławystępować woda w stanie ciekłym alewskazują drogę poszukiwań podobnychobiektów wokół karłów klasy M - gwiazd omasach o połowę mniejszych od Słońca,wokół których znalazłyby się na orbitachwewnątrz ekosfery.

Źródła:

Carnegie Institution for Science: Firstsuper-Earths discovered aroundSun-like starsIlustracja: David A. Aguilar/Harvard

50 z 93

Smithsonian/Center for Astrophysics

Original press release follows:First super-Earths discovered aroundSun-like stars

Two nearby stars have been found to harbor“super-Earths”? rocky planets larger than theEarth but smaller than ice giants such asUranus and Neptune. Unlike previouslydiscovered stars with super-Earths, both ofthe stars are similar to the Sun, suggesting toscientists that low-mass planets may becommon around nearby stars.

“Over the last 12 years or so nearly 400planets have been found, and the vastmajority of them have been verylarge?Jupiter mass or even larger,” saysresearcher Paul Butler of the CarnegieInstitution’s Department of TerrestrialMagnetism. “These latest planets are part ofa new trend of finding much smaller planets –planets that are more comparable to Earth.”

The international team of researchers, co-ledby Butler and Steven Vogt of the Universityof California, Santa Cruz, was able to detectthe new planetary systems by combining datafrom observations spanning several years atthe W. M. Keck Observatory in Hawaii andthe Anglo-Australian Telescope in NewSouth Wales, Australia. The researchers usedthe subtle “wobbling” of the stars caused bythe

planets’ gravitational pull to determine theplanets’ size and orbits. Greg Henry atTennessee State University independentlymonitored the brightness of the stars to ruleout stellar “jitter”?roiling of gases on a star’ssurface that can be confused with a planet-induced wobble.

The bright star 61 Virginis, visible with thenaked eye in the constellation Virgo, is only28 light-years from Earth and closelyresembles the Sun in size, age and otherproperties. Earlier studies had eliminated thepossibility of a Jupiter-sized planet orbiting61 Virginis. In this study, the researchersfound evidence of three low-mass planets,the smallest of which is five times the massof Earth and speeds around the star onceevery four days.

Butler points out that the signal produced bythis planet was one of the smallest everdetected. “One has to be very cautious whenyou claim a discovery,” he says. “What givesus confidence is that we see the signal fromtwo separate telescopes, and the two signalsmatch up perfectly.”

The other newly-discovered system orbitsthe star HD 1461, located 76 light-years fromEarth. HD 1461 also closely resembles theSun and is visible in the constellation Cetus.The researchers found clear evidence for oneplanet 7.5 times the mass

of Earth and possible indications of twoothers. The 7.5-Earth-mass planet,designated HD 1461b, is intermediate in sizebetween Earth and Uranus. It orbits its staronce every six days.

These planets have orbits close to their starsand so they would be too hot to support lifeor liquid water. But Butler says that theypoint the way toward finding similar planetsin similar orbits around nearby M-dwarfs,stars that are typically less than half the massof the Sun and typically put out less than twopercent the Sun’s energy. “These sorts ofplanets around M dwarfs actually would bein a liquid water zone,” he says. “So we areknocking on the door right now of being ableto find habitable planets.”

The discoveries are reported in two papersaccepted for publication in the AstrophysicalJournal. In addition to Vogt and Butler, thecoauthors of the two papers include EugenioRivera, Greg Laughlin, and StefanoMeschiari of the University of California,Santa Cruz; Greg Henry at Tennessee StateUniversity; Chris Tinney, Rob Wittenmyer,and Jeremy Bailey of the University of NewSouth Wales, Australia; Simon O'Toole ofthe Anglo-Australian Observatory, Australia;Hugh Jones of the University ofHertfordshire, U.K.; Brad Carter of theUniversity of Southern Queensland,Australia; and Konstantin Batygin of theCalifornia Institute of Technology.

51 z 93

Wspaniałe zdjęcie ogromnego obszaru narodzin gwiazd

W samą porę na Święta teleskop kosmiczny Hubble prezentuje pocztówkę z kosmosu a na niej setki błyszczącychniebieskich gwiazd otulonych ciepłym światłem obłoku molekularnego. Portret to najdokładniejsze w historiizdjęcie jednego z największych kosmicznych Ŝłobków w najbliŜszym, galaktycznym sąsiedztwie. Masywnagromada gwiazd o numerze katalogowym R126 ma zaledwie kilka milionów lat i znajduje się wewnątrz mgławicy30 Doradus - turbulentnego obłoku molekularnego we wnętrzu Wielkiego Obłoku Magellana.

W naszej Galaktyce nie znamy rejonu równieaktywnego co 30 Doradus. Wiele zpodobnych do diamentów błękitnych gwiazdto najmasywniejsze znane gwiazdy - masykilku z nich są ponad 100 razy większe odSłońca. Ich przeznaczeniem jest Ŝyć szybko igwałtownie umrzeć jako supernowe w ciągukilku najbliŜszych milionów lat.

Zdjęcie wykonane zostało w szerokimpaśmie od ultrafioletu po światło czerwoneprzez kamerę Wide Field Camera 3 iprzedstawia obszar o przekątnej około 100lat świetlnych. Mgławica leŜy na tyle blisko,Ŝe Hubble moŜe zarejestrować indywidualnegwiazdy dając astronomom waŜneinformacje na temat narodzin i ewolucjigwiazd we Wszechświecie. Zdjęcie zostałowykonane w okresie od 20 do 27października 209 roku. Błękitna barwapochodzi od najgorętszych gwiazd,emitujących znaczne ilości promieniowaniaultrafioletowego. Na zielono świecą obłokitlenu, zaś na czerwono wodór.

Źródła:

HubbleSite: Hubble's Festive Viewof a Grand Star-Forming RegionZdjęcie: NASA, ESA, and F. Paresce(INAF-IASF, Bologna, Italy), R.O'Connell (University of Virginia,Charlottesville), and the Wide FieldCamera 3 Science OversightCommittee

Original press release follows:Hubble's

Festive View of a Grand Star-FormingRegion

Just in time for the holidays: a Hubble SpaceTelescope picture postcard of hundreds ofbrilliant blue stars wreathed by warm,glowing clouds. The festive portrait is themost detailed view of the largest stellarnursery in our local galactic neighborhood.The massive, young stellar grouping, calledR136, is only a few million years old andresides in the 30 Doradus Nebula, a turbulentstar-birth region in the Large MagellanicCloud (LMC), a satellite galaxy of our MilkyWay. There is no known star-forming regionin our galaxy as large or as prolific as 30Doradus. Many of the diamond-like icy bluestars are among the most massive starsknown. Several of them are over 100 timesmore massive than our Sun. These hefty starsare destined to pop off, like a string offirecrackers, as supernovas in a few millionyears.

The image, taken in ultraviolet, visible, andred light by Hubble's Wide Field Camera 3,spans about 100 light-years. The nebula isclose enough to Earth that Hubble canresolve individual stars, giving astronomersimportant information about the birth andevolution of stars in the universe. TheHubble observations were taken Oct. 20-27,2009. The blue color is light from the hottest,most massive stars; the green from the glowof oxygen; and the red from fluorescinghydrogen.

52 z 93

Pozostałości po supernowych G292,0+1,8 i Keplera nazdjęciach Chandry

Prezentowane zdjęcia dwóch pozostałości po supernowych są częścią nowego projektu badań kosmicznegoteleskopu rentgenowskiego Chandra i ukazują jak rozmieszczenie szczątków jest powiązane ze sposobem w jakieksplodował gwiazda prekursor. W projekcie tym naukowcy zbadali kształty 17 pozostałości po supernowych wobrębie Drogi Mlecznej oraz w Wielkim Obłoku Magellana.

Wyniki pokazały, Ŝe supernowe typu Iagenerują symetryczne, kuliste polaszczątków. UwaŜa się, iŜ ten typ supernowejjest wynikiem termojądrowej eksplozjibiałego karła. Supernowe typu Ia sąwykorzystywane w kosmologii do pomiarówodległości między galaktykami bowiemstosunkowo łatwo moŜna wyznaczyć ichjasność absolutną. Zdjęcie po prawejukazujące pozostałość po supernowejKeplera ukazuje przykład takiego właśniekulistego pola szczątków.

Jednocześnie, jak widać na zdjęciu po lewej,przedstawiającym pole szczątkówsupernowej G292.0+1.8, pozostałości powybuchu supernowej z rodziny "zapaścijądra", są wyraźnie bardziej asymetryczne.Astronomowie mierzyli symetrię na dwasposoby - szacując sferyczność ew.elipsoidalność pola szczątków jak równieŜporównując podobieństwo przeciwnychsobie obszarów. W G292 asymetria nie jestznaczna ale moŜna ją zauwaŜyć wwydłuŜonych obiektach widocznych jakonajjaśniejsze (białe).

Z 17 zbadanych pozostałości posupernowych dziesięć zostało niezaleŜniesklasyfikowanych jako powstałe w wynikuzapaści jądra, podczas gdy pozostałe sąpowiązane z supernowymi typu Ia. Z tychostatnich jedna - o numerze katalogowymSNR 0548-70.4 - wymyka się wyjaśnieniu.Badania składu chemicznego wskazują iŜpowstała w wyniku eksplozji supernowejtypu Ia podczas gdy jej morfologia ukazujeasymetrię

typową dla zapaści jądra.

Źródła:

Chandra: G292.0+1.8 & Kepler'sSupernova Remnant: SupernovaExplosions Stay In ShapeZdjęcie: NASA/CXC/UCSC/L.Lopez et al.RA 11h 24m 36.00s | Dec -59° 16'00.00"

Original press release follows:G292.0+1.8 & Kepler's SupernovaRemnant: Supernova Explosions Stay InShape

These two supernova remnants are part of anew study from NASA's Chandra X-rayObservatory that shows how the shape of theremnant is connected to the way theprogenitor star exploded. In this study, a teamof researchers examined the shapes of 17supernova remnants in both the Milky Waygalaxy and a neighbor galaxy, the LargeMagellanic Cloud.

The results revealed that one category ofsupernova explosion, known as "Type Ia,"generated a very symmetric, circularremnant. This type of supernova is thought tobe caused by a thermonuclear explosion of awhite dwarf, and is often used byastronomers as a "standard candle" formeasuring cosmic distances. The image in theright panel, the so-called Kepler supernovaremnant, represents this type of supernova.

On the other hand, remnants tied to the "corecollapse" family of supernova explosionswere distinctly

53 z 93

more asymmetric, which is seen in the morphology of the G292.0+1.8 remnant (left). The research team measured asymmetry in two ways: howspherical or elliptical the supernova remnant was and how much one side of the remnant mirrors its opposite side. In G292, the asymmetry issubtle but can be seen in elongated features defined by the brightest emission (colored white).

Out of the 17 supernova remnants sampled, ten were independently classified as the core-collapse variety, while the remaining seven of themwere classified as Type Ia. One of these, a remnant known as SNR 0548-70.4, was a bit of an "oddball". This one was considered a Type Iabased on its chemical abundances, but has the asymmetry of a core-collapse remnant.

54 z 93

IOTA pozwala nam zobaczyć na zdjęciachdetale około 15 razy mniejsze niŜ na zdjęciachteleskopu kosmicznego Hubble

Marc Lacasse

Zdjęcia umierającej gwiazdy ukazują przeznaczenie Słońca

W odległości około 550 lat świetlnych gwiazda podobna do Słońca pulsuje w przedśmiertnych skurczach. ChiŁabędzia (Cygni) nadęła się przekształcając w czerwonego olbrzyma tak wielkiego, Ŝe gdyby znalazła się wmiejscu Słońca pochłonęłaby wszystkie planety wewnętrzne wraz z Marsem. Co więcej zaczęła dramatyczniepulsować na podobieństwo olbrzymiego serca. Nowe zbliŜenia powierzchni umierającej gwiazdy ukazują pulsacjetej odległej gwiazdy z niezwykłą dokładnością.

"Badania te dostarczają nowej wiedzy natemat losów Słońca gdy za pięć miliardówlat będzie zbliŜał się jego kres "- mówiSylvestre Lacour z ObserwatoriumParyskiego, główny autor publikacjiprzedstawiającej zdjęcia dramatycznychzmian na powierzchni gwiazdy, która zostałaprzyjęta do druku na łamach The

Astrophysical Journal.

Gdy gwiazda podobna do Słońca starzeje sięw jej jądrze kończy się paliwo wodorowe.Podobnie jak silnik, któremu brakuje paliwa- jej wewnętrzny silnik zaczyna się krztusić.Na Chi Łabędzia proces ten obserwujemyjak zmiany jasności wynikające z zapadaniasię i nadymania gwiazdy. Gwiazdy w tymokresie znane są jako zmienne typi Mira. Wtrakcie pulsów gwiazda odrzuca zewnętrznewarstwy, które za kilka tysięcy lat utworząpięknie świecącą mgławicę planetarną.

Okres pulsacji Chi Łabędzie wynosi 408 dni.Gdy jest najmniejsza - mając średnicę 480milionów kilometrów jej powierzchniazostaje pocętkowana jasnymi plamamimasywnych obłoków gorącej plazmy wrzącejna powierzchni. Gdy gwiazda rozszerza się,osiągając

średnicę 770 milionów kilometrów -przygasa i stygnie.

"Z rzeczywistych zdjęć udało nam sięstworzyć animację pulsującej gwiazdy "-mówi Lacour. -" Nasze obserwacje ukazująiŜ owe pulsacje nie są wyłącznie zmianamiradialnymi, ale są równieŜ niehomogeniczne,podobne od gigantycznych gorących plam,które pojawiają się przy minimalnejśrednicy."

Fotografowanie gwiazd zmiennych naleŜy dobardzo trudnych zadań z dwóch powodów.Po pierwsze gwiazdy takie kryją sięwewnątrz zwartych i gęstych obłoków pyłu igazu. Aby badać ich powierzchnię wewnątrztego obłoku astronomowie musząwykonywać zdjęcia w określonym przedzialepromieniowania podczerwonego. Po drugie,gwiazdy te są odległe zatem ich rozmiarykątowe równieŜ są niezwykle małe.Tradycyjne teleskopy nie mająwystarczającej rozdzielczości by wykonaćzdjęcia ich powierzchni. Dlatego zespółwykorzystał interferometrię optyczna bypołączyć ze sobą kilka teleskopów uzyskującwirtualny instrument o średnicyodpowiadającej odległości między nimi.

Do badań wykorzystano teleskop IOTA(Infrared Optical Telescope Array) zobserwatorium astrofizycznego Smithsonianana Mount Hopkins w Arizonie.

C"IOTA ma unikalne moŜliwości "- mówiMarc Lacasse z CfA, będący współautorempublikacji. -" Pozwala nam zobaczyć nazdjęciach detale około 15 razy mniejsze niŜ

55 z 93

na zdjęciach teleskopu kosmicznegoHubble."

W badaniach zostały równieŜ wykorzystanepomiary jasności gwiazdy zbierane przezamatorów astronomii na całym świecie wramach American Association of Variable

Star Observers (AAVSO).

Źródła:

Harvard-Smithsonian Center forAstrophysics: Close-up Photos ofDying Star Show Our Sun's FateIlustracja: ESO/L. Calçada

Original press release follows:Close-up Photos of Dying Star Show OurSun's Fate

About 550 light-years from Earth, a star likeour Sun is writhing in its death throes. ChiCygni has swollen in size to become a redgiant star so large that it would swallowevery planet out to Mars in our solar system.Moreover, it has begun to pulse dramaticallyin and out, beating like a giant heart. Newclose-up photos of the surface of this distantstar show its throbbing motions inunprecedented detail.

"This work opens a window onto the fate ofour Sun five billion years from now, when itwill near the end of its life," said lead authorSylvestre Lacour of the Observatoire deParis.

As a sunlike star ages, it begins to run out ofhydrogen fuel at its core. Like a car runningout of gas, its "engine" begins to

splutter. On Chi Cygni, we see thosesplutterings as a brightening and dimming,caused by the star's contraction andexpansion. Stars at this life stage are knownas Mira variables after the first suchexample, Mira "the Wonderful," discoveredby David Fabricius in 1596. As it pulses, thestar is puffing off its outer layers, which in afew hundred thousand years will create abeautifully gleaming planetary nebula.

Chi Cygni pulses once every 408 days. At itssmallest diameter of 300 million miles, itbecomes mottled with brilliant spots asmassive plumes of hot plasma roil itssurface. (Those spots are like the granules onour Sun's surface, but much larger.) As itexpands, Chi Cygni cools and dims, growingto a diameter of 480 million miles - largeenough to engulf and cook our solar system'sasteroid belt.

For the first time, astronomers havephotographed these dramatic changes indetail. They reported their work in theDecember 10 issue of The AstrophysicalJournal.

"We have essentially created an animation ofa pulsating star using real images," statedLacour. "Our observations show that thepulsation is not only radial, but comes withinhomogeneities, like the giant hotspot thatappeared at minimum radius."

Imaging variable stars is extremely difficult,for two main reasons. The first reason is that

such stars hide within a compact and denseshell of dust and molecules. To study thestellar surface within the shell, astronomersobserve the stars at a specific wavelength ofinfrared light. Infrared allows astronomers tosee through the shell of molecules and dust,like X-rays enable physicians to see boneswithin the human body.

The second reason is that these stars are veryfar away, and thus appear very small. Eventhough they are huge compared to the Sun, thedistance makes them appear no larger than asmall house on the moon as seen from Earth.Traditional telescopes lack the properresolution. Consequently, the team turned to atechnique called interferometry, whichinvolves combining the light coming fromseveral telescopes to yield resolutionequivalent to a telescope as large as thedistance between them.

They used the Smithsonian AstrophysicalObservatory's Infrared Optical TelescopeArray, or IOTA, which was located atWhipple Observatory on Mount Hopkins,Arizona.

"IOTA offered unique capabilities," saidco-author Marc Lacasse of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)."It allowed us to see details in the imageswhich are about 15 times smaller than can beresolved in images from the Hubble SpaceTelescope."

The team also acknowledged the usefulnessof the many observations

56 z 93

contributed annually by amateur astronomers worldwide, which were provided by the American Association of Variable Star Observers(AAVSO).

In the forthcoming decade, the prospect of ultra-sharp imaging enabled by interferometry excites astronomers. Objects that, until now, appearedpoint-like are progressively revealing their true nature. Stellar surfaces, black hole accretion disks, and planet forming regions surroundingnewborn stars all used to be understood primarily through models. Interferometry promises to reveal their true identities and, with them, somesurprises.

Headquartered in Cambridge, Mass., the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) is a joint collaboration between the SmithsonianAstrophysical Observatory and the Harvard College Observatory. CfA scientists, organized into six research divisions, study the origin,evolution and ultimate fate of the universe.

57 z 93

Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegośtakiego. W ciągu kolejnych dni zarejestrowaliśmywięcej kolizji. Nasz zachwyt wzrastał w miarę jaknabieraliśmy przekonania, Ŝe zderzenia nie byłyjednorazowym zjawiskiem"

Larry Lyons

Rozbłysk światła powstał w wyniku zderzenia zórz polarnych

Badająca zorze polarne sieć kamer rozmieszczonych w Arktyce wspomagających misję NASA THEMIS dokonałazaskakującego odkrycia: czasami, ogromne kurtyny zorzy zderzają się wytwarzając spektakularne rozbłyskiświatła. Na jesiennym kongresie Amerykańskiego Związku Geofizycznego pokazano filmy, na którychzarejestrowano takie zdarzenia.

"Opadły nam dosłownie szczęki, gdy po razpierwszy zobaczyliśmy filmy "- mówi LarryLyons z UCLA będący członkiem zespołu,który dokonał odkrycia. -"Te rozbłyskimówią nam coś na temat fundamentalnychmechanizmów rządzących zorzami."

Zderzenia zachodzą w tak ogromnychskalach, Ŝe pojedynczy obserwatorzy naZiemi, z ich ograniczonym polem obserwacji- nie miał szans na zauwaŜenie ich.Konieczna była sieć bardzo czułych kamerrozmieszczonych na obszarze tysięcykilometrów by zarejestrować ich ogrom.NASA, we współpracy z KanadyjskąAgencją Kosmiczną, stworzyła taką sieć wramach projektu THEMIS (Time History of

Events and Macroscale Interactions during

Substorms - Badanie Historii Zdarzeń iInterakcji w Wielkich Skalach w trakcieBurz). Na misję THEMIS składa się pięćidentycznych satelitów umieszczonych naorbicie w 2006 w celu rozwiązania zagadkidlaczego czasami zorze eksplodująrozbłyskiem światła określanym mianemsub-burzy.

Dwadzieścia

kamer monitorujących całe niebo (ASI)rozmieszczono na Alasce i arktycznejKanadzie by fotografować zorze zpowierzchni ziemi, podczas gdy sondybadały naładowane cząstki i polamagnetyczne z orbity. Współpracując kameryi sondy badają zachodzące zjawiska zróŜnych stron w nadziei na rozwiązaniezagadki. Wygląda na to, Ŝe misja kończy sięsukcesem.

Przełom nastąpił wcześniej tego roku, gdyToshi Nishimura z UCLA stworzyłobejmujące cały kontynent filmy zindywidualnych obrazów dostarczanychprzez ASI. "Czasem to trudne zagadnienie "-komentuje Nishimura -" bowiem kaŜdakamera pracuje w innych warunkachpogodowych i oświetleniowych, a samezorze są teŜ w róŜnych odległościach odkamer. Musiałem uwzględnić te czynniki dlasześciu i więcej kamer jednocześnie bystworzyć jednolite filmy."

Według naukowców eksplozja światła jestznakiem iŜ w ogonie plazmowym Ziemizachodzi coś niezwykłego. Obszar ten,skierowany w kierunku przeciwnym doSłońca ma miliony kilometrów długości iskłada się naładowanych cząstekwychwyconych przez ziemskie polemagnetyczne z wiatru słonecznego.

To samo pole magnetyczne, które jestszkieletem ogona plazmowego łączy go zrejonami arktycznymi Ziemi. To z tegopowodu obserwacje zórz polarnychpozwalają na badanie zjawisk zachodzącychw ogonie plazmowym.

Dave Sibeck z NASA

58 z 93

Goddard SFC mówi: -" łącząc dane z kameroraz radarów na ziemi z tymi zebranymiprzez sondy THEMIS pozwoliło nam uzyskaćprawie kompletny obraz tego co wywołujewybuchowe sub-burze w zorzach."

Lyons i Nishimura zidentyfikowali wspólnądla zjawisk sekwencję zdarzeń. Zaczyna sięona od pojawienia szerokiej, wolnoprzemieszczającej się kurtyny zórz orazoddalonego od niej mniejszego, szybkoprzemieszczającego się węzła. Podczas gdywolna kurtyna pozostaje w miejscu prawiebez ruchu węzeł pędzi w jej kierunku zpółnocy. Gdy zderzają się następuje erupcjaświatła.

Jak sekwencja ta wiąŜe się ze zjawiskamizachodzącymi w ogonie plazmowym? Lyonssądzi, Ŝe szybko przemieszczający się węzełjest związany ze strugą stosunkowo lekkiejplazmy pędzącym przez ogon, który powstajew jego zewnętrznych częściach i szybkoporusza się w stronę Ziemi.

Szeroka kurtyna jest związana z wewnętrzną,stabilną granicą ogona plazmowego inapędzana przez zachodzące w tym obszarzeniestabilności. Kiedy strumień lekkiejplazmy dociera do obszaru granicznegonastępuje erupcja fal plazmy i niestabilności.Zderzenia plazmy uwidacznia się w postacizórz.

Źródła:

NASA Goddard SFC: CollidingAuroras Produce an Explosion ofLightZdjęcia:

Toshi Nishimura/UCLA

Original press release follows:Colliding Auroras Produce an Explosion ofLight

A network of cameras deployed around theArctic in support of NASA's THEMISmission has made a startling discovery aboutthe Northern Lights. Sometimes, vast curtainsof aurora borealis collide, producingspectacular outbursts of light. Movies of thephenomenon were unveiled at the FallMeeting of the American Geophysical Uniontoday in San Francisco.

"Our jaws dropped when we saw the moviesfor the first time," said space scientist LarryLyons of the University of California-LosAngeles (UCLA), a member of the team thatmade the discovery. "These outbursts aretelling us something very fundamental aboutthe nature of auroras."

The collisions occur on such a vast scale thatisolated observers on Earth -- with limitedfields of view -- had never noticed thembefore. It took a network of sensitivecameras spread across thousands of miles toget the big picture.

NASA and the Canadian Space Agencycreated such a network for THEMIS, shortfor "Time History of Events and MacroscaleInteractions during Substorms." THEMISconsists of five identical probes launched in2006 to solve a long-standing mystery: Whydo auroras occasionally erupt in an explosionof

light called a substorm?

Twenty all-sky imagers (ASIs) weredeployed across the Alaskan and CanadianArctic to photograph auroras from belowwhile the spacecraft sampled chargedparticles and electromagnetic fields fromabove. Together, the on-ground cameras andspacecraft would see the action from bothsides and be able to piece together cause andeffect-or so researchers hoped. It seems tohave worked.

The breakthrough came earlier this yearwhen UCLA researcher Toshi Nishimuraassembled continent-wide movies from theindividual ASI cameras. "It can be a littletricky," Nishimura said. "Each camera has itsown local weather and lighting conditions,and the auroras are different distances fromeach camera. I've got to account for thesefactors for six or more camerassimultaneously to make a coherent,large-scale movie."

The first movie he showed Lyons was a pairof auroras crashing together in Dec. 2007. "Itwas like nothing I had seen before," Lyonsrecalled. "Over the next several days, wesurveyed more events. Our excitementmounted as we became convinced that thecollisions were happening over and over."

The explosions of light, they believe, are asign of something dramatic happening in thespace around Earth-specifically, in Earth's"plasma tail." Millions of kilometers longand pointed away from

59 z 93

the sun, the plasma tail is made of charged particles captured mainlyfrom the solar wind. Sometimes called the "plasma sheet," the tail isheld together by Earth's magnetic field.

The same magnetic field that holds the tail together also connects it toEarth's polar regions. Because of this connection, watching the danceof Northern Lights can reveal much about what's happening in theplasma tail.

THEMIS project scientist Dave Sibeck of NASA's Goddard SpaceFlight Center, Greenbelt, Md. said, "By putting together data fromground-based cameras, ground-based radar, and the THEMISspacecraft, we now have a nearly complete picture of what causesexplosive auroral substorms."

Lyons and Nishimura have identified a common sequence of events. Itbegins with a broad curtain of slow-moving auroras and a smallerknot of fast-moving auroras, initially far apart. The slow curtainquietly hangs in place, almost immobile, when the speedy knot rushesin from the north. The auroras collide and an eruption of light ensues.

How does this sequence connect to events in the plasma tail? Lyonsbelieves the fast-moving knot is associated with a stream of relativelylightweight plasma jetting through the tail. The stream gets started inthe outer regions of the plasma tail and moves rapidly inward towardEarth. The fast knot of

auroras moves in synch with this stream.

Meanwhile, the broad curtain of auroras is connected to the stationaryinner boundary of the plasma tail and fueled by plasma instabilitiesthere. When the lightweight stream reaches the inner boundary of theplasma tail, there is an eruption of plasma waves and instabilities.This collision of plasma is mirrored by a collision of auroras overthe poles.

National Science Foundation-funded radars located in Poker Flat,Alaska, and Sondrestrom, Greenland, confirm this basic picture. Theyhave detected echoes of material rushing through Earth's upperatmosphere just before the auroras collide and erupt. The fiveTHEMIS spacecraft also agree. Last winter, they were able to flythrough the plasma tail and confirm the existence of lightweight flowsrushing toward Earth.

60 z 93

To jedno zdjęcie tak wiele mówi o Tytania -jego gęstej atmosferze, jeziorach i jego inności.To niepokojące połączenie obcości ipodobieństwa do Ziemi. Zdjęcie to stanie siępewnie jedną z ikon misji Cassini."

Bob Pappalardo

Zajączki na Tytanie

Sonda NASA Cassini badająca Saturna i jego księŜyce sfotografowała błysk światła słonecznego odbitego przezjedno z jezior na Tytanie dostarczając kolejnego dowodu na obecność cieczy na powierzchni księŜyca, na którymwcześniej wykryto istnienie wielu ukształtowanych na podobieństwo jezior basenów.

Naukowcy misji Cassini poszukiwali błysku,znanego równieŜ jako odbicie zwierciadlaneod momentu gdy sonda weszła na orbitęSaturna w 2004 roku. Jednak do tej porypółnocna półkula, na której leŜy więcejjezior niŜ na południowej, skrywała się wciemnościach zimy. Słońce zaczęłobezpośrednio oświetlać północne jezioradopiero niedawno, gdy zbliŜyło się dorównonocy w sierpniu 2009 roku przynoszącwiosnę na północnej półkuli. RównieŜ gęstaatmosfera Tytana blokuje odbicia światłasłonecznego w większej części widma.Prezentowane zdjęcie zostało wykonane 8lipca 2009 przez spektrometr podczerwony iświatła widzialnego sondy Cassini. Zdjęciezostało zaprezentowane 18 grudnia nakongresie Amerykańskiego ZwiązkuGeofizycznego.

"To jedno zdjęcie tak wiele mówi o Tytania- jego gęstej atmosferze, jeziorach i jegoinności -" mówi Bob Pappalardo z NASAJPL. -" To niepokojące połączenie obcości ipodobieństwa do Ziemi. Zdjęcie to stanie siępewnie

jedną z ikon misji Cassini."

Tytan, największy z księŜyców Saturna, oddawna interesuje badaczy ze względu na to,Ŝe posiada wiele cech upodabniających godo Ziemi. Od 20 lat teoretycy sugerowali, Ŝena jego powierzchni mogą istnieć jeziorapłynnych wodorowęglanów, czyniąc z niegojedyny poza Ziemię obiekt w UkładzieSłonecznym, na którego powierzchniwystępują ciecze. Choć dane zebrane przezsondę Cassini nie wykazały istnienia mórz towykryły duŜe jeziora w okolicach biegunówTytana.

W 2008 roku naukowcy wykorzystujący danepodczerwone zebrane przez sondę Cassinidowiedli istnienia cieczy w jeziorze OntarioLacus, największym na południowej półkuli.Jednak do tej pory brakowało danychpotwierdzających występowanie cieczy napółkuli północnej, na której występująwiększe zbiorniki.

Katrin Stephan z niemieckiego CentrumKosmicznego (DLR) w Berlinieopracowywała dane spektrometru kiedyujrzała błysk 10 lipca. -" To był ekscytującymoment, bowiem rozbłysk przypominał tewidziane na zdjęciach Ziemi wykonanych zorbity, na których widać odbicie światłasłonecznego w oceanach "- mówi Stephen. -"Jednak musieliśmy poświęcić jeszcze sporoczasu by upewnić się, Ŝe błysk nie byłwynikiem na przykład uderzenia pioruna czyerupcji wulkanicznej."

Zespół naukowców opracował obraz iporównał z danymi radarowymi ipodczerwonymi

61 z 93

zebranymi w latach 2006-2008. Błysk udałosię umiejscowić w pobliŜu południowegobrzegu jeziora Kraken Mare, ogromnegozbiornika o powierzchni 400 000 kmkwadratowych - większego niŜ MorzeKaspijskie.

Odkrycie dowodzi równieŜ, Ŝe liniabrzegowa Kraken Mare pozostała stabilna wciągu ostatnich trzech lat, co oznacza, Ŝe naTytanie musi funkcjonować odpowiednikcyklu hydrologicznego, dostarczającegopłynny metan na jego powierzchnię.

"Wyniki te przypominają jak unikalnymobiektem w Układzie Słonecznym jest Tytan"- mówi Ralf Jaumann z DLR. -"Równocześnie pokazują, Ŝe ciecze mająuniwersalną zdolność do kształtowaniatopografii w ten sam sposób niezaleŜnie odtego, z jakim płynem mamy do czynienia."

Źródła:

NASA: Sunlight Glint ConfirmsLiquid in Titan Lake ZoneZdjęcia: Toshi Nishimura/UCLA

Original press release follows:Sunlight Glint Confirms Liquid in TitanLake Zone

NASA's Cassini spacecraft has captured thefirst flash of sunlight reflected off a lake onSaturn's moon Titan, confirming the presenceof liquid on the part of the moon dotted withmany large, lake-shaped basins.

Cassini scientists had been looking for the

glint, also known as a specular reflection,since the spacecraft began orbiting Saturn in2004. But Saturn's northern hemisphere,which has more lakes than the southernhemisphere, has been veiled in winterdarkness.

The Sun only began to directly illuminate thenorthern lakes recently as it approached theequinox of August 2008, the start of spring inthe northern hemisphere. Titan's hazyatmosphere also blocked out reflections ofsunlight in most wavelengths. Thisserendipitous image was captured on July 8,2009, using Cassini's visual and infraredmapping spectrometer

"This one image communicates so muchabout Titan - thick atmosphere, surface lakesand an otherworldliness," said BobPappalardo, Cassini project scientist, basedat NASA's Jet Propulsion Laboratory,Pasadena, Calif. "It's an unsettlingcombination of strangeness yet similarity toEarth. This picture is one of Cassini's iconicimages."

Titan, Saturn's largest moon, has captivatedscientists because of its many similarities toEarth. Scientists have theorized for 20 yearsthat Titan's cold surface hosts seas or lakesof liquid hydrocarbons, making it the onlyother planetary body besides Earth believedto harbor liquid on its surface. While datafrom Cassini have not indicated any vastseas, they have revealed large lakes nearTitan's north and

south poles.

In 2008, Cassini scientists using infrared dataconfirmed the presence of liquid in OntarioLacus, the largest lake in Titan's southernhemisphere. But they were still looking forthe smoking gun to confirm liquid in thenorthern hemisphere, where lakes are alsolarger.

Katrin Stephan, of the German AerospaceCenter (DLR) in Berlin, an associate memberof the Cassini visual and infrared mappingspectrometer team, was processing the initialimage and was the first to see the glint onJuly 10th.

"I was instantly excited because the glintreminded me of an image of our own planettaken from orbit around Earth, showing areflection of sunlight on an ocean," Stephansaid. "But we also had to do more work tomake sure the glint we were seeing wasn'tlightning or an erupting volcano."

Team members at the University of Arizona,Tucson, processed the image further, andscientists were able to compare the newimage to radar and near-infrared-light imagesacquired from 2006 to 2008.

They were able to correlate the reflection tothe southern shoreline of a lake calledKraken Mare. The sprawling Kraken Marecovers about 400,000 square kilometers(150,000 square miles), an area larger thanthe Caspian Sea, the largest lake on Earth. Itis located around 71 degrees north latitudeand 337 degrees west latitude.

The finding shows that the shoreline ofKraken Mare has been stable over the lastthree years and that Titan has an ongoinghydrological cycle that brings liquids to thesurface, said Ralf Jaumann, a visual andinfrared mapping spectrometer team memberwho leads the scientists at the DLR whowork on Cassini.

Of course, in this case, the liquid in thehydrological cycle is methane rather thanwater, as it is on Earth. "These resultsremind us how unique Titan is in the solarsystem," Jaumann said. "But they also showus that liquid has a universal power to shapegeological surfaces in the same way, nomatter what the liquid is."

62 z 93

Parowanie na Tytanie oznacza, Ŝe musiało tampadać, a deszcz oznaczastrumienie, jeziora azatem erozję i geologię. Obecność mgły naTytaniedowodzi aktywnego, opartego o metan,cyklu hydrologicznego

prof. Mike Brown

Mgła na Tytanie

Największy z księŜyców Saturna, Tytan, wydaje się być jedynym poza Ziemią, obiektem Układu Słonecznego zeznaczącą ilości cieczy - w tym przypadku etanu i metanu - na powierzchni. Według prof. Mika Browna,astronoma z Instytutu Technologicznego Kalifornii (Caltech) Ziemię i Tytana łączy jeszcze coś, co równieŜ jestjednoznacznie związane z występowaniem na powierzchni cieczy - mgła. Jej odkrycie dostarcza pierwszegobezpośredniego dowodu na istnienie wymiany materii między powierzchnią Tytana a jego atmosferę - istnieniaaktywnego cyklu hydrologicznego, znanego wcześniej wyłącznie z Ziemi.

Astronom dokonał odkrycia analizując danezebrane przez spektrometr VIMS () napokładzie sondy Cassini badjącej systemSaturna od pięciu lat. Wyniki zostałyzaprezentowane na kongresieAmerykańskiego Związku Geofizycznego jakrównieŜ opublikowane na łamach The

Astrophysical Journal Letters.

Spektrometr VIMS rejestruje obrazy wpaśmie zarówno widzialnym jak ipodczerwonym. Brown i jegowspółpracownicy przeanalizowaliarchiwalne dane dostępne on-line zebranenad biegunem południowym Tytana wokresie od października 2006 do maja 2007.Dane odfiltrowali aby wydzielić zjawiskapowstające na róŜnych wysokościach watmosferze Tytana - od 250 m po 20kilometrów. Wykorzystując kolejne filtrywyszukiwali światło rozproszone przez małecząstki - takie jak krople metanu obecne wchmurach.

W trakcie poszukiwań wyizolowali chmuryna wysokości około 750 metrów nadpowierzchnią księŜyca, które nie sięgaływyŜej - do troposfery Tytana, gdzie powstają

normalne chmury. Jak mówi Brown: -"znaleźliśmy mgłę."

"Mgła - jak równieŜ chmury, rosa czy innaforma kondensacji - powstaję gdy powietrzeosiąga wilgotność bliską 100% "- mówiBrown. -" Są dwa sposoby na uzyskanieodpowiednich warunków. Pierwszy jestoczywisty: dodaj wodę (na Ziemi) lub metan(na Tytanie) do powietrza. Drugi jestczęstszy: ochłódź powietrze tak by mogłozawierać mniej wody (lub metanu) - ta ilość,której nie będzie mogło unieść kondensuje."

Na Ziemi drugi mechanizm zachodzinajczęściej. Brown wyjaśnia: -" Mgła, którączęsto obserwujemy o świcie powstaje wwyniku wychłodzenia przyziemnej warstwyatmosfery w trakcie nocy do punktu, wktórym nie moŜe ona utrzymać większejilości wody. W miarę unoszenia się Słońca,powietrze ogrzewa się i mgła znika."Podobnie mgła moŜe powstawać, gdywilgotne powietrze przemieszcza się nadzimnym gruntem - woda kondensuje wwyniku schładzanie się powietrza. Mgła wgórach powstaje, gdy powietrze musi sięunieść i - ponownie - ochłodzić."

Jednak Ŝaden z tych mechanizmów nie działana Tytanie. Wynika to stąd, Ŝe parnaatmosfera Tytana stygnie niezwykle wolno:-"gdybyśmy dzisiaj wyłączyli całkowicieSłońce, atmosfera Tytana stygła by około 100lat "- mówi Brown. -"Nawet najzimniejszejej obszary są zdecydowanie zbyt ciepłe, boprowadzić do kondensacji mgły."

63 z 93

RównieŜ mgła górska nie jest rozwiązaniemzagadki: -"Góry na Tytanie musiałyby miećwysokość przynajmniej 5000 metrów, bypowietrze stało się wystarczająco chłodne "-mówi Brown. Podczas gdy najwyŜsze góryjakie mogą powstać na tytanie mogę mieć niewięcej 1000 metrów.

Pozostaje zatem pierwszy mechanizm -dodać cieczy do atmosfery, a jedynymsposobem by to osiągnąć jest parowanie - wprzypadku Tytana, metanu występującegopowszechnie na księŜycu we wszystkichstanach skupienia.

Brown zauwaŜa, Ŝe parowanie na Tytanie"oznacza, Ŝe musiało tam padać, a deszczoznacza strumienie, jeziora a zatem erozję igeologię. Obecność mgły na Tytaniedowodzi aktywnego, opartego o metan, cykluhydrologicznego."

Dodatkowo obecność mgły oznacza, Ŝepowierzchnia Tytana musi być pokrytametanowymi zbiornikami, w innymprzypadku bowiem mgła unisłaby siętworząc chmury.

Źródła:

California Institute of Technology:Caltech Scientists Discover Fog onTitanZdjęcie: Mike Brown/Caltech

Original press release follows:Caltech Scientists Discover Fog on Titan

Saturn's largest moon, Titan, looks to be theonly place in the solar system—aside fromour home planet, Earth—with copious

quantities of liquid (largely, liquid methaneand ethane) sitting on its surface. Accordingto planetary astronomer Mike Brown of theCalifornia Institute of Technology (Caltech),Earth and Titan share yet another feature,which is inextricably linked with that surfaceliquid: common fog.

The presence of fog provides the first directevidence for the exchange of materialbetween the surface and the atmosphere, andthus of an active hydrological cycle, whichpreviously had only been known to exist onEarth.

In a talk to be delivered December 18 at theAmerican Geophysical Union's 2009 FallMeeting in San Francisco, Brown, theRichard and Barbara Rosenberg Professorand professor of planetary astronomy, detailsevidence that Titan's south pole is spotted"more or less everywhere" with puddles ofmethane that give rise to sporadic layers offog. (Technically, fog is just a cloud or bankof clouds that touch the ground).

Brown and his colleagues also describe theirfindings in a recent paper published in TheAstrophysical Journal Letters.

The researchers made their discovery usingdata from the Visual and Infrared MappingSpectrometer (VIMS) onboard the Cassinispacecraft, which has been observingSaturn's system for the past five years.

The VIMS instrument provides"hyperspectral" imaging, covering

a large swath of the visible and infraredspectrum. Brown and his colleagues—including Caltech undergraduate studentsAlex Smith and Clare Chen, who wereworking with Brown as part of a SummerUndergraduate Research Fellowship (SURF)project—searched public online archives tofind all Cassini data collected over themoon's south pole from October 2006through March 2007. They filtered the data toseparate out features occurring at differentdepths in the atmosphere, ranging from 20kilometers (12.4 miles) to .25 kilometers(820 feet) above the surface. Using otherfilters, they homed in on "bright" featurescaused by the scattering of light off smallparticles—such as the methane dropletspresent in clouds.

In this way, they isolated clouds locatedabout 750 meters (less than a half-mile)above the ground. These clouds did notextend into the higher altitudes—into themoon's troposphere, where regular cloudsform. In other words, says Brown, they hadfound fog.

"Fog—or clouds, or dew, or condensation ingeneral—can form whenever air reachesabout 100 percent humidity," Brown says."There are two ways to get there. The first isobvious: add water (on Earth) or methane(on Titan) to the surrounding air. The secondis much more common: make the air colderso it can hold less water

64 z 93

(or liquid methane), and all of that excess needs to condense."

This, he explains, is the same process that causes water droplets toform on the outside of a cool glass.

On Earth, this is the most common method of making fog, Brown says."That fog you often see at sunrise hugging the ground is caused byground-level air cooling overnight, to the point where it cannot hangonto its water. As the sun rises and the air heats, the fog goes away."

Similarly, fog can form when wet air passes over cold ground; as theair cools, the water condenses. And mountain fog occurs when airgets pushed up the side of a mountain and cools, causing the water tocondense.

However, none of these mechanisms work on Titan.

The reason is that Titan's muggy atmosphere takes a notoriously longtime to cool (or warm). "If you were to turn the sun totally off, Titan'satmosphere would still take something like 100 years to cool down,"Brown says. "Even the coldest parts of the surface are much toowarm to ever cause fog to condense."

Mountain fog is also out of the question, he adds. "A Titanianmountain would have to be about 15,000 feet high before the airwould get cold enough to condense," he says. And yet the tallestmountains the moon could possibly carry (because of its fragile, icycrust) would be no more

than 3000 feet high.

The only possible way to make Titanian fog, then, is to add humidityto the air. And the only way to do that, Brown says, is by evaporatingliquid—in this case, methane, the most common hydrocarbon on themoon, which exists in solid, liquid, and gaseous forms.

Brown notes that evaporating methane on Titan "means it must haverained, and rain means streams and pools and erosion and geology.The presence of fog on Titan proves, for the first time, that the moonhas a currently active methane hydrological cycle."

The presence of fog also proves that the moon must be dotted withmethane pools, Brown says. That's because any ground-level air,after becoming 100 percent humid and turning into fog, wouldinstantly rise up into the atmosphere like a giant cumulus cloud. "Theonly way to make the fog stick around on the ground is to both addhumidity and cool the air just a little," he explains. "The way to coolthe air just a little is to have it in contact with something cold, like apool of evaporating liquid methane."

In addition to Smith and Chen, The Astrophysical Journal Letterspaper, "Discovery of Fog at the South Pole of Titan," was coauthoredby Máté Ádámkovics from the University of California, Berkeley.The work was funded by a grant from the National ScienceFoundation's Planetary Astronomy program.

For more information about the discovery, go to Brown's blog athttp://www.mikebrownsplanets.com/2009/08/fog-titan-titan-fog-and-peer-review.html.

65 z 93

Czarne dziury w gromadach gwiazd zakłócają czas i przestrzeń

Według astronomów z Instytutu Astronomii Argelander Uniwersytetu w Bonn w ciągu najbliŜszej dekadynaukowcy będą w stanie wykryć zlewanie się dziesiątek czarnych dziur kaŜdego roku. Wyniki badań zostałyopublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Modelując zachowanie gwiazd wgromadach zespół z Bonn sugeruje, Ŝe miejsca te są idealnymi regionami, w których mogą łączyć się czarnedziury. Zjawiska te powinny wytwarzać zakłócenia w czasie i przestrzeni - fale grawitacyjne - które mogą zostaćwykryte przez instrumenty juŜ w roku 2015.

Gromady gwiazd znajdują się zarówno wnaszej jak i innych galaktykach i uwaŜa się,Ŝe wszystkie lub większość gwiazd powstaław takich zgrupowaniach. Najmniejsze zgromad otwartych zawierają po kilkagwiazd, podczas gdy największe, ciasnoupakowane gromady kuliste mogą nawetmieć kilka milionów gwiazd.Najmasywniejsze z gwiazd w gromadach wczasie zaledwie kilku milionów lat spalającały zapas wodoru a ich jądra zapadają sięprowadząc do eksplozji supernowej ipowstania czarnych dziur.

Kiedy gwiazdy są blisko siebieprawdopodobieństwo zderzeń pomiędzygwiazdami róŜnych rodzajów, w tymczarnych dziur, znacznie rośnie. Same czarnedziury migrują w stronę centrum gromadygdzie z czasem powstaje jądro zbudowanewyłączne z czarnych dziur. Tam teŜ są onepoddawane najróŜniejszym oddziaływaniom- czasami tworząc ściśle związane pary, aczasami zostają wyrzucone z gromady.

Zespół naukowców stworzył symulacjękomputerową by przeanalizowaćoddziaływania w obrębie gromady. WedługOgólnej Teorii Względności układypodwójne czarnych dziur w znacznymstopniu odkształcają czasoprzestrzeńwytwarzając fale grawitacyjne rozchodzącesię na podobieństwo fal na tafli jeziora. Dotej pory nie udało się wykryć owych fal.Jednak w ciągu najbliŜszych lat powstanąnowe obserwatoria bazujące na LIGO -Advanced LIGO powinno być

w stanie wykryć dziesiątki takich zdarzeńkaŜdego roku w odległości sięgającej 5 000milionów lat świetlnych.

Źródła:

Royal Astronomical Society: BlackHoles in Star Clusters stir up Timeand SpaceIlustracja: LIGO ScientificCollaboration (LSC) / NASA

Original press release follows:Black Holes in Star Clusters stir up Timeand Space

Within a decade scientists could be able todetect the merger of tens of pairs of blackholes every year, according to a team ofastronomers at the University of Bonn’sArgelander-Institut fuer Astronomie, whopublish their findings in a paper in MonthlyNotices of the Royal Astronomical Society.By modelling the behaviour of stars inclusters, the Bonn team find that they areideal environments for black holes tocoalesce. These merger events produceripples in time and space (gravitationalwaves) that could be detected by instrumentsfrom as early as 2015.

Clusters of stars are found throughout ourown and other galaxies and most stars arethought to have formed in them. The smallestlooser ‘open clusters’ have only a few stellarmembers, whilst the largest tightly bound‘globular

66 z 93

clusters’ have as many as several million stars. The highest massstars in clusters use up their hydrogen fuel relatively quickly (in just afew million years). The cores of these stars collapse, leading to aviolent supernova explosion where the outer layers of the star areexpelled into space. The explosion leaves behind a stellar remnantwith gravitational field so strong that not even light can escape – ablack hole.

When stars are as close together as they are in clusters, then althoughstill rare events, the likelihood of collisions and mergers betweenstars of all types, including black holes, is much higher. The blackholes sink to the centre of the cluster, where a core that is completelymade of up of black holes forms. In the core, the black holesexperience a range of interactions, sometimes forming binary pairsand sometimes being ejected from the cluster completely.

Now Dr Sambaran Banerjee, Alexander von Humboldt postdoctoralfellow, has worked with his University of Bonn colleagues Dr HolgerBaumgardt and Professor Pavel Kroupa to develop the firstself-consistent simulation of the movement of black holes in starclusters.

The scientists assembled their own star clusters on ahigh-performance supercomputer, and then calculated how theywould evolve by tracing the motion of each

and every star and black hole within them.

According to a key prediction of Einstein’s General Theory ofRelativity, black hole binaries stir the space-time around them,generating waves that propagate away like ripples on the surface of alake. These waves of curvature in space-time are known asgravitational waves and will temporarily distort any object they passthrough. But to date no-one has succeeded in detecting them.

In the cores of stars clusters, black hole binaries are sufficientlytightly bound to be significant sources of gravitational waves. If theblack holes in a binary system merge, then an even stronger pulse ofgravitational waves radiates away from the system.

Based on the new results, the next generation of gravitational waveobservatories like the Advanced Laser InterferometerGravitational-wave Observatory (Advanced LIGO) could detect tensof these events each year, out to a distance of almost 5000 millionlight years (for comparison the well known Andromeda Galaxy is just2.5 million light years away).

Advanced LIGO will be up and running by 2015 and if the Bonn teamare right, from then on we can look forward to a new era ofgravitational wave astronomy.

Sambaran comments, “Physicists have looked for gravitational wavesfor more than half a century. But up to now they have proved elusive.If we are right then not only will gravitational waves be found so thatGeneral Relativity passes a key test but astronomers will soon have acompletely new way to study the Universe. It seems fitting that almostexactly 100 years after Einstein published his theory, scientistsshould be able to use this exotic phenomenon to watch some of themost exotic events in the cosmos.”

67 z 93

Po raz pierwszy wiemy z wyprzedzeniem gdziepojawi się kataklizmiczna zmienna oraz mamymoŜliwość zbadania co stanie się z planetą, którają okrąŜa. Społeczność naukowa będzie badałaten system przez kolejne dziesięciolecia co danam ogromną wiedzę na temat tych egzotycznychgwiazd.

prof. Shengbang Qian

Ogromna planeta w świetnym miejscu na pokaz sztucznychogni

Zespół chińskich astronomów odkrył ogromną planetę okrąŜającą egzotyczny układ podwójny - QS Panny. Choćobecnie układ ten jest uśpiony to pewnego dnia dwie gwiazdy eksplodują w gwałtownym rozbłysku znanym jakonowa. Zespół naukowców kierowany przez prof. Shengbang Qian z Obserwatorium Yunnan opublikował wynikibadań na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

QS

Panny leŜy w odległości 157 lat świetlnychod Słońca. Układ ten składa się z dwóchobiektów - chłodnego czerwonego karła,oraz gęstego i gorącego białego karłapodobnego do tego, który powstanie gdySłońce zakończy Ŝycie. Obie gwiazdy są odsiebie oddalone mniej więcej dwa razy dalejniŜ Ziemia i KsięŜyc (840 000 km) i obiegająwspólny środek masy w czasie 3 godzin i 37minut. Choć Ŝaden z teleskopów na Ziemi niejest w stanie rozdzielić tych gwiazd to wczasie ruchu przesłaniają się nawzajemtworząc charakterystyczną krzywą jasnościukładu.

W wieli bliskichukładach podwójnych -opisywanych jakozmienne kataklizmiczne -materia przepływa zjednej z gwiazd na jejgęstszego towarzysza.Gwiazdy QS

Vir są ciut zanadto oddalone aby przepływmaterii miał miejsce będąc chwilowo wstanie 'hibernacji', jednak oddziaływaniewiatru gwiezdnego i pola magnetycznegopowoli wyhamowują prędkość czerwonegokarła. W miarę jak traci energię i prędkośćjego orbita zacieśnia się i w czasienajbliŜszych kilku tysięcy lat znajdzie się natyle blisko, Ŝe wodór zacznie przepływać natowarzyszącą mu gwiazdę.

Akumulacja wodoru na powierzchni białegokarła, tworząca gęstą i gorącą warstwę wpewnym momencie doprowadzi do zapłonufuzji nuklearnej i gwałtownego pojaśnieniagwiazdy, która na pewien czas stanie sięnową.

Analizując drobne zmiany w czasie zaćmieńnaukowcy odkryli, Ŝe w systemie jest trzeci,niewidoczny, obiekt oddziałujący na dwiegwiazdy. Z pomiarów wyliczono, Ŝe musi tobyć ogromna planeta o masie około 6,4 razywiększej od Jowisza leŜąca w odległości360 milionów kilometrów (4 j.a.). Nowaegzoplaneta to pierwszy taki obiekt odkrytyna orbicie wokół ciasnej pary gwiazd. Naniebie tej planety gwiazdy macierzystetworzą niezwykły taniec białego iczerwonego słońca, a pewnego dnia jedno ztych słońc zapłonie blaskiem, który być moŜebędzie równieŜ widoczny z Ziemi.

"Po raz pierwszy wiemy z wyprzedzeniemgdzie pojawi się kataklizmiczna zmiennaoraz mamy moŜliwość zbadania co stanie sięz planetą, która ją okrąŜa "- mówi

68 z 93

prof Shengbang Qian.-" Społecznośćnaukowa będzie badała ten system przezkolejne dziesięciolecia co da nam ogromnąwiedzę na temat tych egzotycznych gwiazd."

Źródła:

Royal Astronomical Society: GiantPlanet Set for a Cataclysmic ShowIlustracja: Shengbang Qian, NationalAstronomical Observatories, ChineseAcademy of SciencesLokalizacja: RA 13h 49m 51.95s;Dek -13° 13' 37.5”; jasność +14,8;mapa Stellarium

Original press release follows:Giant Planet Set for a Cataclysmic Show

A team of Chinese astronomers havediscovered a giant planet close to the exoticbinary star system QS Virginis. Althoughdormant now, in the future the two stars willone day erupt in a violent nova outburst.Professor Shengbang Qian of YunnanObservatory leads the team of scientists whoreport their work in the journal MonthlyNotices of the Royal Astronomical Society.

QS Virginis lies in the direction of theconstellation of Virgo and is about 157 lightyears from the Sun. The system is made up ofa cool red dwarf and a hot dense white dwarf(an object similar to the remnant that will beleft behind by the Sun at the end of its life).The

two stars are just 840000 km (525000 miles)apart or about twice the distance from theEarth to the Moon. Being so close togetherthey race around each other, taking just 3hours and 37 minutes to complete each orbit.No Earth-based telescope can see them asseparate stars, but as they move around thetwo stars successively eclipse one another,leading to a characteristic periodic dip in thebrightness of the system.

In many close binaries, described as‘cataclysmic variables (CVs)’, materialflows from one star to its denser companion.The stars of QS Virginis are only slightly toofar apart for this to happen and so are a‘hibernating’ CV and relatively quiet at themoment.

Professor Qian’s team looked closely at theway the light from QS Virginis fluctuatedthroughout each orbit. By timing the eclipses,they found that the duration of the orbitchanged with the time of mid-eclipseperiodically advanced or delayed.

This shift is explained by an unseen thirdobject exerting a gravitational pull on the twostars, so that sometimes the light has to travela little further and sometimes a little less toreach us. From their measurements, theChinese team deduced that there is a giantplanet, with a minimum of 6.4 times the massof Jupiter, at an average distance from thestars of 4.2

times that from the Earth to the Sun (about630 million km or 394 million miles).

The new world is the first to be found inorbit around a close pair of stars of this type.Although almost certainly uninhabited, ahypothetical observer there would see a pairof rather small ‘Suns’ – one red and onewhite appearing very close together in thesky.

But things will not look this way forever. Thered dwarf star is being braked by theinteraction between its stellar wind andmagnetic field and is decelerating. As itloses energy it is moving closer to the whitedwarf and sometime in the next few thousandyears it will be near enough that hydrogenwill start to be dragged off the red dwarf byits companion star.

The hydrogen will then slowly accumulate onthe white dwarf and build up in a hot denselayer close to the star’s surface. In duecourse the density and temperature of thebase of the hydrogen layer will become highenough for nuclear fusion reactions to start,where the hydrogen is very quickly fused toheavier helium. The resulting nuclearexplosion will lead to a spectacular outburstof radiation and the binary system willtemporarily become many times brighter thannormal.

These ‘nova’ events are bright enough thatthey are often seen by amateur astronomerson Earth, so the view of the outburst from thenewly discovered planet will be dramatic(and potentially dangerous for anyextraterrestrial tourists who go there to watchit).

But Professor Qian sees this as a realopportunity for terrestrial astronomers. “Foronce we have advance notice of theformation of a cataclysmic variable and thechance to study what will happen to theplanet in orbit around it. The scientificcommunity should watch this system over thedecades ahead – it should give us a realinsight into these exotic stars.”

69 z 93

Atmosfera jest znacznie gęstsza niŜ ziemska takwięc wysokie ciśnienie oraz brak światławykluczają istnienie Ŝycia takiego jakie znamy,jednak panują tam bardzo interesujące warunki,w których mogą zachodzić bardzo złoŜoneprocesy chemiczne

David Charbonneau

Astronomowie odkryli ziemię o lodowym sercu i gęstej,nieprzyjaznej atmosferze

Astronomowie odkryli drugą egzoplanetę z gatunku super-Ziem, dla której udało się wyznaczyć masę i średnicę,a co za tym idzie określić jej prawdopodobną strukturę. To równieŜ pierwsza super-Ziemia, wokół którejodkryto atmosferę. Egzoplaneta krąŜy wokół niewielkiej gwiazdy oddalonej od nas o 40 lat świetlnych i zdaje sięotwierać nową, dramatyczną perspektywę w poszukiwaniach światów nadających się do zamieszkania. GJ1214b,bo taki ma symbol, ma masę sześciokrotnie większą od Ziemi, a jej wnętrze najprawdopodobniej zbudowane jestz lodu wodnego. Jej powierzchnia natomiast jest stosunkowo gorąca natomiast atmosfera gruba, czyniąc z niąmiejsce nie nadające się do istnienia Ŝycia takiego, jakie znamy z Ziemi.

W

najnowszym wydaniu Nature astronomowieogłosili odkrycie planety wokół bliskiejmałej gwiazdy - GJ1214. To juŜ drugieodkrycie super-Ziemi metodą tranzytu -następujące niedługo po planecie Corot-7b.Nowo odkryta planeta ma masę około sześćrazy większą od ziemskiej i średnicę 2,7 razywiększą, co czyni z niej obiekt pośrednimiędzy Ziemią a lodowymi olbrzymamitakimi jak Uran czy Neptun.

Choć masa GJ1214b jest podobna do masyCorot-7b je średnica jest znacznie większa,co oznacza, Ŝe ich budowa jest zupełnieodmienna. Podczas gdy Corot-7b manajprawdopodobniej skaliste jądro okrytelawą, GJ1214b jest według odkrywców w3/4 zbudowany w lodu wodnego, podczasgdy pozostała 1/4 to najpewniej Ŝelazo ikrzem. GJ1214b obiega swą gwiazdę wczasie 38 godzin w odległości zaledwiedwóch milionów kilometrów - 70 razy bliŜejniŜ Ziemia - Słońce. "LeŜąc tak bliskogwiazdy macierzystej powierzchniaegzoplanety

musi mieć temperaturę około 200 stopniCelsjusza - zbyt gorącą, by na jejpowierzchni występowała woda w stanieciekłym -" mówi David Charbonneau,główny autor publikacji.

Gdy astronomowie porównali zmierzonypromień GJ1214b z modelami teoretycznymiokazało się, Ŝe obserwowany promieńprzekracza przewidywania modeli: cośoprócz planety musi przesłaniać światłogwiazdy. Jest to zapewne gruba atmosfera owysokości 200 km. "Atmosfera ta jestznacznie gęstsza niŜ ziemska tak więcwysokie ciśnienie oraz brak światławykluczają istnienie Ŝycia takiego jakieznamy "- mówi Charbonneau, -" jednakpanują tam bardzo interesujące warunki, wktórych mogą zachodzić bardzo złoŜoneprocesy chemiczne."

"PoniewaŜ planeta jest zbyt gorąca by przezdłuŜszy czas zachować atmosferę,prawdopodobnie mamy po raz pierwszyokazję badać nowo powstałą atmosferęotulającą świat okrąŜający inną gwiazdę "-mówi Xavier Bonfils. -"PoniewaŜ planeta taleŜy tak blisko prawdopodobnie będziemy wstanie badać jej atmosferę za pomocąobecnie posiadanych instrumentów."

Planeta została odkrytaw ramach projektuMEarth, natomiast wcelu określenia jej masywykorzystano pełnądokładność

70 z 93

spektrografu HARPS zainstalowanego na3,6-metrowym teleskopie ESO wobserwatorium La Silla.

Źródła:

ESO: Astronomers Find World withThick, Inhospitable Atmosphere andan Icy HeartIlustracja: ESO/L. CalçadaPołoŜenie: RA 17h15m18.94s; Dek+04°57'49.7”; jasność +14.67;mapka: Stellarium

Original press release follows:Astronomers Find World with Thick,Inhospitable Atmosphere and an Icy Heart

Astronomers have discovered the secondsuper-Earth exoplanet [1] for which theyhave determined the mass and radius, givingvital clues about its structure. It is also thefirst super-Earth where an atmosphere hasbeen found. The exoplanet, orbiting a smallstar only 40 light-years away from us, opensup dramatic new perspectives in the quest forhabitable worlds. The planet, GJ1214b, has amass about six times that of Earth and itsinterior is likely to be mostly made of waterice. Its surface appears to be fairly hot andthe planet is surrounded by a thickatmosphere, which makes it inhospitable forlife as we know it on Earth.

In this week’s issue of Nature, astronomersannounce the discovery of a planet around thenearby, low-mass star GJ1214 [2]. It is thesecond

time a transiting super-Earth has beendetected, after the recent discovery of theplanet Corot-7b [3]. A transit occurs whenthe planet's orbit is aligned so that we see itcrossing the face of its parent star. The newlydiscovered planet has a mass about six timesthat of our terrestrial home and 2.7 times itsradius, falling in size between the Earth andthe ice giants of the Solar System, Uranus andNeptune.

Although the mass of GJ1214b is similar tothat of Corot-7b, its radius is much larger,suggesting that the composition of the twoplanets must be quite different. WhileCorot-7b probably has a rocky core and maybe covered with lava, astronomers believethat three quarters of GJ1214b is composedof water ice, the rest being made of siliconand iron.

GJ1214b orbits its star once every 38 hoursat a distance of only two million kilometres— 70 times closer to its star than the Earth isto the Sun. “Being so close to its host star,the planet must have a surface temperature ofabout 200 degrees Celsius, too hot for waterto be liquid,” says David Charbonneau, leadauthor of the paper reporting the discovery.

When the astronomers compared themeasured radius of GJ1214b with theoreticalmodels of planets, they found that theobserved radius exceeds the models’predictions: there is

something more than the planet’s solidsurface blocking the star’s light — asurrounding atmosphere, 200 km thick. “Thisatmosphere is much thicker than that of theEarth, so the high pressure and absence oflight would rule out life as we know it,” saysCharbonneau, “but these conditions are stillvery interesting, as they could allow forsome complex chemistry to take place.”

“Because the planet is too hot to have kept anatmosphere for long, GJ1214b represents thefirst opportunity to study a newly formedatmosphere enshrouding a world orbitinganother star,” adds team member XavierBonfils. “Because the planet is so close tous, it will be possible to study its atmosphereeven with current facilities.”

71 z 93

Być moŜe odnaleziono pierwszy ślad ciemnej materii

Obserwacje wykonane przez teleskopy, satelity oraz pomiary promieniowania reliktowego doprowadziłyastronomów do zaskakującego wniosku, Ŝe większość materii we Wszechświecie nie pochłania ani nie emitujepromieniowania tak jak czyni to zwykła materia. Owa ciemna materia tworzy szkielet, który prowadzi dogrupowania się normalnej materii dając początek galaktykom i widzialnemu Wszechświatowi. KosmolodzyuwaŜają, Ŝe równieŜ nasza Galaktyka jest osadzona w ogromnym obłoku ciemnej materii. W trakcie gdy UkładSłoneczny okrąŜa centrum Galaktyki przemieszcza się względem tego obłoku tajemniczych cząstek.

Niektóre teorie fizyki cząstek elementarnychsugerują iŜ ciemna materia moŜe byćzbudowana z hipotetycznych słabooddziałujących masywnych cząstek -WIMPów (Weakly Interacting Massive

Particles). Naukowcy sądzą, Ŝe cząstki temogą mieć masę podobną, lub być nawetcięŜsze od jąder atomowych. Choć takieWIMPy z rzadka oddziałują z normalnąmaterią od czasu do czasu zderzałyby się zjądrami normalnej materii na podobieństwokul bilardowych przekazując im nieznaczneilości energii, która w odpowiednichwarunkach byłaby moŜliwa do wykrycia.

Eksperyment poszukiwania ciemnej materiiw warunkach kriogenicznych - CDMS(Cryogenic Dark Matter Search) -wykorzystuje 30 detektorów zbudowanych zkrzemu i germanu umieszczonych w kopalniSoudan ponad pół kilometra podpowierzchnią stanu Minnesota. Detektoryschłodzone do temperatury bliskiej zeraabsolutnego mają za zadanie wykryciewłaśnie takich zderzeń. Oddziaływaniacząstek pozostawiają w krystalicznychdetektorach energię w postaci ciepła iładunku, który moŜna przemieszczać zapomocą przyłoŜonego polaelektromagnetycznego. Specjalne czujnikimają wykryć te sygnały, wzmocnić je izapisać do analizy. Porównanie wartości imomentu rejestracji obu sygnałów pozwalabadaczom określić czy sygnał zostałwygenerowany przez interakcję ze znanymicząstkami pochodzącymi

z rozpadu radioaktywnego lub promienikosmicznych, czy przez WIMP-a. Sygnały tłanaleŜy wytłumić, tak by moŜliwe byłodostrzeŜenie WIMPów. Warstwy osłaniającew połączeniu z ponad półkilometrowąwarstwą skał stanowią filtr tłumiący.

Eksperyment CDMS poszukuje śladówciemnej materii od 2003 roku, jednak jakdotąd nie wykryto śladów WIMPów codostarcza pewności, Ŝe promieniowanie tłazostało skutecznie wytłumione do poziomu,w którym moŜliwa jest rejestracja jednejinterakcji z WIMP-em na rok.

Naukowcy zaprezentowali wyniki z badań wlatach 2007-2008, w których odnalezionodwa zdarzenia o charakterystycespodziewanej dla interakcji z WIMPem.Dane są jeszcze zbyt ubogie aby dało sięjednoznacznie i z całą pewnością wykluczyćinne pochodzenie sygnału, natomiastpozwalają wprowadzić wartości granicznedla teorii próbujących opisać ciemnąmaterię.

Źródła:

Cryogenic Dark Matter Search: Latestresults of CDMS-IIZdjęcie: CDMS

Original press release follows:Latest Results in the Search for DarkMatter

Astronomical observations from telescopes,satellites and measurements of thecosmicmicrowave background have ledscientists to believe that most of the matter inthe universeneither emits nor absorbs

72 z 93

light. This dark matter would have providedthe gravitationalscaffolding that causednormal matter to coalesce into the galaxieswe see today. In particular,we think our owngalaxy is embedded within an enormouscloud of dark matter. As our solarsystemrotates around the galaxy, it moves throughthis cloud.

Particle physics theories suggest that darkmatter may be composed of WeaklyInteractingMassive Particles (WIMPs).Scientists expect these particles to havemasses comparable to, orperhaps heavierthan, atomic nuclei. Although such WIMPswould rarely interact with normalmatter, theymay occasionally scatter from an atomicnucleus like billiard balls, leaving asmallamount of energy that might bedetectable under the right conditions.

The Cryogenic Dark Matter Search (CDMS)experiment, located a half-mile undergroundat theSoudan mine in northern Minnesota,uses 30 detectors made of germanium andsilicon in anattempt to detect such WIMPscatters. The detectors are cooled totemperatures very nearabsolute zero. Particleinteractions in the crystalline detectorsdeposit energy in the form of heat,and in theform of charges that move in an appliedelectric field. Special sensors detectthesesignals, which are then amplified andrecorded in computers for later study. Acomparison of thesize and relative timing ofthese

two signals can allow the experimenters todistinguish whetherthe particle that interactedin the crystal was a WIMP or one of thenumerous known particlesthat come fromradioactive decays, or from space in the formof cosmic rays. These backgroundparticlesmust be highly suppressed if we are to see aWIMP signal. Layers of shieldingmaterials,as well as the half-mile of rock above theexperiment, are used to providesuchsuppression.

The CDMS experiment has been searchingfor dark matter at Soudan since 2003.Previous datahave not yielded evidence forWIMPs, but have provided assurance that thebackgrounds havebeen suppressed to thelevel where as few as 1 WIMP interactionper year could have beendetected.

We are now reporting on a new data settaken in 2007- 2008, which approximatelydoubles thesum of all past data sets. Witheach new data set, we must carefullyevaluate the performance ofeach of thedetectors, excluding periods when they werenot operating properly. Detectoroperation isassessed by frequent exposure to sources oftwo types of radiation: gamma raysandneutrons. Gamma rays are the principalsource of normal matter background in theexperiment.Neutrons are the only type ofnormal matter particles that will interact withgermanium nuclei inthe billiard ball style thatWIMPs would, although neutrons

frequently scatter in more than oneof ourdetectors. This calibration data is carefullystudied to see how well a WIMP-likesignal(produced by neutrons) can be seenover a background (produced by gammarays). Theexpectation is that no more than 1background event would be expected to bevisible in theregion of the data where WIMPsshould appear. Since background and signalregions overlapsomewhat, achievement ofthis background level required us to throwout roughly 2/3 of the datathat might containWIMPs, because these data would containtoo many background events.All of the dataanalysis is done without looking at the dataregion that might contain WIMPevents. Thisstandard scientific technique, sometimesreferred to as ‘blinding’, is used to avoidtheunintentional bias that might lead one to keepevents having some of the characteristicsofWIMP interactions but that are really frombackground sources. After all of the dataselectioncriteria have been completed, anddetailed estimates of background ‘leakage’into the WIMPsignal region are made, we‘open the box’ and see if there are any WIMPevents present.In this new data set there areindeed 2 events seen with characteristicsconsistent with thoseexpected from WIMPs.However, there is also a chance that bothevents could be due tobackground

73 z 93

particles. Scientists have a strict set of criteria for determining whether a newdiscovery has been made, in essence that the ratio of signal tobackground events must be largeenough that there is no reasonable doubt. Typically there must be less than one chance in athousand of thesignal being due to background. In this case, a signal of about 5 events wouldhave met those criteria. We estimate that there is about a one infour chance to have seen twobackgrounds events, so we can make no claim to have discovered WIMPs. Instead we say thatthe rate of WIMPinteractions with nuclei must be less than a particular value that depends on themass of the WIMP. The numerical values obtained for theseinteraction rates from this data setare more stringent than those obtained from previous data for most WIMP masses predicted bytheories. Suchupper limits are still quite valuable in eliminating a number of theories that mightexplain dark matter.

What comes next? While the same set of detectors could be operated at Soudan for many moreyears to see if more WIMP events appear, thiswould not take advantage of new detectordevelopments and would try the patience of even the most stalwart experimenters (not tomentiontheorists). A better way to increase our sensitivity to WIMPs is to increase the number(or mass) of detectors that might see them, while stillmaintaining our ability to keepbackgrounds under control. This is precisely what CDMS experimenters (and many othercollaborationsworldwide) are now in the process of doing. By summer of 2010, we hope to haveabout three times more Germanium nuclei sitting nearabsolute zero at Soudan, patiently waitingfor WIMPs to come along and provide the perfect billiard ball shots that will offercompellingevidence for the direct detection of dark matter in the laboratory.

74 z 93

Gwiazda Betlejem

Dwa tysiące lat temu na niebie miało miejsce wyjątkowe zderzenie, które po dziś dzień ma niezwykłe znaczeniedla milionów ludzi na całym świecie i dla wielu przejawia się oczekiwaniem na pierwszą gwiazdę Wigilii. Wieleosób poszukuje odpowiedzi na pytanie czym była Gwiazda Betlejemska zwiastująca narodziny Jezusa. Pomijającewentualne cudowne wyjaśnienia spróbujemy poszukać wydarzeń astronomicznych, które dla ówczesnychastrologów i astronomów mogły stanowić ów nadzwyczajnych znak. Artykuł poniŜej oparty jest na artykule"What was the Star of Bethlehem?" autorstwa Michaela E. Bakicha, który ukazał się w styczniowym numerzeAstronomy (01/2010).

Poszukiwania rzeczywistego wydarzeniaastronomicznego, które mogło zostaćzapamiętane jako Gwiazda Betlejemska, juŜna samym początku trafiają na istotnyproblem. OtóŜ nie jest znana precyzyjna datanarodzin Jezusa. Biblijny opis pasterzywypasających trzodę nocą dostarczająnatomiast waŜnej wskazówki: odnajdawniejszych czasów grudzień i styczeńto miesiące zimne i deszczowe w okolicachBetlejem - okres, kiedy owce są trzymane wzagrodach. Jedynie od lutego do kwietnia, wokresie kiedy rodzą się jagnięta, pasterzewypasają stada nocami. Dlaczego zatemBoŜe Narodzenie obchodzimy 25 grudnia?Decyzję o przyjęciu tej daty podjął papieŜJuliusz I w roku 350 w oparciu opowszechne przekonanie, Ŝe Zwiastowaniemiało miejsce 25 marca. Być moŜeprzewaŜyły względy praktyczne - 25 grudniabyło obchodzone święto narodzin Słońca -Sol Invictus. W tym czasie odbywały sięuroczystości celebrujące koniec obniŜaniasię Słońca - od tego dnia codziennie Słońcebyło nieco wyŜej, zapowiadając koniecZimy. Celebracje ułatwiały wczesnymchrześcijanom obchody własnego święta bezryzyka podejrzeń o udział w zakazanymkulcie.

Pozostaje jeszcze kwestia roku, w którymurodził się Jezus. Znów sięgając do Bibliidowiadujemy się, Ŝe Józef i Maria udali siędo Betlejem by zapłacić podatki. W tymczasie w Judei uŜywano kalendarzarzymskiego,

liczącego czas od fundacji Rzymu. Naszkalendarz zaczyna się wraz z rokiemnarodzin Jezusa... jednak tę wyznaczyłdopiero mnich Dionysius Esiguus około roku533. Ponadto historycy spierają się czychodziło mu o pierwszy rok naszej ery, czy oostatni przed naszą erą. Jeszcze inne zdaniena ten temat miał Johannes Kepler, który - woparciu o informacje przekazane przezŜydowskiego historyka Flawiusza Jozefusa -wskazał jako rok narodzin Jezusa rok 4 przednaszą erą. Jezus bowiem urodził się zapanowania Heroda Wielkiego, który zmarł -wedle słów kronikarza - wkrótce pozaćmieniu KsięŜyca. Tę teorię jednak łatwomoŜna skrytykować, bowiem zaćmieniaKsięŜyca są zjawiskami dość częstymi - innemiało miejsce 20 grudnia 1 roku p.n.e. Pókico jednak najczęściej jako rok śmierciHeroda podaje się 4 rok p.n.e.

Tu z pomocą przychodzą kwestie podatkowe- w roku 1923 archeolodzy badający ruinyrzymskiej świątyni w Ankarze odkryli zapisdotyczący nakazu poboru podatków w całymcesarstwie Rzymskim, które zostało wydanew 8 p.n.e. Wiemy zatem, Ŝe Jezus urodził sięmiędzy 8 p.n.e. a - najprawdopodobniej - 6p.n.e. (z Biblii dowiadujemy się, Ŝe miałokoło dwóch lat, gdy zmarł Herod).

Jedynie Mateusz wspomina w Biblii ogwieździe: Kiedy Jezus narodził się w

Betlejem w Judei, za czasów króla Heroda,

zjawili się w Jerozolimie magowie

75 z 93

ze Wschodu. I pytali: - Gdzie jest nowonarodzony król Ŝydowski? Bo widzieliśmyJego wschodzącą gwiazdę i przybyliśmyzłoŜyć mu hołd (...) Wtedy Herod,wezwawszy potajemnie magów, wypytywałich dokładnie o czas ukazanie się gwiazdy iposyłając ich do Betlejem, powiedział: -Idźcie i wypytujcie się dokładnie o toDziecko, a kiedy Je znajdziecie, dajcie miznać, Ŝebym i ja mógł pokłonić się Jemu.Wysłuchawszy króla wyruszyli w drogę i tagwiazda, którą widzieli wschodzącą, szłaprzed nimi, ąz zatrzymała się nad miejscem,w którym było Dziecko. I stanęła. Gdyzobaczyli gwiazdę, ogromnie się ucieszyli(Mateusz 2:1 - 2:10). Choć część badaczysugerowała, Ŝe Mateusz dodał tę opowieśćby wypełnić przepowiednięstarotestamentową, większość historykównie zgadza się z tą sugestią.

Niektórzy sugerowali jasny bolid, jednakwyjaśnienie to jest najmniejprawdopodobne, poniewaŜ meteory sązjawiskami krótkotrwałymi, natomiast to cowidzieli mędrcy trwało wiele miesięcy. Inniwskazywali kometę - jednak te od czasówstaroŜytnych uwaŜano za zwiastunównieszczęścia - w czasach Jezusa odczytanoby jej pojawienie się, jako palec boŜywskazujący Ziemię i ostrzegający przednadchodzącym nieszczęściem.

Innym wyjaśnieniem mogłoby byćpojawienie się gwiazdy nowej lubsupernowej jednak brak jakichkolwiekzapisów w kronikach wschodnich

astrologów, w szczególności chińczyków,którzy zjawiska takie skrupulatnieodnotowywali, stawia takie wyjaśnienie podznakiem zapytania (jednocześnie wartozauwaŜyć, Ŝe pierwsza odnotowana wchińskich kronikach supernowa miałamiejsce w roku 185 n.e.).

Choć zatem astronomowie odŜegnują się odastrologii, po to by odszukać jakie zjawiskoniebieskie mogłoby zostać uznane zawyjątkowe historycy i astronomowie musząspróbować spojrzeć na niebo okiemstaroŜytnego astrologa. A to właśnie oniprzybyli na dwór Heroda odczytując zpołoŜenia ciał niebieskich nadejścienadzwyczajnego wydarzenia. W owychczasach uwaŜano, Ŝe połoŜenie Słońca,KsięŜyca i planet względem gwiazd wpływana losy świata. Szczególne znaczenie miałyzbliŜenia - koniunkcje - ciał niebieskich.

Pierwsza - trzykrotna koniunkcja Jowisza iSaturna - miała miejsce w okresie od końcamaja do 5 grudnia w 8 roku p.n.e. DlastaroŜytnych Jowisz był gwiazdą królów,natomiast Saturn opiekował się ludźmizamieszkującymi basen morza Śródziemnego.Dodatkowo obszar konstelacji Rybwskazywał na wydarzenia waŜne dla Izraela.Pierwsza koniunkcja miała miejsce nawschodzie o świcie, jednak latem astrolodzyzapewne nie zdecydowaliby się na podróŜprzez pustynie. Kolejna koniunkcja z seriimiała miejsce 30 sierpnia - jeŜeli to jąuznano za ponaglenie, trzej królowiedotarliby do

Jerozolimy w okolicach listopada. Stąd pospotkaniu z Herodem wyruszyliby kierowaniprzez gwiazdę docierając do Betlejem, gdziena początku grudnia miała miejsce trzeciakoniunkcja serii. W czasie podróŜy zJerozolimy do Betlejem zbliŜające się dosiebie planety astrolodzy widzieliby przedsobą.

W tamtym czasie przynajmniej jeszcze dwiekolejne koniunkcje mogły być uznane zawskazówkę - w sierpniu 3 roku p.n.e. JowiszzbliŜył się do Wenus na odległość 0,1°, bynastępnie we wrześniu 3 p.n.e oraz lutym imaju 2 p.n.e. przejść blisko najjaśniejszejgwiazdy Lwa - Regulusa.

Niestety wszystkie te wyjaśnienia moŜnakwestionować - dlaczego bowiem Mateuszpisze o pojedynczej gwieździe jeŜeliobserwacje miałyby dotyczyć dwóch planet?Dlaczego zjawiska tego nie dostrzegł samHerod - skoro na jego dworze równieŜ byliastrolodzy? Wreszcie dlaczego sam Mateuszodwoływałby się do astrologii - fałszywej izakazanej wiary ?

Zatem pytanie pozostaje otwarte... A dlawszystkich miłośników astronomii tenszczególny, nieznany obiekt na sferzeniebieskiej, będący zapowiedzią nadejściapokoju na świecie, niech pozostanieobietnicą, Ŝe w astronomii tak wielepozostaje magii i niezwykłości. Obyśmy wnadchodzącym roku mieli wiele pogodnychnocy, które pozwolą nam bliŜej sięgnąć nieba- Ŝyczy Państwu redakcja serwisuteleskopy.net.

Źródła:

Michael E. Bakich, "What was theStar of Bethlehem?", Astronomy01/2010WikipediaIlustracja: Les Tres Riches Heures duduc de Berry, Folio 52r - TheAdoration of the Magi the MuséeCondé, Chantilly.Fragment Biblii z NowegoTestamentu, wydawnictwo KsięgarniŚw. Wojciecha, Poznań 1994.

76 z 93

Ciemne serce Orła

Teleskop kosmiczny Herschel zajrzał do wnętrza niewidocznego gwiezdnego Ŝłobka ukazując zaskakującąaktywność. Naukowcy naliczyli około 700 rodzących się właśnie gwiazd stłoczonych we wnętrzu włókienpyłowych rozciągniętych w poprzek zdjęcia, które jest pierwszym jakie zostało umieszczone na nowym portaluEuropejskiej Agencji Kosmicznej prezentującym najlepsze zdjęcia Herschela.

Zdjęcie ukazuje ciemny obłok molekularny leŜący w odległości 1000lat świetlnych w obszarze konstelacji Orła. Obłok ten obejmujeobszar 65 lat świetlnych i jest tak skryty przez pył, iŜ Ŝaden zwcześniejszych teleskopów podczerwonych nie był w stanie zajrzećdo jego wnętrza. Teraz, dzięki nadzwyczajnej czułości teleskopu wpaśmie najdłuŜszych fal widma podczerwonego astronomowie po razpierwszy mogą ujrzeć wnętrze tego obłoku.

Zdjęcie zostało wykonane 24 października za pomocą dwóchinstrumentów teleskopu - spektrometru PACS (Photodetector Array

Camera and Spectrometer) oraz kamery SPIRE (Spectral and

Photometric Imaging Receive). Dwa najjaśniejsze fragmenty zdjęciato miejsca, w których masywne, nowo narodzone gwiazdy pobudzająwodór do świecenia.

Astronomowie naliczyli 700 zagęszczeń pyłu i gazu wbudowanych wpyłowe włókna widoczne na zdjęciu. Kiedyś staną się onegwiazdami. Około 100 to protogwiazdy - obiekty na końcowymetapie formacji. KaŜde z nich jest o krok od zainicjowania fuzjinuklearnej, która przekształci je w prawdziwą gwiazdę. Pozostałe600 jest zbyt słabo rozwinięte, by uznać je za protogwiazdy, alerównieŜ one staną się kiedyś kolejną generacją gwiazd.

Źródła:

ESA News: Inside the dark heart of theEagleESA OSHI - online showcase od HerschelimagesZdjęcie: ESA and the SPIRE & PACSconsortia, P. André (CEA Saclay) for the Gould’s Belt KeyProgramme ConsortiaPołoŜenie: RA 18h 31' 29.00”; Dek -2° 11' 51.00”; mapka:Stellarium

Original press release follows:Inside the dark heart of the Eagle

Herschel has peered inside an unseen stellar nursery and revealedsurprising amounts of activity. Some 700 newly-forming stars areestimated to be crowded into filaments of dust stretching through theimage. The image is the first new release of ‘OSHI’, ESA’s OnlineShowcase of Herschel Images.

This image shows a dark cloud 1000 light-years away in theconstellation Aquila, the Eagle. It covers an area 65 light-yearsacross and is so shrouded in dust that no previous infrared satellitehas been able to see into it. Now, thanks to Herschel’s superiorsensitivity at the longest wavelengths of the infrared, astronomershave their first picture of the interior of this cloud.

It

77 z 93

was taken on 24 October using two of Herschel’s instruments: thePhotodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) and theSpectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE). The two brightregions are areas where large newborn stars are causing hydrogengas to shine.

The new OSHI website that goes live today will become the libraryof Herschel’s best images. Stunning views of the infrared sky will bemade available as the mission progresses. Each will be captioned ina way to make them accessible to media representatives, educatorsand the public.

Embedded within the dusty filaments in the Aquila image are 700condensations of dust and gas that will eventually become stars.Astronomers estimate that about 100 are protostars, celestial objectsin the final stages of formation. Each one just needs to ignite nuclearfusion in its core to become a true star. The other 600 objects areinsufficiently developed to be considered protostars, but these toowill eventually become another generation of stars.

This cloud is part of Gould’s Belt, a giant ring of stars that circles thenight sky – the Solar System just happens to lie near the centre of thebelt. The first to notice this unexpected alignment, in the mid-19thcentury, was England’s John Herschel, the son of William, afterwhom

ESA’s Herschel telescope is named. But it was Boston-bornBenjamin Gould who brought the ring to wider attention in 1874.

Gould’s Belt supplies bright stars to many constellations such asOrion, Scorpius and Crux, and conveniently provides nearbystar-forming locations for astronomers to study. Observing thesestellar nurseries is a key programme for Herschel, which aims touncover the demographics of star formation and its origin, or in otherwords, the quantities of stars that can form and the range of massesthat such newborn stars can possess. Apart from this region ofAquila, Herschel will target 14 other star-forming regions as part ofthe Gould’s Belt Key Programme.

78 z 93

Hubble odnajduje najmniejszy jak dotąd obiekt z pasa Kuipera

Teleskop kosmiczny NASA Hubble Space Telescope odkrył najmniejszy obiekt Pasa Kuipera, jaki do tej poryzaobserwowano w świetle widzialnym. Pas Kuipera to ogromny pierścień lodowych odłamków leŜący nazewnętrznej krawędzi Układu Słonecznego za orbitą Neptuna. Odkryt obiekt ma średnicę 975 metrów i znajdujesię w odległości 6 760 milionów kilometrów. Najmniejszy znany do tej pory obiekt Pasa Kuipera (KBO) byłpięćdziesiąt razy większy.

Odkrycie to stanowi pierwszy obserwacyjnydowód istnienia w pasie Kuipera populacjiciał o rozmiarach komet, które powstają wwyniku kolizji pomiędzy większymiobiektami. Oznacza to, Ŝe obiekty w tymrejonie ewoluują na drodze zderzeń, czylipodlegały zmianom w trakcie 4,5 miliarda latistnienia Układu Słonecznego.

Obiekt wykryty przez Hubble'a ma jasność+35 magnitudo - a zatem jest 100 razysłabszy, niŜ obiekty, które Hubble moŜedostrzec bezpośrednio. Jak zatem moŜlwiebyło jego odkrycie? OtóŜ w artykule, któryzostał opublikowany 17 grudnia na łamachNature zespół kierowany przez HilkeSchlichting z Caltech pokazuje, jak śladobiektu został uzyskany z danych słuŜącychteleskopowi Hubble'a do orientacji wprzestrzeni, a nie za pomocą bezpośredniegoobrazowania.

Teleskop Hubble'a wykorzystuje trzy sensoryprecyzyjne kamery FGS (Fine Guidance

Sensors) do określania połoŜeniaobserwatorium w przestrzeni na podstawieobserwacji wybranych gwiazd. Sensory tewykorzystują falowe właściwości światłaaby dokonywać dokładnych pomiarówpołoŜenia gwiazd. Schlichting odkryła Ŝeinstrumenty te są tak dokładne, iŜ potrafiązarejestrować efekty przejścia małychobiektów przed gwiazdami. Przejście takiespowodowałoby krótkotrwałą okultację(zakrycie) gwiazdy oraz pojawienie się wdanych FSG dyfrakcyjnej sygnatury

powstałej w wyniku ugięcia światła wokółprzesłaniającego KBO.

Zespół wybrał do analizy dane z 4,5 latobserwacji FGS. W tym czasie Hubblespędził 12 000 godzin obserwując wąski,20-stopniowy pas wzdłuŜ płaszczyznyekliptyki - w rejonie, w którym znajduje sięwiększość obiektów Pasa Kuipera.Przeanalizowano obserwacje 50 000 gwiazd.W bazie odkryto zaledwie jedno wydarzenieo długości 0,3 sekundy - było to moŜliwejedynie dzięki temu, Ŝe FSG rejestrujezmiany światła gwiazd 40 razy na sekundę.

Źródła:

HubbleSite: Hubble Finds SmallestKuiper Belt Object Ever SeenIlustracja: NASA, ESA, and G.Bacon (STScI)

Original press release follows:Hubble Finds Smallest Kuiper Belt ObjectEver Seen

NASA's Hubble Space Telescope hasdiscovered the smallest object ever seen invisible light in the Kuiper Belt, a vast ring oficy debris that is encircling the outer rim ofthe solar system just beyond Neptune.

The needle-in-a-haystack object found byHubble is only 3,200 feet across and awhopping 4.2 billion miles away. Thesmallest Kuiper Belt Object (KBO) seenpreviously in reflected light is roughly 30miles across, or 50 times larger.

This is the first

79 z 93

observational evidence for a population of comet-sized bodies in theKuiper Belt that are being ground down through collisions. TheKuiper Belt is therefore collisionally evolving, meaning that theregion's icy content has been modified over the past 4.5 billion years.

The object detected by Hubble is so faint — at 35th magnitude — itis 100 times dimmer than what Hubble can see directly.

So then how did the space telescope uncover such a small body?

In a paper published in the December 17th issue of the journalNature, Hilke Schlichting of the California Institute of Technology inPasadena, Calif., and her collaborators are reporting that the telltalesignature of the small vagabond was extracted from Hubble's pointingdata, not by direct imaging.

Hubble has three optical instruments called Fine Guidance Sensors(FGS). The FGSs provide high-precision navigational information tothe space observatory's attitude control systems by looking at selectguide stars for pointing. The sensors exploit the wavelike nature oflight to make precise measurement of the location of stars.

Schlichting and her co-investigators determined that the FGSinstruments are so good that they can see the effects of a small objectpassing in front of a star. This would cause a brief occultation anddiffraction

signature in the FGS data as the light from the background guide starwas bent around the intervening foreground KBO.

They selected 4.5 years of FGS observations for analysis. Hubblespent a total of 12,000 hours during this period looking along a stripof sky within 20 degrees of the solar system's ecliptic plane, wherethe majority of KBOs should dwell. The team analyzed the FGSobservations of 50,000 guide stars in total.

Scouring the huge database, Schlichting and her team found a single0.3-second-long occultation event. This was only possible becausethe FGS instruments sample changes in starlight 40 times a second.The duration of the occultation was short largely because of theEarth's orbital motion around the Sun.

They assumed the KBO was in a circular orbit and inclined 14degrees to the ecliptic. The KBO's distance was estimated from theduration of the occultation, and the amount of dimming was used tocalculate the size of the object. "I was very thrilled to find this in thedata," says Schlichting.

Hubble observations of nearby stars show that a number of them haveKuiper Belt–like disks of icy debris encircling them. These disks arethe remnants of planetary formation. The prediction is that overbillions of years the debris should collide, grinding the KBO-typeobjects down to ever smaller pieces that were not part of the originalKuiper Belt population.

The finding is a powerful illustration of the capability of archivedHubble data to produce important new discoveries. In an effort touncover additional small KBOs, the team plans to analyze theremaining FGS data for nearly the full duration of Hubble operationssince its launch in 1990.

80 z 93

Astronomowie badają czarne dziury

Międzynarodowy zespół astronomów przeprowadził obserwacje czterech super masywnych czarnych dziur wjądrach galaktyk. Badania te dostarczają nowych informacji na temat mechanizmów funkcjonowania owychobiektów. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Astronomy and Astrophysics.

Owe super masywne czarne dziury określanesą mianem aktywnych jąder galaktycznych(AGN). Po raz pierwszy zespół badałkwazara z aktywnym jądrem połoŜony wodległości ponad miliarda lat świetlnych odZiemi. Do badań wykorzystano bliźniaczeteleskopy Keck w obserwatorium na szczycieMauna Kea na Hawajach. Dodatkowowykorzystano Brytyjski TeleskopPodczerwony (UKIRT) aby uzyskać aktualnezdjęcia galaktyk w podczerwieni.

Źródła:

UC Santa Barbara: ScientistsObserve Super-Massive Black HolesUsing Keck Observatory in HawaiiZdjęcie: M. Kishimoto, MPIfR

Original press release follows:Scientists Observe Super-Massive BlackHoles Using Keck Observatory in Hawaii

An international team of scientists hasobserved four super-massive black holes atthe center of galaxies, which may providenew information on how these central blackhole systems operate. Their findings arepublished in December's first issue of thejournal Astronomy and Astrophysics.

These super-massive black holes at thecenter of galaxies are called active galacticnuclei. For the first time, the team observed aquasar with an active galactic nucleus, aspart of the group of four, which is locatedmore than

a billion light years from Earth. Thescientists used the two Keck telescopes ontop of Mauna Kea in Hawaii. These are thelargest optical/infrared telescopes in theworld.

The team also used the United KingdomInfrared Telescope (UKIRT) to follow up theKeck observations, to obtain currentnear-infrared images of the target galaxies.

"Astronomers have been trying to seedirectly what exactly is going on in thevicinity of these accreting super-massiveblack holes," said co-author RobertAntonucci, a UC Santa Barbaraastrophysicist.

He explained that the nuclei of many galaxiesshow intense radiation from X-ray to optical,infrared, and radio, where the nucleus mayexhibit a strong jet –– a linear featurecarrying particles and magnetic energy outfrom a central super-massive black hole.Scientists believe these active nuclei arepowered by accreting super-massive blackholes. The accreting gas and dust areespecially bright in the optical and infraredregions of the electromagnetic spectrum.

Scientists can now separate the emissionfrom the regions outside the black hole fromthat in the very close vicinity of the blackhole. This is the location of the mostinteresting physical process, the actualswallowing of matter by the black hole."While not resolving this extremely smallregion directly,

81 z 93

we can now better subtract the contribution from surrounding matterwhen we take a spectrum of the black hole and its surroundings,isolating the spectrum from the matter actually being consumed andlost forever by the hole," said Antonucci.

To observe such a distant object sharply enough in infraredwavelengths requires the use of a telescope having a diameter ofabout 100 meters or more. Instead of building such a large infraredtelescope, which is currently impossible, a more practical way is tocombine the beams from two or more telescopes that are roughly 100meters apart. This method, used in radio astronomy for decades, isnew for the infrared part of the spectrum. This type of instrument iscalled a long-baseline interferometer.

The Keck telescopes are separated by 85 meters and can be used asan interferometer. Combining the light from the telescopes allowsastronomers to detect an interference pattern of the two beams andinfer what the black hole vicinity looks like, explained first authorMakoto Kishimoto, of the Max Planck Institute for Radio Astronomyin Bonn, Germany.

Kishimoto and Antonucci have a longstanding research collaboration,which began with Kishimoto's post-doctoral fellowship withAntonucci in the UCSB Department of Physics a decade ago.Antonucci points out that most of the credit

for this current work goes to Kishimoto.

In 2003, astronomer Mark Swain at the Jet Propulsion Laboratory andhis collaborators used the Keck Interferometer to observe thematerial accreting around one super-massive black hole, called NGC4151. This is one of the brightest black holes in the optical andinfrared wavelengths. The observations provided astronomers withthe first direct clue about the inner region of a super-massive blackhole system, said Antonucci.

"The results looked puzzling in 2003," said Kishimoto. "But with thenew data and with more external information, we are quite sure ofwhat we are seeing." According to the team's results, the KeckInterferometer has just begun to resolve the outer region of an activegalactic nucleus's accreting gas, where co-existing dust grains are hotenough to evaporate, transitioning directly from a solid to a gas.

The W. M. Keck Observatory is a scientific partnership of theCalifornia Institute of Technology, the University of California, andNASA.

82 z 93

Fakt, Ŝe te brązowe karły nadal wokół niejkrąŜą oznacza, Ŝe musiały zebrać duŜo materii wbardzo szybkim czasie i musiały być w pełniukształtowane w momencie, gdy gwiazdamacierzysta się zapaliła

Prof. Aleksander Wolszczan

Polacy odkrywają parę niezwykłych brązowych karłów

Badania międzynarodowego zespołu astronomów, kierowanego przez prof. Aleksandra Wolszczana, obecniepracującego na Penn State pozwoliły odkryć dwa brązowe karły krąŜące wokół olbrzymiej, starej gwiazdy.Odkrycie to wskazuje, Ŝe planety mogą powstawać wokół gwiazd znacznie szybciej niŜ do tej pory sądzono.

Gwiazda, wokół której krąŜą brązowe karły -BD +20 2457 - to olbrzym klasy K2 - stara,rozdęta gwiazda zbliŜająca się do kresuistnienia. DostrzeŜenie okrąŜających jąbrązowych karłów to pierwszy tego rodzajuprzypadek i oznacza unikalny wgląd wmechanizmy powstawania tego typuobiektów. Wyniki badań prowadzonychwspólnie przez Centrum Astronomii UMK wToruniu i Centrum Egzoplanet UniwersytetuPensylwania zostały opublikowane nałamach Astrophysical Journal.

Brązowe karły to ciemne, trudne do wykryciaobiekty stanowiące formę przejściowąpomiędzy gwiazdami i planetami. Są zbytlekkie by w ich jądrach rozpoczęła się fuzjatermojądrowa jak w gwiazdach, lecz zbytmasywne, by były planetami. WciąŜ niewielewiadomo na temat mechanizmówprowadzących do ich powstania.

"Kiedy odnajdujemy pojedynczegobrązowego karła nie wiemy jak powstał "-mówi Wolszczan. -" Być moŜe powstajepodobnie jak planety, być moŜe jakgwiazdy." Ujrzenie pary

karłów wokół gwiazdy macierzystej oznacza,Ŝe musiały powstać z ogromnego obłokuprymitywnej materii, która otaczała gwiazdęw młodości. -"W takim razie "- dodajeWolszczan -" jeŜeli zsumujemy minimalnemasy obu obiektów wiemy, Ŝe dysk wokółgwiazdy musiał być niezwykle masywny."

W celu dokonania odkrycia astronomowiewykorzystali spektrograf wysokiejrozdzielczości zainstalowany na teleskopieHobby-Eberly w zachodnim Teksasie.Rozdzielając światło gwiazdy BD +20 2457astronomowie poszukiwalicharakterystycznego przesuwania się liniiwidmowych będącego wynikiemprzemieszczania się gwiazdy pod wpływemoddziaływań grawitacyjnych towarzyszącychjej - niewidzialnych inaczej - obiektów.Badanie jak szybko, i jak silnie, linie teprzesuwają się pozwoliła astronomomoszacować masy obiektów, jak równieŜkształt orbit.

Astronomowie ustalili, Ŝe karły mają masyco najmniej 21 i 13 razy większe od masyJowisza - co oznacza, Ŝenajprawdopodobniej ich masa jest większaniŜ minimalna masa brązowego karła.Oddalone są od gwiazdy macierzystej 1,5 i 2razy dalej niŜ Ziemia od Słońca obiegając jąw czasie 380 i 622 dni.

Jednak to co jest najdziwniejsze to czaspotrzebne na ich powstanie.

Kilka milionów lat temu BD +20 2457 byłagwiazdą ciągu głównego - czyli, podobniejak Słońce, spalała wodór. Jednak, zewzględu Ŝe gwiazda

83 z 93

ta jest trzykrotnie cięŜsza od Słońca była odniego znacznie gorętsza i jaśniejsza.

"Intensywne promieniowanie gwiazdyrozgrzałoby i odparowało wszystko, cojeszcze w tym czasie miałoby wokół niejpowstać "- mówi Wolszczan. -" Fakt, Ŝe tebrązowe karły nadal wokół niej krąŜąoznacza, Ŝe musiały zebrać duŜo materii wbardzo szybkim czasie i musiały być w pełniukształtowane w momencie, gdy gwiazdamacierzysta się zapaliła."

Gwieździe takiej jak BD +20 2457 potrzebaokoło 10 milionów lat by powstać i wejść naciąg główny. Naukowcy szacują, Ŝe abynadąŜyć za gwiazdą macierzystą brązowekarły musiały zbierać mniej więcej tyle masyco masa KsięŜyca kaŜdego roku. -" Wyglądazatem, Ŝe konieczna jest kombinacja kilkumechanizmów fizycznych dowyprodukowania brązowego karła "- mówiWolszczan. -" Miast liczyć wyłącznie naakrecję (powolną akumulację materii),brązowy karzeł własną grawitacjąwspomaga proces zbierania materiiprzyspieszając przyrost."

Współautorami badań byli Andrzej T.Niedzielski, Grzegorz Nowak i MonikaAdamów.

Źródła:

PennState University: Brown dwarfpair mystifies astronomersIlustracja: NASA Robert Hurt, IPAC

Original press release follows:Brown dwarf pair mystifies astronomers

Two

brown dwarf-sized objects orbiting a giantold star show that planets may assemblearound stars more quickly and efficiently thananyone thought possible, according to aninternational team of astronomers.

"We have found two brown dwarf-sizedmasses around an ordinary star, which isvery rare," said Alex Wolszczan, Evan Pughprofessor of astronomy and astrophysics,Penn State and lead scientist on the project.

The star, BD +20 2457, is a K2 giant -- anold bloated star nearing the end of its life.Seeing a pair of brown dwarfs around aK-type giant is a first for astronomers andoffers a unique window into how they can beproduced. The researchers from the TorunCenter for Astronomy, Poland and the Centerfor Exoplanets and Habitable Worlds, PennState report their findings in the current issueof the Astrophysical Journal.

Brown dwarfs are dim, elusive objects thatstraddle the dividing line between planetsand stars. They are too massive to be planets,but not massive enough to generate thefusion-powered energy of a star. Thesestellar cousins represent a kind of "missinglink" between planets and stars, but little isknown about how they are made.

"If we find one brown dwarf, we are not surewhere it came from," Wolszczan explained."It could be either from the process of planet

formation or it could be a direct product ofstar formation."

Seeing two of them around a parent starmeans they must have originally formed fromthe enormous supply of raw materials thatsurrounded the star when it was young.Astronomers call this thick, solarsystem-sized pancake of gas and dust the"circumstellar disk."

"If that is the case," he continued, "then if weadd up the minimum masses of these twoobjects, we know the disk had to beextremely massive."

To find these faint companions, theastronomers used the High ResolutionSpectrograph on the Hobby-EberlyTelescope in west Texas to split up the lightof BD +20 2457. This technique is similar tothe way a prism breaks light into a rainbow-- spectrum -- of colors. They looked forshifts in color of certain features in thespectrum, called spectral lines, as the dwarfsmoved around the star and caused the star towobble back and forth from theirgravitational tugs.

When the brown dwarfs' gravitationalinfluence causes BD +20 2457 to movetowards Earth slightly, its spectral linesdecrease in wavelength, becoming slightlybluer. As it moves away, the wavelengthsincrease, becoming slightly redder. By notinghow quickly and strongly the spectral linesshift, astronomers can infer the objects'masses, as well as the sizes and shapes oftheir orbits.

The

84 z 93

scientists determined that the two companions are at least 21 and 13 times the mass of Jupiter. Therefore, they are likely to exceed the minimummass of a brown dwarf, 13 times the mass of Jupiter. They are separated from their star by about 1.5 and 2 times the distance between the Earthand the sun and complete a "year" in 380 and 622 days, respectively.

What is even more unusual is the timescale involved in making these brown dwarfs.

Several million years ago, BD +20 2457 was on the "main sequence," the stage in stellar evolution where the star produced light by burning itshydrogen fuel, much like our sun does now. Except this star, three times the mass of the sun, was much hotter and more luminous.

"The intense radiation of this star would have heated up and evaporated anything that was still forming around it," Wolszczan said. "The factthat these dwarfs are still here means that they had to accumulate a lot of material very quickly and be fully formed by the time the star'switched on.' "

A star like BD +20 2457 takes about 10 million years to form and enter the main sequence. As a rough estimate, in order keep up with theirparent star, the dwarfs would have to accrue as much mass as the Earth's moon every year.

"The lesson from this is that a combination of physical mechanisms may be responsible for making brown dwarfs," Wolszsczan said. "Insteadof just growth by accretion (the steady accumulation of material), the dwarfs' own gravity may help them gather more mass and speed up theirformation."

Wolszczan worked with Andrzej T. Niedzielski, Grzegorz Nowak and Monika Adamów. NASA and the Polish Ministry of Science and HigherEducation provided funding for this project.

85 z 93

Te jasne, błękitne gwiazdy powinny byłydawno temu zuŜyć zapas paliwawodorowego iwypalić się. Jednak nadal płoną. To oznacza, Ŝew ten czyinny sposób stosunkowo niedawnozwiększyły masę, a co za tym idzie -zapas paliwa

Robert Mathieu

Taniec pogo w wykonaniu gwiazd...

Gwiazdy określane jako błękitni maruderzy (blue stragglers) od pięćdziesięciu lat stanowią zagadkę. Gwiazdy tena podobieństwo podstarzałych gwiazd Hollywood świecą jasno, są starsze niŜ wskazywałby ich wygląd a ich swąznaczną masę osiągnęły pod koniec Ŝycia.

Jak

wyjaśnia astronom z UW-Madison, RobertMathieu: -"Te jasne, błękitne gwiazdypowinny były dawno temu zuŜyć zapaspaliwa wodorowego i wypalić się. Jednaknadal płoną. To oznacza, Ŝe w ten czy innysposób stosunkowo niedawno zwiększyłymasę, a co za tym idzie - zapas paliwa." Wartykule opublikowanym na łamach Nature

Mathieu wraz z Aaronem Gellerem dowodzą,Ŝe w większości, a być moŜe nawet wewszystkich przypadkach gwiazdy te kradnąmasę od towarzyszących im gwiazd, czasemwprost zderzając się z nimi w procesie, którydo niedawna przez większość astronomówuwaŜano za mało prawdopodobny.

W artykule tym autorzy dowodzą, Ŝe metodyzdobywania masy przez błękitnychmaruderów pasują do kaŜdego z trzechscenariuszy proponowanych przezastrofizyków co pozwala im rosnąć i nadalświecić podczas gdy gwiazdy o podobnejmasie i wieku dawno zamieniły się wwypalone resztki. Według Mathieuprawdopodobieństwo zderzeń gwiazd rośnieznacznie

we wnętrzu gromad, gdzie systemy gwiezdnesą stłoczone jak tancerze pogo a ich orbity sązakłócane co prowadzi do kolizji.

Przedstawione wyniki opierają się nadokładnych, trwających dekadęobserwacjach starej gromady NGC 188,leŜącej w odległości 6000 lat świetlnych wkierunku zbliŜonym do połoŜenia GwiazdyPolarnej. NGC 188 to zgrupowanie kilkutysięcy gwiazd o podobnym wieku, wśródktórych odkryto 21 błękitnych maruderów.

Astrofizycy zaproponowali trzy hipotetycznemechanizmy prowadzące do przyrostu masybłękitnych maruderów, w kaŜdym gwiazdomtym towarzyszy druga gwiazda. Pierwszy zproponowanych mechanizmów dotyczyciasnego układu dwóch gwiazd, z którychjedna rozdyma się w fazie czerwonegoolbrzyma. W tym okresie czerwonemuolbrzymowi zaczyna kończyć się paliwojądrowe jednak w procesie puchnięcia jegozewnętrzne warstwy zostają przechwyconeprzez kompana, a dodatkowa masa pozwalamu rozpalić się nowym blaskiem.

Drugi z proponowanych mechanizmów tozderzenie gwiazd, jednak uwaŜano, Ŝeprawdopodobieństwo takiego zdarzenia jestbliskie zeru. Wskutek oddziaływańgrawitacyjnych, podczas chaotycznychruchów gwiazd,wędrujących po krzyŜującychsię orbitach wewnątrz ciasnychgromadprawdopodobieństwo to znacznierośnie.

Trzeci proponowany mechanizm jest bardzopodobny do drugiego, z tym Ŝe opisujebliskie

86 z 93

przejście obok układu podwójnego trzeciejgwiazdy, która zakłóca orbity paryprowadząc do ich zespolenia się w jedną,masywniejszą gwiazdę.

Mathieu bada gromadę NGC 188 oddziesięciu lat, w większości korzystając z3,5 metrowego teleskopu WIYN na KittPeak.

Źródła:

University of Wisconsin-Madison:Stellar mosh pit, complete withcrashing stars, resolves a mysteryIlustracja: Barry Roal Carlsen

Original press release follows:Stellar mosh pit, complete with crashingstars, resolves a mystery

For almost 50 years, astronomers havepuzzled over the youthful appearance of starsknown as blue stragglers.

Blue stragglers are the timeworn Hollywoodstarlets of the cosmos: They shine brightly,they are older than they appear, and theyhave, disconcertingly, gained mass at a latestage of life.

"These blue, luminous stars should have usedup their hydrogen fuel and flamed out longago," explains Robert Mathieu, aUW-Madison astronomer. "Yet they are stillhere. By some means or another, they haverecently increased their mass, their fuelsupply."

Now, Mathieu and Wisconsin colleagueAaron Geller, writing Dec. 24 in the journalNature, show that blue stragglers, in most ifnot

all cases, steal that mass from companionstars and that they sometimes do so bycrashing into their neighbors, a scenario oncethought far-fetched by astronomers.

In the new Nature report, Geller and Mathieushow that the mass-gathering ways of bluestragglers conform to all three of thescenarios astrophysicists have dreamed upfor them to get bigger and continue to shinebrightly when stars of a similar age and masshave evolved to stellar corpses. Thepossibility of stellar smashups, says Mathieu,is greatly enhanced in the star cluster moshpit as binary star systems brush up againstone another and swirl into intersecting and,sometimes, collision-course orbits.

The new insight into the delayed evolution ofblue stragglers, stars first observed andnamed in the 1950s, rests on a decade ofcareful observation of an old star clusterknown as NGC 188. Situated in the sky nearPolaris, the North Star, and located some6,000 light years from Earth, NGC 188 is agathering of perhaps several thousand stars,all about the same age, and has 21 bluestragglers.

Recently, astrophysicists hypothesized thatblue stragglers got bigger in three possibleways, all of them involving companion starsthat orbit one another.

The first suggested possibility, Mathieuexplains, involves two stars in a relativelyclose binary

orbit with one of the stars puffing up into ared giant, a type of star that has run out offuel and that then grows to be much largerthan an ordinary star. In this scenario, the redgiant dumps its outer envelope onto itscompanion star, setting the stage for it tobecome a blue straggler.

More recently, astronomers are seeing waysfor stars to collide, once thought to beimpossible. The odds of ordinary starscolliding are almost nil, but when binary starsystems cross paths, gravitational chaosensues and there is a much greater chance ofstellar smashups, Mathieu notes.

The third way a blue straggler might becreated is when a third star brushes upagainst a binary star system, exerting enoughpull for the binary stars to merge with eachother into one more massive star.

"In all three scenarios, you end up with moremassive stars called blue stragglers," notesMathieu. "In short, these are stars that seemto go bump in the night."

An expert on binary stars, Mathieu has beenobserving the NGC 188 star cluster for adecade. Much of the observing was doneusing the 3.5-meter WIYN Telescope on KittPeak, Ariz., an observatory operated byUW-Madison, Indiana University, Yale andthe National Optical AstronomicalObservatories.

Mathieu and his colleagues noted that at leastthree-quarters of the

87 z 93

blue stragglers in the NGC 188 cluster occur in binary systems: "These aren't just normal stars that are straggling behind in their evolution.There is something unusual going on with their companions."

Geller, a UW-Madison graduate student, notes that NGC 188 has a relatively large number and diverse types of blue stragglers, including onebinary system made up of two blue stragglers.

This astonishing object, argues Geller, is emblematic of the complex binary dances and exchanges, including "partner swapping," occurring inthe NGC 188 environment: "Almost certainly these blue stragglers formed separately, and then the two binaries that each were in encounteredone another, ejecting two of the stars and leaving behind this truly unique object."

The long, patient survey of NGC 188's blue stragglers also reveals that the stars are spinning much faster than your average star, a quality thatMathieu and Geller hope to use to determine how recently the blue stragglers were formed.

"People have been trying to find distinguishing properties of these stars for 50 years," notes Mathieu. "What blue stragglers are showing us isthat life in a star cluster is rarely a lonely existence."

88 z 93

Dwie odrębne populacje błękitnychmaruderów odkryte w M30 stanowiąpozostałość po zapaści jądra, która miała miejscedwa miliardy lat temu

Francesco Ferraro

Wampiry i bandyci w M30

Wykorzystując teleskop kosmiczny NASA/ESA Hubble Space Telescope astronomowie odkryli dwie odmiennekategorie odmłodzonych gwiazd w obrębie gromady kulistej Messier 30. Nowe wyniki dowodzą, Ŝe zarównozderzenia gwiazd jak i proces, określany czasem mianem wampiryzmu, pozwalają gwiazdom przejść operacjęodmłodzenia prowadzącą do powstania gwiazd znanych jako błękitni maruderzy (blue straggler, dalej BS).Naukowcy odkryli takŜe dowody, Ŝe oba mechanizmy prowadzące do powstania tego rodzaju gwiazd miałymiejsce kilka miliardów lat temu, gdy w obrębie gromady doszło do krytycznego, dynamicznego wydarzeniaokreślanego mianem zapaści jądra (core collapse).

Gwiazdy w gromadach kulistych są wwiększości bardzo stare - ich wiek szacujesię na 12 - 13 miliardów lat. Jednocześnieich niewielki odsetek wydaje się byćznacznie młodszy niŜ średni wiek populacji -i dlatego, skoro wyglądają jakby zamarudziligdzieś na ścieŜce swego rozwoju i miastświecić jako czerwone olbrzymy płoną nadaljasnym, błękitnym płomieniem, zostały onenazwane błękitnymi maruderami. Błękitnimaruderzy to gwiazdy, które - jak się wydaje- cofnęły się w swym rozwoju zyskującdrugą młodość. Zespół astronomówwykorzystał teleskop Hubble by zbadaćpopulację BS w gromadzie M30, którapowstała około 13 miliardów lat temu, azostała odkryta w 1764 roku przez CharlesaMessiera. Gromada ta leŜy w odległościokoło 28 000 lat świetlnych i - zawierająckilkaset tysięcy gwiazd - ma średnicę około90 lat świetlnych.

Choć gwiazdy te odkryto na początku lat 50.XX wieku mechanizm ich powstania nadalstanowi zagadkę. "To tak jakby w domuspokojnej starości zobaczyć wśród emerytówgrupkę dzieci "- mówi Francesco

Ferraro z Uniwersytetu w Bolonii weWłoszech, kierujący badaniami, którychwyniki zostały opublikowane na łamachNature. Naukowcy od lat badają te gwiazdy idowiedli, Ŝe w rzeczywistości są oneznacznie starsze niŜ wynikałoby to z ichwyglądu. Astronomowie sądzą, Ŝe powstająone w ciasnych układach podwójnych, wktórych mniej masywna gwiazda zachowujesię jak wampir, wysysając świeŜy wodór zmasywniejszego kompana. Nowy zapaspaliwa odmładza gwiazdę.

Nowe wyniki wskazują, Ŝe część błękitnychmaruderów została odmłodzona nie wefekcie wampiryzmu, ale w wyniku zderzeń.Zderzenia te to w większości "czołówki"prowadzące do zlania się gwiazd w wynikuczego powstaje masywna, odmłodzonagwiazda z nowym zapasem paliwa.

"Nasze obserwacje wykazują, Ŝe błękitnimaruderzy powstający w wyniku kolizji mająnieco odmienne cechy niŜ te, które powstająw efekcie wampiryzmu. To pierwszybezpośredni dowód iŜ oba mechanizmyzachodzą w rzeczywistości i w tym samyczasie w obrębie jednej gromady "- mówiGiacomo Beccari, ESA, uczestniczący wbadaniach.

Centralne obszary bardzo gęstych gromadkulistych są niezwykle tłocznymi regionami,w których wzajemne oddziaływania gwiazdsą nieuniknione. Naukowcy uwaŜają, Ŝemiliard lub dwa miliardy lat temu w M30doszło do zapaści jądra, w wyniku czego wcentrum doszło do gwałtownego

89 z 93

zwiększenia gęstości gwiazd. Todoprowadziło do zwiększenia liczby zderzeńmiędzy gwiazdami i doprowadziło dozwiększenia liczby gwiazd BS powstałych wwyniku działania tego procesu. Jednocześniezwiększenie gęstości zakłóciło orbity BS wukładach podwójnych przyspieszającprocesy wampiryzmu co doprowadziło dopowstania osobnej populacji tych gwiazd."Prawie 10 procent galaktycznych gromadkulistych przeszło zapaść jądra, jednak poraz pierwszy widzimy jej efekty zapisane wpopulacji gwiazd "- mówi Barbara Lanzoni zUniwersytetu Bolonii.

"Dwie odrębne populacje błękitnychmaruderów odkryte w M30 stanowiąpozostałość po zapaści jądra, która miałamiejsce dwa miliardy lat temu. W szerszymkontekście nasze odkrycie stanowibezpośredni dowód wpływu dynamikigromady na ewolucję gwiazd. Przed namizbadanie, czy inne gromady kuliste takŜeposiadają dwie odrębne populacjebłękitnych maruderów "- podsumowujeFerraro.

Źródła:

F. R. Ferraro et al., “Two distinctsequences of blue straggler stars inthe globular cluster M30”,24.12.2009, NatureHubble Information Centre: Vampiresand collisions rejuvenate starsZdjęcie: NASA, ESA and FrancescoFerraro (University of Bologna)

Original

press release follows:Stellar mosh pit, complete with crashingstars, resolves a mystery

Using the NASA/ESA Hubble SpaceTelescope, astronomers have uncovered twodistinct kinds of "rejuvenated" stars in theglobular cluster Messier 30. A new studyshows that both stellar collisions and aprocess sometimes called vampirism arebehind this cosmic "face lift". The scientistsalso uncover evidence that both sorts of bluestragglers were produced during a criticaldynamical event (known as "core collapse")that occurred in Messier 30 a few billionyears ago.

Stars in globular clusters [1] are generallyextremely old, with ages of 12-13 billionyears. However, a small fraction of themappear to be significantly younger than theaverage population and, because they seem tohave been left behind by the stars thatfollowed the normal path of stellar evolutionand became red giants, have been dubbedblue stragglers [2]. Blue stragglers appear toregress from "old age" back to a hotter andbrighter "youth", gaining a new lease on lifein the process. A team of astronomers usedHubble to study the blue straggler starcontent in Messier 30, which formed 13billion years ago and was discovered in1764 by Charles Messier. Located about 28000 light-years away from Earth, thisglobular cluster —

a swarm of several hundred thousand stars— is about 90 light-years across.

Although blue stragglers have been knownsince the early 1950s, their formationprocess is still an unsolved puzzle inastrophysics. "It’s like seeing a few kids inthe group picture of a rest-home for retiredpeople. It is natural to wonder why they arethere," says Francesco Ferraro from theUniversity of Bologna in Italy, lead author ofthe study that will be published this week inNature [3]. Researchers have been studyingthese stars for many years and knew that bluestragglers are indeed old. They were thoughtto have arisen in a tight binary system [4]. Insuch a pair, the less massive star acts as a"vampire", siphoning fresh hydrogen from itsmore massive companion star. The new fuelsupply allows the smaller star to heat up,growing bluer and hotter — behaving like astar at an earlier stage in its evolution.

The new study shows that some of the bluestragglers have instead been rejuvenated by asort of "cosmic facelift", courtesy of cosmiccollisions. These stellar encounters arenearly head-on collisions in which the starsmight actually merge, mixing their nuclearfuel and re-stoking the fires of nuclear fusion.Merged stars and binary systems would bothbe about twice the typical mass of individualstars in the

90 z 93

cluster.

"Our observations demonstrate that blue stragglers formed bycollisions have slightly different properties from those formed byvampirism. This provides a direct demonstration that the twoformation scenarios are valid and that they are both operatingsimultaneously in this cluster," says team member Giacomo Beccarifrom ESA.

Using data from the now-retired Wide Field Planetary Camera 2(WFPC2) aboard Hubble, astronomers found that these "straggling"stars are much more concentrated towards the centre of the clusterthan the average star. "This indicates that blue stragglers are moremassive than the average star in this cluster," says Ferraro. "Moremassive stars tend to sink deep into the cluster the way a billiard ballwould sink in a bucket of honey."

The central regions of high density globular clusters are crowdedneighbourhoods where interactions between stars are nearlyinevitable. Researchers conjecture that one or two billion years ago,Messier 30 underwent a major "core collapse" that started to throwstars towards the centre of the cluster, leading to a rapid increase inthe density of stars. This event significantly increased the number ofcollisions among stars, and favoured the formation of one of thefamilies of blue stragglers. On the other hand, the increase of stellarcrowding due

to the collapse of the core also perturbed the twin systems,encouraging the vampirism phenomenon and thus forming the otherfamily of blue stragglers. "Almost ten percent of galactic globularclusters have experienced core collapse, but this is the first time thatwe see the effect of the core collapse imprinted on a stellarpopulation," says Barbara Lanzoni, University of Bologna.

"The two distinct populations of blue stragglers discovered inMessier 30 are the relics of the collapse of the core that occurred twobillion years ago. In a broad context our discovery is direct evidenceof the impact of star cluster dynamics on stellar evolution. We shouldnow try to see if other globular clusters present this doublepopulation of blue stragglers," concludes Ferraro.

91 z 93

92 z 93

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:biuro@teleskopy.net

Okładka: NASA, ESA, and F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Italy), R. O'Connell (University of Virginia, Charlottesville), and the Wide FieldCamera 3 Science Oversight Committee

Wszystkie prawa zastrzeŜone.

93 z 93