Page 1

Przegląd Wiadomości Astronomicznych 11 / 2009

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

1 z 86


2 z 86


Spis Treści Teleskop VERITAS pomaga rozwiązać tajemnicę pochodzenia promieni kosmicznych Pola magnetyczne inicjują wiatr słoneczny Szczegółowe pomiary CMB potwierdzają przyjętą wizję Wszechświata Odkrycie kosmicznego szkieletu Teleskop NASA Fermi wykrył promieniowania gamma pochodzące z fabryk gwiazd w innych galaktykach W pyle kometarnym odkryto cząstki ultra-prymitywnej materii Węglowa atmosfera otacza gwiazdę neutronową Nowa kamera teleskopu Hubble przedstawia M83 Znikające galaktyki wskazują początek ery re-jonizacji Wszechświata SN 2002bj - supernowa czy super nowa Rekordowe zbliŜenie małej asteroidy Messenger odkrywa nowego Merkurego Chaotyczny teren w rejonie Kasei Valles i Sacra Fossae Sonda Cassini po raz kolejny wędruje do sauny Kapryśne planety Wodowanie sondy LCROSS na KsięŜycu Centrum Galaktyki na zdjęciu trzech Wielkich Obserwatoriów Narodziny pierwszych gwiazd DuŜo tlenu w atmosferze, tyle, Ŝe to nie planety Teleskop SUNRISE wykonuje spektakularne zdjęcia powierzchni Słońca Izerski Park Ciemnego Nieba Egzoplanety dostarczają wskazówek wyjaśniających skład chemiczny Słońca Radioteleskopy świata łączcie się Film ukazuje narodziny masywnej gwiazdy Tykająca kosmiczna bomba Tłusta galaktyka Wielkie teleskopy wykonują zdjęcie mgławicy Krab Uczta galaktyk Wielki Zderzacz Hadronów znów pracuje Teleskop Spitzer fotografuje nowo narodzone bliźniaki Więcej dowodów na rozbudowaną sieć rzek na Marsie Kosmiczne wykopaliska odkrywają cegły, z których zbudowano Galaktykę Zorze polarne Saturna Teleskop Fermi zagląda do wnętrza mikrokwazara Wydmy zimą

3 z 86


Teleskop VERITAS pomaga rozwiązać tajemnicę pochodzenia promieni kosmicznych

Minęło juŜ prawie 100 lat od momentu kiedy naukowcy wykryli pierwsze ślady promieniowania kosmicznego subatomowowych cząstek, najczęściej protonów, przemieszczających się przez kosmos z prędkościami bliskimi prędkości światła. Te niosące największe energie uderzają z siłą porównywalną do piłki baseballowej rzuconej z prędkością 150 km / godzinę - a przecieŜ mają masę mniejszą od atomu ! Jedną z najwaŜniejszych zagadek astronomii pozostaje mechanizm mogący nadać protonowi tak ogromną energię. Nowe dane dostarczone przez szereg teleskopowy VERITAS wskazuje, Ŝe za mechanizmem tym mogą stać eksplozje gwiazd i gwiezdny wiatr. Wyniki badań opublikowano 1 listopada na łamach magazynu Nature.

Od 20 lat przewidywano, Ŝe dojdzie do tego odkrycia, jednak do tej pory Ŝaden instrument nie był wystarczająco czuły, bo go dostrzec Wystan Benbow

Najrzadsze promienie kosmiczne niosą energię 100 miliardów razy większą, niŜ cząstki generowanie w największych akceleratorach cząstek zbudowanych na Ziemi. Astronomowie wykorzystują wiele niezwykłych rozwiązań umoŜliwiających wykrywanie promieni kosmicznych zderzających się z atmosferą Ziemi (warto przy tym pamiętać, Ŝe gdy mówimy o promieniowaniu kosmicznym, mówimy o indywidualnych fragmentach atomów przyspieszonych gdzieś w kosmosie do niewiarygodnych prędkości). Jednocześnie wykrycie promieni kosmicznych w odległym Wszechświecie jest znacznie trudniejsze. Teleskopy VERITAS dostarczyły nowych dowodów na występowanie promieni kosmicznych w galaktyce Cygaro - M82 w katalogu Messiera - leŜącej w odległości 12 milionów lat świetlnych w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy. "Od 20 lat przewidywano, Ŝe dojdzie do tego odkrycia, jednak do tej pory Ŝaden instrument nie był wystarczająco czuły, bo go dostrzec "- mówi Wystan Benbow, astrofizyku z Obserwatorium Astrofizycznego Smithsonian, koordynujący projekt VERITAS - Very

4 z 86

Energetic Radiation Imaging Telescope Array System. Obserwacje wykonane przez VERITAS są silnym dowodem na prawdziwość teorii sugerujących, Ŝe najwaŜniejszymi mechanizmami odpowiedzialnymi za przyspieszanie cząstek są supernowe i wiatry słoneczne masywnych gwiazd. Galaktyki typu Starburst, w których intensywnie powstają nowe gwiazdy, są równieŜ miejscem, gdzie wybucha wiele supernowych a zarazem jest duŜo masywnych gwiazd. Zatem, jeŜeli teoria się zgadza, wówczas tego typu galaktyki powinny zawierać więcej promieni kosmicznych niŜ normalne galaktyki. Odkrycie VERITAS jest zgodne z przewidywaniami wskazują iŜ gęstość promieniowania kosmicznego w M82 jest 500 razy wyŜsza niŜ jego średnia gęstość w naszej Galaktyce. "Odkrycie to dostarcza podstawowej wiedzy na temat pochodzenia promieni kosmicznych "- mówi prod. Rene Ong będący członkiem zespołu VERITAS. VERITAS nie był w stanie bezpośrednio rejestrować promieni kosmicznych M82 poniewaŜ pozostają one wewnątrz galaktyki. Zamiast tego poszukiwał śladów ich obecności na podstawie promieniowania gamma. Promieniowanie to to najbardziej energetyczna forma światła. Gdy promienie kosmiczne oddziałują z międzygwiezdnym medium wewnątrz M82 powstaje promieniowanie gamma, które moŜe uciec z galaktyki i dotrzeć do detektorów na Ziemi. Potrzeba było dwóch


lat obserwacji, by wykryć i potwierdzić słaby sygnał dochodzący od M82. "Spodziewaliśmy się, Ŝe wykrycie M82 będzie miało ogromne znaczenie naukowe. Dlatego zaplanowaliśmy wyjątkowo długą ekspozycję natychmiast po tym, jak instrumenty stały się gotowe do badań "mówi Benbow. -"Dane naleŜało szczegółowo przeanalizować aby wydobyć z nich sygnał promieniowania gamma - ponad milion razy słabszy od szumu tła. ChociaŜ zatem sygnał stanowi ułamek danych przeprowadziliśmy wiele analiz potwierdzających jego istnienie i jesteśmy przekonani, Ŝe sygnał jest prawdziwy."

the speed of light. The most energetic cosmic rays hit with the punch of a 98-mph fastball, even though they are smaller than an atom. Astronomers questioned what natural force could accelerate particles to such a speed. New evidence from the VERITAS telescope array shows that cosmic rays likely are powered by exploding stars and stellar "winds." These findings were published in the Nov. 1 online issue of the journal Nature, and are being featured today in a press conference at the Fermi Science Symposium in Washington, DC. Seeking the source of cosmic rays

"Wykrycie M82 wskazuje, iŜ Wszechświat pełen jest naturalnych akceleratorów cząstek. W miarę jak będziemy ulepszać naziemne obserwatoria promieniowania gamma przyjdą kolejne odkrycia "- mówi prof. Martin Pohl. Źródła: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics: VERITAS Telescopes Help Solve 100-Year-Old Mystery: The Origin of Cosmic Rays Zdjęcie: CfA/V.A. Acciari Original press release follows: VERITAS Telescopes Help Solve 100-Year-Old Mystery: The Origin of Cosmic Rays Nearly 100 years ago, scientists detected the first signs of cosmic rays - subatomic particles (mostly protons) that zip through space at nearly

5 z 86

The rarest cosmic rays carry over 100 billion times as much energy as generated by any particle accelerator on Earth. ("Cosmic ray" is a historical misnomer, since they are individual particles, not a ray or beam.) Astronomers have devised ingenious methods for detecting cosmic rays that hit Earth's atmosphere. However, detecting cosmic rays from a distance requires much more effort.

Smithsonian Astrophysical Observatory. Benbow coordinated this project for the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) collaboration. The VERITAS observations strongly support the long-held theory that supernovae and stellar winds from massive stars are the dominant accelerators of cosmic-ray particles. Galaxies with high levels of star formation like M82, also known as "starburst" galaxies, have large numbers of supernovae and massive stars. If the theory holds, then starburst galaxies should contain more cosmic rays than normal galaxies. The VERITAS discovery confirms that expectation, indicating that the cosmic-ray density in M82 is approximately 500 times the average density in our Galaxy, the Milky Way. "This discovery provides fundamental insight into the origin of cosmic rays," said Rene Ong, a professor of physics at the University of California, Los Angeles, and the spokesperson for the VERITAS collaboration. Using gamma rays to infer cosmic rays

VERITAS has found new evidence for cosmic rays in the "Cigar Galaxy," also known as Messier 82 (M82), which is located 12 million light-years from Earth in the direction of the constellation Ursa Major. "This discovery has been predicted for almost 20 years, but until now no instrument was sensitive enough to see it," said Wystan Benbow, an astrophysicist at the

VERITAS could not detect M82's cosmic rays directly because they are trapped within the Cigar Galaxy. Instead, VERITAS looked for clues to the presence of cosmic rays: gamma rays. Gamma rays are the most energetic form of light, far more powerful than ultraviolet light or even X-rays. When cosmic rays interact with interstellar


gas and radiation within M82, they produce gamma rays, which can then escape their home galaxy and reach Earthbound detectors. It took two years of dedicated data collection to tease out the faint signal coming from M82. "We knew that the detection of M82 would have important scientific implications. As a result, we scheduled an exceptionally long exposure immediately after the experiment became fully operational" said Benbow. "The data needed to be meticulously analyzed to extract the gamma-ray signal, which is over a million times smaller than the background noise. Although the signal is only a tiny fraction of the data, we made many checks for possible bias and we are confident that the signal is genuine." "The detection of M82 indicates that the universe is full of natural particle accelerators, and as ground-based gamma-ray observatories continue to improve, further discoveries are inevitable." said Martin Pohl, a professor of physics at Iowa State University who helped lead the study. A next-generation VHE gamma-ray observatory, the Advanced Gamma-ray Imaging System (AGIS), is already under development. VERITAS is operated by a collaboration of more than 100 scientists from 22 different institutions in the United States, Ireland, England and Canada. To learn how it works, visit http://veritas.adlerplanetarium.org/project/. VERITAS is funded by the U.S. Department of Energy, the U.S. National Science Foundation, the Smithsonian Institution, the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Science Foundation Ireland and the STFC of the U.K. Headquartered in Cambridge, Mass., the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) is a joint collaboration between the Smithsonian Astrophysical Observatory and the Harvard College Observatory. CfA scientists, organized into six research divisions, study the origin, evolution and ultimate fate of the universe.

6 z 86


Pola magnetyczne inicjują wiatr słoneczny

Naukowcy od dawna rozwaŜają róŜne mechanizmy jako źródła wiatru słonecznego. Spektrometr dalekiego ultrafioletu (EIS - Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer) na pokładzie japońskiego obserwatorium Hinode dostarczył zupełnie nowych danych pozwalając astronomom przyjrzeć się problemowi źródeł wiatru słonecznego dosłownie w nowym świetle. Według nowych badań prowadzonych przez naukowców z University College London (UCL) analizujących dane dostarczone przez Hinode mechanizmem napędzającym wiatr słoneczny są procesy zachodzące w polu magnetycznym Słońca. Wyniki badań, wskazujące jako mechanizm źródłowy zjawisko krokowej rekoneksji magnetycznej zostały opublikowane na łamach Astrophysical Journal. Słońca, w praktycznie wszystkich skalach." Nasze najnowsze badania wskazują, Ŝe uwalnianie energii zmagazynowanej w słonecznym polu magnetycznym dostarcza dodatkowego napędu plazmie tworzącej wiatr słoneczny. Deb Baker

"Wiatr słoneczny to płynąca struga rozgrzanej do milionów stopni plazmy i pola magnetycznego przepływająca przez cały Układ Słoneczny, otaczająca wszystkie planety i łącząca pola magnetyczne Ziemi i innych planet "- wyjaśnia Deb Bajer z Laboratorium Nauk Kosmicznych Mullard UCL, kierująca zespołem badawczym. -" Zmiany w tym pędzącym z prędkością miliona kilometrów na godzinę strumieniu mogą indukować zakłócenia w przestrzeni wokół Ziemi i w górnych warstwach atmosfery. Jednak wciąŜ nie wiemy co napędza wiatr słoneczny." "Nasze najnowsze badania wskazują, Ŝe uwalnianie energii zmagazynowanej w słonecznym polu magnetycznym dostarcza dodatkowego napędu plazmie tworzącej wiatr słoneczny "- dodaje Bajer. -" Wyzwalanie energii zahcodzi najskuteczniej w najjaśniejszych obszarach aktywności na powierzchni Słońca - w regionach aktywnych i grupach plam słonecznych, które są miejscami silnej koncentracji pola magnetycznego. Wierzymy, Ŝe te fundamentalne procesy zachodzą na całej powierzchni

Zdjęcia wykonane w lutym 2007 roku przez EIS ukazały wypływy gorącej plazmy wywoływane przez kroczącą rekonekscję magnetyczną. Na krawędzie aktywnych obszarów, gdzie moŜe zachodzić rekoneksja powolne i ciągłe przebudowywanie pola magnetycznego prowadzi do uwalniania energii i przyspieszania cząstek w koronie słonecznej - gorącej, zewnętrznej atmosferze Słońca. Krocząca rekoneksja to pierwsza teoria wyjaśniająca jak obserwowane na Słońcu wypływy plazmy mogą zostać zlokalizowane w obrębie jednego bieguna magnetycznego. Model komputerowe pola magnetycznego Słońca zostały wykorzystane do identyfikacji obszarów kroczącej rekoneksji. PołoŜenia uzyskane w wyniku obliczeń zostały porównane z mierzonymi prędkościami gazu wydostającego się z korony. Porównania wskazały strugi plazmy przemieszczające się z prędkościami 1000 razy większymi niŜ wiatr huraganowy - 150 000 km/h. Źródła: University College London: Solar winds triggered by magnetic fields Zdjęcie: Hinode Original press release follows: Solar winds triggered by magnetic fields Solar wind generated by the sun is probably driven by a process involving powerful magnetic fields,

7 z 86


according to a new study led by UCL researchers based on the latest observations from the Hinode satellite. Scientists have long speculated on the source of solar winds. The Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer (EIS), on board the Japanese-UK-US Hinode satellite, is now generating unprecedented observations enabling scientists to provide a new perspective on the 50-year old question of how solar wind is driven. The collaborative study, published in this month’s issue of Astrophysical Journal, suggests that a process called slipping reconnection may drive these winds. Deb Baker, lead author from UCL Mullard Space Science Laboratory, says: “Solar wind is an outflow of million-degree gas and magnetic field that engulfs the Earth and other planets. It fills the entire solar system and links with the magnetic fields of the Earth and other planets. Changes in the Sun’s million-mile-per-hour wind can induce disturbances within near-Earth space and our upper atmosphere and yet we still don’t know what drives these outflows." “However, our latest study suggests that it is the release of energy stored in solar magnetic fields which provides the additional driver for the solar wind. This magnetic energy release is most efficient in the brightest regions of activity on the Sun’s

8 z 86

surface, called active regions or sunspot groups, which are strong concentrations of magnetic field. We believe that this fundamental process happens everywhere on the Sun on virtually all scales.” Images taken in February 2007 from the EIS instrument showed that hot plasma outflows are due to a process called slipping reconnection. At the edges of active regions where this process can occur, a slow, continuous restructuring of the magnetic field leads to the release of energy and acceleration of particles in the Sun’s hot outer atmosphere, known as the corona. Slipping reconnection is the first theory to explain how observed outflows from the Sun can be located over areas of a single magnetic sign, something previously considered improbable. Computer models of the Sun’s magnetic field were used to identify regions where slipping reconnection could occur. The locations proposed by the computer model were compared with measurements of the speed of the gas coming from the solar corona. The comparison showed the gas was moving outward at up to 100,000 mph, 1,000 times the wind speed in a hurricane, over the possible slipping reconnection regions. The study was carried out by the UCL Mullard Space Science Laboratory, Observatoire de Paris, Konkoly Observatory in Hungary and Instituto de Astronomía

y Física del Espacio in Argentina. Deborah Baker is funded by a Science and Technology Funding Council (STFC) studentship. Hinode is a Japanese mission developed and launched by the Institute of Space and Astronautical Science (ISIS) and Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA), with the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) as domestic partner and NASA and STFC (UK) as international partners. It is operated by these agencies in co-operation with the European Space Agency (ESA) and Norwegian Space Centre (NSC). Data that served as the basis for the magnetic modelling was provided by the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) Michelson Doppler Imager (MDI) consortium. SOHO is a project of international cooperation between ESA and NASA.


Szczegółowe pomiary CMB potwierdzają przyjętą wizję Wszechświata

Międzynarodowy zespół kierowany przez Sarę Church z Instytutu Astofizyki Cząstek i Kosmologii Kavli, będącego wspólnym przedsięwzięciem Narodowego Laboratorium Akceleratorów SLAC i Uniwersytetu Stanford oraz Waltera Gear z Uniwersytetu Cardiff opublikował szczegółowy obraz zaląŜków struktury Wszechświata. Pomiary mikrofalowego promieniowania tła - delikatnej poświaty pozostałej po gorącym i gęstym młodym Wszechświecie - określają warunki brzegowe standardowego modelu kosmologicznego i dostarczają dowodów na jego poprawność potwierdzając, Ŝe ciemna materia i ciemna energia razem stanowią 95% masy Wszechświata, a zwykła materia stanowi zaledwie pozostałe 5%.

Pomiary polaryzacji wykonane przez QUaD są najczulszymi, jakie kiedykolwiek wykonano Clem Pryke

"Kiedy zaczynałam badania na tym polu, znałam wiele osób, które były przekonane, Ŝe dobrze znają zawartość Wszechświata "mówi Church, kierująca projektem QUaD. -" Jednak ta pewność została rozbita wraz z odkryciem dowodów istnienia ciemnej energii. Teraz, gdy ponownie wydaje się, Ŝe zaczynamy wiedzieć z czego składa się Wszechświat musimy zgromadzić silne dowody za pomocą róŜnych metod pomiarowych by mieć pewność, Ŝe historia nie powtórzy się." W artykule opublikowanym na łamach The Astrophysical Journal naukowcy projektu QUaD publikują szczegółowe mapy reliktowego promieniowania tła. Naukowcy skupili się na pomiarach zmienności temperatury CMB oraz polaryzacji aby określić dystrybucję materii w młodym Wszechświecie. Światło młodego Wszechświata początkowo nie było spolaryzowane, jednak gdy odbijało się od przemieszczającej się materii nastąpiła jego polaryzacja. Tworząc mapy polaryzacji zespół QUaD był w stanie zbadać nie tylko to gdzie w młodym Wszechświecie pojawiała się materia, ale równieŜ to, jak się poruszała. "Pomiary polaryzacji wykonane

9 z 86

przez QUaD są najczulszymi, jakie kiedykolwiek wykonano "- mówi Clem Pryke z zespołu QUaD. Uzyskane wyniki zgadzają się w znacznym stopniu z rozkładem temperatur i polaryzacji przewidywanych w standardowym modelu kosmologicznym, obejmującym istnienie ciemnej materii i energii, dostarczając tym samym eksperymentalnego potwierdzenia jego poprawności. Jednocześnie ograniczają one moŜliwości budowania modeli alternatywnych, wskazując, Ŝe jednak kosmolodzy mają rację wskazując na istnienie tych zagadkowych form materii i energii, i po to, Ŝeby w pełni zrozumieć jak działa Wszechświat muszą znaleźć wyjaśnienie czym one są. Projekt QUEST at DASI (QUaD) wykorzystuje Ekstra-galaktyczny Teleskop Przeglądowy Q U (QUEST) zainstalowany na biegunie południowym na strukturze mechanicznej wcześniejszego eksperymentu DASI (Degree Angular Scale Interferometer). "Obserwacje mikrofalowego promieniowania tła są obecnei najtrudniejszymi zagadnieniami współczesnej astrofizyki i kosmologii "mówi Roger Blanford, dyrekto KIPAC. -"To wspaniałe, Ŝe uzyskano tak konkretne wyniki i jednoznaczne potwierdzenie teorii." Źródła: SLAC National Accelerator Laboratory: High-Precision Measurements Confirm Cosmologists’ Standard


View of Universe Zdjęcie: Nicolle Rager Fuller, NSF Original press release follows: High-Precision Measurements Confirm Cosmologists’ Standard View of Universe A detailed picture of the seeds of structures in the universe has been unveiled by an international team co-led by Sarah Church of the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, jointly located at the Department of Energy’s SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University, and by Walter Gear, of Cardiff University in the United Kingdom. These measurements of the cosmic microwave background—a faintly glowing relic of the hot, dense, young universe—put limits on proposed alternatives to the standard model of cosmology and provide further support for the standard cosmological model, confirming that dark matter and dark energy make up 95% of everything in existence, while ordinary matter makes up just 5%. "When I first started in this field, some people were adamant that they understood the contents of the universe quite well," said Church, deputy director of KIPAC and the U.S. principal investigator of the QUaD project. "But that understanding was shattered when evidence for dark energy was discovered. Now that we again feel we have a very good understanding of

10 z 86

what makes up the universe, it's extremely important for us to amass strong evidence using many different measurement techniques that this model is correct, so that this doesn’t happen again." In a paper published in the November 1 issue of The Astrophysical Journal, QUaD researchers release detailed maps of the cosmic microwave background (CMB). The researchers focused their measurements on variations in the CMB's temperature and polarization to learn about the distribution of matter in the early universe. Polarization is an intrinsic extra "directionality" to all light rays that is at right angles to the light ray's direction of travel. Although most light is unpolarized—consisting of light rays with an equal mix of all polarizations—the reflection and scattering of a light ray can create polarized light. This property of light is exploited by polarized sunglasses, which block some of the polarized light to reduce glare on sunny days. The light from the early universe was initially unpolarized but became polarized when it struck moving matter in the very early universe. By creating maps of this polarization, the QUaD team was able to investigate not just where the matter existed, but also how it was moving. QUaD co-leader and KIPAC Deputy Director Sarah Church. (Image courtesy of Diana Rogers,

SLAC. Click on image for high-res version.) "These new polarization measurements from QUaD are the most sensitive ever made," said Clem Pryke, QUaD team member and assistant professor at the Kavli Institute for Cosmological Physics, located at the University of Chicago. The QUaD results very closely match the temperature and polarization predicted by the existence of dark matter and dark energy in the standard cosmological model, offering further experimental confirmation that the model is correct. These findings also limit the possibilities of alternative models, reinforcing the view that researchers are on the right track and need to learn more about the strange nature of dark energy and dark matter if they are to fully understand the workings of the universe. "Microwave background observations are about the most technically challenging in contemporary astrophysics and cosmology," said KIPAC Director Roger Blandford. "It is wonderful to see such solid measurements and such a clear confirmation of the theory." The QUaD (QUEST at DASI) project utilizes the Q U Extra-galactic Survey Telescope (QUEST) instrument at the South Pole that was installed on the mechanical structure from a previous experiment called DASI (Degree Angular Scale Interferometer). The principal members of the QUaD collaboration


are the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology at Stanford University and the Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory, the Kavli Institute for Cosmological Physics at the University of Chicago, the California Institute of Technology, the Jet Propulsion Laboratory, Cambridge University (United Kingdom), Cardiff University (United Kingdom), University of Edinburgh (United Kingdom) and Maynooth College (Ireland). The National Science Foundation funded the U.S. portion of the experiment, the Particle Physics and Astronomy Research Council funded the U.K. research and Enterprise Ireland funded the Irish contribution. SLAC National Accelerator Laboratory is a multi-program laboratory exploring frontier questions in astrophysics, photon science, particle physics and accelerator research. Located in Menlo Park, California, SLAC is operated by Stanford University for the U.S. Department of Energy Office of Science.

11 z 86


Odkrycie kosmicznego szkieletu

W odległości prawie 7 miliardów lat świetlnych astronomowie odkryli nieznane wcześniej, gigantyczne zgrupowanie galaktyk. Odkrycia dokonano dzięki połączeniu sił dwóch z najpotęŜniejszych teleskopów na Ziemi ESO Very Large Telescope i japońskiego teleskopu Subaru. Odkrycie - pierwsza tego rodzaju obserwacja wyraźnej struktury galaktycznej w odległym Wszechświecie uzupełnia wiedzę na temat budowy i ewolucji struktury Wszechświata w największych skalach.

Teorie kosmologiczne przewidują, Ŝe materia grupuje się równieŜwwiększych skalach tworząc coś na kształt sieci, w którejgalaktykigrupują się tworząc włókna pomiędzy ogromnymi pustkami Masyuki Tanaka

Kierujący badaniami Masyuki Tanaka z ESO wyjaśnia: -" Rozkład materii we Wszechświecie nie jest jednorodny. W naszym kosmicznym sąsiedztwie gwiazdy grupują się tworząc galaktyki, a te z kolei grupują się w gromady. Najpopularniejsze teorie kosmologiczne przewidują, Ŝe materia grupuje się równieŜ w większych skalach tworząc coś na kształt sieci, w której galaktyki grupują się tworząc włókna pomiędzy ogromnymi pustkami." Włókna takie mają długość milionów lat świetlnych i stanowią szkielet Wszechświata - galaktyki gromadzą się wokół nich, a na ich skrzyŜowaniach powstają gigantyczne gromady galaktyk, przypominające wielkie pająki czające się by pochłonić kolejne porcje materii. Astronomowie starają się wyjaśnić jak struktura ta powstała i choć masywne struktury włókien obserwowano w stosunkowo niewielkich odległościach, jednak brakowało do tej pory dowodu ich istnienia w większych odległościach. Na zdjęciach uzyskanych jakiś czas temu zespół kierowany przez

Tanakę dkrył ogromną strukturę otaczającą odległą gromadę galaktyk. Aby zbadać ją dokładniej naukowcy wykorzystali dwa potęŜne teleskopy na Ziemi dokonują pomiaru odległości do ponad 150 galaktyk co umoŜliwiło uzyskanie trójwymiarowego obrazu struktury. Obserwacje spektroskopowe wykonano za pomocą instrumentów VIMOS zainstalowanego na teleskopie ESO VLT oraz FOCAS - na teleskopie Subaru Japońskiego Obserwatorium Narodowego. Dzięki tym i innym obserwacjom, astronomowie są w stanie wykonać badania populacji galaktyk w obrębie tej struktury, jak równieŜ identyfikację grup galaktyk otaczających główny trzon gromady. WyróŜnili dziesiątki takich zgrupowań, kaŜde o masie około dziesięciu razy większej niŜ nasza Galaktyka. Kilka o masach nawet tysiące razy większych. Natomiast całkowita masa głównej gromady szacowana jest na 10 tysięcy razy większą od masy Drogi Mlecznej. Niektóre z grup są powiązane grawitacyjnie z gromadą i w przyszłości się z nią połączą. "Pierwszy raz obserwujemy taką bogatą i wyraźną strukturę w odległym Wszechświecie "- mówi Tanaka. -" MoŜemy przejść od badań demograficznych galaktyk do studiów socjologii i wpływu środowiska na galaktyki w czasach kiedy Wszechświat miał 2/3 obecnego wieku." Włókno leŜy w odległości 6,7 miliarda lat świetlnych i ma długość co najmniej 60 milionów lat świetlnych. Nowo

12 z 86


odkryta struktura zapewne rozciąga się dalej, poza obszar zbadany przez astronomów stąd juŜ planowane są dalsze badania mające pomóc ustalić jej pełne rozmiary. Źródła: Tanaka et al. , "The spectroscopically confirmed huge cosmic structure at z = 0.55", Astronomy & Astrophysics Journal ESO: Shedding Light on the Cosmic Skeleton Zdjęcie: ESO/Subaru/National Astronomical Observatory of Japan/M. Tanaka Original press release follows: Shedding Light on the Cosmic Skeleton Astronomers have tracked down a gigantic, previously unknown assembly of galaxies located almost seven billion light-years away from us. The discovery, made possible by combining two of the most powerful ground-based telescopes in the world, is the first observation of such a prominent galaxy structure in the distant Universe, providing further insight into the cosmic web and how it formed. “Matter is not distributed uniformly in the Universe,” says Masayuki Tanaka from ESO, who led the new study. “In our cosmic vicinity, stars form in galaxies and galaxies usually form groups and

13 z 86

clusters of galaxies. The most widely accepted cosmological theories predict that matter also clumps on a larger scale in the so-called ‘cosmic web’, in which galaxies, embedded in filaments stretching between voids, create a gigantic wispy structure.” These filaments are millions of light years long and constitute the skeleton of the Universe: galaxies gather around them, and immense galaxy clusters form at their intersections, lurking like giant spiders waiting for more matter to digest. Scientists are struggling to determine how they swirl into existence. Although massive filamentary structures have been often observed at relatively small distances from us, solid proof of their existence in the more distant Universe has been lacking until now. The team led by Tanaka discovered a large structure around a distant cluster of galaxies in images they obtained earlier. They have now used two major ground-based telescopes to study this structure in greater detail, measuring the distances from Earth of over 150 galaxies, and, hence, obtaining a three-dimensional view of the structure. The spectroscopic observations were performed using the VIMOS instrument on ESO’s Very Large Telescope and FOCAS on the Subaru Telescope, operated by the National Astronomical Observatory of Japan. Thanks to these

and other observations, the astronomers were able to make a real demographic study of this structure, and have identified several groups of galaxies surrounding the main galaxy cluster. They could distinguish tens of such clumps, each typically ten times as massive as our own Milky Way galaxy — and some as much as a thousand times more massive — while they estimate that the mass of the cluster amounts to at least ten thousand times the mass of the Milky Way. Some of the clumps are feeling the fatal gravitational pull of the cluster, and will eventually fall into it. “This is the first time that we have observed such a rich and prominent structure in the distant Universe,” says Tanaka. “We can now move from demography to sociology and study how the properties of galaxies depend on their environment, at a time when the Universe was only two thirds of its present age.” The filament is located about 6.7 billion light-years away from us and extends over at least 60 million light-years. The newly uncovered structure does probably extend further, beyond the field probed by the team, and hence future observations have already been planned to obtain a definite measure of its size.


Teleskop NASA Fermi wykrył promieniowania gamma pochodzące z fabryk gwiazd w innych galaktykach

Według astronomów wykorzystujących kosmiczny teleskop czuły na promieniowanie gamma - NASA Farmi znajdujące się w pobliŜu galaktyki, w których w znacznych ilościach powstają nowe gwiazdy są równocześnie źródłem intensywnego promieniowania gamma. Dwie takie galaktyki, naleŜące do klasy galaktyk Starburst jak równieŜ towarzysząca Drodze Mlecznej galaktyka - Wielki Obłok Magellana - reprezentują nową kategorię źródeł promieniowania gamma wykrytych zarówno przez teleskop Fermi jak i obserwatoria na Ziemi.

Po raz pierwszy widzimy rozproszone emisje regionów powstawania gwiazd w galaktykach innych niŜ nasza Jürgen Knödlseder

Galaktyki intensywnie produkujące gwiazdy - określanych mianem starburst - wcześniej nie moŜna było obserwować w paśmie promieniowania gamma "- wyjaśnia Seth Digel, członek zespołu Fermi a jednocześnie fizyk z Narodowego Laboratorium Akceleratorów SLAC. -"Większość galaktyk jakie obserwujemy za pomocą teleskopu Fermi to egzotyczne, odległe blazary, które produkują dŜety zasilane przez materię opadającą na czarne dziury. Jednak te galaktyki leŜą znacznie bliŜej i są równieŜ bardziej podobne do naszej." Promieniowanie gamma to niosąca największe energie forma światła. Fermi zarejestrował do tej pory ponad tysiąc punktowych źródeł jak równieŜ setki błysków gamma. Jednocześnie satelita wykrył szeroki obszar poświaty gamma z grubsza odpowiadający płaszczyźnie naszej Galaktyki. Ta rozproszona poświata powstaje gdy cząstki o duŜych prędkościach - określane mianem promieni kosmicznych zderzają się z rozproszonym gazem międzygwiezdnego medium wypełniającego galaktykę lub nawet z fotonami gwiazd. Promienie kosmiczne to ultraszybkie elektrony,

pozytrony i jądra atomowe poruszające się z prędkościami zbliŜonymi do prędkości światła. ChociaŜ Ziemia jest nieustannie bombardowana przez te cząstki ich źródło pozostaje zagadką mimo, Ŝe od ich odkrycia minęło juŜ blisko sto lat. Astronomowie podejrzewają, Ŝe gwałtownie rozszerzające się otoczki wybuchających gwiazd wytwarzają warunki, w których następuje przyspieszanie tych cząstek nadające im te niezwykłe energie. "Po raz pierwszy widzimy rozproszone emisje regionów powstawania gwiazd w galaktykach innych niŜ nasza "- zauwaŜa Jürgen Knödlseder, współpracujący przy badaniach teleskopu Fermi, z Centrum Badań Promieniowania Kosmicznego w Tuluzie. Knödlseder przedstawił zdjęcie wykonane przez teleskop LAT (Large Area Telescope) obserwatorium Fermi, ukazujące aktywny obszar powstawania gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana znany pod nazwą 30 Doradus. Wielki Obłok Magellana leŜy w odległości 170 000 lat świetlnych i jest największą z małych galaktyk satelitarnych towarzyszących Drodze Mlecznej. 30 Doradus produkuje więcej gwiazd niŜ jakikolwiek podobny obszar w naszej Galaktyce. "Obszar ten jest takŜe źródłem intensywnego promieniowania gamma, a rozproszona emisja, którą obserwujemy za pomocą teleskopów Fermi odpowiada regionom świecącego w paśmie widzialnym gazu "- wyjaśnia Knödlseder . Region ten świeci intensywnie

14 z 86


w paśmie promieniowania gamma z tych samych powodów co Droga Mleczna poniewaŜ promienie kosmiczne zderzają się w nim z gazem i światłem gwiazd. Co ciekawe - Fermi wykazał, Ŝe rozproszona poświata emisji jest blisko związana z gwiezdną fabryką 30 Doradus i nie wypełnia całego Obłoku Magellana. To wskazuje, iŜ to ta gwiezdna fabryka jest równieŜ źródłem promieni kosmicznych wytwarzających poświatę. "Obszary aktywnie produkujące gwiazdy wytwarzają wiele masywnych, krótko Ŝyjących gwiazd, eksplodujących gdy umierają "- mówi Digel. -" To ma sens." "Splątane pola magnetyczne wokół 30 Doradus zapewne uniemoŜliwiają promieniom kosmicznym ucieczkę z obszarów, w których powstają "- dodaje Knödlseder. Teleskop LAT obserwatorium Fermi zarejestrował równieŜ rozproszoną emisję pochodzącą z galaktyk M82 i NGC 253, które równieŜ były obserwowane w tym roku przez naziemne obserwatoria skonstruowane tak, by wykrywać promieniowanie gamma setki razy bardziej energetyczne niŜ to obserwowane przez teleskop LAT. Obserwatoria te rejestrują słabe rozbłyski powstające w górnej atmosferze gdy cząstki promieniowania gamma o energii tryliony razy większej od energii fotonów widzialnego światła zderzają się z atomami atmosfery. Jądro M82 produkuje 10 razy więcej gwiazd niŜ cała Droga Mleczna "- mówi Niklas Karlsson z Planetarium

15 z 86

Adler w Chicago, członek zespołu teleskopów gamma VERITAS, które wykryły M82 lezącą w odległości 12 milionów lat świetlnych. "To promieniowanie gamma o bardzo wysokich energiach pozwala nam badać procesy fizyczne zachodzące w innych galaktykach co być moŜe pozwoli nam zrozumieć jak i skąd pochodzą promienie kosmiczne "- mówi Karlsson. Źródła: NASA Fermi Gamma-ray Telescope: NASA's Fermi Telescope Detects Gamma-Ray From "Star Factories" in Other Galaxies Zdjęcie: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Original press release follows: NASA's Fermi Telescope Detects Gamma-Ray From "Star Factories" in Other Galaxies Nearby galaxies undergoing a furious pace of star formation also emit lots of gamma rays, say astronomers using NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope. Two so-called "starburst" galaxies, plus a satellite of our own Milky Way galaxy, represent a new category of gamma-ray-emitting objects detected both by Fermi and ground-based observatories. "Starburst galaxies have not been accessible in gamma rays before," said Fermi team member Seth Digel, a physicist at SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Calif. "Most of the galaxies Fermi

sees are exotic and distant blazars, which produce jets powered by matter falling into enormous black holes. But these new galaxies are much closer to us and much more like our own." Gamma rays are the most energetic form of light. Fermi has detected more than a thousand point sources and hundreds of gamma-ray bursts, but the satellite also detects a broad glow that roughly follows the plane of our galaxy. This diffuse gamma-ray emission results when fast-moving particles called cosmic rays strike galactic gas or even starlight. Cosmic rays are hyperfast electrons, positrons, and atomic nuclei moving at nearly the speed of light. But, although Earth is constantly bombarded by these particles, their origin remains a mystery nearly a century after their discovery. Astronomers suspect that the rapidly expanding shells of exploded stars somehow accelerate cosmic ray particles to their fantastic energy. "For the first time, we're seeing diffuse emission from star-forming regions in galaxies other than our own," noted Jürgen Knödlseder, a Fermi collaborator at the Center for the Study of Space Radiation in Toulouse, France. He spoke to reporters today at the 2009 Fermi Symposium, a Washington gathering of hundreds of astrophysicists involved in the Fermi mission and related studies. The meeting continues through Nov.


5. Knödlseder revealed an image captured by Fermi’s Large Area Telescope (LAT) of a star-forming region known as 30 Doradus within the Large Magellanic Cloud (LMC). Located 170,000 light-years away in the southern constellation Dorado, the LMC is the largest of several small satellite galaxies that orbit our own. More stars form in the 30 Doradus “star factory” than in any similar location in the Milky Way. "The region is an intense source of gamma rays, and the diffuse emission we see with Fermi follows the glowing gas we see in visible light," Knödlseder explained. The region lights up in gamma rays for the same reason the Milky Way does -- because cosmic rays strike gas clouds and starlight. But Fermi shows that the LMC's brightest diffuse emission remains close to 30 Doradus and doesn't extend across the galaxy. This implies that the stellar factory itself is the source of the cosmic rays producing the glow. "Star-forming regions produce lots of massive, short-lived stars, which explode when they die," Digel said. "The connection makes sense." "The tangled magnetic fields near 30 Doradus probably confine the cosmic rays to their acceleration sites," Knödlseder said. Fermi’s LAT sees diffuse emission from the starburst galaxies M82 and NGC 253, both of which were

16 z 86

also seen this year by ground-based observatories sensitive to gamma rays hundreds of times more energetic than the LAT can detect. They do this by imaging faint flashes in the upper atmosphere caused by the absorption of gamma rays carrying trillions of times the energy of visible light. "The core of M82 forms stars at a rate ten times greater than the entire Milky Way galaxy," said Niklas Karlsson, a postdoctoral fellow at Adler Planetarium in Chicago. He is also a member of the science team for VERITAS, an array of gamma-ray telescopes in Arizona that detected M82, which lies 12 million light-years away in the constellation Ursa Major. "These very-high-energy gamma rays probe physical processes in other galaxies that will help us understand how and where cosmic rays become accelerated," Karlsson explained. “Our sensitivity to gamma-rays -- both in space and on the ground -has increased enormously thanks to Fermi and observatories like VERITAS," Digel said. "This is opening up the detailed study of high-energy processes in galaxies very close to home." NASA's Fermi Gamma Ray Space Telescope is an astrophysics and particle physics partnership, developed in collaboration with the U.S. Department of Energy, along with important contributions from academic institutions and partners in France, Germany, Italy, Japan, Sweden and the United States.


W pyle kometarnym odkryto cząstki ultra-prymitywnej materii

Astronomowie Instytutu Carnegie informują, iŜ próbki pyłu zebrane w górnych warstwach atmosfery przez odpowiednio wysoko latające samoloty NASA niespodziewanie okazały się bogatym źródłem reliktów dawnego Wszechświata. Pył stratosferyczny zawiera maleńkie ziarna, które najprawdopodobniej powstały wewnątrz gwiazd, które istniały i umarły na długo przed narodzinami Słońca. Znajduje się tam równieŜ materia pochodząca z obłoków molekularnych w przestrzeni międzygwiezdnej. Najprawdopodobniej, ta ultraprymitywna materia dostała się do atmosfery Ziemi po tym, jak nasza planeta przeszła przez ślad pozostawiony przez kometę w 2003 roku, dają naukowcom rzadką moŜliwość badania pyłu kometarnego w laboratorium.

Wśród komet istnieje ogromne zróŜnicowanie w stopniu przetworzenia jakim uległa ich materia Larry Nittler

Większość pyłu znajdującego się na duŜych wysokościach w atmosferze pochodzi z przestrzeni kosmicznej a nie z powierzchni Ziemi. Tysiące ton pyłu międzyplanetarnego (IDP - interplanetary dust particles) dostaje się do atmosfery kaŜdego roku. "Wiedzieliśmy juŜ wcześniej, Ŝe znaczna część IDP pochodzi z komet, jednak wcześniej nigdy nie udało się nam powiązać Ŝadnego IDP z konkretną kometą "- mówi współautor badań, Larry Nittler z Wydziału Magnetyzmu Ziemi Carnegie. -"Jedyne znane próbki komety, które badaliśmy w laboratorium zostały zebrane przez sondę Stardust badającą kometę 81P/Wild 2." Komety uwaŜa się za przechowalnie prymitywnej, niezmienionej materii pozostałej z okresu powstawania Układu Słonecznego. Materia przechowywana przez wieki wewnątrz lodu komet w większości uniknęła przemian cieplnych i chemicznych, które miały miejsce na innych obiektach Układu Słonecznego - takich jak planety. Jednak okazało się, Ŝe próbki zebrane przez Stardust zawierały znacznie więcej przetworzonej materii niŜ się spodziewani, wskazując iŜ nie cała materia przechowywana

17 z 86

przez komety jest prymitywną pozostałością z początków Układu Słonecznego. Badane obecnie próbki IDP zostały zebrane przez samolot NASA w kwietniu 2003 roku po tym, jak Ziemia przeszła przez ślad pyłu pozostawionego przez kometę GriggSkjellerup. Zespół naukowców analizował fragmenty cząstek aby określić chemiczną, izotopową i mikrostrukturalną budowę drobin. Ich wyniki zostały opublikowane na łamach Earth and Planetary Science Letters. "Odkryliśmy, iŜ róŜnią się one znacznie od typowych IDP "- mówi Nittler. -" Są bardziej prymitywne, z większą zawartością materii starszej niŜ Układ Słoneczny." Odmienność cząstek jak równieŜ moment zebrania wskazują iŜ ich źródłem była kometa GriggSkjellerup. "To niezwykła okazja, dająca nam moŜliwość porównania w laboratorium, w skalach mikroskopowych, cząstek pyłu z róŜnych komet "- mówi Nittler. -"MoŜemy je wykorzystać jako ślady rozmaitych procesów, które zachodziły w Układzie Słonecznym 4,5 miliarda lat temu." Największym zaskoczeniem była znaczna liczba tak zwanych cząstek presolarnych maleńkich ziaren, które powstały wewnątrz gwiazd wcześniejszej generacji oraz w eksplozjach supernowych mających miejsce przed powstaniem Układu Słonecznego. Później, w trakcie gdy powstawał Układ Słoneczny, drobiny te zostały uwięzione w jego wnętrzu i znajduje się


je obecnie w meteorytach i IDP. Identyfikuje się ja na podstawie ektremalnie nietypowego składu izotopowego, odmiennego od znanych obiektów Układu Słonecznego. Cząstki te są niezwykle rzadkie - w najprymitywniejszych meteorytach stanowią kilka milionowych części, w IDP jest ich zazwyczaj kilkaset w milionie. "W IDP komety Grigg-Skjellerup stanowią parę procent "- mówi Nittler -"To rząd wielkości większa zawartość niŜ w innych prymitywnych materiałach." Dodatkowym zaskoczeniem jest wyraźna róŜnica w porównaniu do próbek z komety Wild 2. "Nasze próbki są znacznie bardziej prymitywne, mniej przetworzone niŜ próbki komety Wild 2 "- kończy Nittler -" co moŜe oznaczać, Ŝe wśród komet istnieje ogromne zróŜnicowanie w stopniu przetworzenia jakim uległa ich materia." Źródła: Busemann, H., et al., Ultra-primitive interplanetary dust particles from the comet 26P/Grigg–Skjellerup dust stream collection, Earth Planet. Sci. Lett. (2009), doi:10.1016/j.epsl.2009.09.007 Carnegie Institution for Science: “Ultra-Primitive” Particles Found in Comet Dust Zdjęcie: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Original press release follows: “Ultra-Primitive”

18 z 86

Particles Found in Comet Dust Dust samples collected by high-flying aircraft in the upper atmosphere have yielded an unexpectedly rich trove of relicts from the ancient cosmos, report scientists from the Carnegie Institution. The stratospheric dust includes minute grains that likely formed inside stars that lived and died long before the birth of our sun, as well as material from molecular clouds in interstellar space. This “ultra-primitive” material likely wafted into the atmosphere after the Earth passed through the trail of an Earth-crossing comet in 2003, giving scientists a rare opportunity to study cometary dust in the laboratory. At high altitudes, most dust in the atmosphere comes from space, rather than the Earth’s surface. Thousands of tons of interplanetary dust particles (IDPs) enter the atmosphere each year. “We’ve known that many IDPs come from comets, but we’ve never been able to definitively tie a single IDP to a particular comet,” says study coauthor Larry Nittler, of Carnegie’s Department of Terrestrial Magnetism. “The only known cometary samples we’ve studied in the laboratory are those that were returned from comet 81P/Wild 2 by the Stardust mission.” The Stardust mission used a NASA-launched spacecraft to collect

samples of comet dust, returning to Earth in 2006. Comets are thought to be repositories of primitive, unaltered matter left over from the formation of the solar system. Material held for eons in cometary ice has largely escaped the heating and chemical processing that has affected other bodies, such as the planets. However, the Wild 2 dust returned by the Stardust mission included more altered material than expected, indicating that not all cometary material is highly primitive. The IDPs used in the current study were collected by NASA aircraft in April 2003, after the Earth passed through the dust trail of comet Grigg-Skjellerup. The research team, which included Carnegie scientists Nittler, Henner Busemann (now at the University of Manchester, U.K.), Ann Nguyen, George Cody, and seven other colleagues, analyzed a sub-sample of the dust to determine the chemical, isotopic and microstructural composition of its grains. The results are reported on-line in Earth and Planetary Science Letters.* “What we found is that they are very different from typical IDPs” says Nittler. “They are more primitive, with higher abundances of material whose origin predates the formation of the solar system.” The distinctiveness of the particles, plus the timing of their collection after the Earth’s


passing through the comet trail, point to their source being the Grigg-Skjellerup comet. “This is exciting because it allows us to compare on a microscopic scale in the laboratory dust particles from different comets,” says Nittler. “We can use them as tracers for different processes that occurred in the solar system four-and-a-half billion years ago.” The biggest surprise for the researchers was the abundance of so-called presolar grains in the dust sample. Presolar grains are tiny dust particles that formed in previous generations of stars and in supernova explosions before the formation of the solar system. Afterwards, they were trapped in our solar system as it was forming and are found today in meteorites and in IDPs. Presolar grains are identified by having extremely unusual isotopic compositions compared to anything else in the solar system. But presolar grains are generally extremely rare, with abundances of just a few parts per million in even the most primitive meteorites, and a few hundred parts per million in IDPs. “In the IDPs associated with comet Grigg-Skjellerup they are up to the percent level,” says Nittler. “This is tens of times higher abundances than we see in other primitive materials.” Also surprising is the comparison with the samples from Wild 2 collected by the Stardust mission. “Our samples seem to be much more primitive, much less processed, than the samples from Wild 2,” says Nittler, “which might indicate that there is a huge diversity in the degree of processing of materials in different comets.”

19 z 86


Węglowa atmosfera otacza gwiazdę neutronową

Zdjęcie wykonane przez Obserwatorium Rentgenowskie NASA Chandra przedstawia centralny region pozostałości po supernowej Kasjopeja A. Astronomowie odkryli iŜ gwiazdę neutronową, która powstała w wyniku kolapsu gwiazdy, której eksplozja jako supernowa utworzyła mgławicę Kas A, otacza cienka węglowa atmosfera. Obok rozwikłania zagadki czym jest ten obiekt, wyniki dostarczają kolejnego wyrazistego obrazu ekstremalnej natury gwiazd neutronowych. Odkryte na pierwszym zdjęciu wykonanym w 1999 roku przez teleskop Chandra punktowe źródło promieniowania rentgenowskiego w centrum Kas A uznano od początku jako prawdopodobną gwiazdę neutronową, jednak w odróŜnieniu od innych tego typu obiektów ten nie wysyłał impulsów a paśmie radiowym lub rentgenowskim, tak jak czynią to pulsary. Zastosowanie modelu gwiazdy neutronowej z atmosferą węglową do tego obiektu wykazało, Ŝe regiony emisji rentgenowskiej pokryłyby równomiernie całą powierzchnię gwiazdy neutronowej. To wyjaśnia brak impulsów rentgenowskich, poniewaŜ taki obiekt nie zmienia intensywności promieniowania wraz z obrotem. Wynik podwaŜa alternatywne wyjaśnienie sugerujące Ŝe zapadnięte jądro zbudowane jest z materii kwarkowej. Właściwości atmosfery węglowej są niezwykłe. Ma około 10 cm grubości i gęstość zbliŜoną do diamentu przy ciśnieniu dziesięciokrotnie większym niŜ występująca w jądrze Ziemi. Podobnie jak atmosfera Ziemi wysokość atmosfery wokół gwiazdy neutronowej jest odwrotnie proporcjonalna to grawitacji na powierzchni - a ta na KAS A jest 100 miliardów razy większa niŜ na Ziemi. Jej temperaturę szacuje się na około 2 miliony stopni. Badania

20 z 86

przeprowadzono spektrometrem ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer) - a czas ekspozycji wyniósł 11 dni i 14 godzin. Ich wyniki opublikowano na łamach Nature. Źródła: Chandra: Cassiopeia A: Carbon Atmosphere Discovered On Neutron Sta Zdjęcie: X-ray: NASA/CXC /Southampton/W. Ho et al.; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss Cas A: RA 23h 23m 26.7s | Dec +58° 49' 03.00", mapka - Stellarium Original press release follows: Cassiopeia A: Carbon Atmosphere Discovered On Neutron Sta This Chandra X-ray Observatory image shows the central region of the supernova remnant Cassiopeia A (Cas A, for short) the remains of a massive star that exploded in our galaxy. Evidence for a thin carbon atmosphere on a neutron star at the center of Cas A has been found. Besides resolving a ten-year-old mystery about the nature of this object, this result provides a vivid demonstration of the extreme nature of neutron stars. An artist's impression of the carbon-cloaked neutron star is also shown. Discovered in Chandra's "First Light" image obtained in 1999, the point-like X-ray source at the center of Cas A was presumed to be a neutron star , the typical


remnant of an exploded star, but it surprisingly did not show any evidence for X-ray or radio pulsations. By applying a model of a neutron star with a carbon atmosphere to this object, it was found that the region emitting X-rays would uniformly cover a typical neutron star. This would explain the lack of X-ray pulsations because this neutron star would be unlikely to display any changes in its intensity as it rotates. The result also provides evidence against the possibility that the collapsed star contains strange quark matter. The properties of this carbon atmosphere are remarkable. It is only about four inches thick, has a density similar to diamond and a pressure more than ten times that found at the center of the Earth. As with the Earth's atmosphere, the extent of an atmosphere on a neutron star is proportional to the atmospheric temperature and inversely proportional to the surface gravity. The temperature is estimated to be almost two million degrees, much hotter than the Earth's atmosphere. However, the surface gravity on Cas A is 100 billion times stronger than on Earth, resulting in an incredibly thin atmosphere.

21 z 86


Nowa kamera teleskopu Hubble przedstawia M83

Kamera WFC3 (Wide Field Camera 3) - nowy instrument zainstalowany na pokładzie Teleskopu Kosmicznego Hubble w trakcie 4. misji serwisowej wykonała najdokładniejsze jak do tej pory obrazy narodzin gwiazd w ramionach bliskiej galaktyki spiralnej M83. Niezwykła ostrość kamery pozwoliła uchwycić setki młodych gromad otwartych, staroŜytne skupiska - gromady kuliste oraz setki tysięcy indywidualnych gwiazd, przede wszystkim błękitnych i czerwonych nadolbrzymów. Zdjęcie, wykonane w sierpniu 2009 roku, oferuje równieŜ zbliŜenie milionów gwiazd wokół jądra galaktyki widocznego po prawej stronie. łuku w pobliŜu jądra. Szerokie pasmo czułości kamery WFC3 - od ultrafioletu po bliską podczerwień - pozwala zarejestrować gwiazdy na róŜnych etapach ewolucji, co daje astronomom moŜliwość analizy historii powstawania gwiazd w galaktye M83. Zdjęcie ukazuje z niedościgłą dokładnością obecnie trwające, intensywne narodziny gwiazd w słynnej galaktyce spiralnej. Najnowsza generacja gwiazd powstaje w gromadach na krawędziach ciemnych pasów pyłowych stanowiących szkielety spiralnych ramion. Te gwiezdne oseski, mające zaledwie kilka milionów lat, uwalnia się z pyłowych kokonów tworząc bąble czerwono świecącego wodoru. Bąble te nadają ramionom galaktyki wygląd barwnego sera szwajcarskiego. Produkowany przez nie intensywny wiatr plazmy rozdmuchuje obłoki molekularne odsłaniając jasno niebieskie gromady gwiazd. Te błękitne gwiazdy mają od 1 do 10 milionów lat. Starsze populacje nie są tak niebieskie. Poprzeczka z gwiazd, gazu i pyłu przecinająca jądro galaktyki moŜe być z kolei źródłem największej aktywności gwiazdotwórczej w tym obszarze. Poprzez poprzeczkę pterzepływa materia w stronę centrum galaktyki, gdzie powstaje najwięcej gwiazd. Najjaśniejsze gromady gwiazd widać wzdłuŜ

Na zdjęciu widać równieŜ pozostałości po około 60 eksplozjach supernowych - pięć razy więcej niŜ znano ich do tej pory. Badając te pozostałości naukowcy mogą poznać gwiazdy, który umarły dając im początek. Źródła: HubbleSite: Hubble Image Showcases Star Birth in M83, the Southern Pinwheel Zdjęcie: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) M83: RA 13h 37m 34s | Dec -29° 55' 01", mapka - Stellarium Original press release follows: Hubble Image Showcases Star Birth in M83, the Southern Pinwheel The spectacular new camera installed on NASA's Hubble Space Telescope during Servicing Mission 4 in May has delivered the most detailed view of star birth in the graceful, curving arms of the nearby spiral galaxy M83. Nicknamed the Southern Pinwheel, M83 is undergoing more rapid star formation than our own Milky Way galaxy, especially in its nucleus. The sharp "eye" of the Wide Field Camera 3 (WFC3) has captured hundreds of young star clusters, ancient swarms of globular star clusters, and hundreds of thousands of individual stars, mostly blue supergiants and red supergiants. The image, taken in August 2009, provides

22 z 86


a close-up view of the myriad stars near the galaxy's core, the bright whitish region at far right. WFC3's broad wavelength range, from ultraviolet to near-infrared, reveals stars at different stages of evolution, allowing astronomers to dissect the galaxy's star-formation history. The image reveals in unprecedented detail the current rapid rate of star birth in this famous "grand design" spiral galaxy. The newest generations of stars are forming largely in clusters on the edges of the dark dust lanes, the backbone of the spiral arms. These fledgling stars, only a few million years old, are bursting out of their dusty cocoons and producing bubbles of reddish glowing hydrogen gas. The excavated regions give a colorful "Swiss cheese" appearance to the spiral arm. Gradually, the young stars' fierce winds (streams of charged particles) blow away the gas, revealing bright blue star clusters. These stars are about 1 million to 10 million years old. The older populations of stars are not as blue. A bar of stars, gas, and dust slicing across the core of the galaxy may be instigating most of the star birth in the galaxy's core. The bar funnels material to the galaxy's center, where the most active star formation is taking place. The brightest star clusters reside along an arc near the core. The remains of about 60 supernova blasts, the deaths of massive stars, can be seen in the image, five times more than known previously in this region. WFC3 identified the remnants of exploded stars. By studying these remnants, astronomers can better understand the nature of the progenitor stars, which are responsible for the creation and dispersal of most of the galaxy's heavy elements. M83, located in the Southern Hemisphere, is often compared to M51, dubbed the Whirlpool galaxy, in the Northern Hemisphere. Located 15 million light-years away in the constellation Hydra, M83 is two times closer to Earth than M51.

23 z 86


Znikające galaktyki wskazują początek ery re-jonizacji Wszechświata

Astronomom prowadzącym najszerzej zakrojony przegląd mający na celu ustalenie wieku galaktyk w okresie około 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu udało się odnaleźć 22 wczesne galaktyki oraz - dzięki charakterystycznemu promieniowaniu wodoru - określić wiek jednej z nich na 787 milionów po Wielkim Wybuchu. Odkrycie to jest pierwszym, weryfikującym wiek tzw galaktyki znikającej (dropout galaxy) w tak odległym czasie i wskazuje moment, kiedy najprawdopodobniej rozpoczęła się era ponownej jonizacji Wszechświata. Wyniki badań zostaną opublikowane w grudniowym wydaniu Astrophysical Journal.

Zagadkę tę być moŜe rozwiązuje istnienie w młodych galaktykach bardziej wydajnych mechanizmów produkcji jonizujących wodór fotonów. Produkcja masywnych gwiazd być moŜe miała większe tempo niŜ we współczesnych galaktykach Masami Ouchi

Dzięki niedawnym postępom technologicznym - takim jak między innymi instalacja nowej kamery WFC3 w teleskopie kosmicznym Hubble'a - nastąpiła eksplozja badań okresu re-jonizacja Wszechświata najbardziej odległego okresu, jaki astronomowie mogą obserwować. 13,7 miliarda lat temu Wielki Wybuch stworzył gorący i nieprzezroczysty dla promieniowania Wszechświat. Gdy upłynęło około 400 000 lat Wszechświat ochłodził się na tyle, by elektrony i protony mogły utworzyć neutralny wodór i przestrzeń stała się przezroczysta. W którymś momencie, zanim jeszcze Wszechświat miał miliard lat, z neutralnego wodory zaczęły powstawać gwiazdy i pierwsze galaktyki, wypromieniowujące energię i ponownie powodując jonizację wodoru. Ten moment rozpoczął erę re-jonizacji Wszechświata. Astronomowie wiedzą, Ŝe era ta zakończyła się około miliard lat od Wielkiego Wybuchu, natomiast jej początek do tej pory pozostawał nieuchwytny i intrygował kosmologów takich jak Masami

24 z 86

Ouchi z Obserwatoriów Carnegie, autor kierujący opisanymi badaniami. Zespół amerykańskich i japońskich astronomów kierowany przez Ouchi wykorzystał technikę opartą na wykrywaniu zaniku sygnału : -"Szukamy znikających galaktyk. UŜywamy coraz bardziej czerwonych filtrów by zarejestrować coraz szersze pasmo światła a następnie obserwujemy, które galaktyki znikają ze zdjęć wykonanych przez te filtry "- wyjaśnia Ouchi. -" Starsze, bardziej czerwone galaktyki znikają ze zdjęć z coraz bardziej czerwonymi filtrami a długość fali, przy której to następuje pozwala nam oszacować ich wiek i odległość. To co wyróŜnia nasz przegląd to fakt, Ŝe objęliśmy nim 100 krotnie większy obszar nieba i w efekcie znaleźliśmy znacznie więcej - 22 - młodych galaktyk. Dodatkowo udało nam się potwierdzić wiek jednej z nich. A poniewaŜ wszystkie znaleźliśmy tą samą techniką jest wielce prawdopodobne, Ŝe wszystkie mają zbliŜony wiek." Zespół miał moŜliwość wykonania tak szeroko zakrojonych badań dzięki wykorzystaniu specjalnie zaprojektowanego super-czerwonego filtra oraz unikalnych nowych technologii poszerzających zakres czułości w paśmie czerwonym kamery szerokiego pola 8,3-metrowego teleskopu Subaru. Obserwacje zostały przeprowadzone w latach 2006-2009 w projektach Subaru Deep Field i Great Observatories Origins Deep Survey North.


Następnie uzyskane dane zostały porównane z wynikami innych badań. Astronomowie starają się określić, czy Wszechświat przeszedł gwałtowną re-jonizację czy teŜ proces ten przebiegał stopniowo, jak równieŜ moment, w którym era ta się rozpoczęła. Gęstość galaktyk i pomiary jasności są kluczowe dla obliczeń tempa produkcji gwiazd, co z kolei dostarcza informacji na temat co kiedy się stało. Dlatego astronomowie badają tempo formowania gwiazd oraz jonizacji wodoru. Wykorzystując nowe wyniki wraz z uzyskanymi przez inne zespoły, astronomowie ustalili, Ŝe tempo produkcji gwiazd było dramatycznie niŜsze w okresie od 800 mln do 1 miliarda lat po Wielkim Wybuchum, niŜ w okresie późniejszym. Wynika z tego, Ŝe tempo jonizacji byłoby bardzo powolne w tym okresie. "Zaskoczyło nas tak wolne tempo jonizacji, bowiem zaprzecza danym uzyskanym przez satelitę NASA WMAP, wskazującym, Ŝe re-jonizacja zaczęłą się nie później niŜ 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu "- mówi Ouchi. -" Sądzimy, Ŝe zagadkę tę być moŜe rozwiązuje istnienie w młodych galaktykach bardziej wydajnych mechanizmów produkcji jonizujących wodór fotonów. Produkcja masywnych gwiazd być moŜe miała większe tempo niŜ we współczesnych galaktykach. Mniejsza ilość masywniejszych gwiazd wytwarza więcej fotonów jonizujących niŜ większa ilość małych gwiazd." Źródła:

25 z 86

Carnegie Institution for Science: “Dropouts” pinpoint earliest galaxies Zdjęcie: M. Ouchi et al. Original press release follows: “Dropouts” pinpoint earliest galaxies Astronomers, conducting the broadest survey to date of galaxies from about 800 million years after the Big Bang, have found 22 early galaxies and confirmed the age of one by its characteristic hydrogen signature at 787 million years post Big Bang. The finding is the first age-confirmation of a so-called dropout galaxy at that distant time and pinpoints when an era called the reionization epoch likely began. The research will be published in a December issue of the Astrophysical Journal. With recent technological advancements, such as the Wide-Field Camera 3 on the Hubble Space Telescope, there has been an explosion of research of the reionization period, the farthest back in time that astronomers can observe. The Big Bang, 13.7 billion years ago, created a hot, murky universe. Some 400,000 years later, temperatures cooled, electrons and protons joined to form neutral hydrogen, and the murk cleared. Some time before 1 billion years after the Big Bang, neutral hydrogen began

to form stars in the first galaxies, which radiated energy and changed the hydrogen back to being ionized. Although not the thick plasma soup of the earlier period just after the Big Bang, this star formation started the reionization epoch. Astronomers know that this era ended about 1 billion years after the Big Bang, but when it began has eluded them and intrigued researchers like lead author Masami Ouchi of the Carnegie Observatories. The U.S. and Japanese team led by Ouchi used a technique for finding these extremely distant galaxies. “We look for ‘dropout’ galaxies,” explained Ouchi. “We use progressively redder filters that reveal increasing wavelengths of light and watch which galaxies disappear from or ‘dropout’ of images made using those filters. Older, more distant galaxies ‘dropout’ of progressively redder filters and the specific wavelengths can tell us the galaxies’ distance and age. What makes this study different is that we surveyed an area that is over 100 times larger than previous ones and, as a result, had a larger sample of early galaxies (22) than past surveys. Plus, we were able to confirm one galaxy’s age,” he continued. “Since all the galaxies were found using the same dropout technique, they are likely to be the same age.” Ouchi’s


team was able to conduct such a large survey because they used a custom-made, super-red filter and other unique technological advancements in red sensitivity on the wide-field camera of the 8.3-meter Subaru Telescope. They made their observations from 2006 to 2009 in the Subaru Deep Field and Great Observatories Origins Deep Survey North field. They then compared their observations with data gathered in other studies. Astronomers have wondered whether the universe underwent reionization instantaneously or gradually over time, but more importantly, they have tried to isolate when the universe began reionization. Galaxy density and brightness measurements are key to calculating star-formation rates, which tell a lot about what happened when. The astronomers looked at star-formation rates and the rate at which hydrogen was ionized. Using data from their study and others, they determined that the star-formation rates were dramatically lower from 800 million years to about one billion years after the Big Bang, than thereafter. Accordingly, they calculated that the rate of ionization would be very slow during this early time, because of this low star-formation rate. “We were really surprised that the rate of ionization seems so low, which would constitute a contradiction with the claim of NASA’s WMAP satellite. It concluded that reionization started no later than 600 million years after the Big Bang,” remarked Ouchi. “We think this riddle might be explained by more efficient ionizing photon production rates in early galaxies. The formation of massive stars may have been much more vigorous then than in today’s galaxies. Fewer, massive stars produce more ionizing photons than many smaller stars,” he explained.

26 z 86


SN 2002bj - supernowa czy super nowa

Niezwykła supernowa ponownie odkryta w danych mających juŜ siedem lat moŜe być pierwszym przykładem nowego rodzaju wybuchających gwiazd, być moŜe wytwarzanych przez układy podwójne, w których hel przepływa pomiędzy białymi karłami eksplodując w wybuchu termojądrowym. Astronom Narodowego Laboratorium Lawrence Berkeley (LBNL) i Uniwersytetu Kalifornia w Berkeley, Dovi Poznanski wraz ze współpracownikami opublikował na łamach Science Express artykuł opisujący zarówno wybuch SN 2002bj, jak i argumenty przemawiające za tym, Ŝe był to nowy, wcześniej nieznany, rodzaj eksplozji.

To była najszybciej ewoluująca supernowa jaką widziałem w Ŝyciu. Była trzy do czterech razy szybsza niŜ standardowa supernowa w zasadzie całkowicie znikając w ciągu 20 dni Dovi Poznanski

"To była najszybciej ewoluująca supernowa jaką widziałem w Ŝyciu "- mówi Poznanski. -" Była trzy do czterech razy szybsza niŜ standardowa supernowa w zasadzie całkowicie znikając w ciągu 20 dni." Szybki spadek krzywej jasności, niskie maksimum, obecność helu w widmie przy braku wodoru oraz prawdopodobny ślad wanadu - pierwiastku nigdy wcześniej nie obserwowanego w trakcie wybuchu supernowej - wskazują na detonację helu na powierzchni białego karła. "Sądzimy, Ŝe to zapewne zupełnie nowy mechanizm eksplozji a nie jakaś wariacja na temat tych, które znamy "- mówi prof. Alex Filippenko z UC Berkeley, współautor publikacji. -"Ta supernowa jest wyraźnie odmienna od całkowitego zniszczenia białego karła - czyli supernowej typu Ia, czy zapadnięcia się Ŝelaznego jądra i powrotnej fali uderzeniowej znanych jak supernowe core-collapse." Inny z współautorów - as. prof. Joshua Bloom, równieŜ z UC Berkeley - podkreśla, Ŝe obiekt ten wyraźnie róŜni się od dwóch dobrze poznanych

27 z 86

klas supernowych. RównieŜ wśród nich obserwujemy znaczną róŜnorodność, ale w jej obrębie jest ograniczony zakres zmienności widm oraz ewolucji w czasie. Ten obiekt znajduje się poza tym zakresem." Supernowa została zarejestrowana w 2002 roku w galaktyce NGC 1821 przez Zautomatyzowany Teleskop Obrazujący Katzmana (KAIT) pracujący w obserwatorium Lick niedaleko San Jose, jak równieŜ przez amatorów astronomii. Została błędnie sklasyfikowana jak supernowa klasy II i odłoŜona do archiwum. W czerwcu Poznanski natrafił na jej widmo podczas poszukiwań supernowych typu II, które zamierzał wykorzystać jak świec standardowych w pomiarach odległości, umoŜliwiających pomiar akceleracji rozszerzania się Wszechświata. Gdy przyjrzał się wysokiej jakości widmu supernowej SN 2002bj zdał sobie sprawę, Ŝe nie jest to z pewnością supernowa typu II ale bliŜej jej do nietypowego widma supernowej Ia. Widmo zostało uzyskane za pomocą teleskopu Keck I siedem dni po odkryciu przez Filippenko i Douglasa Leonarda, obecnie profesora astronomii Uniwersytetu Stanowego w San Diego. Analizując kolejne zdjęcia wykonane przez KAIT, Poznanski wraz z doktorantem, Mohanem Ganeshalingam odkryli, Ŝe supernowa zgasła w ciągu 20 dni. Dzięki zdjęciom tego obszaru nieba wykonanym przed wybuchem wiadomo, Ŝe supernowa ta rozbłysła i zgasła w czasie


krótszym niŜ 27 dni. Typowym supernowym zajmuje to trzy do czterech miesięcy. Poszukując wyjaśnienia obserwowanego zjawiska naukowcy nie znaleźli podobnych widm, natomiast trafili na opublikowaną w 2007 roku przez zespół Larsa Bildstena teorię opisującą układy podwójne klasy AM CVn, złoŜone z dwóch białych karłów, z których jeden zbudowany jest głównie z helu, a gaz ten z wolna pod wpływem grawitacji przedostaje się na jego towarzysza. W artykule opublikowanym w 2007 roku na łamach Astrophysical Journal Letters Bildsten i jego zespół sugerowali, Ŝe gdy na powierzchni białego karła zbierze się wystarczająca ilość helu, nastąpi eksplozja, która obserwowana będzie jako "słaby... ale szybko rozjaśniający się wybuch termojądrowej supernowej." Filippenko zauwaŜa, Ŝe eksplozja ta jest zupełnie inna od supernowej typu Ia poniewaŜ biały karzeł nie zostaje zniszczony w trakcie wybuchu helowej otoczki. W rzeczywistości zjawisko to ma wiele wspólnego zarówno z wybuchami supernowych jak i nowych. Te drugie powstają w wyniku podobnego procesu, z tą róŜnicą Ŝe następuje zapłon akumulującego się wodoru. W pewnym sensie zatem SN 2002bj jest 'super' nową, eksplozją podobnego mechanizmu, jednak o mocy 1000 razy silniejszej (a jednocześnie o rząd wielkości słabszej od supernowej). Źródła:

28 z 86

target="_blank">UC Berkeley: Rapid supernova could be new class of exploding star Zdjęcie: D.Poznanski, W.Li & V.Filippenko (UC Berkeley) Original press release follows: Rapid supernova could be new class of exploding star An unusual supernova rediscovered in sevenyear-old data may be the first example of a new type of exploding star, possibly from a binary star system where helium flows from one white dwarf onto another and detonates in a thermonuclear explosion. In a paper first published online Nov. 5 in the journal Science Express, University of California, Berkeley, and Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) astronomer Dovi Poznanski and his colleagues describe the outburst, dubbed SN 2002bj, and why they believe it is a new type of explosion. "This is the fastest evolving supernova we have ever seen," said Poznanski, a UC Berkeley post-doctoral fellow who recently joined LBNL's Computational Cosmology Center. "It was three to four times faster than a standard supernova, basically disappearing within 20 days. Its brightness just dropped like a rock." This rapid drop, coupled with the supernova's faintness, the strong signature of helium in the spectrum of the explosion,

the absence of hydrogen, and the possible presence of vanadium – an element never previously identified in supernova spectra – points toward helium detonation on a white dwarf, the astronomers said. "We think this may well be a new physical explosion mechanism, not just a minor variation of ones already known," said co-author Alex Filippenko, UC Berkeley professor of astronomy. "This supernova is qualitatively different from the complete disruption of a white dwarf, known as a Type Ia supernova, or the collapse of an iron core and rebound of the surrounding material, so-called 'core-collapse supernovae.'" Co-author Joshua Bloom, UC Berkeley associate professor of astronomy, also views SN 2002bj as a "new beast" quite different from the two well-known classes of supernovae. "We have seen great diversity in those two main supernova mechanisms, but even within that diversity, observationally, there is a limited range of variation spectrally and in how events evolve in time," he said. "This object (SN 2002bj) falls outside that range." The supernova was detected in 2002 in the galaxy NGC 1821, in the constellation Lepus, by Filippenko's Katzman Automatic Imaging Telescope (KAIT) at Lick Observatory near San Jose as well as by amateur astronomers. Due to an unfortunate alignment of circumstances,


the supernova was erroneously classified by the astronomical community as a common Type II supernova and filed away. In June, Poznanski happened upon the spectrum while searching for Type II supernovae he hopes to use as distance indicators to confirm the accelerating expansion of the universe. When he carefully examined a high-quality spectrum of SN 2002bj, he realized that the supernova was not a Type II at all, but an unusual kind of supernova more akin to a Type Ia. The spectrum had been obtained seven days after its discovery by Filippenko and Douglas Leonard, at the time a UC Berkeley graduate student, now an assistant professor of astronomy at San Diego State University, using the Keck I telescope. "Its classification was a mistake, which is understandable given the conditions of the data. But, of course, a redress of old data with fresh eyes is not usually this fruitful," Leonard said. Pulling out follow-up images made by KAIT, Poznanski and UC Berkeley graduate student Mohan Ganeshalingam found that the brightness of SN 2002bj dropped off so rapidly that the supernova disappeared 20 days after its discovery. An image of that area of the sky taken seven days prior to its discovery showed no supernova, so it had brightened and dimmed into obscurity in less than 27 days, whereas most supernovae brighten

29 z 86

and dim over three to four months.

a Type Ia supernova, and the name stuck.

Searching through thousands of supernovae spectra, Poznanski and graduate student Ryan Chornock – now a post-doctoral fellow at Harvard University – could find none that had such an awkward composition, but they did come across a theory of fast but faint supernovae that seemed to fit.

Filippenko noted that this explosion is nothing like a regular Type Ia explosion because the white dwarf survives the detonation of the helium shell. In fact, it has similarities to both a nova and a supernova. Novas occur when matter – primarily hydrogen – falls onto a star and accumulates in a shell that can flare up as brief thermonuclear explosions. SN 2002bj is a "super" nova, generating about 1,000 times the energy of a standard nova, he said.

Proposed by Lars Bildsten and colleagues – Bildsten is a professor of physics at the Kavli Institute for Theoretical Physics at UC Santa Barbara – the theory involves AM Canum Venaticorum (AM CVn) binary systems, which are composed of two white dwarfs, one of which is primarily made of helium that is being slowly pulled by gravity onto its companion. White dwarfs are the remnants of stars that burned their hydrogen down to carbon and oxygen or, in some particular cases, to helium. In a 2007 Astrophysical Journal Letters paper, Bildsten and colleagues proposed that in AM CVn systems, when enough helium has been accumulated on the surface of the primary white dwarf, an explosion will occur that can "power a faint … and rapidly rising (few days) thermonuclear supernova." Christopher Stubbs, chair of the Department of Physics at Harvard University, jokingly dubbed it a ''.Ia'' (point one A) supernova, because it is one-tenth as bright for one-tenth the time as

The explosion would have created heavy elements such as chromium, which decays to vanadium and thence to titanium. Thus, absorption lines of vanadium could be expected, Poznanski said. Filippenko noted that the past few years have "yielded a bonanza of weird supernovae." "A lot of us who have studied supernovae for several decades are amazed at the quality and quantity of data coming in recently, showing interesting new subclasses or even strange new physical classes of supernovae," he said. "It whets my appetite for what else we might find out there with these large, wide-sky surveys like the Palomar Transient Factory, Dark Energy Survey and the Large Synoptic Survey Telescope. KAIT has discovered about 800 supernovae, but these new surveys will find thousands or hundreds of thousands of supernovae." Poznanski,


too, is expecting the current Palomar Transient Factory, which uses a wide-field camera to search the sky daily for new objects, to find more supernovae like SN 2002bj. The factory is a project led by Shri Kulkarni, professor of astronomy at the California Institute of Technology (Caltech), and involves many of the co-authors on the Science Express paper, including Peter Nugent, co-leader of the Computational Cosmology Center at LBNL, who runs the search for transients. "The Palomar survey will be able to find many rare objects, like SN 2002bj, by scanning huge parts of the sky and not limit itself to the big, bright and nearby galaxies," Poznanski said. Coauthors with Poznanski, Filippenko, Nugent, Ganeshalingam, Leonard, Chornock and Bloom are Rollin C. Thomas, a member of the Computational Cosmology Center, and Weidong Li of UC Berkeley's Department of Astronomy. The research was funded by the National Science Foundation, the Department of Energy, the Sylvia and Jim Katzman Foundation and the TABASGO Foundation, with observational assistance from the University of California Lick Observatory and the W. M. Keck Observatory in Hawaii.

30 z 86


Rekordowe zbliŜenie małej asteroidy

Właśnie odkryta asteroida o numerze katalogowym 2009 VA i średnicy około 7 metrów przeleciała w odległości 14 000 kilometrów (to tylko nieco więcej niŜ średnica Ziemi) od powierzchni naszej planety 6 listopada około 22:30 naszego czasu. To trzecie największe zbliŜenie skatalogowanej asteroidy w historii badań. Rekord naleŜy do metrowej asteroidy 2008 TS26, która minęła Ziemie w odległości 6150 km 9 października 2008 roku. Drugie miejsce zajmuje siedmiometrowa asteroida 2004 FU162, która minęła ziemię w odległości 6535 km 31 marca 2004 roku. Naukowcy uwaŜają, Ŝe obiekty rozmiarów 2009 VA zbliŜają się tak blisko Ziemi średnio dwa razy do roku, a zderzają się z nią raz na około pięć lat. Asteroida 2009 VA została zauwaŜona przez przegląd nieba Catalina (Catalina Sky Survey) około 15 godzin przed momentem największego zbliŜenia i została szybko zidentyfikowana przez Centrum Małych Planet (Minor Planet Center) w Cambridge jako obiekt, który miał wkrótce zbliŜyć się do Ziemi. RównieŜ biuro Programu Obiektów Bliskich NEO (Near-Earth Object) wyliczyło orbitę obiektu i ustaliło, Ŝe nie znajdował się na kursie kolizyjnym. Zaledwie trzynaście miesięcy temu nieco mniejszy obiekt - 2008 TC3 - został odkryty w podobnej sytuacji, jednak tamten znajdował się na trajektorii zmierzającej do zderzenia, które nastąpiło 11 godzin później. Źródła: Near Earth Object Program: Small Asteroid 2009 VA Whizzes By The Earth Ilustracja: NASA NEO Original press release follows: Small Asteroid 2009 VA Whizzes By The Earth A newly discovered asteroid designated 2009 VA, which is only about 7 meters in size, passed about 2 Earth radii (14,000 km) from the Earth's surface Nov. 6 at around 16:30 EST. This is the third-closest known (non-impacting)

31 z 86

Earth approach on record for a cataloged asteroid. The two closer approaches include the 1-meter sized asteroid 2008 TS26, which passed within 6,150 km of the Earth's surface on October 9, 2008, and the 7-meter sized asteroid 2004 FU162 that passed within 6,535 km on March 31, 2004. On average, objects the size of 2009 VA pass this close about twice per year and impact Earth about once every 5 years. Asteroid 2009 VA was discovered by the Catalina Sky Survey about 15 hours before the close approach, and was quickly identified by the Minor Planet Center in Cambridge MA as an object that would soon pass very close to the Earth. JPL's Near-Earth Object Program Office also computed an orbit solution for this object, and determined that it was not headed for an impact. Only thirteen months ago, the somewhat smaller object 2008 TC3 was discovered under similar circumstances, but that one was found to be on a trajectory headed for the Earth, with impact only about 11 hours away.


Messenger odkrywa nowego Merkurego

Podczas gdy Messenger zbliŜał się do Merkurego podczas trzeciego manewru grawitacyjnego otrzymał polecenia by zmienić połoŜenie tak, by moŜliwe było potwierdzenie zaskakujących danych zebranych podczas wcześniejszego przelotu. TuŜ po tym, jak rozpoczął się ów manewr nastąpiła - s słowach kierującego misją Seana Solomona - wpadka: komputer sondy wykrył coś niespodziewanego w systemie zasilania i wprowadził sondę w tryb awaryjny przerywając zbieranie danych. Jednak w ciągu paru wcześniejszych minut sonda zebrała wystarczająco duŜo danych by potwierdzić, Ŝe powierzchni najmniejszej planety Układu Słonecznego jest zaskakująco obfita w Ŝelazo i tytan - odkrycie, które zmusi geologów planetarnych do ponownego przyjrzenia się przyjętym teoriom na temat powstawania planet wewnętrznych Układu Słonecznego.

śelazo jest tutaj pod postacią, której wcześniej nie obserwowaliśmy na innych planetach. Piłka wraca do geochemików i petrologów Sean Solomon

Dane z przelotu, choć zebrano ich o połowę mniej niŜ planowano, zawierały między innymi zdjęcia pozwalające wypełnić największe z białych plam pozostałych na globalnej mapie Merkurego. Wśród nich zauwaŜono najniezwyklejszy komin wulkaniczny jaki dotychczas zaobserwowano poza Ziemią jak równieŜ dowody, iŜ Merkury był geologicznie aktywny nie dawniej niŜ miliard lat temu. "Na podstawie danych zebranych przez sondę Mariner 10 uwaŜano, Ŝe wewnętrzna aktywność wulkaniczna Merkurego wygasła wcześniej niŜ na innych planetach "- mówi Brett Denevi z zespołu obrazującego Messengera. -" Teraz musimy zdać sobie sprawę, Ŝe byliśmy w błędzie." Merkury od dawna zadziwia naukowców badających planety. Wiadomo, Ŝe posiada największe - w stosunku do średnicy metaliczne jądro z wszystkich planet skalistych. Jednak "wiele pomiarów dokonanych z Ziemi i kosmosu wskazywało, Ŝe powierzchnia Merkurego ma małą zawartość Ŝelaza w minerałach krzemianowych. PoniewaŜ krzemiany dominują skład chemiczny ciał niebieskich, obserwacje te doprowadziły do

32 z 86

wniosków, Ŝe powierzchnia Merkurego zawiera małe ilości Ŝelaza i tytanu. Z tego wynikało pytanie, jak to moŜliwe by planeta o tak duŜym, bogatym w Ŝelazo, jądrze miała powierzchnię o bardzo niskiej zawartości Ŝelaza "- mówi David Lawrence. Badania powierzchni Merkurego zostały wykonane za pomocą spektroskopii podczerwonej z uŜyciem spektrometru neutronowego na pokładzie sondy. Uzyskane wyniki doskonale pasują do modeli wskazujących na wysoką zawartość zarówno Ŝelaza jak i tytanu, podobną do tych, jakie istnieją w ciemnych skałach bazaltowych w "morzach" KsięŜyca. Co ciekawe, wygląda na to, Ŝe Ŝelazo nie znajduje się w towarzystwie minerałów krzemianowych. "śelazo zapewne jest otoczone przez inny rodzaj minerału, na przykład tlenek tytanu "mówi Lawrence. Choć wynik ten rozwiązuje problem duŜego Ŝelaznego jądra i braku Ŝelaza na powierzchni to tak na prawdę zastępuję jedną zagadkę inną. Jak wyjaśnia Solomon: -" Wyniki dostarczone przez spektrometr neutronowy potwierdziły, Ŝe zewnętrzna, krzemianowa skorupa Merkurego zawiera więcej Ŝelaza niŜ się spodziewaliśmy, bowiem Ŝelazo to nie występuje w krzemianach. Zatem mamy jeszcze większą zagadkę - poniewaŜ Ŝelazo jest tutaj pod postacią, której wcześniej nie obserwowaliśmy na innych planetach. Piłka wraca do geochemików i petrologów, teraz muszą zaproponować nowy scenariusz zgodny


z obserwacjami." Nowe obserwacje dowodzą równieŜ, Ŝe Merkury był znacznie dłuŜej aktywny wulkanicznie niŜ do tej pory sądzono. To wynikało juŜ z wcześniejszych obserwacji, jednak trzeci przelot dostarczył dwa nowe, doskonałe przykłady owej wulkanicznej aktywności. Pierwszy to obszar, który widziano juŜ wcześniej w niskiej rozdzielczości jako jasną plamę na powierzchni Merkurego. Wysokiej rozdzielczości zdjęcia wykonane obecnie ukazują jasno, Ŝe plama ta, to halo jasnej materii - prawdopodobnie popiołów wulkanicznych - wyrzuconych z wielkiego otworu o stromych ścianach, który prawie na pewno jest gardzielą przewodu wulkanicznego. "Brakuje mu uniesionych krawędzi, jest bardzo stromy i ma niezwykły kształt - wszystkie cechy gardzieli wulkanicznej "- mówi Denevi. Mając 30 kilometrów średnicy to jeden z największych tego typu obiektów zauwaŜonych przez sondę. Źródła: The Planetary Society: MESSENGER Rewrites Mercury Textbooks Even Before Entering Orbit Zdjęcie: NASA / JHUAPL / CIW

33 z 86


Chaotyczny teren w rejonie Kasei Valles i Sacra Fossae

Sonda Mars Express znalazła się nad rejonem, w którym graniczą ze sobę Kasei Valles i Sacra Fossae i wykonała zdjęcia tego obszaru uzyskując spektakularne obrazy chaotycznego terenu. Zdjęcia wykonane za pomocą wysokiej rozdzielczości kamery przestrzennej HRSC (High Resolution Stereo Camera) mają rozdzielczość około 21 metrów / piksel i są wycentrowane na 12°N / 285°E. Obejmują obszar 21 375 km. W górnej części zdjęcia widać wschodnią graniecę Kasei Valles graniczącą z zachodnią krawędzią płaskowyŜu Lunae Planum oraz sąsiadującą z nim Sacra Fossae. Kasei Valles to jednej z największych kanałów wypływowych na Marsie, o długości 3000 kilometrów - wypływający z basenu Chryse Planitia na północy i kończący się w Echus Chasma na południu. Sacra Fossae to system uskoków o długości ponad 1000 kilometrów. Ma głębokość sięgającą kilkuset metrów i oddziela Kasei Valles i Lunae Planum. Jego nazwa pochodzi od wyspy Isola Sacra leŜącej w delcie Tybru we Włoszech. Na zdjęciu - w jego północnej części - widać stary krater uderzeniowy o średnicy 35 kilometrów. Jego południowo zachodnia krawędź została silnie zniszczona preze erozję, głównie w wyniku przepływu wody. Jej źródła leŜą w Echus Chasma około 850 km na południowy zachód. Dno krateru jak równieŜ północno zachodni obszar zdjęcia są wyjątkowo płaskie i zostały uformowane przez osady oraz wypływy lawy bazaltowej z regionu Tharsis. W prawej części zdjęcia widać wyraźną granicę pomiędzy pokrytą kraterami równiną a obszarem z wieloma strefami uskoków. Większość z tych uskoków leŜy równolegle do krawędzi Lunae Planum. Prawdopodobnie cały ten obszar został poddany stresom tektonicznym oraz procesowi subrozji - w którym skały pod powierzchnią zostają wypłukane przez wodę, co powoduje zapadanie się wyŜszych warstw i prowadzi do powstania terenu chaotycznego. RównieŜ w lewej (zachodniej) części zdjęcia widać kilka obszarów uskoków. Obszary o rozmiarach sięgających 10 km zapadło się stopniowo pod własnym cięŜarem. Podobne procesy miały miejsce w rejonie

34 z 86

Aram Chaos, którego zdjęcia sonda Mars Express wykonała w marcu (pisaliśmy o nich tutaj. Źródła: ESA Space Science: Chaotic terrain between Kasei Valles and Sacra Fossae Zdjęcie: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum) Original press release follows: Chaotic terrain between Kasei Valles and Sacra Fossae Mars Express flew over the boundary between Kasei Valles and Sacra Fossae and imaged the region, acquiring spectacular views of the chaotic terrain in the area. The images, obtained by the High Resolution Stereo Camera (HRSC), are centred at 12°N / 285°E and have a ground resolution of about 21 m/pixel. They cover 225 x 95 km or 21.375 sq km, an area roughly half the size of the Netherlands. The upper portion of the image swath shows the eastern margin of Kasei Valles and the western margin of the Lunae Planum plateau and the adjoining Sacra Fossae. Kasei Valles is one of the largest outflow channels on Mars, spanning 3000 km, from the Chryse Planitia basin in the north to Echus Chasma to the south. Sacra Fossae is a fault system that extends for more than 1000 km. It is several


hundred metres deep and separates Kasei Valles to the south and west from Lunae Planum. It was named after Isola Sacra, an island at the estuary of the river Tiber in Italy. The images show an old 35 km-diameter impact crater in the north. The crater’s south-western rim is eroded strongly. The erosion is caused mostly by flowing water. The source of the water was located in Echus Chasma, which lies roughly 850 km to the southwest. The crater floor and the northwestern part of the imaged region are remarkably flat and have been formed by sediments and basaltic lava flows originating from the Tharsis volcanic region. The lower part of the image clearly shows the boundary between the heavily cratered plain and the area with numerous fracture zones. Most of the fractures along the boundary are parallel to the edge of the Lunae Planum. It is likely that the entire region experienced tectonic stresses as well as ‘subrosion’ — a process where subsurface rocks are dissolved and removed by water — causing overlying strata to collapse partially and form chaotic terrain. Several fracture zones are also visible in the western part. Up to 10-km large areas that experienced ‘subsidence’ (gradual compaction and sinking owing to the weight of the layers) are still intact. Comparable processes that form chaotic terrain were described in an earlier article on Aram Chaos. The colour scenes were derived from the three HRSC-colour channels and the nadir channel. The perspective views were calculated from the digital terrain model derived from the stereo channels. The anaglyph image was derived from the nadir channel and one stereo channel. The black and white high-resolution images were derived from the nadir channel, which provides the greatest detail of all channels.

35 z 86


Sonda Cassini po raz kolejny wędruje do sauny

Sonda Cassini przetrwała bliski przelot nad powierzchnią Enceladusa - księŜyca Saturna - który miał miejsce 2 listopada i przesyła dane i zdjęcia na Ziemię. Wcześniej sonda zbliŜała się juŜ bardziej do powierzchni małego księŜyca, tym razem jednak trajektoria wiodła najgłębiej przez serce dŜetu wystrzeliwującego z obszaru wokół południowego bieguna księŜyca. Naukowcy niecierpliwie oczekują na zebrane dane. Nieprzetworzone zdjęcie ukazuje rozświetloną przez Słońce krawędź Enceladusa oraz rozświetlone mgły dŜetów. Zdjęcie zostało wykonane przez telekamerę Cassiniego z odległości 190 000 kilometrów. Sonda zbliŜyła się na wysokość 100 kilometrów. Od odkrycia w 2005 roku dŜety zadziwiają naukowców. W trakcie wcześniejszych przelotów wykryto w nich parę wodną, sód i cząstki organiczne - jednak wciąŜ naukowcy muszą zebrać więcej danych o ich składzie i gęstości by określić ich źródło i mechanizm odpowiedzialny za emisję. Mają nadzieję, Ŝe źródłem tym jest ocean płynnej wody leŜący pod lodową skorupą. Ocean taki mógłby stanowić potencjalne miejsce dla powstania i trwania Ŝycia. Źródła: JPL: Successful Flight Through Enceladus Plume Zdjęcie: NASA/JPL/Space Science Institute Original press release follows: Successful Flight Through Enceladus Plume The Cassini spacecraft has weathered the Monday, Nov. 2, flyby of Saturn's moon Enceladus in good health and has been sending images and data of the encounter back to Earth. Cassini had approached Enceladus more closely before, but this passage took the spacecraft on its deepest plunge yet through

36 z 86

the heart of the plume shooting out from the south polar region. Scientists are eagerly sifting through the results. In the unprocessed image above (top left), sunlight brightens a crescent curve along the edge of Enceladus and highlights the moon's misty plume. The image was captured by Cassini's narrow-angle camera as the spacecraft passed about 190,000 kilometers (120,000 miles) over the moon. Another raw image (top right) appears to show separate jets spewing from the moon. This image was taken from approximately 330,000 kilometers (200,000 miles) away. At its closest point on Nov. 2, Cassini flew about 100 kilometers (60 miles) above the surface of Enceladus. Since the discovery of the plume in 2005, scientists have been captivated by the enigmatic jets. Previous flybys detected water vapor, sodium and organic molecules, but scientists need to know more about the plume's composition and density to characterize the source, possibly a liquid ocean under the moon's icy surface. It would also help them determine whether Enceladus has the conditions necessary for life. Mission managers did extensive studies to make sure the spacecraft could fly safely through the plumes and not use an excessive amount of propellant.


Kapryśne planety

Zanim planety Układu Słonecznego trafiły na stabilne orbity, na których obecnie krąŜą wędrowału tu i tam, jak małe dzieci. Teleskop kosmiczny Spitzer odnalazł młodą gwiazdę, wokół której wykrył oznaki niemowlęcej hiperaktywności. Młode planety okrąŜające gwiazdę zdają się zakłócać orbity mniejszych, podobnych do komet ciał niebieskich, powodując Ŝe te zderzają się tworząc ogromne pyłowe halo. Gwiazdę HR 8799 opisywaliśmy w listopadzie rok temu jako jedną z pierwszych dwóch gwiazd, której planety udało się sfotografować. Teleskopy obserwatoriów W.M.Keck i Gemini - zlokalizowane na Hawajach - wykonały zdjęcia trzech masywnych planet, kaŜda o masie 10-krotnie większej od masy Jowisza, okrąŜających gwiazdę w znacznej od niej odległości. Drugą gwiazdą, wokół której sfotografowano planetę była Fomalhaut - zdjęcia wykonał teleskop kosmiczny Hubble. Astronomowie wykorzystali wcześniej teleskopy kosmiczne Hubble i Spitzer by wykonać zdjęcia wirującego dysku planetarnych szczątków wokół Fomalhaut, która leŜy w odległości 25 lat świetlnych od Ziemi. HR 8799 leŜy pięć razy dalej, zatem astronomowie nie byli pewni, czy Spitzer będzie w stanie zarejestrować zdjęcia jej dysku. Jednak ku ich zaskoczeniu - udało się. Zespół Spitzera, kierowany przez Kate Su z Uniwersytetu Arizona zwraca uwagę, Ŝe gigantyczny, mierzący 2000 j.a. średnicy dysk (dla porównania - orbita Plutona to ok. 80 j.a.) jest niezwykły. ZauwaŜa, Ŝe pył ten musi pochodzić z kolizji małych ciał niebieskich podobnych do komet i innych lodowych asteroid składających się na dzisiejszy pas Kuipera. Grawitacja trzech duŜych planet zakłóca orbity małych obiektów prowadząc do zderzeń.

Astronomowie sądzą takŜe, iŜ trzy masywne planety nie osiągnęły jeszcze stabilnych orbit a co za tym idzie w przyszłości naleŜy spodziewać się dalszych zderzeń. "System ten jest bardzo chaotyczny i produkuje ogromny obłok drobnego pyłu "mówi Su. -" Niesamowite jest to, Ŝe widzimy bezpośredni związek pomiędzy dyskiem planetarnym i sfotografowanymi planetami. Od dawna prowadzimy badania nad dyskami, jednak tylko dla tej gwiazdy oraz dla Fomalhauta moŜemy bezpośrednio badać powiązania pomiędzy połoŜeniem planet i dysku." W młodości Układ Słoneczny równieŜ przeszedł fazę migracji planet. Jowisz i Saturn znacznie zię przemieszczały zaburzając orbity komet i czasami wysyłając je równieŜ w stronę Ziemi. Według niektórych teorii maksimum tego okres znane pod nazwą późnego cięŜkiego bombardowania - przyczyniło się do zaopatrzenia Ziemi w wodę. Lodowe komety w znacznych ilościach zderzyły się wówczas z naszą młodą planetą. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Astrophysical Journal. Obserwacje wykonano jeszcze zanim teleskop Spitzer wyczerpał zapasy paliwa i rozpoczął tzw. ciepłą fazę obserwacji. Źródła: JPL: Unsettled Youth: Spitzer Observes a Chaotic Planetary System Zdjęcie:

37 z 86


NASA/JPL-Caltech/Univ. of Ariz. Original press release follows: Successful Flight Through Enceladus Plume Before our planets found their way to the stable orbits they circle in today, they wiggled and jostled about like unsettled children. Now, NASA's Spitzer Space Telescope has found a young star with evidence for the same kind of orbital hyperactivity. Young planets circling the star are thought to be disturbing smaller comet-like bodies, causing them to collide and kick up a huge halo of dust. The star, called HR 8799, was in the news last November 2008, for being one of the first of two stars with imaged planets. Ground-based telescopes at the W.M. Keck Observatory and the Gemini Observatory, both in Hawaii, took images of three planets orbiting in the far reaches of the system, all three being roughly 10 times the mass of Jupiter. Another imaged planet was also announced at the same time around the star Fomalhaut, as seen by NASA's Hubble Space Telescope. Both HR 8799 and Fomalhaut are younger and more massive than our sun. Astronomers had previously used both Spitzer and Hubble to image a rotating disk of planetary debris around Fomalhaut, which is 25 light-years from Earth. HR 8799 is about five times farther away, so scientists weren't sure if

Spitzer would be able to capture a picture of its disk. To their amazement and delight, Spitzer succeeded. The picture can be seen online at http://spitzer.caltech.edu/images/2781. The Spitzer team, led by Kate Su of the University of Arizona, Tucson, says the giant cloud of fine dust around the disk is very unusual. They say this dust must be coming from collisions among small bodies similar to the comets or icy bodies that make up today's Kuiper Belt objects in our solar system. The gravity of the three large planets is throwing the smaller bodies off course, causing them to migrate around and collide with each other. Astronomers think the three planets might have yet to reach their final stable orbits, so more violence could be in store. "The system is very chaotic and collisions are spraying up a huge cloud of fine dust," said Su. "What's exciting is that we have a direct link between a planetary disk and imaged planets. We've been studying disks for a long time, but this star and Fomalhaut are the only two examples of systems where we can study the relationships between the locations of planets and the disks." When our solar system was young, it went through similar planet migrations. Jupiter and Saturn moved around quite a bit, throwing comets around, sometimes into Earth. Some say the most extreme part of this phase, called the late heavy bombardment, explains how our planet got water. Wet, snowball-like comets are thought to have crashed into Earth, delivering life's favorite liquid. The Spitzer results were published in the Nov. 1 issue of Astrophysical Journal. The observations were made before Spitzer began its "warm" mission and used up its liquid coolant.

38 z 86


Wodowanie sondy LCROSS na KsięŜycu

Mit, Ŝe KsięŜyc jest suchym i obym miejscem został podwaŜony dzięki nowym wynikom, uzyskanym w trakcie zderzenia sondy LCROSS z naszym satelitą i przedstawionym dzisiaj przez NASA. Zderzenie, które miało miejsce ponad miesiąc temu w wiecznym cieniu ścian krateru Cebeus w okolicach południowego bieguna KsięŜyca pozwoliło wykazać, Ŝe w rejonie tym znajduje się woda. W zderzeniu ostatniego członu rakiety nośnej LCROSS Centaur uniosło z dna krateru dwuczęściowy obłok pyłu. Pierwszy obłok uniesiony wyŜej zawierał drobny pył i parę, podczas gdy niŜszy stanowiła kurtyna cięŜszej materii, który nie widział światła Słońca od miliardów lat.

Wiele linii wskazuje na obecność wody zarówno w wysokim obłoku jak i kurtynie cięŜszego materiału wytworzonego przez LCROSS Centuar. StęŜenie i dystrybucja wody i innych substancji wymaga dalszej analizy ale moŜemy z całą odpowiedzialnością powiedzieć, Ŝe w kraterze Cabeus jest woda Anthony Colaprete

"Rozwiązujem tajemnice naszego najbliŜszego sąsiada a poprzez nie równieŜ Układu Słonecznego. Wygląda na to, Ŝe KsięŜyc skrywa wiele tajemnic, a LCROSS pozwolił nam go lepiej zrozumieć "- mówi Miechael Wargo, kierujący badaniami KsięŜyca w NASA. Naukowcy od dawna zastanawiali się nad źródłem znacznych ilości wodoru obserwowanych w okolicach polarnych. Odkrycia dokonane przez LCROSS w nowym świetle stawiają pytania o wodę, która moŜe występować w większej ilości i na większym obszarze niŜ dotąd sądzono. Wiecznie ocienione rejony KsięŜyca być moŜe są kluczem do badań historii i ewolucji Układu Słonecznego podobnie jak próbki lodu pobierane na lodowcach Arktyki i Antarktydy przechowują prehistoryczne dane. Co więcej woda i inne substancje mogą w przyszłości okazać się nieocenionymi zasobami pozwalającymi łatwiej i taniej prowadzić przyszłe badania KsięŜyca. Od zderzenia

sondy LCROSS zespół naukowy pracował non stop analizując ogromne ilości danych zebranych i przesłanych na Ziemię przez sondę. Na początek zespół skoncentrował się na danych dostarczonych przez spektrometry sondy, które pozwoliły wskazać bez wątpliwości obecność wody. "Jesteśmy zachwyceni "- mówi Anthony Colaprete, kierujący misją LCROSS z Centrum Badań NASA Ames. -" Wiele linii wskazuje na obecność wody zarówno w wysokim obłoku jak i kurtynie cięŜszego materiału wytworzonego przez LCROSS Centuar. StęŜenie i dystrybucja wody i innych substancji wymaga dalszej analizy ale moŜemy z całą odpowiedzialnością powiedzieć, Ŝe w kraterze Cabeus jest woda." Zespół porównał znane spektra podczerwone róŜnych substancji i porównał je z danymi zebranymi przez spektrometr LCROSS. "Widmo uzyskane przez spektrometr LCROSS pasuje jedynie do widma wody "mówi Colaprete. -" śadna inna sensowna kombinacja substancji, które próbowaliśmy, nie pasowała do obserwacji. Ponadto wykluczyliśmy moŜliwość zanieczyszczenia danych przez Centaura." Dodatkowe potwierdzenie pochodzi z emisji w paśmie ultrafioletowym, którą przypisano hydroksylowi - jednemu z produktów rozpadu wody pod wpływem światła słonecznego - wykrytemu przez spektrometr ultrafioletowy w obłoku materii tuŜ po zderzeniu. Źródła:

39 z 86


target="_blank">NASA LCROSS: LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon Ilustracja: NASA Original press release follows: LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon The argument that the moon is a dry, desolate place no longer holds water. Secrets the moon has been holding, for perhaps billions of years, are now being revealed to the delight of scientists and space enthusiasts alike. NASA today opened a new chapter in our understanding of the moon. Preliminary data from the Lunar CRater Observation and Sensing Satellite, or LCROSS, indicates that the mission successfully uncovered water during the Oct. 9, 2009 impacts into the permanently shadowed region of Cabeus cater near the moon’s south pole. The impact created by the LCROSS Centaur upper stage rocket created a two-part plume of material from the bottom of the crater. The first part was a high angle plume of vapor and fine dust and the second a lower angle ejecta curtain of heavier material. This material has not seen sunlight in billions of years. "We're unlocking the mysteries of our nearest neighbor and by extension the solar system. It turns out the moon harbors many secrets, and LCROSS has added a new layer to our understanding,"

40 z 86

said Michael Wargo, chief lunar scientist at NASA Headquarters in Washington. Scientists have long speculated about the source of vast quantities of hydrogen that have been observed at the lunar poles. The LCROSS findings are shedding new light on the question of water, which could be more widespread and in greater quantity than previously suspected. Permanently shadowed regions could hold a key to the history and evolution of the solar system, much as an ice core sample taken on Earth reveals ancient data. In addition, water, and other compounds represent potential resources that could sustain future lunar exploration. Since the impacts, the LCROSS science team has been working almost nonstop analyzing the huge amount of data the spacecraft collected. The team concentrated on data from the satellite's spectrometers, which provide the most definitive information about the presence of water. A spectrometer examines light emitted or absorbed by materials that helps identify their composition. "We are ecstatic," said Anthony Colaprete, LCROSS project scientist and principal investigator at NASA's Ames Research Center in Moffett Field, Calif. "Multiple lines of evidence show water was present in both the high angle vapor plume and the ejecta curtain created by the LCROSS Centaur impact. The concentration

and distribution of water and other substances requires further analysis, but it is safe to say Cabeus holds water." The team took the known near infrared spectral signatures of water and other materials and compared them to the spectra collected by the LCROSS near infrared spectrometer of the impact. "We were only able to match the spectra from LCROSS data when we inserted the spectra for water," said Colaprete. "No other reasonable combination of other compounds that we tried matched the observations. The possibility of contamination from the Centaur also was ruled out." Additional confirmation came from an emission in the ultraviolet spectrum that was attributed to hydroxyl, one product from the break-up of water by sunlight. When atoms and molecules are excited, they release energy at specific wavelengths that are detected by the spectrometers. A similar process is used in neon signs. When electrified, a specific gas will produce a distinct color. The ultraviolet visible spectrometer detected hydroxyl signatures just after impact that are consistent with a water vapor cloud in sunlight. Data from the other LCROSS instruments are being analyzed for additional clues about the state and distribution of the material at the impact site. The LCROSS science team along with colleagues are poring over the


data to understand the entire impact event, from flash to crater, with the final goal being the understanding of the distribution of materials, and in particular volatiles, within the soil at the impact site. "The full understanding of the LCROSS data may take some time. The data is that rich," said Colaprete. "Along with the water in Cabeus, there are hints of other intriguing substances. The permanently shadowed regions of the moon are truly cold traps, collecting and preserving material over billions of years." LCROSS was launched June 18, 2009 as a companion mission to the Lunar Reconnaissance Orbiter, or LRO, from NASA's Kennedy Space Center in Florida. After separating from LRO, the LCROSS spacecraft held onto the spent Centaur upper stage rocket of the launch vehicle, executed a lunar swingby and entered into a series of long looping orbits around the Earth. After traveling approximately 113 days and nearly 5.6 million miles (9 million km), the Centaur and LCROSS separated on final approach to the moon. Traveling a fast as a speeding bullet, the Centaur impacted the lunar surface shortly after 4:31 a.m. PDT Oct. 9 with LCROSS watching with its onboard instruments. Approximately four minutes of data was collected before the LCROSS itself impacted the lunar surface. Working closely with scientists from LRO and other observatories that viewed the impact, the LCROSS team is working to understand the full scope of the LCROSS data. LRO continues to make passes over the impact site to give the LCROSS team additional insight into the mechanics of the impact and its resulting craters. What other secrets will the moon reveal? The analysis continues!

41 z 86


Centrum Galaktyki na zdjęciu trzech Wielkich Obserwatoriów

Aby uczcić Międzynarodowy Rok Astronomii odbywający się w 400 lat po tym, jak Galileusz po raz pierwszy skierował teleskop w stronę nieba, Wielkie Obserwatoria NASA połączyły siły tworząc niezwykły portret jądra naszej Galaktyki. Zdjęcie - o rozmiarach 2 x 1 metr - zostało przekazane do ponad 150 muzeów, planetariów, bibliotek i szkół w USA. Na zdjęciu połączono dane uzyskane w paśmie podczerwieni przez teleskop kosmiczny Spitzer, z danymi z bliskiej podczerwieni teleskopu kosmicznego Hubble oraz dane rentgenowskie zebrane przez teleskop kosmiczny Chandra. Eksperci z tych trzech obserwatoriów pieczołowicie zmontowali końcowy obraz z duŜych mazajkowych przeglądów wykonanych przez kaŜdy z teleskopów. Ostateczny wynik to jeden z najdoskonalszych i najbardziej szczegółowych obrazów jądra Drogi Mlecznej.

rentgenowskiego emitowanego przez rozgrzany pod wpływem wypływów gazu z czarnych dziur i eksplozji supernowych do milionów stopni gaz ośrodka międzygwiezdnego. Pasmo podczerwone ujawnia ponad sto tysięcy gwiazd oraz świecące obłoki molekularne tworzące złoŜone struktury w tym globule, długie włókna oraz podobne do palców "kolumny stworzenia", w których nowo narodzone gwiazdy uwalniają się z ciemnych, pyłowych kokonów. Źródła:

Ponadto, wszystkie instytucje, które otrzymały wielopasmowy portret galaktyki będą takŜe prezentowały trio zdjęć wykonanych osobno przez teleskopy Hubble, Spitzer i Chandra. KaŜde ze zdjęć ukaŜe jądro galaktyki w innym paśmie promieniowania ilustrując nie tylko unikalne metody badawcze kaŜdego z obserwatoriów ale równieŜ to, jak daleko astronomia rozwinęła się od czasów Galileusza. Wielopasmowe zdjęcie ukazuje spektakl gwiezdnej ewolucji - od barwnych rejonów narodzin, poprzez gorące młode oraz stare chłodne gwiazdy po czarne dziury powstałe w wyniku śmierci najmasywniejszych z nich. Wszystko to dzieje się na rozpalonym tle wrogiego, gęstego środowiska galaktycznego jądra, którego centrum zdominowane jest przez supermasywną czarną dziurę o masie prawie 4 miliony razy większej od Słońca. Przestrzeń nasączona jest rozproszoną niebieską poświatą promieniowania

42 z 86

HubbleSite: NASA's Great Observatories Celebrate International Year of Astronomy Chandra: NASA's Great Observatories Examine the Galactic Center Region Zdjęcie: NASA, ESA, SSC, CXC, and STScI Original press release follows: NASA's Great Observatories Celebrate International Year of Astronomy A never-before-seen view of the turbulent heart of our Milky Way galaxy is being unveiled by NASA on Nov. 10. This event will commemorate the 400 years since Galileo first turned his telescope to the heavens in 1609. In celebration of this International Year of Astronomy, NASA is releasing images of the galactic center region as seen by its Great


Observatories to more than 150 planetariums, museums, nature centers, libraries, and schools across the country. The sites will unveil a giant, 6-foot-by-3-foot print of the bustling hub of our galaxy that combines a near-infrared view from the Hubble Space Telescope, an infrared view from the Spitzer Space Telescope, and an X-ray view from the Chandra X-ray Observatory into one multiwavelength picture. Experts from all three observatories carefully assembled the final image from large mosaic photo surveys taken by each telescope. This composite image provides one of the most detailed views ever of our galaxy's mysterious core. Participating institutions also will display a matched trio of Hubble, Spitzer, and Chandra images of the Milky Way's center on a second large panel measuring 3 feet by 4 feet. Each image shows the telescope's different wavelength view of the galactic center region, illustrating not only the unique science each observatory conducts, but also how far astronomy has come since Galileo. The composite image features the spectacle of stellar evolution: from vibrant regions of star birth, to young hot stars, to old cool stars, to seething remnants of stellar death called black holes. This activity occurs against a fiery backdrop in the crowded, hostile environment of the galaxy's core, the center

43 z 86

of which is dominated by a supermassive black hole nearly four million times more massive than our Sun. Permeating the region is a diffuse blue haze of X-ray light from gas that has been heated to millions of degrees by outflows from the supermassive black hole as well as by winds from massive stars and by stellar explosions. Infrared light reveals more than a hundred thousand stars along with glowing dust clouds that create complex structures including compact globules, long filaments, and finger-like "pillars of creation," where newborn stars are just beginning to break out of their dark, dusty cocoons. The unveilings will take place at 152 institutions nationwide, reaching both big cities and small towns. Each institution will conduct an unveiling celebration involving the public, schools, and local media. The Astrophysics Division of NASA's Science Mission Directorate supports the International Year of Astronomy Great Observatories image unveiling. The project is a collaboration among the Space Telescope Science Institute in Baltimore, Md., the Spitzer Science Center in Pasadena, Calif., and the Chandra X-ray Center in Cambridge, Mass.


Narodziny pierwszych gwiazd

Astronomowie Uniwersytetu Durham uwaŜają, Ŝe mają dowody na to, Ŝe pierwsze galaktyki Wszechświata w swojej młodości przeŜywały okresy niezwykle gwałtownej produkcji gwiazd wytwarzając 50 takich gwiazd jak Słońce rocznie. Według badań, w których analizowano dane pochodzące z galaktyk oddalonych około 12,5 miliarda lat świetlnych - czyli tych, których światło rozpoczęło wędrówkę do nas gdy Wszechświat miał około miliarda lat - wskazują, iŜ gwiezdne "izby porodowe" w tych pierwszych galaktykach produkowały gwiazdy w znacznie większym tempie niŜ dotychczas sądzono.

Biorąc pod uwagę rozmiar obszarów produkujących gwiazdy przewidywalibyśmy, Ŝe będzie produkowało mniej więcej jedną gwiazdę podobną do Słońca rocznie. Jednak procesy te zachodzą znacznie gwałtowniej. Obserwujemy tutaj narodziny pierwszej generacji gwiazd w galaktyce takiej jak Droga Mleczna. Daje nam to unikalną wiedzę na temat narodzin naszej Galaktyki. dr Mark Swinbank

Naukowcy z Instytutu Kosmologii Obliczeniowej Uniwersytetu Durham wykorzystali soczewkowanie grawitacyjne zachodzące, gdy światło odległych galaktyk jest powiększane przez grawitację bliŜej połoŜonych gromad galaktyk - aby badać gwałtowne procesy produkcji gwiazd w galaktyce oznaczonej symbolem MS1358arc. W rejonach produkcji gwiazd tej galaktyki gwiazdy powstają nawet stu krotnie szybciej niŜ do tej pory sądzono. Naukowcy prezentujący wyniki swoich badań, stanowiących najdokładniejsze studium galaktyki w tamtej epoce, wierzą, Ŝe obserwowana galaktyka reprezentuje typowe obiekty istniejące w tym czasie we Wszechświecie. Galaktyka o średnicy około 6000 lat świetlnych posiada wszystkie cechy, które pozwolą jej w przyszłości wyewoluować i stać się galaktyką taką jak Droga Mleczna. Badanie

44 z 86

oparto na obserwacjach wykonanych przez teleskop Gemini North oraz teleskopy kosmiczne NASA Hubble i Spitzer. Ich wyniki zostały opublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Źródła: Durham University: Rapid star formation spotted in “stellar nurseries” Zdjęcie: Durham University (Gemini North, NASA HST, NASA Spitzer) Original press release follows: Rapid star formation spotted in “stellar nurseries” The Universe’s infant galaxies enjoyed rapid growth spurts forming stars like our sun at a rate of up to 50 stars a year, according to scientists at Durham University. The findings show that “stellar nurseries” within the first galaxies gave birth to stars at a much more rapid rate than previously expected, the researchers from Durham’s Institute for Computational Cosmology revealed. The research looked back 12.5 billion years to one of the most distant known galaxies, about one billion years after the Big Bang. Using a technique called gravitational lensing – where distant galaxies are magnified using the gravity of a nearby galaxy cluster – the scientists observed the


rapid bursts of star formation in the galaxy called MS1358arc. Within the star-forming regions, new stars were being created at a rate of about 50 stars per year - around 100 times faster than had been previously thought. The researchers, who say their work represents the most detailed study of a galaxy at such a young age, believe the observed galaxy is typical of others in the early Universe. They say the galaxy, which measures 6,000 light years across, also has all the characteristics that would allow it to eventually evolve into a galaxy such as our Milky Way, giving an insight into how our sun and galaxy formed. The Durham researchers based their findings on observations from the Gemini North telescope, based in Hawaii, and NASA’s Hubble and Spitzer Space Telescopes. The research appears in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. The research was funded by the Royal Astronomical Society. Lead author Dr Mark Swinbank, in the Institute for Computational Cosmology, at Durham University, said: “The runaway effect in this galaxy suggests it is growing much faster than expected. “Given the size of the star forming regions, we would expect it to be forming stars at the rate of about one sun per year, but it seems to be much more active than that. “We

45 z 86

think this galaxy is fairly typical of galaxies at this time and we expect that the Milky Way once looked like this as it formed its first stars. “In effect we are seeing the first generation of stars being born in a galaxy like the Milky Way. This gives unique insight into the birth of our own galaxy.” The researchers say most of the observed stars eventually exploded as supernovae, spewing debris back into space where it formed into new stars Dr Swinbank added: “In this respect these stars are the seeds of future star formation in the Universe.” Royal Astronomical Society President Professor Andy Fabian said: “It is exciting to see such a detailed picture of a very distant galaxy. “This pioneering work shows what our own galaxy might have looked like when it was a tenth of its present age."


DuŜo tlenu w atmosferze, tyle, Ŝe to nie planety

Astrofizycy z Uniwersytetów Warwick i Kiel odkryli dwa ciała niebieskie o rozmiarach Ziemi otoczone przez bogatą w tlen atmosferę - jednak dla wszystkich poszukujących domu dla obcych czy przyszłego domu dla nas w odkryciu tym jest jeden problem. Odkryte obiekty to nie planety a gwiazdy - nietypowe białe karły.

Znaczne ilości tlenu na powierzchni wskazują, Ŝe te białe karły ukazują odsłonięte rdzenie tlenowo-neonowe, i Ŝe pochodzą od najmasywniejszych gwiazd pierwotnych w tej klasie dr Boris Gänsicke

Dwa białe karły - SDSS 0922+2928 i SDSS 1102+2054 - leŜą w odległości 400 i 220 lat świetlnych. Są pozostałościami po masywnych gwiazdach, które na końcu gwiezdnej ewolucji zuŜyły cały dostępny do nuklearnej fuzji materiał. Teoretyczne modele przewidują, Ŝe gwiazdy o masach około 7 - 10 razy większych od Słońca zuŜyją cały wodór, hel i węgiel i zakończą istnienie jako bardzo bogate w tlen jądra lub eksplodują jako supernowa podczas gdy ich jądro zapadnie się przekształcając w gwiazdę neutronową. Odkrycie tych bogatych w tlen białych karłów jest waŜnym obserwacyjnym potwierdzeniem poprawności modeli teoretycznych. Niestety większość białych karłów otacza wodorowa lub helowa otoczka, która choć ma małą masę jest wystarczająco gruba aby uniemoŜliwić bezpośrednią obserwację jądra. Jednak, gdy jądro utraci pozostałą wodorowo-helową otoczkę astrofizycy powinni być w stanie wykryć bardzo bogate w tlen widmo pochodzące z powierzchni białego karła. Analizując dane zebrane w ramach

46 z 86

cyfrowego przeglądu nieba Sloana astrofizycy odnaleźli dwa białe karły z atmosferami zdominowanymi przez tlen. Kierujący badaniami dr Boris Gänsicke z Uniwersytetu Warwick wyjaśnia: -" Znaczne ilości tlenu na powierzchni wskazują, Ŝe te białe karły ukazują odsłonięte rdzenie tlenowo-neonowe, i Ŝe pochodzą od najmasywniejszych gwiazd pierwotnych w tej klasie." Większość modeli przewidujących powstanie białych karłów z takim tlenowo neonowym rdzeniem przewiduje, Ŝe odpowiednio gruba warstwa bogata w węgiel powinna otaczać jądro uniemoŜliwiając dyfuzję duŜych ilości tlenu ku powierzchni. Jednak obliczenia wskazują Ŝe grubość tej warstwy zmniejsza się im bliŜej gwiazda pierwotna znajduje się górnej granicy masy dla gwiazd, których Ŝycie kończy się powstaniem białego karła. Stąd wniosek, Ŝe powstanie SDSS 0922+2928 i SDSS 1102+2054 związane było z najmasywniejszymi z gwiazd, w których nie dochodzi jeszcze do zapadnięcia się jądra co oznaczałoby, Ŝe równieŜ powstałe białe karły są bardzo masywne. Jednak dostępne dane są niewystarczające by wyznaczyć ich masę. Źródła: Jonathan Girven, Professor Tom Marsh i Dr Danny Steeghs, “Two white dwarfs with oxygen-rich atmospheres”, Science, 12 listopada 2009


target="_blank">University of Warwick: Astrophysicists find two Earth-sized bodies with oxygen rich atmospheres - only snag is they’re stars not planets Zdjęcie: University of Warwick - SDSS Original press release follows: Astrophysicists find two Earth-sized bodies with oxygen rich atmospheres - only snag is they’re stars not planets Astrophysicists at the University of Warwick and Kiel University have discovered two earth sized bodies with oxygen rich atmospheres – however there is a bit of a disappointing snag for anyone looking for a potential home for alien life, or even a future home for ourselves, as they are not planets but are actually two unusual white dwarf stars.

47 z 86

white dwarfs would be an important confirmation of the models. Unfortunately, almost all white dwarfs have hydrogen and/or helium envelopes that, while low in mass, are sufficiently thick to shield the core from direct view. However should such a core lose its remaining hydrogen envelope, astrophysicists could then detect an extremely oxygen-rich spectrum from the surface of the white dwarf. Searching within an astronomical data set of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), the University of Warwick and Kiel University astrophysicists did indeed discover two white dwarfs with large atmospheric oxygen abundances. Lead author on the paper, astrophysicist Dr. Boris Gänsicke from the University of Warwick, said:

The two white dwarf stars SDSS 0922+2928 and SDSS 1102+2054 are 400 and 220 light years from Earth. They are both the remnants of massive stars that are at the end of their stellar evolution having consumed all the material they had available for nuclear fusion.

“These surface abundances of oxygen imply that these are white dwarfs displaying their bare oxygen-neon cores, and that they may have descended from the most massive progenitors stars in that class.”

Theoretical models suggest that massive stars (around 7 – 10 times the mass of our own Sun) will consume all of their hydrogen, helium and carbon, and end their lives either as white dwarfs with very oxygen-rich cores, or undergo a supernova and collapse into neutron stars. Finding such oxygen-rich

Most stellar models producing white dwarfs with such oxygen and neon cores also predict that a sufficiently thick carbon-rich layer should surround the core and avoid upward diffusion of large amounts of oxygen. However, calculations also show that the thickness of this layer decreases the closer the progenitor star is to upper mass limit for stars ending their

lives as white dwarfs. Hence one possibility for the formation of SDSS 0922+2928 and SDSS 1102+2054 is that they descended from the most massive stars avoiding core-collapse, in which case they would be expected to be very massive themselves. However current data is insufficient to provide any unambiguous measure of the masses of these two unusual white dwarves. The full paper “Two white dwarfs with oxygen-rich atmospheres” will be published online by the journal Science on November 12th 2009 at 2pm EST and is written by , Jonathan Girven, Professor Tom Marsh, and Dr Danny Steeghs all of Department of Physics at University of Warwick in the UK and Detlev Koester of the University of Kiel in Germany.


Teleskop SUNRISE wykonuje spektakularne zdjęcia powierzchni Słońca

Słońce to ogromna kula bulgoczącego gazu. Bąble gazu unoszą się i zapadają tworząc charakterystyczny wzór na jego powierzchni - granulację. Pomiędzy granulami pojawiają się i znikają ciemne plamy słoneczne podczas gdy chmury materii są wyrzucane w górę. Za tym wszystkim stoi pole magnetyczne. Uniesiony przez balon teleskop słoneczny SUNRISE będący wspólnym projektem Centrum Badań Układu Słonecznego Instytutu Max Plancka oraz partnerów w Niemczech, Hiszpanii i USA dostarczył najdokładniejsze z dotychczas uzyskanych zdjęcia ukazujące złoŜone wzajemne powiązania pomiędzy zjawiskami na powierzchni Słońca.

Dzięki wyjątkowej jakości optyce instrument SUFI był w stanie zarejestrować bardzo małe struktury magnetyczne o duŜym kontraście, podczas gdy w tym czasie instrument IMaX zarejestrował pole magnetyczne oraz prędkości przepływu gorącego gazu w tych strukturach i w ich otoczeniu. dr Achim Gandorfer

Największy w historii teleskop słoneczny, jaki opuścił powierzchnię Ziemi wzniósł się z Centrum Kosmicznego ERRANGE w Kiruna na północy Szwecji 8 czerwca 2009 roku. Instrument waŜący ponad 6 ton został uniesiony przez gigantyczny balon helowy o objętości miliona metrów sześcienny i średnicy 130 metrów. SUNRISE osiągnął wysokość 37 kilometrów. Na tej wysokości w stratosferze - warunki obserwacyjne są podobne do tych panujących w przestrzeni kosmicznej. Na tej wysokości obrazu nie podlega degradacji będącej wynikiem turbulencji atmosferycznych. Ponadto kamera moŜe analizować Słońce w świetle ultrafioletowym, które poniŜej w znacznym stopniu jest absorbowane przez warstwę ozonową. Po odłączeniu się od balonu 14 czerwca, teleskop SUNRISE wylądował na spadochronach na wyspie Somerset na kanadyjskim terytorium Nunavat w rejonie przejścia północno zachodniego łączącego

48 z 86

Atlantyk z Pacyfikiem poprzez ocean Arktyczny. Analiza 1,8 TB danych obserwacyjnych zebranych przez teleskop w trakcie pięciodniowego lotu dopiero się zaczęła. Jednak juŜ pierwsze odkrycia są obiecującą wskazówką, Ŝe misja pozwoli astronomom lepiej zrozumieć Słońce i jego aktywność. Co szczególnie istotne, pozwoli w większym stopniu zrozumieć wzajemne oddziaływanie pola magentycznego i jasności najmniejszych struktur magnetycznych. PoniewaŜ pole magnetyczne zmienia się w 11 letnim cyklu zwiększona obecność tych fundamentalnych tych struktur odpowiada za wzrost całkowitej jasności powierzchni Słońca - a to prowadzi do zwiększenia ilości energii cieplnej docierającej na Ziemię. Zmienność promieniowania słonecznego jest szczególnie wyraźna w świetle ultrafioletowym. Światło to w większości nie dociera do powierzchni Ziemi jest bowiem pochłaniane przez warstwę ozonową, która pod jego wpływem ogrzewa się. Podczas lotu przez stratosferę, teleskop SUNRISE wykonał pierwsze w historii badania jasnych struktur magnetycznych na powierzchni Słońca w tym istotnym zakresie promieniowania (od 200 do 400 nanometrów). "Dzięki wyjątkowej jakości optyce instrument SUFI był w stanie zarejestrować bardzo małe struktury magnetyczne o duŜym kontraście, podczas gdy w tym czasie instrument IMaX zarejestrował pole magnetyczne oraz prędkości


przepływu gorącego gazu w tych strukturach i w ich otoczeniu." - mówi dr Achim Gandorfer z Instytutu Max Plancka. Do tej pory obserwowane procesy fizyczne mogły być jedynie symulowane za pomocą złoŜonych modeli komputerowych. "Misja teleskopu SUNRISE pozwala te modele oprzeć na solidnych danych obserwacyjnych "- dodaje prof. Manfred Schüssler. Źródła: Max Planck Society: A bubbling ball of gas - SUNRISE telescope delivers spectacular pictures of the Sun's surface Zdjęcie: MPI for Solar System Research Original press release follows: A bubbling ball of gas - SUNRISE telescope delivers spectacular pictures of the Sun's surface The Sun is a bubbling mass. Packages of gas rise and sink, lending the sun its grainy surface structure, its granulation. Dark spots appear and disappear, clouds of matter dart up - and behind the whole thing are the magnetic fields, the engines of it all. The SUNRISE balloon-borne telescope, a collaborative project between the Max Planck Institute for Solar System Research in Katlenburg-Lindau and partners in Germany, Spain and the USA, has now delivered images that show the complex

49 z 86

interplay on the solar surface to a level of detail never before achieved. The largest solar telescope ever to have left Earth was launched from the ESRANGE Space Centre in Kiruna, northern Sweden, on June 8, 2009. The total equipment weighed in at more than six tons on launch. Carried by a gigantic helium balloon with a capacity of a million cubic metres and a diameter of around 130 metres, SUNRISE reached a cruising altitude of 37 kilometres above the Earth's surface. The observation conditions in this layer of the atmosphere, known as the stratosphere, are similar to those in outer space: for one thing, the images are no longer affected by air turbulence; and for another, the camera can also zoom in on the Sun in ultraviolet light, which would otherwise be absorbed by the ozone layer. After separating from the balloon, SUNRISE parachuted safely down to Earth on June 14th, landing on Somerset Island, a large island in Canada's Nunavut Territory situated in the Northwest Passage, the seaway through the Arctic Ocean between the Atlantic and the Pacific. The work of analysing the total of 1.8 terabytes of observation data recorded by the telescope during its five-day flight has only just begun. Yet the first findings already give a promising indication that the mission will bring our understanding of the

Sun and its activity a great leap forward. What is particularly interesting is the connection between the strength of the magnetic field and the brightness of tiny magnetic structures. Since the magnetic field varies in an eleven-year cycle of activity, the increased presence of these foundational elements brings a rise in overall solar brightness - resulting in greater heat input to the Earth. The variations in solar radiation are particularly pronounced in ultraviolet light. This light does not reach the surface of the Earth; the ozone layer absorbs and is warmed by it. During its flight through the stratosphere, SUNRISE carried out the first ever study of the bright magnetic structures on the solar surface in this important spectral range with a wavelength of between 200 and 400 nanometres (millionths of a millimetre). "Thanks to its excellent optical quality, the SUFI instrument was able to depict the very small magnetic structures with high intensity contrast, while the IMaX instrument simultaneously recorded the magnetic field and the flow velocity of the hot gas in these structures and their environment," says Dr. Achim Gandorfer, project scientist for SUNRISE at the Max Planck Institute for Solar System Research. Previously, the observed physical processes could only be simulated with complex computer models. "Thanks to SUNRISE, these models can now be placed on a solid experimental basis," explains Prof. Manfred Schüssler, solar scientist at the MPS and co-founder of the mission.


Izerski Park Ciemnego Nieba

Izerski Park Ciemnego Nieba(IPCN) został utworzony 4 listopada 2009 roku. IPCN zajmuje powierzchnię prawie 75 km2, po polskiej i czeskiej stronie Gór Izerskich. Jest pierwszym na świecie transgranicznym parkiem ciemnego nieba. Park powstał w ramach Międzynarodowego Roku Astronomii 2009. Realizacja tego nowatorskiego w skali Europy projektu moŜliwa jest dzięki współpracy następujących instytucji z Polski i Republiki Czeskiej: Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego Instytut Astronomiczny Akademii Nauk Republiki Czeskiej Nadleśnictwo Świeradów Nadleśnictwo Szklarska Poręba Obszar Krajobrazu Chronionego Jizerské hory Dyrekcja Regionalna Lasów Republiki Czeskiej w Libercu IPCN obejmuje swym zasięgiem górną, graniczną część doliny Izery oraz dolinę Jizerki wraz z otaczającymi je grzbietami górskimi. Granice parku poprowadzone są Wysokim Grzbietem Izerskim od Smrku do Wysokiej Kopy, dalej granica biegnie na południe przez Cichą Równię aŜ do mostu kolejowego na Izerze połoŜonego tuŜ przed stacją Harrachov. Od mostu granica skręca na północny-zachód i przez Černý vrch połoŜony w pobliŜu osady Jizerka dociera na Smrk. Obszar parku jest słabo zaludniony, a zatem jest tu niewielka sztucznego światła. To z kolei przekłada się na dobrą jakość nocnego środowiska i nieba. Na izerskim niebie moŜna zobaczyć prawie 2000 gwiazd, podczas gdy w centrach duŜych miast jest to poniŜej 500. Widok nieba taki jak w Górach Izerskich, niestety, staje się coraz rzadszy. Ponad połowa Europejczyków nie moŜe zobaczyć takiego nocnego nieba z miejsca

50 z 86

zamieszkania, a wszystko za sprawą zanieczyszczenia światłem. Zanieczyszczenie światłem Zanieczyszczenie światłem to uŜywane przez człowieka w nocy sztuczne światło, które nie słuŜy nikomu, nie jest potrzebne lub stanowi utrudnienie, a nawet zagroŜenie. Źródłem tego zanieczyszczenia jest źle zaprojektowane oświetlenie zewnętrzne (oświetlenie uliczne, iluminacja budynków, oświetlenie reklam, itp.), które jest nieodpowiednio osłonięte lub źle skierowane, jaśniejsze niŜ jest to potrzebne lub działa w czasie, gdy jest zbędne. Skutki zanieczyszczenia światłem przejawiają się w wielu dziedzinach Ŝycia: astronomia – zanieczyszczenie światłem rozjaśnia sztucznie nocne niebo i utrudnia, a czasem wręcz uniemoŜliwia astronomom obserwowanie nieba; kultura i estetyka – sztuczne rozjaśnienie nieba zbędnym światłem zubaŜa krajobraz o waŜną składową – ciemny, rozgwieŜdŜony nieboskłon, który od zawsze inspirował i kształtował człowieka; środowisko – brak ciemności w nocy zaburza naturalne cykle światła i ciemności wpływając niekorzystnie na florę i faunę; zdrowie – nadmiar sztucznego światła w nocy moŜe prowadzić u człowieka do wielu powaŜnych dolegliwości i chorób; ekonomia – uŜywanie sztucznego światła w niewłaściwy, nieefektywny sposób powoduje


wymierne straty związane z marnowaniem wyprodukowanej energii elektrycznej bezpieczeństwo – źle zaprojektowane oświetlenie uliczne pogarsza zdolność widzenia uczestnikom ruchu drogowego, zmniejszając poziom bezpieczeństwa.

nocnego środowiska. Zadania te realizowane będą poprzez: materiały informacyjne (ulotki, broszury, tablice) atrakcje astronomiczne (astroturystyczne) pozwalające poznawać Wszechświat (Projekty Izerskie, otwarte obserwacje nieba, spotkania z astronomami, …) monitorowanie stanu nocnego środowiska współpraca z władzami lokalnymi (zachęcanie do efektywniejszego wykorzystania oświetlenia ulicznego) (dalsza przyszłość) wymiana oświetlenia zewnętrznego znajdującego się na obszarze parku na bardziej wydajne i minimalizujące zanieczyszczenie światłem

Aby zminimalizować skutki zanieczyszczenia światłem powinniśmy: mądrze wykorzystywać sztuczne oświetlenie zewnętrzne uŜywając źródeł światła o jasności nie większej niŜ jest potrzebna, wyłączając je lub zmniejszając jego jasność, gdy jest to moŜliwe oraz stosując obudowy lamp kierujące światło tylko na obszar, który chcemy mieć oświetlony chronić te obszary na Ziemi, które nie są lub są mało zanieczyszczone światłem. Obszary takie, zwane rezerwatami lub parkami ciemnego nieba, pełnią teŜ waŜną rolę edukacyjną, pomagając uświadamiać nam jak powaŜnym problemem jest zanieczyszczenie światłem. Jest to takŜe wspaniała atrakcja turystyczna - miejsca, gdzie kaŜdy moŜe zachwycić się nocnym niebem. Cele utworzenia IPCN i ich realizacja Podobnie jak inne parki ciemnego nieba istniejące na świecie, IPCN jest miejscem, które przybliŜa nam problem zanieczyszczenia światłem i daje moŜliwość obserwowania nocnego nieba pełnego gwiazd. Ponadto park ma na celu wskazywać racjonalne sposoby minimalizowania zanieczyszczenia światłem i propagować ochronę

51 z 86

Źródła: Izerski Park Ciemnego Nieba


Egzoplanety dostarczają wskazówek wyjaśniających skład chemiczny Słońca

Przełomowy przegląd 500 gwiazd, z których wokół 70 krąŜą planety, doprowadził do powiązania zagadkowego niedoboru litu obserwowanego na Słońcu, z obecnością układów planetarnych. Wykorzystując wysoce skuteczny spektrograf HARPS zespół astronomów odkrył, Ŝe gwiazdy podobne do Słońca, posiadające układy planet, skuteczniej niszczą zapas litu niŜ ich samotne kuzynki. Odkrycie nie tylko wyjaśnia niedobór litu na Słońce ale równieŜ daje astronomom nowe narzędzie odkrywania gwiazd z układami planetarnymi.

Od prawie 10 lat próbowaliśmy odkryć, co odróŜnia gwiazdy posiadające układy planetarne od tych, wokół których nie ma planet. Teraz odkryliśmy, Ŝe ilość litu w gwiazdach podobnych do Słońca zaleŜy od tego, czy wokół niego krąŜą planety czy teŜ nie. Garik Israelian

"Od prawie 10 lat próbowaliśmy odkryć, co odróŜnia gwiazdy posiadające układy planetarne od tych, wokół których nie ma planet "- mówi Garik Israelian, główny autor artykułu przedstawiającego odkrycie na łamach Nature. -" Teraz odkryliśmy, Ŝe ilość litu w gwiazdach podobnych do Słońca zaleŜy od tego, czy wokół niego krąŜą planety czy teŜ nie." Mniejsza ilość litu na Słońcu w porównaniu do innych podobnych do naszej gwiazdach został zauwaŜony dawno temu, jednak do tej pory astronomowie nie potrafili wyjaśnić tej anomalii. Odkrycie odpowiedniego trendu wśród gwiazd otoczonych przez planety dostarcza naturalnego wyjaśnienia zagadki. "Rozwiązanie mającej 60 lat zagadki jest niezwykle proste "- mówi Israelian "- Słońce nie ma litu, bo ma planety." Naukowcy doszli do tych wniosków po analizie 500 gwiazd, z których 70 posiada układy planetarne. Większość tych systemów była monitorowana przez kilka

lat przez instrument HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) spektrograf zainstalowany na 3,6-metrowym teleskopie będący obecnie najskuteczniejszym łowcą gwiazd. "To obecnie najlepsza próbka gwiazd pozwalająca zrozumieć co czyni egzo-słońca wyjątkowymi "- mówi współautor publikacji, Michel Major. Astronomowie w szczególności zwrócili uwagę na gwiazdy podobne do Słońca, które stanowiły prawie 25% monitorowanych obiektów. Odkryli, Ŝe większość gwiazd posiadających układy planetarne (egzosłońc) posiada mniej niŜ 1% litu obecnego w większości pozostałych gwiazd. "Podobnie jak Słońce gwiazdy te okazały się bardzo skuteczne w zuŜywaniu litu, który otrzymały podczas narodzin "- mówi członek zespołu badawczego, Nuno Santos. -"Wykorzystując naszą unikalną, duŜą próbkę, moŜemy wykazać, Ŝe Ŝadna inna cecha gwiazdy - taka jak jej wiek - nie jest odpowiedzialna za taką redukcję litu." W przeciwieństwie do innych pierwiastków lŜejszych od Ŝelaza, lekkie jądra litu, berylu i boru nie powstają w znaczących ilościach w gwiazdach. UwaŜa się, Ŝe lit - zbudowany z trzech protonów i czterech neutronów powstał przede wszystkim tuŜ po Wielkim Wybuchu, 13,7 miliarda lat temu. Zatem większość gwiazd powinna zawierać tę samą ilość litu, chyba, Ŝe jest on niszczony wewnątrz gwiazdy. Uzyskane wyniki dają naukowcom

52 z 86


nowe, tanie narzędzie poszukiwania układów planetarnych - sprawdzając ilość litu obecnego w gwieździe astronomowie będą mogli wskazać, które gwiazdy warto dokładniej badać. Choć jednak wykazano związek pomiędzy niską zawartością litu w gwieździe a istnieniem wokół niej układu planetarnego do wyjaśnienia pozostaje mechanizm, który zań odpowiada. -"Istnieje kilka sposobów, w jakie planety mogą zakłócać wewnętrzne przepływy materii wewnątrz gwiazdy macierzystej i w ten sposób zmieniać dystrybucję rozmaitych pierwiastków prowadząc ostatecznie do spalania litu. Jednak zadanie wykazania, który z nich jest najbardziej prawdopodobny spada na teoretyków "- kończy Mayor. Źródła: G. Israelian et al., "Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planet", Nature, 12/11/2009 ESO: Exoplanets Clue to Sun's Curious Chemistry Ilustracja: ESO/L. Calçada Original press release follows: Exoplanets Clue to Sun's Curious Chemistry A ground-breaking census of 500 stars, 70 of which are known to host planets, has successfully linked the long-standing “lithium mystery” observed in the Sun to the presence of planetary systems. Using ESO’s

53 z 86

successful HARPS spectrograph, a team of astronomers has found that Sun-like stars that host planets have destroyed their lithium much more efficiently than “planet-free” stars. This finding does not only shed light on the lack of lithium in our star, but also provides astronomers with a very efficient way of finding stars with planetary systems. “For almost 10 years we have tried to find out what distinguishes stars with planetary systems from their barren cousins,” says Garik Israelian, lead author of a paper appearing this week in the journal Nature. “We have now found that the amount of lithium in Sun-like stars depends on whether or not they have planets.” Low levels of this chemical element have been noticed for decades in the Sun, as compared to other solar-like stars, and astronomers have been unable to explain the anomaly. The discovery of a trend among planet-bearing stars provides a natural explanation to this long-standing mystery. “The explanation of this 60 year-long puzzle is for us rather simple,” adds Israelian. “The Sun lacks lithium because it has planets.” This conclusion is based on the analysis of 500 stars, including 70 planet-hosting stars. Most of these stars were monitored for several years with ESO’s High Accuracy

Radial Velocity Planet Searcher. This spectrograph, better known as HARPS, is attached to ESO's 3.6-metre telescope and is the world’s foremost exoplanet hunter. “This is the best possible sample available to date to understand what makes planet-bearing stars unique,” says co-author Michel Mayor. The astronomers looked in particular at Sun-like stars, almost a quarter of the whole sample. They found that the majority of stars hosting planets possess less than 1% of the amount of lithium shown by most of the other stars. “Like our Sun, these stars have been very efficient at destroying the lithium they inherited at birth,” says team member Nuno Santos. “Using our unique, large sample, we can also prove that the reason for this lithium reduction is not related to any other property of the star, such as its age.” Unlike most other elements lighter than iron, the light nuclei of lithium, beryllium and boron are not produced in significant amounts in stars. Instead, it is thought that lithium, composed of just three protons and four neutrons, was mainly produced just after the Big Bang, 13.7 billion years ago. Most stars will thus have the same amount of lithium, unless this element has been destroyed inside the star. This result also provides the astronomers with a new, cost-effective


way to search for planetary systems: by checking the amount of lithium present in a star astronomers can decide which stars are worthy of further significant observing efforts. Now that a link between the presence of planets and curiously low levels of lithium has been established, the physical mechanism behind it has to be investigated. “There are several ways in which a planet can disturb the internal motions of matter in its host star, thereby rearrange the distribution of the various chemical elements and possibly cause the destruction of lithium. It is now up to the theoreticians to figure out which one is the most likely to happen,� concludes Mayor.

54 z 86


Radioteleskopy świata łączcie się

W ramach projektu, którego celem będzie stworzenie nowego, precyzyjnego układu odniesienia słuŜącego do dokonywania pomiarów pozycji obiektów na sferze niebieskiej, astronomowie zamierzają połączyć siły największej liczby radioteleskopów na całym globie w jeden gigantyczny instrument. NaleŜący do Narodowej Fundacji Nauki USA (NSF - National Science Foundation') szereg teleskopowy VLBA (Very Long Baseline Array) będzie jednym z kluczowych elementów projektu. Precision Przez 24 godziny, od środy 18 listopada do czwartku 35 radioteleskopów na siedmiu kontynentach będzie obserwować 243 kwazary. Kwazary - galaktyki, w których jądrach znajdują się aktywne czarne dziury emitujące ogromne ilości m.in. fal radiowych są obiektami tak odległymi, iŜ pomimo Ŝe poruszają się one we Wszechświecie, z naszego punktu widzenia są obiektami stacjonarnymi. To czyni z nich idealne punkty referencyjne pozwalające trwale zakotwiczyć układ współrzędnych podobny do tego, wykorzystywanego na Ziemi do określania szerokości i długości geograficznej. Dane zbierane przez radioteleskopy zostaną połączone tak, by system działał wspólnie jako interferometr o bardzo długiej bazie (technika VLBI - Very Long Baseline Interferometry) co umoŜliwi wykonanie pomiarów połoŜenia z niezwykłą precyzją. Do tej pory nigdy nie wykorzystywano tak wielu radioteleskopów w tak znacznych odległościach by dokonać pomiaru tak wielu obiektów (wcześniejszy rekord obserwacji wykorzystał 23 teleskopy). Źródła: NRAO: Record-Breaking Radio Astronomy Project to Measure Sky with Extreme Precision Zdjęcie: NRAO/AUI Original press release follows: Record-Breaking Radio Astronomy Project to Measure Sky with Extreme

55 z 86

Astronomers will tie together the largest collection of the world's radio telescopes ever assembled to work as a single observing tool in a project aimed at improving the precision of the reference frame scientists use to measure positions in the sky. The National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) will be a key part of the project. For 24 hours, starting Wednesday, November 18, and ending Thursday, November 19, 35 radio telescopes located on seven continents will observe 243 distant quasars. The quasars, galaxies with supermassive black holes at their cores, are profuse emitters of radio waves, and also are so distant that, despite their actual motions in space, they appear stationary as seen from Earth. This lack of apparent motion makes them ideal celestial landmarks for anchoring a grid system, similar to earthly latitude and longitude, used to mark the positions of celestial objects. Data from all the radio telescopes will be combined to make them work together as a system capable of measuring celestial positions with extremely high precision. The technique used, called very long baseline interferometry (VLBI), has been used for decades for both astronomical and geodetic research. However, no previous positionmeasuring observation has used as many radio telescopes


or observed as many objects in a single session. The previous record was a 23-telescope observation. At a meeting in Brazil last August, the International Astronomical Union adopted a new reference frame for celestial positions that will be used starting on January 1. This new reference frame uses a set of 295 quasars to define positions, much like surveyor's benchmarks in a surburban subdivision. Because even with 35 radio telescopes around the world, there are some gaps in sky coverage, the upcoming observation will observe 243 of the 295. By observing so many quasars in a single observing session, problems of linking positions from one observing session to another can be avoided, the astronomers say. The result will be a much stronger, more precise, reference grid. Telescopes in Asia, Australia, Europe, North America, South America, Antarctica, and in the Pacific will participate. Improving the celestial positional grid will allow astronomers better to pinpoint the locations and measure the motions of objects in the sky. As astronomers increasingly study objects using multiple telescopes observing at different wavelengths, such as visible light, radio, infrared, etc., the improved positional grid will allow more accurate overlaying of the different images. The improved celestial reference frame also

56 z 86

strengthens a terrestrial reference frame used for radio-telescope measurements that contribute to geophysical research. The precise geodetic measurements help geophysicists understand phenomena such as plate tectonics, earth tides, and processes that affect our planet's orientation in space. The VLBA is a continent-wide radio telescope system with 10, 240-ton dish antennas ranging from Hawaii to the Virgin Islands. Operated from the National Radio Astronomy Observatory's Pete V. Domenici Science Operations Center in Socorro, New Mexico, the VLBA offers the greatest resolving power, or ability to see fine detail, of any telescope in astronomy. The multi-telescope observation will be accompanied by publicoutreach activities in celebration of the International Year of Astronomy. A public web page devoted to the observation will be hosted at Bordeaux Observatory, and some of the participating telescopes will have webcams available.


Film ukazuje narodziny masywnej gwiazdy

Gwiazdozbiór Oriona a w szczególności Wielka Mgławica Oriona to obszarem, w którym w duŜych ilościach powstają nowe gwiazdy. Źródłem energii rozświecającej gaz w Mgławicy M42 jest grupa młodych masywnych gwiazd, jednak za nimi znajduje się gromada jeszcze młodszych gwiazd oraz gęste węzły gazu wciąŜ zagęszczające się pod wpływem własnej grawitacji. W przyszłości zagęszczenia te rozpalą się tworząc kolejne pokolenia gwiazd. Ta młoda gromada nie moŜe być obserwowana za pomocą tradycyjnych teleskopów poniewaŜ przesłania je gaz i pył, jednak nowy film uzyskany za pomocą radioteleskopu o rozdzielczości tysiące razy wyŜszej niŜ dotychczasowe obserwacje ukazuje procesy przekształcania gazu w gwiazdy. Film pokazuje, Ŝe masywne gwiazdy powstają w ten sam sposób co ich lŜejsze rodzeństwo - gdzie dysk akrecyjny i pola magnetyczne odgrywają najwaŜniejszą rolę.

Wiemy jak masywne gwiazdy umierają, ale nie jak przychodzą na świat Lincoln Greenhill

Mechanizmy prowadzące do powstania masywnych gwiazd pozostają zagadką między innymi dlatego, Ŝe gwiazdy takie są stosunkowo rzadkie a swą młodość spędzają osłonięte przez gaz i pył. "Wiemy jak gwiazdy takie umierają, ale nie jak przychodzą na świat "- mówi Lincoln Greenhill, kierujący badaniami zespołu naukowców z Centrum Astrofizyki (CfA) Harvard-Smithsonian oraz Narodowego Radioobserwatorium (NRAO - National Radio Astronomy Observatory). W przeciwieństwie do teleskopu kosmicznego Hubble i innych teleskopów obserwujących w paśmie widzialnym radioteleskopy są w stanie zajrzeć za pyłową zasłonę otaczającą gwiazdy. Za pomocą szeregu radioteleskopowego NSF VLBA (Very Long Baseline Array) naukowcy zbadali masywną protogwiazdę określaną mianem Źródła I (Source I) w paśmie radiowym. VLBA pozwala uzyskać zdjęcia o większej ostrości niŜ słynne zdjęcia protoplanetarnych dysków (proplydów) w Orionie wykonane przez teleskop kosmiczny Hubble. Przez dwa lata zespół obserwował Źródło I w odstępach miesiąca a następnie zmontował osobne zdjęcia w film. VLBA

57 z 86

wykrył tysiące maserów - podobnych do laserów naturalnie występujących obłoków tlenku krzemu często związanych z powstawaniem gwiazd. Odległość niektórych maserów od protogwiazdy odpowiadała średnicy orbity Jowisza. Wiele istniała na tyle długo, Ŝe moŜliwe było śledzenie ich ruchu na niebie jak równieŜ analiza ich ruchu wzdłuŜ osi obserwacji co pozwoliło oddtworzyć ich ruch w przestrzni 3D. "Źródło I jest najbogatszym ze znanych źródłem maserów w Galaktyce "- mówi Lynn Matthews, główny autor publikacji prezentującej wyniki badań. -" Bez maserów nie moglibyśmy śledzić ruchów gazu z taką dokładnością tak blisko masywnej gwiazdy." "W astronomii rzadko ma się moŜliwość obserwować zmiany zachodzące w skali ludzkiego Ŝycia. Dzięki temu filmowi moŜemy dostrzec zmiany zachodzące w ciągu kilku miesięcy, gdy zagęszczenia gazu wirują wokół tej młodej protgwiazdy "- dodaje Ciriaco Goddi, współautor publikacji z CfA. Uzyskany film dostarcza dowodów na istnienie wirującego dysku akrecyjnego, w którym gaz wiruje coraz bliŜej gwiazdy w centrum. Pokazuje równieŜ materię wypływającą prostopadle do dysku tworzący dwie ogromne litery V - w rzeczywistości krawędzie stoŜkowo ukształtowanych strumieni gazu. Takie wypływy pomagają w powstaniu gwiazdy poniewaŜ unoszą z układu moment obrotowy. Co zastanawiające strumienie te zdają się


zakrzywiać wraz z oddalaniem od dysku. "Zakrzywiona ścieŜka tych maserów dostarcza dowodów na to, Ŝe pole magnetyczne wpływa na ruch gazu w pobliŜu protogwiazdy "- wskazuje Claire Chandler z NRAO, współkierująca badaniami. "UwaŜa się, Ŝe pola magnetyczne są słabe i nie mają istotnego wpływu na procesy narodzin masywnych gwiazd "- mówi Matthews. -" Jednak masery poruszałyby się po liniach prostych, chyba Ŝe oddziałuje na nie jakaś siła - prawdopodobnie pole magnetyczne."

young massive stars, but behind it is a cluster of younger stars and clumps of gas. Still gathering together under gravity's pull, these gas clumps will eventually ignite into stars. The youthful cluster cannot be seen with traditional telescopes because of the surrounding gas and dust, but a new high-resolution time-lapse movie reveals the process of massive star formation with radio images a thousand times sharper and more detailed than any previously obtained. The movie shows that massive stars form like their smaller siblings, with disk accretion and magnetic fields playing crucial roles.

Źródła: L. D. Matthews, L. J. Greenhill, C. Goddi, C. J. Chandler, E. M. L. Humphreys, M. Kunz, "A Feature Movie of SiO Emission 20-100 AU from the Massive Young Stellar Object Orion Source I", Astrophysical Journal Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics: Close-Up Movie Shows Hidden Details in the Birth of Super-Suns Ilustracja: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF Original press release follows: Close-Up Movie Shows Hidden Details in the Birth of Super-Suns The constellation of Orion is a hotbed of massive star formation, most prominently in the Great Nebula that sits in Orion's sword. The glowing gas of the Nebula is powered by a group of

58 z 86

The way that massive stars form remains mysterious, in part, because massive stars are rare and tend to spend their youth enshrouded by dust and gas hiding them from view. "We know how these stars die, but not how they are born," said Lincoln Greenhill, a principal investigator of the study and part of a team comprising scientists from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) and the National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Unlike Hubble and other visible-light telescopes, radio telescopes can penetrate dusty veils around stars. The research astronomers studied a massive young protostar called Source I (pronounced "eye") at radio wavelengths, using the National Science Foundation's Very Long Baseline

Array (VLBA) as a powerful "zoom lens." The VLBA yielded even sharper images than the famous Hubble photos of "proplyds," or protoplanetary disks in Orion. The team observed Source I at monthly intervals over two years and then assembled the individual images into a time-lapse movie. The VLBA detected thousands of silicon monoxide gas clouds called masers naturally occurring laser-like beacons often associated with star formation. Some masers were as close to the protostar as Jupiter is to our Sun, which is also a record. Many of the masers existed long enough for their motions to be tracked across the sky and along our line of sight, yielding their 3-d motions through space. "Source I is the richest source of masers in the Galaxy, that we know of," said Lynn Matthews, lead author of the new work, who is now a researcher at the MIT Haystack Observatory. "Without the masers, we couldn't track the gas motions in such detail so close to this massive star, and would be relatively blind to its formation." "In astronomy, it's rare to see changes over the course of a human lifetime. With this new movie, we can see changes over just a few months as gas clumps swarm around this young protostar," added Smithsonian astronomer and co-author Ciriaco Goddi. The resulting movie reveals signs of a rotating accretion


disk, where gas is swirling closer and closer to the protostar at the center. It also shows material flowing outward perpendicular to the disk in two large V's - actually the edges of cone-shaped streams of gas. Such outflows foster star formation by carrying angular momentum away from the system. Intriguingly, the outflow streams appear to curve as they leave the disk. "The bending path of these masers provides key evidence that magnetic fields may be influencing gas motions very close to the protostar," pointed out Claire Chandler of NRAO, a co-principal investigator of the study. Magnetic field lines are familiar from their effect on iron filings sprinkled around a bar magnet, outlining loops extending from one pole of the magnet to the other. In the case of Source I and other massive protostars, magnetic field lines may extend outward into space, wrapping in a helix that is shaped much like Twizzlers candy. Outflowing gas streams along those field lines. "Magnetic fields are supposed to be weak and unimportant to the birth process for massive stars," said Matthews. "But masers would not travel along gentle arcs unless they experience some sort of force - probably a magnetic force." The data don't show whether the magnetic field arises in the star or in the accretion disk. Future observations by the

59 z 86

Expanded Very Large Array (E-VLA) and the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) may be able to distinguish between competing hypotheses. The team plans to look for other fingerprints of magnetic fields around Source I. "Our two-year movie is just the beginning," said Smithsonian astronomer and co-principal investigator Elizabeth Humphreys. The paper describing these findings will appear in the Astrophysical Journal early next year, in January 2010, and it is available online at http://arxiv.org/abs/0911.2473. This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grant No. 0507478. Headquartered in Cambridge, Mass., the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) is a joint collaboration between the Smithsonian Astrophysical Observatory and the Harvard College Observatory. CfA scientists, organized into six research divisions, study the origin, evolution and ultimate fate of the universe.


Tykająca kosmiczna bomba

Dzięki moŜliwości uzyskiwania niezwykle ostrych obrazów teleskop ESO VLT () pozwolił na wykonanie pierwszego filmu poklatkowego niezwykłej otoczki wyrzuconej przez "gwiazdę wampira", która w listopadzie 2000 roku rozbłysła zapalając materię skradzioną sąsiadującej gwieździe. Pomiary te pozwoliły astronomom określić odległość oraz jasność absolutną obiektu. Wygląda teŜ na to, Ŝe ten układ podwójny jest najlepszym kandydatem na długo poszukiwany obiekt mogący w przyszłości eksplodować jako supernowa typu Ia - rodzaj wybuchającej gwiazdy niezwykle istotny w badaniach ciemnej energii.

Jednym z najwaŜniejszych problemów nowoczesnej fizyki jest fakt, iŜ nadal nie wiemy dokładnie jakie systemy gwiezdne eksplodują jako supernowe typu Ia. A poniewaŜ to właśnie te supernowe odgrywają kluczową rolę w wykazywaniu, iŜ tempie rozszerzania się Wszechświata narasta w wyniku oddziaływania tajemniczej ciemnej materii, to ta niewiedza jest Ŝenująca. Patrick Woudt

"Jednym z najwaŜniejszych problemów nowoczesnej fizyki jest fakt, iŜ nadal nie wiemy dokładnie jakie systemy gwiezdne eksplodują jako supernowe typu Ia "wyjaśnia Patrick Woudt z Uniwersytetu w Cape Town, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Astrophysical Journal, w którym przedstawiono wyniki badań. -"A poniewaŜ to właśnie te supernowe odgrywają kluczową rolę w wykazywaniu, iŜ tempie rozszerzania się Wszechświata narasta w wyniku oddziaływania tajemniczej ciemnej materii, to ta niewiedza jest Ŝenująca." Astronomowie szczegółowo badali obiekt oznaczony symbolem katalogowym V445 w konstelacji Rufy. V445 Pup jest pierwszą i jedyną nową, w której widmie nie pojawił się wodór. Dostarcza pierwszych dowodów ekslpozji na powierzchni białego karła zdominowanego przez hel. "To krytycznie

waŜna informacja, poniewaŜ wiemy, iŜ w widmach supernowych typu Ia teŜ nie ma wodoru "- mówi Danny Steeghs z Uniwersytetu Warwick, współautor publikacji. -" Towarzysząca jej gwiazda dobrze tutaj pasuje - poniewaŜ takŜe nie ma na niej wodoru, a zamiast tego dostarcza białemu karłowi głównie hel." W listopadzie 2000 roku system przeszedł eksplozję nowej - stając się 250 razy jaśniejszy i wyrzucając w przestrzeń znaczne ilości materii. Zespół astronomów wykorzystał system optyki adaptywnej NACO teleskopu VLT by uzyskać bardzo wysokiej jakości zdjęcia V445 w okresie dwóch lat. Na zdjęciach widać dwubiegunowy obłok, początkowo o bardzo wąskiej talii. Oba wyrzuty kończą się półkulistymi czaszami, w których partiach szczytowych widoczne są zagęszczenia gazu. Gaz ten porusza się z prędkością około 30 milionów kilometrów / godzinę. Sama powłoka rozszerza się z prędkością około 24 milionów kilometrów / godzinę. Gęsty dysk pyłu, który zapewne powstał w wyniku wcześniejszych eksplozji, przesłania gwiazdy centralne. "Niewiarygodna rozdzielczość, dzięki której obserwujemy tę eksplozję - około 1/100 000 sekundy łuku, czyli odpowiednik średnicy monety euro widzianej z 40 kilometrów - jest moŜliwa do uzyskania dzięki technologi optyki adaptywnej dostępnej jedynie w duŜych teleskopach na Ziemi, takich jak ESO VLT "- mówi Steeghs. Supernowa

60 z 86


to jeden z moŜliwych epilogów Ŝycia gwiazd - ogromna eksplozja, w której gwiazda zapada się, jednocześnie odrzucając zewnętrzne warstwy i rozbłyskując blaskiem dorównującym jasności całej galaktyki. Jeden z typów supernowych - Ia - jest szczególnie interesujący z punktu widzenia kosmologii bowiem moŜe być wykorzystywany do pomiarów odległości na ogromnych odległościach, a co za tym idzie pozwala wyznaczyć szybkość przyspieszania ekspansji Wszechświata. Jedną z charakterystycznych cech supernowych typu Ia jest brak w ich widmie wodoru, który jest przecieŜ najpowszechniej występującym we Wszechświecie pierwiastkiem. Dlatego sądzi się, Ŝe tego typu supernowe powstają w systemach złoŜonych z dwóch gwiazd, z których jedną jest biały karzeł - końcowe stadium ewolucji gwiazd podobnych do Słońca. Kiedy gwiazda taka - na podobieństwo kosmicznego wampira - zasysa materię z towarzyszącej jej gwiazdy jej masa rośnie do momentu - zwanego limitem Chandrasekhara - kiedy staje się niestabilna i eksploduje. Przybierania na wadze nie jest prostym procesem. Podczas gdy biały karzeł kanibalizuje ofiarę, materia gromadzi się na jej powierzchni. JeŜeli warstwa ta stane się zbyt gęsta następuje termojądrowy zapłon na powierzchni białego karła obserwowany jako nwa. Te kontrolowane eksplozje wyrzucają część materii w przestrzeń.

61 z 86

Krytycznym problemem jest odkrycie czy biały karzeł jest w stanie zapanować nad tempem przyrostu masy - czy w trakcie eksplozji jako nowa część materii pozostaje, i czy ostatecznie moŜe stać się na tyle masywny by eksplodować jako supernowa. Analizując dane zebrane przez instrument NACO teleskopu VLT, instrument SOFI teleskopi ESO NTT, spektrograf IMACS 6,5-metrowego teleskopu Magellan Baade oraz instrument podczerwony ISF wraz z kamerą SIRIUS w Południowoafrykańskim Obserwatorium Astronomicznym astronomowie ustalili odległość do systemu oraz jego absolutną jasność. V445 Puppis leŜy w odległości 25 000 lat świetlnych i jest 10 000 razy jaśniejsza od Słońca. To wskazuje, Ŝe biały karzeł w tym układzie jest bliski krytycznej masy a jednocześnie nadal gwałtownie poŜywia się materią sąsiedniej gwiazdy. "To czy V445 ostatecznie eksploduje jako supernowa, czy teŜ być moŜe obecna eksplozja nowej zapobiegła wybuchowi poprzez wyrzucenie zbyt duŜej ilości materii w przestrzeń wciąŜ nie jest jasne "- mówi Woudt. -" Ale mamy tutaj dobrego kandydata na przyszły wybuch supernowej typu Ia." Źródła: P. A. Woudt et al., “The expanding bipolar shell of the helium nova V445 Puppis”, Astrophysical Journal, vol. 706, p. 738

target="_blank">ESO: Ticking Stellar Time Bomb Identified Zdjęcie: ESO/P.A. Woudt Original press release follows: Ticking Stellar Time Bomb Identified Using ESO’s Very Large Telescope and its ability to obtain images as sharp as if taken from space, astronomers have made the first time-lapse movie of a rather unusual shell ejected by a “vampire star”, which in November 2000 underwent an outburst after gulping down part of its companion’s matter. This enabled astronomers to determine the distance and intrinsic brightness of the outbursting object. It appears that this double star system is a prime candidate to be one of the long-sought progenitors of the exploding stars known as Type Ia supernovae, critical for studies of dark energy. “One of the major problems in modern astrophysics is the fact that we still do not know exactly what kinds of stellar system explode as a Type Ia supernova,” says Patrick Woudt, from the University of Cape Town and lead author of the paper reporting the results. “As these supernovae play a crucial role in showing that the Universe’s expansion is currently accelerating, pushed by a mysterious dark energy, it is rather embarrassing.” The astronomers studied the object known


as V445 in the constellation of Puppis (“the Stern”) in great detail. V445 Puppis is the first, and so far only, nova showing no evidence at all for hydrogen. It provides the first evidence for an outburst on the surface of a white dwarf [1] dominated by helium. “This is critical, as we know that Type Ia supernovae lack hydrogen,” says co-author Danny Steeghs, from the University of Warwick, UK, “and the companion star in V445 Pup fits this nicely by also lacking hydrogen, instead dumping mainly helium gas onto the white dwarf.” In November 2000, this system underwent a nova outburst, becoming 250 times brighter than before and ejecting a large quantity of matter into space. The team of astronomers used the NACO adaptive optics instrument [2] on ESO’s Very Large Telescope (VLT) to obtain very sharp images of V445 Puppis over a time span of two years. The images show a bipolar shell, initially with a very narrow waist, with lobes on each side. Two knots are also seen at both the extreme ends of the shell, which appear to move at about 30 million kilometres per hour. The shell — unlike any previously observed for a nova — is itself moving at about 24 million kilometres per hour. A thick disc of dust, which must have been produced during the last outburst, obscures

62 z 86

the two central stars. “The incredible detail that we can see on such small scales — about hundred milliarcseconds, which is the apparent size of a one euro coin seen from about forty kilometres — is only possible thanks to the adaptive optics technology available on large ground-based telescopes such as ESO’s VLT,” says Steeghs. A supernova is one way that a star can end its life, exploding in a display of grandiose fireworks. One family of supernovae, called Type Ia supernovae, are of particular interest in cosmology as they can be used as “standard candles” to measure distances in the Universe [3] and so can be used to calibrate the accelerating expansion that is driven by dark energy. One defining characteristic of Type Ia supernovae is the lack of hydrogen in their spectrum. Yet hydrogen is the most common chemical element in the Universe. Such supernovae most likely arise in systems composed of two stars, one of them being the end product of the life of sun-like stars, or white dwarfs. When such white dwarfs, acting as stellar vampires that suck matter from their companion, become heavier than a given limit, they become unstable and explode [4]. The build-up is not a simple process. As the white dwarf cannibalises its prey, matter accumulates on its surface.

If this layer becomes too dense, it becomes unstable and erupts as a nova. These controlled, mini-explosions eject part of the accumulated matter back into space. The crucial question is thus to know whether the white dwarf can manage to gain weight despite the outburst, that is, if some of the matter taken from the companion stays on the white dwarf, so that it will eventually become heavy enough to explode as a supernova. Combining the NACO images with data obtained with several other telescopes [5] the astronomers could determine the distance of the system — about 25 000 light-years from the Sun — and its intrinsic brightness — over 10 000 times brighter than the Sun. This implies that the vampire white dwarf in this system has a high mass that is near its fatal limit and is still simultaneously being fed by its companion at a high rate. “Whether V445 Puppis will eventually explode as a supernova, or if the current nova outburst has pre-empted that pathway by ejecting too much matter back into space is still unclear,” says Woudt. “But we have here a pretty good suspect for a future Type Ia supernova!”


Tłusta galaktyka

Podobnie jak wiele osób nagle z zaskoczeniem odkrywa, Ŝe z niewiadomych powodów gdzieś w połowie wysokości zaczyna przybierać na wadze równieŜ galaktyki mają podobny problem, a powstanie i ewolucja ich centralnych zgrubień stanowi niewyjaśnioną zagadkę dla astronomów. Opublikowane właśnie zdjęcie galaktyki NGC 4710 wykonane w ramach przeglądu galaktyk przez teleskop kosmiczny NASA/ESA Hubble (HST) stanowi część projektu wykonanego w celu lepszego zrozumienia procesów powstania zgrubień, które stanowią znaczącą część galaktyk spiralnych. Namierzając zgrubienia w galaktykach spiralnych astronomowie celowo wybierają galaktyki widziane z boku, poniewaŜ w takiej pozycji zgrubienia łatwiej odróŜnić od dysku. Niezwykle szczegółowy widok galaktyki NGC 4710 wykonany przez zaawansowaną kamerę ACS na pokładzie teleskopu Hubble wyraźnie ukazuje zgrubienie galaktyczne wokół barwnego jądra. Świetlista, wydłuŜona biała płaszczyzna biegnąca przez zgrubienie to galaktyczny dysk. Dysk i zgrubienie otaczają niezwykle wyglądające pasy pyłu. Przyglądając się dokładnie jądru galaktyki moŜna zauwaŜyć delikatną, podobną do litery X, strukturę. Astronomowie określają ją jako skrzynkowe lub podobne do orzecha ziemnego zgrubienie. Powstaje ona w wyniku prostopadłych do płaszczyzny galaktyki ruchów gwiazd w zgrubieniu galaktyki i jest widoczna wyłącznie gdy galaktyka jest obserwowana z krawędzi. Taka niezwykła budowa zgrubienia jest często obserwowana w niewielkich galaktykach o luźnej strukturze ramion spiralnych i znacznie rzadziej w galaktykach, w których tak jak w NGC 4710 ramiona są ciasno zwinięte wokół wyraźnego zgrubienia. NGC 4710 naleŜy do ogromnej gromady galaktyk Panny - Virgo Cluster

63 z 86

i leŜy w obrębie konstelacji Warkocz Bereniki. Nie naleŜy do najjaśniejszych galakty tej gromady, jednak moŜna ją dostrzec przez średnich rozmiarów teleskopy amatorskie. Została odkryta w latach 80. osiemnastego wieku przez Williama Herschela, który opisał ją po prostu jako słabą mgławicę. LeŜy w odległości około 60 milionów lat świetlnych od Ziemi i naleŜy do klasy galaktyk soczewkowych - S0 - rodziny, w której łączą się cechy galaktyk spiralnych i eliptycznych. Astronomowie poszukują w tych systemach gromad kulistych, poniewaŜ uwaŜa się, Ŝe ich liczba jest powiązana z procesami powstawania zgrubień. UwaŜa się, Ŝe zgrubienia mogły powstać w wyniku działania dwóch róŜnych mechanizmów albo powstały gwałtownie w młodym Wszechświecie, zanim pojawiły się spiralne ramiona galaktyk; albo powstają w wyniku akumulacji materii z dysku galaktycznego w wyniku powolnej i długotrwałej ewolucji. W przypadku NGC 4710 naukowcy zauwaŜyli bardzo małą liczbę gromad kulistych powiązanych ze zgrubieniem co wskazywałoby, Ŝe w jej przypadku zgrubienie powstało w wyniku stosunkowo wolno zachodzących procesów. Źródła: NASA/ESA Hubble Space Telescope: Baffling boxy bulge Zdjęcie: NASA & ESA PołoŜenie: NGC 4710 RA 12h 50m 6s,


dek +15° 6' 47'', +11 mag, rozmiar kątowy na niebie 5' 6'', mapka: Stellarium

This curiously shaped puff is often observed in spiral galaxies with small bulges and open arms, but is less common in spirals with arms tightly wrapped around a more prominent bulge, such as NGC 4710.

Original press release follows: Baffling boxy bulge

NGC 4710 is a member of the giant Virgo Cluster of galaxies and lies in the northern constellation of Coma Berenices (the Hair of Queen Berenice). It is not one of the brightest members of the cluster, but can easily be seen as a dim elongated smudge on a dark night with a medium-sized amateur telescope. In the 1780s, William Herschel discovered the galaxy and noted it simply as a "faint nebula". It lies about 60 million light-years from the Earth and is an example of a lenticular or S0-type galaxy – a type that seems to have some characteristics of both spiral and elliptical galaxies.

Just as many people are surprised to find themselves packing on unexplained weight around the middle, astronomers find the evolution of bulges in the centres of spiral galaxies puzzling. A recent NASA/ESA Hubble Space Telescope image of NGC 4710 is part of a survey that astronomers have conducted to learn more about the formation of bulges, which are a substantial component of most spiral galaxies. When targeting spiral galaxy bulges, astronomers often seek edge-on galaxies, as their bulges are more easily distinguishable from the disc. This exceptionally detailed edge-on view of NGC 4710 taken by the Advanced Camera for Surveys (ACS) aboard Hubble reveals the galaxy's bulge in the brightly coloured centre. The luminous, elongated white plane that runs through the bulge is the galaxy disc. The disc and bulge are surrounded by eerie-looking dust lanes. When staring directly at the centre of the galaxy, one can detect a faint, ethereal "X"-shaped structure. Such a feature, which astronomers call a "boxy" or "peanut-shaped" bulge, is due to the vertical motions of the stars in the galaxy's bar and is only evident when the galaxy is seen edge-on.

64 z 86

Astronomers are scrutinising these systems to determine how many globular clusters they host. Globular clusters are thought to represent an indication of the processes that can build bulges. Two quite different processes are believed to be at play regarding the formation of bulges in spiral galaxies: either they formed rather rapidly in the early Universe, before the spiral disc and arms formed; or they built up from material accumulating from the disc during a slow and long evolution. In this case of NGC 4710, researchers have spotted very few globular clusters associated with the bulge, indicating that its assembly mainly involved relatively slow processes.


Wielkie teleskopy wykonują zdjęcie mgławicy Krab

W 1054 roku na niebie pojawiła się nowa gwiazda - w ten sposób, w eksplozji supernowej umierała gwiazda. Teraz, prawie tysiąc lat później bardzo gęsty obiekt - gwiazda neutronowa - pozostały po eksplozji, nadal wyrzuca ogromne ilości wysoce energetycznych cząstek w rozszerzający się obłok szczątków znany jako mgławica Krab - obiekt numer 1 w katalogu Charlesa Messiera. Dane rentgenowskiego zebrane przez orbitalny teleskop rentgenowski Chandra dostarczają istotnych wskazówek na temat mechanizmów działania tego potęŜnego kosmicznego generatora wytwarzającego energię 100 000 Słońc. Przedstawiony obraz wykorzystuje dane z trzech "Wielkich obserwatoriów NASA". Dane Chandry ukazano w kolorze niebieskim. Optyczne dane zebrane przez teleskop kosmiczny Hubble ukazano jako barw czerwoną i Ŝółtą, podczas gdy obserwacje w paśmie podczerwonym wykonane przez teleskop Spitzer mają barwę purpurową. Obraz w paśmie rentgenowskim jest znacznie mniejszy bowiem elektrony o wysokich energiach wypromieniowują energię znacznie szybciej, niŜ te o niŜszych widoczne w pasmach widzialnym i podczerwonym. Źródła: Chandra X-Ray Observatory: The Crab Nebula: A Cosmic Icon Zdjęcie: X-ray: NASA/CXC /SAO/F.Seward; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz PołoŜenie: M1, RA 05h 34m 32s | Dec +22° 0.0' 52.00", mapka: Stellarium Original press release follows: The Crab Nebula: A Cosmic Icon A star's spectacular death in the constellation Taurus was observed on Earth as the supernova of 1054 A.D. Now, almost a thousand years later,

65 z 86

a super dense object -- called a neutron star -- left behind by the explosion is seen spewing out a blizzard of high-energy particles into the expanding debris field known as the Crab Nebula. X-ray data from Chandra provide significant clues to the workings of this mighty cosmic "generator," which is producing energy at the rate of 100,000 suns. This composite image uses data from three of NASA's Great Observatories. The Chandra X-ray image is shown in blue, the Hubble Space Telescope optical image is in red and yellow, and the Spitzer Space Telescope's infrared image is in purple. The X-ray image is smaller than the others because extremely energetic electrons emitting X-rays radiate away their energy more quickly than the lower-energy electrons emitting optical and infrared light. Along with many other telescopes, Chandra has repeatedly observed the Crab Nebula over the course of the mission's lifetime. The Crab Nebula is one of the most studied objects in the sky, truly making it a cosmic icon.


Uczta galaktyk

Nowa technika wykorzystująca wykonane przez 3,58 metrowy teleskop NTT (teleskop nowych technologii - New Technology Telescope) w bliskiej podczerwieni zdjęcia umoŜliwia astronomom zajrzenie przez zasłonę pyłowych pasm do wnętrza ogromnej galaktyki Centaur A ukazując z niezwykłą dokładnością zniekształconą małą spiralną galaktykę - jej ostatni posiłek. Niezwykłe zdjęcie pokazuje jednocześnie tysiące gromad gwiezdnych rozsianych na podobieństwo błyszczących klejnotów we wnętrzu Centaura A (NGC 5128). Galaktyka ta jest najbliŜszą ogromną galaktyką eliptyczną leŜącą w odległości około 11 milionów lat świetlnych. Obiekt ten, będący jednym z najczęściej badanych obiektów południowego nieba, został w 1874 roku zauwaŜony przez Johna Herschela. Herschel nie mógł wiedzieć, Ŝe swój niezwykły wygląd galaktyka ta zawdzięcza pasom pyłu, które przesłaniają jej centralny obszar, a które są zapewne świadectwem połączenia się gigantycznej galaktyki eliptycznej z mniejszą, pełną pyłu, galaktyką spiralną. Około 200 do 700 milionów lat temu Centaur A poŜarł mniejszą, bogatą w gaz i pył galaktykę spiralną, a jej pozostałości widoczne są na nowych zdjęciach w okolicy jądra Centaura A i są odpowiedzialne za inicjowanie zapłonu nowej generacji gwiazd. Pierwsze zdjęcia tych pozostałości zostały wykonane przez teleskop podczerwony ESA ISO (Infrared Space Observatory ), który odkrył szeroką na 16,5 tyś. lat świetlnych strukturę przypominającą małą galaktykę spiralną z poprzeczką. Później teleskop podczerwony NASA Spitzer rozdzielił tę strukturę, ukazując paralelogram - poskręcanych i zdeformowanych pozostałości bogatej w gaz galaktyki spiralnej opadającej do wnętrza galaktyki spiralnej. Łączenie się galaktyk uwaŜa się za najpowszechniejszy mechanizm prowadzący do powstania olbrzymich galaktyk eliptycznych. Wiedza na temat tego jak ogromne obłoki molekularne powstają i ewoluują pozwli nam zrozumieć jak w galaktykach powstają gwiazdy. Joao Alves

Nowe zdjęcia wykonane przez spektrometr SOFI (Son

66 z 86

of ISAAC - uproszczona wersja spektrografu ISAAC wykorzystywanego w teleskopie VLT) zamontowany na 3,58 metrowym teleskopie NTT w obserwatorium La Silla pozwoliły astronomom dostrzec dokładniej odkrytą wcześniej strukturę całkowicie nieprzesłoniętą przez pył. Oryginalne zdjęcia uzyskane w paśmie podczerwonym przez trzy róŜne filtry (J, H, K) zostały połączone z zastosowaniem nowej techniki, która pozwala usunąć efekty pyłu dostarczając niczym nie przesłoniętych obrazów centrum tej galaktyki. To co astronomie ujrzeli było zaskakujące. "Istnieje tam wyraźny pierścień gwiazd i gromad gwiazd skryty za pasami pyłowymi a uzyskane właśnie zdjęcia pokazują go z niespotykaną dokładnością "- mówi Jouni Kainulainen, autor publikacji prezentującej wyniki na łamach Astronomy and Astrophysics. -" Dalsza analiza tej struktury dostarczy waŜnych wskazówek na temat przebiegu procesu połączenia się galaktyk, oraz jaka była rola tego procesu w inicjacji zapłonu nowych gwiazd." Zespół badawczy jest zachwycony moŜliwościami jakich dostarcza nowa technika obserwacji: "To pierwsze kroki na drodze stworzenia nowej techniki, która ma potencjał badania ogromnych obłoków molekularnych w innych galaktykach z wysoką rozdzielczością i przy stosunkowo niskich kosztach "- wyjaśnia współautor publikacji Joao Alves. -" Wiedza na temat


tego jak takie obłoki molekularne powstają i ewoluują pozwoli nam zrozumieć jak w galaktykach powstają gwiazdy." Wcześniejsze obserwacje wykonane za pomocą spektrografu ISAAC zainstalowanego na teleskopie VLT pozwoliły wykryć supermasywną czarną dziurę skrytą w jądrze Centaura A. Jej masa jest około 200 milionów razy większa od masy Słońca (50 razy cięŜsza od czarnej dziury w jądrze Drogi Mlecznej). W odróŜnieniu od czarnej dziury w jądrze naszej Galaktyki ta w Centaurze A odŜywia się cały czas materią, która na nią opada czyniąc z tej galaktyki obiekt bardzo aktywny - między innymi jedno z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego. DŜety cząstek o bardzo duŜych energiach emitowane z jej jądra są obserwowane w paśmie zarówno rentgenowskim, jak i radiowym. Źródła: J.T. Kainulainen et al.,“Uncovering the kiloparsec-scale stellar ring of NGC5128”, Astronomy and Astrophysics (vol. 502) ESO: Watching a Cannibal Galaxy Dine Zdjęcie: ESO/Y. Beletsky PołoŜenie: NGC 5128, RA 13h 26m 05s | Dec -43° 04' 04" (niewidoczna z Polski, mag 7, rozmiar 18'12"), mapka: Stellarium Original press release follows: Watching a Cannibal Galaxy Dine A

67 z 86

new technique using near-infrared images, obtained with ESO’s 3.58-metre New Technology Telescope (NTT), allows astronomers to see through the opaque dust lanes of the giant cannibal galaxy Centaurus A, unveiling its “last meal” in unprecedented detail — a smaller spiral galaxy, currently twisted and warped. This amazing image also shows thousands of star clusters, strewn like glittering gems, churning inside Centaurus A. Centaurus A (NGC 5128) is the nearest giant, elliptical galaxy, at a distance of about 11 million light-years. One of the most studied objects in the southern sky, by 1847 the unique appearance of this galaxy had already caught the attention of the famous British astronomer John Herschel, who catalogued the southern skies and made a comprehensive list of nebulae. Herschel could not know, however, that this beautiful and spectacular appearance is due to an opaque dust lane that covers the central part of the galaxy. This dust is thought to be the remains of a cosmic merger between a giant elliptical galaxy and a smaller spiral galaxy full of dust. Between 200 and 700 million years ago, this galaxy is indeed believed to have consumed a smaller spiral, gas-rich galaxy — the contents of which appear to be churning inside Centaurus A's core, likely triggering

new generations of stars. First glimpses of the “leftovers” of this meal were obtained thanks to observations with the ESA Infrared Space Observatory , which revealed a 16 500 light-year-wide structure, very similar to that of a small barred galaxy. More recently, NASA’s Spitzer Space Telescope resolved this structure into a parallelogram, which can be explained as the remnant of a gas-rich spiral galaxy falling into an elliptical galaxy and becoming twisted and warped in the process. Galaxy merging is the most common mechanism to explain the formation of such giant elliptical galaxies. The new SOFI images, obtained with the 3.58-metre New Technology Telescope at ESO’s La Silla Observatory, allow astronomers to get an even sharper view of the structure of this galaxy, completely free of obscuring dust. The original images, obtained by observing in the near-infrared through three different filters (J, H, K) were combined using a new technique that removes the dark, screening effect of the dust, providing a clear view of the centre of this galaxy. What the astronomers found was surprising: “There is a clear ring of stars and clusters hidden behind the dust lanes, and our images provide an unprecedentedly detailed view toward it,” says Jouni Kainulainen, lead author of the paper


reporting these results. “Further analysis of this structure will provide important clues on how the merging process occurred and what has been the role of star formation during it.” The research team is excited about the possibilities this new technique opens: “These are the first steps in the development of a new technique that has the potential to trace giant clouds of gas in other galaxies at high resolution and in a cost-effective way,” explains co-author Joao Alves. “Knowing how these giant clouds form and evolve is to understand how stars form in galaxies.” Looking forward to the new, planned telescopes, both on the ground and in space, “this technique is very complementary to the radio data ALMA will collect on nearby galaxies, and at the same time it poses interesting avenues of research for extragalactic stellar populations with the future European Extremely Large Telescope and the James Webb Space Telescope, as dust is omnipresent in galaxies,” says co-author Yuri Beletsky. Previous observations done with ISAAC on the VLT (ESO 04/01) have revealed that a supermassive black hole lurks inside Centaurus A. Its mass is about 200 million times the mass of our Sun, or 50 times more massive than the one that lies at the centre of our Milky Way. In contrast

68 z 86

to our own galaxy, the supermassive black hole in Centaurus A is continuously fed by material falling onto into it, making the giant galaxy a very active one. Centaurus A is in fact one of the brightest radio sources in the sky (hence the “A” in its name). Jets of high energy particles from the centre are also observed in radio and X-ray images. The new image of Centaurus A is a wonderful example of how frontier science can be combined with aesthetic aspects. Fine images of Centaurus A have been obtained in the past with ESO’s Very Large Telescope (ESO PR Photo 05b/00) and with the Wide Field Imager on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at La Silla.


Wielki Zderzacz Hadronów znów pracuje

Dzisiaj po raz pierwszy w Wielkim Zderzaczu Hadronów uruchomiono jednocześnie oba strumienie cząstek umoŜliwiając operatorom zbadanie synchronizacji wiązek a eksperymentom naukowym moŜliwość pierwszego spojrzenia na zderzenia między protonami. Mając tylko ograniczoną liczbę cząstek wędrujących w obu kierunkach moŜliwe było doprowadzenie do kolizji w dwóch punktach pierścienia. Na początek wybrano punkty 1. i 5. - detektory ATLAS i CMS, a po południu 2. i 8. - w których mieszczą się detektory ALICE i LHCb. Na

To początek ery fascynujących odkryć w fizyce po 20 latach pracy międzynarodowego środowiska naukowego by zbudować urządzenie i detektory o tak niezwykłym stopniu złoŜoności i wydajności

Narodzenia LHC osiągnie energię 1,2 TeV kaŜdej z wiązej i zacznie dostarczać odpowiednią liczbę zderzeń by rozpocząć kalibrację detektorów. Źródła: CERN: Two circulating beams bring first collisions in the LHC Ilustracja: CERN / Atlas

Fabiola Gianotti

początek wiązki skrzyŜowano we wnętrzu detektora ATLAS, który pierwsze potencjalne zderzenia zarejestrował o 14:22. Następnie wiązki zoptymalizowano dla CMS, a potem kolejno, dla detektorów ALICE i LHCb. "To wspaniałe wieści - początek ery fascynujących odkryć w fizyce po 20 latach pracy międzynarodowego środowiska naukowego by zbudować urządzenie i detektory o tak niezwykłym stopniu złoŜoności i wydajności "- mówi Fabiola Gianotti. Wydarzenia te mają miejsce trzy dni po ponownym uruchomieniu LHC zatrzymanym w zeszłym roku w wyniku usterki. Od ponownego rozruchu operatorzy przepuszczali wiązki o energii początkowej 450 GeV naprzemiennie w obu kierunkach. Czas trwania wiązki wydłuŜano do 10 godzin, a dzisiaj wiązki obiegały akcelerator w obu kierunkach wciąŜ z energią początkową. Obecnie w planach jest dalszy rozruch urządzenia mający zwiększyć intensywność i przyspieszenie wiązek. JeŜeli wszystko pójdzie zgodnie z planem w okolicach BoŜego

69 z 86

Original press release follows: Two circulating beams bring first collisions in the LHC Today the LHC circulated two beams simultaneously for the first time, allowing the operators to test the synchronization of the beams and giving the experiments their first chance to look for proton-proton collisions. With just one bunch of particles circulating in each direction, the beams can be made to cross in up to two places in the ring. From early in the afternoon, the beams were made to cross at points 1 and 5, home to the ATLAS and CMS detectors, both of which were on the look out for collisions. Later, beams crossed at points 2 and 8, ALICE and LHCb. “It’s a great achievement to have come this far in so short a time,” said CERN1Director General Rolf Heuer. “But we need to keep a sense of perspective – there’s still much to do before we can start the LHC physics programme.” Beams


were first tuned to produce collisions in the ATLAS detector, which recorded its first candidate for collisions at 14:22 this afternoon. Later, the beams were optimised for CMS. In the evening, ALICE had the first optimization, followed by LHCb. “This is great news, the start of a fantastic era of physics and hopefully discoveries after 20 years' work by the international community to build a machine and detectors of unprecedented complexity and performance," said ATLAS spokesperson, Fabiola Gianotti. “The events so far mark the start of the second half of this incredible voyage of discovery of the secrets of nature,” said CMS spokesperson Tejinder Virdee. “It was standing room only in the ALICE control room and cheers erupted with the first collisions” said ALICE spokesperson Jurgen Schukraft. “This is simply tremendous.” “The tracks we’re seeing are beautiful,” said LHCb spokesperson Andrei Golutvin, “we’re all ready for serious data taking in a few days time.” These developments come just three days after the LHC restart, demonstrating the excellent performance of the beam control system. Since the start-up, the operators have been circulating beams around the ring alternately in one direction and then the other at the injection energy of 450 GeV. The beam lifetime has gradually been increased to 10 hours, and today beams have been circulating simultaneously in both directions, still at the injection energy. Next on the schedule is an intense commissioning phase aimed at increasing the beam intensity and accelerating the beams. All being well, by Christmas, the LHC should reach 1.2 TeV per beam, and have provided good quantities of collision data for the experiments’ calibrations.

70 z 86


Teleskop Spitzer fotografuje nowo narodzone bliźniaki

Teleskop kosmiczny NASA Spitzer uczestniczył w odkryciu najmłodszych - jak dotąd - brązowych karłów. Odkrycie to być moŜe pozwoli wyjaśnić jak obiekty te - będące pośrednim ogniwem pomiędzy planetami i gwiazdami - powstają. Są lŜejsze i chłodniejsze od gwiazd, natomiast cięŜsze, i zazwyczaj gorętsze, niŜ planety. Fakt ten budził wśród astronomów kontrowersje czy powstają podobnie jak inne gwiazdy, czy teŜ jak planety.

Na tym etapie mielibyśmy nieprzezroczysty kokon, a brązowy karzeł byłby łatwiejszy do identyfikacji zw względu na nadmiar promieniowania w paśmie podczerwonym. Tę właśnie cechę wykorzystaliśmy do identyfikacji.

w obłoku molekularnym. Prowadzeni przez dane zebrane w 2005 roku przez teleskop Spitzer naukowcy skoncentrowali badania na ciemnym obłoku Barnard 213 w kompleksie Woźnicy - Byka, rejonie dobrze znanym wśród astronomów poszukujących młodych obiektów.

David Barrado

Brązowe karły powstają z tych samych gęstych, pyłowych obłoków molekularnych co planety i gwiazdy. Jednak choć pochodzą z tego samego kosmicznego Ŝłobka, brązowe karły określa się często mianem nieudanych gwiazd poniewaŜ brakuje im masy gwiezdnego rodzeństwa. Bez odpowiedniej masy gaz w ich jądrze nie jest dość gęsty by rozpoczęła się fuzja nuklearna przetwarzająca wodór w hel. Nie mogąc rozpalić się jak gwiazdy brązowe karły kończą jako chłodniejsze, ciemniejsze obiekty - które znacznie trudniej dostrzec. Aby utrudnić badania młode brązowe karły zdają się szybciej ewoluować co znacznie utrudnia dostrzeŜenie ich tuŜ po narodzinach. Pierwszego brązowego karła odkryto w 1995 roku i choć od tego czasu dostrzeŜono ich kilkaset jednak do tej pory astronomom nie udało się odnaleźć takich, które dopiero co powstały. Nowe badania międzynarodowego zespołu astronomów pozwoliły odkryć tak zwanego proto- brązowego karła, wciąŜ jeszcze skrytego

"Postanowiliśmy cofnąć się kilka kroków w procesie do momentu gdy brązowe karły są jeszcze ukryte "- mówi David Barrado z Centrum Astrobiologii w Madrycie, główny autor publikacji prezentującej odkrycie na łamach Astronomy & Astrophysics. -" Na tym etapie mielibyśmy nieprzezroczysty kokon, a brązowy karzeł byłby łatwiejszy do identyfikacji zw względu na nadmiar promieniowania w paśmie podczerwonym. Tę właśnie cechę wykorzystaliśmy do identyfikacji. Tu teŜ waŜną rolę odegrał teleskop Spitzer poniewaŜ potrafi zajrzeć wgłąb obłoków molekularnych. Bez te moŜliwości odkrycie nie byłoby moŜliwe." Kamera Spitzera rejestrująca dłuŜszy zakres pasma promieniowania podczerwonego zajrzała wgłąb pyłowego kokonu, wewnątrz którego obserwowała rodzącego się brązowego karła - SSTB213 J041757. Dane, potwierdzone przez obserwacje w bliskiej podczerwieni wykonane przez Obserwatorium Calar Alto w Hiszpanii ukazały nie jednego, ale dwa brązowe karły jak do tej pory najciemniejszego i najchłodniejsze w swojej klasie. Zespół kierowany przez Barrado postanowił zebrać więcej

71 z 86


danych na temat obiektu - ich głównym celem była obserwacja i scharakteryzowanie obecności pyłowego kokonu, dowodu, Ŝe faktycznie obserwowane brązowe karły są w najwcześniejszym etapie ewolucji. Bliźniaki obserwowano za pomocą teleskopów na całym świecie - wśród nich obserwatorium submilimetrowe Caltech na Hawajach, które wykazało obecność kokonu. Informacje te, połączone z danymi Spitzera pozwoliły stworzyć mapę dystrybucji energii wypromieniowywanej przez bliźniaki w widmie. Wykorzystano równieŜ teleskopy w Chile Very Large Telescope i w nowym Meksyku Very Large Array, jak równieŜ mające dziesięć lat dane z bazy Canadian Astronomy Data Centre umoŜliwiające pomiar przemieszczania się bliźniaków na niebie. Po trwających ponad rok obserwacjach zespół przedstawił wyniki. "Szacujemy, Ŝe te dwa obiekty są najsłabszymi i najzimniejszymi z dotychczas odkrytych obiektów "- mówi Barrado dodając, Ŝe odkrycie potencjalnie daje odpowiedź na pytanie czy brązowe karły powstają jak gwiazdy czy jak planety. Odpowiedź brzmi: powstają podobnie jak mało masywne gwiazdy, na co wskazuje fakt, Ŝe dystrybucja wypromieniowywanej energii w róŜnych pasmach widma jest taka sama, jak u bardzo młodych gwiazd o małej masie. Choć dalsze badania są konieczne by jednoznacznie potwierdzić, Ŝe odkryte obiekty są

72 z 86

proto brązowymi karłami, są jak na razie najlepszymi kandydatami. Źródła: Spitzer Space Telescope: Spitzer Telescope Observes Baby Brown Dwarf Ilustracja: NASA/ JPL-Caltech / D. Barrado (CAB/INTA-CSIC) Original press release follows: Spitzer Telescope Observes Baby Brown Dwarf NASA's Spitzer Space Telescope has contributed to the discovery of the youngest brown dwarf ever observed -- a finding that, if confirmed, may solve an astronomical mystery about how these cosmic misfits are formed. Brown dwarfs are misfits because they fall somewhere between planets and stars in terms of their temperature and mass. They are cooler and more lightweight than stars and more massive (and normally warmer) than planets. This has generated a debate among astronomers: Do brown dwarfs form like planets or like stars? Brown dwarfs are born of the same dense, dusty clouds that spawn stars and planets. But while they may share the same galactic nursery, brown dwarfs are often called "failed" stars because they lack the mass of their hotter, brighter stellar siblings. Without that mass, the gas at their core does not get hot enough to trigger

the nuclear fusion that burns hydrogen -- the main component of these molecular clouds -into helium. Unable to ignite as stars, brown dwarfs end up as cooler, less luminous objects that are more difficult to detect -- a challenge that was overcome in this case by Spitzer's heat-sensitive infrared vision. To complicate matters, young brown dwarfs evolve rapidly, making it difficult to catch them when they are first born. The first brown dwarf was discovered in 1995 and, while hundreds have been found since, astronomers had not been able to unambiguously find them in their earliest stages of formation until now. In this study, an international team of astronomers found a so-called "proto brown dwarf" while it was still hidden in its natal star-forming region. Guided by Spitzer data collected in 2005, they focused their search in the dark cloud Barnard 213, a region of the Taurus-Auriga complex well known to astronomers as a hunting ground for young objects. "We decided to go several steps back in the process when (brown dwarfs) are really hidden," said David Barrado of the Centro de Astrobiología in Madrid, Spain, lead author of the paper on the discovery in the Astronomy & Astrophysics journal. "During this step they would have an (opaque) envelope, a cocoon, and they would be easier to identify due to their


strong infrared excesses. We have used this property to identify them. This is where Spitzer plays an important role because Spitzer can have a look inside these clouds. Without it this wouldn't have been possible." Spitzer's longer-wavelength infrared camera penetrated the dusty natal cloud to observe a baby brown dwarf named SSTB213 J041757. The data, confirmed with near-infrared imaging from Calar Alto Observatory in Spain, revealed not one but two of what would potentially prove to be the faintest and coolest brown dwarfs ever observed. Barrado and his team embarked on an international quest for more information about the two objects. Their overarching scientific objective was to observe and characterize the presence of this dusty envelope -- proof of the celestial womb of sorts that would indicate that these brown dwarfs were, in fact, in their earliest evolutionary stages. The twins were observed from around the globe, and their properties were measured and analyzed using a host of powerful astronomical tools. One of the astronomers' stops was the Caltech Submillimeter Observatory in Hawaii, which captured the presence of the envelope around the young objects. That information, coupled with what they had from Spitzer, enabled the astronomers to build a spectral energy distribution -- a diagram that shows

the amount of energy that is emitted by the objects in each wavelength. From Hawaii, the astronomers made additional stops at observatories in Spain (Calar Alto Observatory), Chile (Very Large Telescopes) and New Mexico (Very Large Array). They also pulled decade-old data from the Canadian Astronomy Data Centre archives that allowed them to comparatively measure how the two objects were moving in the sky. After more than a year of observations, they drew their conclusions. "We were able to estimate that these two objects are the faintest and coolest discovered so far," Barrado said. Barrado said the findings potentially solve the mystery about whether brown dwarfs form more like stars or planets. The answer? They form like low-mass stars. This theory is bolstered because the change in brightness of the objects at various wavelengths matches that of other very young, low-mass stars. While further study will confirm whether these two celestial objects are in fact proto brown dwarfs, they are the best candidates so far, Barrado said. He said the journey to their discovery, while difficult, was fun. "It is a story that has been unfolding piece by piece. Sometimes nature takes its time to give up its secrets." These observations were made before Spitzer ran out of its liquid coolant in May 2009, beginning its "warm" mission. The paper's other authors are M. Morales-Calderon, Centro de Astrobiología and Spitzer Science Center; A. Palau and A. Bayo, Centro de Astrobiología; I. de Gregorio-Monsalvo, European Southern Observatory; C. Eiroa, Universidad Autónoma de Madrid; N. Huelamo, Centro de Astrobiología; H. Bouy, Instituto de Astrofísica de Canarias and European Space Agency; O. Morata, Institute of Astronomy and Astrophysics and National Taiwan Normal University; and L. Schmidtobreick, European Southern Observatory. More information on the Spitzer Space Telescope is online at http://spitzer.caltech.edu and http://www.nasa.gov/spitzer.

73 z 86


Więcej dowodów na rozbudowaną sieć rzek na Marsie

Naukowcy z Uniwersytetu Północnego Illinois (NIU) oraz Instytutu badań KsięŜyca i Planet wykorzystali innowacyjny program komputerowy by stworzyć nową i bardziej szczegółową globalną mapę sieci dolin na Marsie. Uzyskane wyniki wskazują, Ŝe sieć ta jest ponad dwukrotnie bardziej rozbudowana niŜ do tej pory uwaŜano. Wyniki te zwiększają pulę dowodów, Ŝe w przeszłości na Czerwonej Planecie istniał ocean. Co więcej, regiony najgęściej pocięte przez doliny układają się w pasie pomiędzy równikiem o średnimi, południowymi szerokościami planety co zgadza się z modelami przeszłego klimatu Marsa, w których występują opady deszczu a znaczne obszary północnej półkuli pokrywa ocean.

W scenariuszu tym mielibyśmy do czynienia z opadami oraz oceanem obejmującym większość północnej półkuli - mniej więcej jedną trzecią powierzchni planety. prof. Wei Luo

"Dowody zebrane w trakcie analizy sieci dolin na mapach wskazują na konkretny scenariusz ewolucji klimatu Marsa "- mówi prof. Wei Luo z NIU. -" W scenariuszu tym mielibyśmy do czynienia z opadami oraz oceanem obejmującym większość północnej półkuli - mniej więcej jedną trzecią powierzchni planety." Wyniki badań, prowadzonych razem z Tomaszem Stepinskim z Instytutu badań KsięŜyca i Planet, zostały opublikowane na łamach Journal of Geophysical Research Planets. "Obecność większej liczby dolin wskazuje, Ŝe bardziej prawdopodobne są opady na dawnym Marsie, podczas gdy globalna dystrybucja dolin moŜe być wytłumaczona obecnością duŜego północnego oceanu "mówi Stepinski. Źródła: Northern Illinois University: New computer-developed map shows more extensive valley network on Mars Ilustracja: Wei Luo, Northern Illinois University Original press

74 z 86

release follows: New computer-developed map shows more extensive valley network on Mars New research adds to the growing body of evidence suggesting the Red Planet once had an ocean. In a new study, scientists from Northern Illinois University and the Lunar and Planetary Institute in Houston used an innovative computer program to produce a new and more detailed global map of the valley networks on Mars. The findings indicate the networks are more than twice as extensive (2.3 times longer in total length) as had been previously depicted in the only other planet-wide map of the valleys. Further, regions that are most densely dissected by the valley networks roughly form a belt around the planet between the equator and mid-southern latitudes, consistent with a past climate scenario that included precipitation and the presence of an ocean covering a large portion of Mars' northern hemisphere. Scientists have previously hypothesized that a single ocean existed on ancient Mars, but the issue has been hotly debated. “All the evidence gathered by analyzing the valley network on the new map points to a particular climate scenario on early Mars,” NIU Geography Professor Wei Luo said. “It would have included rainfall and the existence of an ocean covering most of the northern


hemisphere, or about one-third of the planet's surface.”

the major mechanism of Martian valley network formation,” Luo said.

more complete, and shows many more valley networks.”

Luo and Tomasz Stepinski, a staff scientist at the Lunar and Planetary Institute, publish their findings in the current issue of the Journal of Geophysical Research — Planets.

“When you look at the entire planet, the density of valley dissection on Mars is significantly lower than on Earth,” he said. “However, the most densely dissected regions of Mars have densities comparable to terrestrial values.

Stepinski developed the algorithms used in the mapping.

“The presence of more valleys indicates that it most likely rained on ancient Mars, while the global pattern showing this belt of valleys could be explained if there was a big northern ocean,” Stepinski said. Valley networks on Mars exhibit some resemblance to river systems on Earth, suggesting the Red Planet was once warmer and wetter than present. But, since the networks were discovered in 1971 by the Mariner 9 spacecraft, scientists have debated whether they were created by erosion from surface water, which would point to a climate with rainfall, or through a process of erosion known as groundwater sapping. Groundwater sapping can occur in cold, dry conditions. The large disparity between river-network densities on Mars and Earth had provided a major argument against the idea that runoff erosion formed the valley networks. But the new mapping study reduces the disparity, indicating some regions of Mars had valley network densities more comparable to those found on Earth. “It is now difficult to argue against runoff erosion as

“The relatively high values over extended regions indicate the valleys originated by means of precipitation-fed runoff erosion—the same process that is responsible for formation of the bulk of valleys on our planet,” he added. The researchers created an updated planet-wide map of the valley networks by using a computer algorithm that parses topographic data from NASA satellites and recognizes valleys by their U-shaped topographic signature. The computergenerated map was visually inspected and edited with help from NIU graduate students Yi Qi and Bartosz Grudzinski to produce the final updated map. “The only other global map of the valley networks was produced in the 1990s by looking at images and drawing on top of them, so it was fairly incomplete and it was not correctly registered with current datum,” Stepinski said. “Our map was created semi-automatically, with the computer algorithm working from topographical data to extract the valley networks. It is

“The basic idea behind our method is to flag landforms having a U-shaped structure that is characteristic of the valleys,” Stepinski added. “The valleys are mapped only where they are seen by the algorithm.” The Martian surface is characterized by lowlands located mostly in the northern hemisphere and highlands located mostly in the southern hemisphere. Given this topography, water would accumulate in the northern hemisphere, where surface elevations are lower than the rest of the planet, thus forming an ocean, the researchers said. “Such a single-ocean planet would have an arid continental-type climate over most of its land surfaces,” Luo said. The northern-ocean scenario meshes with a number of other characteristics of the valley networks. “A single ocean in the northern hemisphere would explain why there is a southern limit to the presence of valley networks,” Luo added. “The southernmost regions of Mars, located farthest from the water reservoir, would get little rainfall and would develop no valleys. This would also explain why the valleys become shallower as you go from north to south, which is the case. “Rain would be mostly restricted to the area over the ocean and to the land surfaces in the immediate vicinity, which correlates with the belt-like pattern of valley dissection seen in our new map,” Luo said. The research was funded by NASA.

75 z 86


Kosmiczne wykopaliska odkrywają cegły, z których zbudowano Galaktykę

Zaglądając z niezwykłą precyzją przez zasłonę gęstych obłoków pyłu w zgrubieniu centralnym naszej Galaktyki zespół astronomów odkrył niezwykłe zbiorowisko gwiazd określone symbolem katalogowym Terzan 5. Niezwykła mieszanina gwiazd, nigdy wcześniej nie obserwowana w tej części Galaktyki wskazuje, Ŝe obiekt ten jest jednym z podstawowych, najprymitywniejszych cegieł, z których zbudowane jest zgrubienie - reliktem protogalaktyki, która połączyła się z młodą Drogą Mleczną w jej niemowlęcych latach.

Historia Drogi Mlecznej jest zakodowana w jej najstarszych fragmentach, gromadach kulistych i innych grupach gwiazd, które były świadkami całego procesu ewolucji naszej Galaktyki Francesco Ferraro

"Historia Drogi Mlecznej jest zakodowana w jej najstarszych fragmentach, gromadach kulistych i innych grupach gwiazd, które były świadkami całego procesu ewolucji naszej Galaktyki "- mówi Francesco Ferraro z Uniwersytetu w Bolonii, główny autor publikacji prezentującej wyniki na łamach Nature. -"Nasze badania otwierają nowe okno na kolejny fragment przeszłości Drogi Mlecznej." Podobnie jak archeolodzy przekopujący się przez warstwy pyłu okrywające pozostałości dawnych cywilizacji i odkrywający kluczowe momenty w historii ludzkości równieŜ astronomowie zajrzeli za zasłonę gęstych warst międzygwiezdnego pyłu zakrywającą zgrubienie centralne Drogi Mlecznej i odkryli niezwykły kosmiczny relikt. Celem badań była gromada Terzan 5. Nowe obserwacje wykazały Ŝe obiekt ten, odmienny od wszystkiego co znane za wyjątkiem kilku wyjątkowych gromad kulistych, zawiera gwiazdy, które narodziły się w róŜnym czasie. Gwiazdy wewnątrz Terzana 5 powstały przynajmniej w dwóch

róŜnych epokach - najstarsze z nich powstały 12 miliardów lat temu, a kolejna populacja liczy sobie 6 miliardów lat. "Jedynie jedna gromada kulista o tak złoŜonej historii powstawania gwiazd została wcześniej odkryta w halo Drogi Mlecznej - Omega Centaura "- mówi członek zespołu Emanuele Dalessandro. -" Po raz pierwszy obserwujemy taką populację w obrębie zgrubienia." Zgrubienie centralne naszej Galaktyki jest najtrudniejszym regionem do obserwacji astronomicznych - jedynie światło podczerwone jest w stanie przeniknąć przez obłoki pyłu i ukazać miriady kryjących się w nim gwiazd. -" Jedynie niezwykłe instrumenty zainstalowane na teleskopie ESO VLT umoŜliwiły ostatecznie rozproszenie mgły i uzyskanie nowej perspektywy wskazującej na źródła zgrubienia centralnego "- mówi Barbara Lanzoni, współautorka badań. Za odkryciami stoi nowoczesny "szalony" instrument optyki adaptywnej - MAD (Multiconjugate Adaptive Optics Demonstrator, mad to w języku angielskim określenie kogoś zwariowanego, szalonego), który umoŜliwia teleskopowi VLT uzyskać niezwykle szczegółowe obrazy w paśmie podczerwonym. MAD jest prototypowym rozwiązaniem słuŜącym do demonstrowania moŜliwości nowej generacji instrumentów z optyką adaptywną, której celem jest korygowanie w czasie rzeczywistym zniekształceń powstających w obrębie atmosfery. Dzięki

76 z 86


ostrym obrazom uzyskanym przez VLT astronomowie odkryli Ŝe Terzan 5 jest znacznie masywniejszy niŜ dotychczas sądzono, co wraz ze złoŜoną budową i niezwykłą historią powstawania w nim gwiazd wskazuje, Ŝe moŜe być zachowaną pozostałością zniszczonej protogalaktyki, która połączyła się z Drogą Mleczną w początkach jej powstawania i w ten sposób przyczyniła się do powstania zgrubienia centralnego. "Być moŜe jest to pierwsze z odkryć, które odpowiedzą jakie jest pochodzenie zgrubień w galaktykach "- kończy Ferraro. -" Kilka podobnych systemów moŜe kryć się w pyle zgrubienia: to w nich zapisana jest historia powstania Drogi Mlecznej."

a team of astronomers has unveiled an unusual mix of stars in the stellar grouping known as Terzan 5. Never observed anywhere in the bulge before, this peculiar "cocktail" of stars suggests that Terzan 5 is in fact one of the bulge's primordial building blocks, most likely the relic of a proto-galaxy that merged with the Milky Way during its very early days. “The history of the Milky Way is encoded in its oldest fragments, globular clusters and other systems of stars that have witnessed the entire evolution of our galaxy,” says Francesco Ferraro from the University of Bologna, lead author of a paper appearing in this week’s issue of the journal Nature. “Our study opens a new window on yet another piece of our galactic past.”

Źródła: F. R. Ferraro et al., “The cluster Terzan 5 as a remnant of a primordial building block of the Galactic bulge”, Nature 26/11/2009 ESO: Cosmic "Dig" Reveals Vestiges of the Milky Way's Building Blocks Ilustracja: ESO/F. Ferraro Original press release follows: Cosmic "Dig" Reveals Vestiges of the Milky Way's Building Blocks Peering through the thick dust clouds of our galaxy’s "bulge" (the myriads of stars surrounding its centre), and revealing an amazing amount of detail,

77 z 86

Like archaeologists, who dig through the dust piling up on top of the remains of past civilisations and unearth crucial pieces of the history of mankind, astronomers have been gazing through the thick layers of interstellar dust obscuring the bulge of the Milky Way and have unveiled an extraordinary cosmic relic. The target of the study is the star cluster Terzan 5. The new observations show that this object, unlike all but a few exceptional globular clusters, does not harbour stars which are all born at the same time — what astronomers call a “single

population” of stars. Instead, the multitude of glowing stars in Terzan 5 formed in at least two different epochs, the earliest probably some 12 billion years ago and then again 6 billion years ago. “Only one globular cluster with such a complex history of star formation has been observed in the halo of the Milky Way: Omega Centauri,” says team member Emanuele Dalessandro. “This is the first time we see this in the bulge.” The galactic bulge is the most inaccessible region of our galaxy for astronomical observations: only infrared light can penetrate the dust clouds and reveal its myriads of stars. “It is only thanks to the outstanding instruments mounted on ESO’s Very Large Telescope,” says co-author Barbara Lanzoni, “that we have finally been able to ‘disperse the fog’ and gain a new perspective on the origin of the galactic bulge itself.” A technical jewel lies behind the scenes of this discovery, namely the Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator (MAD), a cutting-edge instrument that allows the VLT to achieve superbly detailed images in the infrared. Adaptive optics is a technique through which astronomers can overcome the blurring that the Earth’s turbulent atmosphere inflicts on astronomical images obtained from ground-based


telescopes; MAD is a prototype of even more powerful, next-generation adaptive optics instruments [1]. Through the sharp eye of the VLT, the astronomers also found that Terzan 5 is more massive than previously thought: along with the complex composition and troubled star formation history of the system, this suggests that it might be the surviving remnant of a disrupted proto-galaxy, which merged with the Milky Way during its very early stages and thus contributed to form the galactic bulge. “This could be the first of a series of further discoveries shedding light on the origin of bulges in galaxies, which is still hotly debated,” concludes Ferraro. “Several similar systems could be hidden behind the bulge’s dust: it is in these objects that the formation history of our Milky Way is written.”

78 z 86


Zorze polarne Saturna

Sonda Cassini zarejestrowała taniec zórz polarnych w rejonie północnego bieguna Saturna - jej kamera CICLOPS sfilmowała najwyŜsze zorze w Układzie Słonecznym zmieniające kształt i jasność wysoko ponad planetą. Nowe wideo ukazuje w wysokiej rozdzielczości i w trzech wymiarach zmiany zachodzące w zorzach co kilka minut. Obrazy ukazują nie widziany wcześniej pionowy profil zórz, które falują na filmie na podobieństwo zasłon o wysokościach sięgających 1200 kilometrów powyŜej krawędzi planety.

Zobaczenie tych zjawisk na innej planecie pozwoli nam nieco lepiej zrozumieć dlaczego moŜemy je obserwować na Ziemi

się głównie z wodoru. PoniewaŜ wodór jest znacznie lŜejszy atmosfera i zorze polarne sięgają znacznie dalej od planety. Ziemskie powstają na wysokości 100 do 500 kilometrów.

Andrew Ingersoll

Zorze występują na Ziemi, Jowiszu, Saturnie oraz innych planetach jednak nowe zdjęcia pozwolą naukowcom lepiej zrozumieć jak zjawiska te powstają. "Zorze pokazały niezwykłe przedstawienie zmieniając szybko kształt i ukazując kurtyny, których istnienia podejrzewaliśmy ale wcześniej nie widzieliśmy na Saturnie "mówi Andrew Ingersoll z CalTech, członek zespołu obrazowania misji Cassini, odpowiedzialny za obróbkę prezentowanego filmu. -" Zobaczenie tych zjawisk na innej planecie pozwoli nam nieco lepiej zrozumieć dlaczego moŜemy je obserwować na Ziemi." Zorze polarne pojawiają się na wysokich szerokościach w okolicach biegunów magnetycznych planety. Gdy naładowane cząstki z magnetosfery planety zagłębiają się w górne warstwy jej atmosfery wywołują świecenie. Kurtyny ukazują ścieŜki, po których naładowane cząstki przepływają wzdłuŜ linii pola magnetycznego. Wysokość kurtyn na Saturnie ukazuje kluczową róŜnicę między jego atmosferą a ziemską. Podczas gdy na Ziemi zawiera ona duŜe ilości azotu i tlenu tamta składa

Źródła: CICLOPS: Cassini Captures Ghostly Dance Of Saturn's Northern Lights Zdjęcie: NASA/JPL/Space Science Institute Original press release follows: Cassini Captures Ghostly Dance Of Saturn's Northern Lights In the first video showing the auroras above the northern latitudes of Saturn, Cassini has spotted the tallest known "northern lights" in the solar system, flickering in shape and brightness high above the ringed planet. The new video reveals changes in Saturn's aurora every few minutes, in high resolution, with three dimensions. The images show a previously unseen vertical profile to the auroras, which ripple in the video like tall curtains. These curtains reach more than 1,200 kilometers (750 miles) above the edge of the planet's northern hemisphere. The new video and still images are online at: http://ciclops.org, http://saturn.jpl.nasa.gov and http://www.nasa.gov/cassini. Auroras occur on Earth, Jupiter, Saturn and a few other planets, and the new images will help scientists better understand

79 z 86


how they are generated. "The auroras have put on a dazzling show, shape-shifting rapidly and exposing curtains that we suspected were there, but hadn't seen on Saturn before," said Andrew Ingersoll of the California Institute of Technology in Pasadena, who is a member of the Cassini imaging team that processed the new video. "Seeing these things on another planet helps us understand them a little better when we see them on Earth." Auroras appear mostly in the high latitudes near a planet's magnetic poles. When charged particles from the magnetosphere -- the magnetic bubble surrounding a planet -plunge into the planet's upper atmosphere, they cause the atmosphere to glow. The curtain shapes show the paths that these charged particles take as they flow along the lines of the magnetic field between the magnetosphere and the uppermost part of the atmosphere. The height of the curtains on Saturn exposes a key difference between Saturn's atmosphere and our own, Ingersoll said. While Earth's atmosphere has a lot of oxygen and nitrogen, Saturn's atmosphere is composed primarily of hydrogen. Because hydrogen is very light, the atmosphere and auroras reach far out from Saturn. Earth's auroras tend to flare only about 100 to 500 kilometers (60 to 300 miles) above the surface. The speed of the auroral changes in

80 z 86

the video is comparable to some of those on Earth, but scientists are still working to understand the processes that produce these rapid changes. The height will also help them learn how much energy is required to light up auroras. "I was wowed when I saw these images and the curtain," said Tamas Gombosi of the University of Michigan in Ann Arbor, who chairs Cassini's magnetosphere and plasma science working group. "Put this together with the other data Cassini has collected on the auroras so far, and you really get a new science." Ultraviolet and infrared instruments on Cassini have captured images of and data from Saturn's auroras before, but in these latest images, Cassini's narrow-angle camera was able to capture the northern lights in the visible part of the light spectrum, in higher resolution. The movie was assembled from nearly 500 still pictures spanning 81 hours between Oct. 5 and Oct. 8, 2009. Each picture had an exposure time of two or three minutes. The camera shot pictures from the night side of Saturn. The images were originally obtained in black and white, and the imaging team highlighted the auroras in false-color orange. The oxygen and nitrogen in Earth's upper atmosphere contribute to the colorful flashes of green, red and even purple in our auroras. But scientists are still working to determine

the true color of the auroras at Saturn, whose atmosphere lacks those chemicals. The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency. The Jet Propulsion Laboratory (JPL), a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the Cassini-Huygens mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington. The Cassini orbiter and its two onboard cameras were designed, developed and assembled at JPL. The imaging team consists of scientists from the U.S., England, France, and Germany. The imaging operations center and team leader (Dr. C. Porco) are based at the Space Science Institute in Boulder, Colo.


Teleskop Fermi zagląda do wnętrza mikrokwazara

Teleskop NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope wykonał pierwsze jednoznaczne obserwacj emisji promieniowania gamma o wysokich energiach pochodzących z tajemniczego systemu podwójnego znanego w katalogach jako Cygnus X-3. W systemie tym gorąca masywna gwiazda ma kompaktowego towarzysza - gwiazdę neutronową lub czarną dziurę - wyrzucającego dwie strugi materii z prędkościami przekraczającymi połowę prędkości światła i emitującymi fale radiowe. Systemy takie astronomowie określają mianem mikrokwazarów bowiem wykazują cechy odpowiadające miniaturowym wersjom odległych galaktyk (kwazarów i blazarów) emisję promieniowania w szerokim zakresie fal, gwałtowne zmiany jasności oraz dŜety radiowe.

Cygnus X-3 to na pewno mikrokwazar i jest jednocześnie pierwszym, którego moŜemy wskazać jako źródło emisji promieniowania gamma o wysokich energiach Stéphane Corbel

"Cygnus X-3 to na pewno mikrokwazar i jest jednocześnie pierwszym, którego moŜemy wskazać jako źródło emisji promieniowania gamma o wysokich energiach "- mówi Stéphane Corbel z Uniwersytetu Paris Diderot we Francji. System ten, jako jedno z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego, odkryto w 1966 roku. Był wśród pierwszych, którym przypisano status źródła promieniowania gamma. Próby potwierdzenia tych wyników doprowadziły do budowy coraz lepszych detektorów promieniowania gamma - ostateczną kulminacją tych przedsięwzięć jest teleskop wielkopolowy LAT (Large Area Telescope) zamontowany na pokładzie obserwatorium kosmicznego Fermi. W centrum układu Cygnus X-3 znajduje się masywna gwiazda Wolfa-Rayeta o temperaturze powierzchni 100 000°C - czyli około 17 razy gorętsza niŜ Słońce. Tak wysoka temperatura sprawia, Ŝe gwiazda pozbywa się materii w formie bardzo gwałtownego wiatru słonecznego. "W ciągu 100 000 lat ten gęsty i szybki wiatr usuwa z gwiazdy ilość materii odpowiadającą

masie naszego Słońca "- mówi Robin Corbet z Uniwersytetu Maryland. Co 4,8 godziny zwarty towarzysz gwiazdy, zanurzony w dysku gorącego gazu okrąŜa masywną towarzyszkę. "Obiekt ten to najprawdopodobniej czarna dziura, jednak nie moŜemy jeszcze wykluczyć jednoznacznie, Ŝe jest to gwiazda neutronowa "- dodaje Corbet. Teleskop LAT wykrył zmiany w poziomie promieniowania gamma Cygnusa X-3 związane z okresem 4,8 godzinnego ruchu orbitalnego. Najjaśniejsza emisja ma miejsce gdy dysk jest w najbardziej odległym punkcie orbity. -"To sugeruje, Ŝe promieniowanie gamma powstaje w wyniku oddziaływań pomiędzy szybko przemieszczającymi się elektronami powyŜej i poniŜej dysku z ultrafioletowym światłem gwiazdy "- wyjaśnia Corbel. Gdy ultrafioletowe fotony zderazają się z cząstkami poruszającymi się z prędkościami stanowiącymi znaczny ułamek prędkości światła zyskują na tyle duŜo energii by przekształcić się w promienie gamma. "Porces ten najwydajnie sprawdza się w przypadku gdy elektrony o duŜych energiach poruszające się juŜ w kierunku Ziemi zderzają się czołowo z fotonami ultrafioletowymi "- dodaje Guillaume Dubus z Laboratorium Astofizyki w Grenoble. -"A do zdarzeń tych dochodzi najczęściej gdy dysk jest najbardziej od nas oddalony." W wyniku nie do końca zrozumianego procesu część gazu opadającego na

81 z 86


kompaktowy obiekt Cygnusa X-3 zostaje wyrzucony w postaci wąskich dŜetów skierowanych w przeciwległe strony. Obserwacje radiowe pozwoliły na ustalenie, Ŝe gaz porusza się w obrębie dŜetów z prędkością przekraczającą połowę prędkości światła. W okresie od 11 października do 20 grudnia 2008 roku a następnie pomiędzy 8 czerwca a 2 sierpnia 2009 roku Cygnus X-3 był nadzwyczaj aktywny. Zespół odkrył iŜ rozbłyski obserwowane w paśmie promieni gamma następowały około pięć dni przez rozbłyskami w obrębie dŜetów radiowych co sugeruje, Ŝe istnieje związek pomiędzy tymi zjawiskami. Odkrycia te, opublikowane na łamach Science dostarczają nowych informacji na temat mechanizmów przyspieszania cząstek o wysokich energiach przez dŜety mikrokwazarów. Źródła: NASA Goddard SFC: Fermi Telescope Peers Deep into Microquasar Zdjęcie: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Original press release follows: Fermi Telescope Peers Deep into Microquasar NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope has made the first unambiguous detection of high-energy gamma-rays from an enigmatic binary system known as Cygnus X-3. The system pairs a hot, massive star with a compact object -- either a

neutron star or a black hole -- that blasts twin radio-emitting jets of matter into space at more than half the speed of light. Astronomers call these systems microquasars. Their properties -- strong emission across a broad range of wavelengths, rapid brightness changes, and radio jets -- resemble miniature versions of distant galaxies (called quasars and blazars) whose emissions are thought to be powered by enormous black holes. "Cygnus X-3 is a genuine microquasar and it's the first for which we can prove high-energy gamma-ray emission," said Stéphane Corbel at Paris Diderot University in France. The system, first detected in 1966 as among the sky's strongest X-ray sources, was also one of the earliest claimed gamma-ray sources. Efforts to confirm those observations helped spur the development of improved gamma-ray detectors, a legacy culminating in the Large Area Telescope (LAT) aboard Fermi. At the center of Cygnus X-3 lies a massive Wolf-Rayet star. With a surface temperature of 180,000 degrees F, or about 17 times hotter than the sun, the star is so hot that its mass bleeds into space in the form of a powerful outflow called a stellar wind. "In just 100,000 years, this fast, dense wind removes as much mass from the Wolf-Rayet star as our sun contains," said Robin Corbet at the University of Maryland,

Baltimore County. Every 4.8 hours, a compact companion embedded in a disk of hot gas wheels around the star. "This object is most likely a black hole, but we can't yet rule out a neutron star," Corbet noted. Fermi's LAT detects changes in Cygnus X-3's gamma-ray output related to the companion's 4.8-hour orbital motion. The brightest gamma-ray emission occurs when the disk is on the far side of its orbit. "This suggests that the gamma rays arise from interactions between rapidly moving electrons above and below the disk and the star's ultraviolet light," Corbel explained. When ultraviolet photons strike particles moving at an appreciable fraction of the speed of light, the photons gain energy and become gamma rays. "The process works best when an energetic electron already heading toward Earth suffers a head-on collision with an ultraviolet photon," added Guillaume Dubus at the Laboratory for Astrophysics in Grenoble, France. "And this occurs most often when the disk is on the far side of its orbit." Through processes not fully understood, some of the gas falling toward Cygnus X-3's compact object instead rushes outward in a pair of narrow, oppositely directed jets. Radio observations clock gas motion within these jets at more than half the speed of light. Between Oct. 11 and Dec. 20, 2008, and again between June 8 and Aug. 2, 2009, Cygnus X-3 was unusually active. The team found that outbursts in the system's gamma-ray emission preceded flaring in the radio jet by roughly five days, strongly suggesting a relationship between the two. The findings, published today in the electronic edition of Science, will provide new insight into how high-energy particles become accelerated and how they move through the jets.

82 z 86


83 z 86


Wydmy zimą

Zdjęcie wykonane przez kamerę HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) na pokładzie sondy NASA Mars Reconnaissance Orbiter przedstawia wydmy na dnie krateru znajdującego się na południowej półkuli Marsa. Zdjęcie wykonano 25 listopada 2006 roku, kiedy w tej części Marsa panowała zima. Rozdzielczość zdjęcia wynosi 50 cm / piksel. <> Zdjęcie ukazuje nowe procesy związane z porami roku oraz dokumentuje inne interesujące zjawiska. Jasne barwy zostały zinterpretowane jako szron wodny lub zestalony dwutlenek węgla. Jego większe ilości znajdują się na skierowanych na wschód zboczach wydm, które znajdują się w cieniu i są zimniejsze. Ciemne plamki na wydmach mogą być obszarami, w których szybciej niŜ na pozostałym obszarze, nastąpiło roztopienie szronu. Na zdjęciu widoczne są równieŜ osuwiska i inne ciemne pasma występują na zboczach skierowanych na zachód. Ogólna morfologia wydm wskazuje, Ŝe powstały w wyniku oddziaływania zachodnich wiatrów. Na większych zbliŜeniach widać pofałdowania o mniejszej skali, za których powstanie zapewne odpowiedzialne były wiatry z północy i południa. Źródła: UoA HiRISE: Winter View of Dunes Zdjęcie: NASA/JPL/University of Arizona Original press release follows: Winter View of Dunes Dunes within a crater on Mars are visible in this HiRISE image. This crater is located in the southern hemisphere where it was winter at the time this image was taken. This observation documents new seasonal processes occurring on dunes at this latitude, as well as other interesting phenomena. The bright tones are interpreted as carbon dioxide or water frost. This is generally concentrated on the east-facing slopes of the dunes, which are in shadow and therefore cooler. Some dark spots on the dunes may be areas that have defrosted more than surrounding terrain. Landslides and dark-toned streaks are seen on many of the west-facing dune slopes. The general dune morphology indicates formation by westerly winds. However, zooming in on the image shows smaller scale ripples that appear to have been formed by winds blowing from the south and north.

84 z 86


85 z 86


ASTRONOMIA - Przegląd Wiadomości Astronomicznych - wydawnictwo elektroniczne portalu teleskopy.net pod redakcją Tomasza L. Czarneckiego Atelier 17 - Tomasz L. Czarnecki ul. Chałubińskiego 31 44-105 Gliwice (32) 270 0792 e-mail:biuro@teleskopy.net Ilustracja na okładce - NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Wszystkie prawa zastrzeŜone.

86 z 86


Astronomia 11/2009  

Przegląd wiadomości astronomicznych

Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you