Issuu on Google+

Przegląd Wiadomości Astronomicznych 06 / 2010

© 2007 -2010 Atelier 17 - Tomasz L. Czarnecki - teleskopy.net

1 z 77


2 z 77


Spis Treści Kosmiczne zoo w Wielkim Obłoku Magellana Naukowcy rozwiązują zagadki północnej czapy polarnej na Marsie Nowe wskazówki pochodzenia galaktycznych obłoków wodoru W 2009 roku w Jowisza uderzyła asteroida Sekcja komety Wild2 Komputer klasyfikuje galaktyki Jak powstaje supernowa typu Ia Uderzenie asteroidy w Jowisza sfilmowane KsięŜyc powstał 120 milionów lat później niŜ dotąd sądzono Nowy teleskop w ESO Chandra bada gwiazdy symbiotyczne Plazma kwarkowo-gluonowa A jednak się kręci Komety - gościnne występy dzieci innych gwiazd Wątpliwości dotyczące ciemnej strony mocy VISTA ukazuje galaktykę Rzeźbiarza Astronomowie obserwują narodziny gwiazdy Niespodziewane wyniki obserwacji zakrycia odległej gwiazdy przez KBO Łowca asteroid wkracza do akcji Zaglądając na krawędź dysku protoplanetarnego Hubble przygląda się zagadkowym zjawiskom zachodzącym na Jowiszu Narodziny Drogi Mlecznej Toruński Zlot Miłośników Astronomii ZłoŜone związki organiczne w przestrzeni międzygwiezdnej Kepler odkrywa setki nowych planet Hubble bada młode gwiazdy WaŜenie nieuchwytnej cząstki Teleskop VLT zaobserwował pierwszą super burzę na egzoplanecie Powodzie lodowcowe na Marsie Czy na Wenus mogły istnieć warunki sprzyjające Ŝyciu? Pierwsz globalna mapa geoidy wykonana przez GOCE

3 z 77


Kosmiczne zoo w Wielkim Obłoku Magellana

By lepiej zrozumieć Wszechświat astronomowie często kierują teleskopy w stronę Wielkiego Obłoku Magellana. Nowe, spektakularne zdjęcie Obłoku, wykonane przez kamerę Wide Field Imager zainstalowaną w obserwatorium ESO w La Silla, ukazuje kosmiczną menaŜerię rozmaitych obiektów i zjawisk zachodzących w obrębie Obłoku - od ogromnych gromad kulistych po pozostałości po eksplozjach supernowych. Ten fascynujący obraz dostarcza danych dla rozmaitych procesów badawczych obejmujących ewolucję i śmierć gwiazd oraz galaktyk. Wielki Obłok Magellana (LMC) leŜy w odległości około 160 000 lat świetlnych od Drogi Mlecznej tuŜ za progiem w skali Wszechświata. Ta bliskość sprawia, Ŝe jest niezwykle waŜnym celem badań, bowiem moŜna go badać znacznie dokładniej niŜ bardziej oddalone systemy. LMC leŜy na niebie południowym, doskonale nadając się do obserwacji z obserwatoriów ESO w Chile. NaleŜy do grupy galaktyk tworzących wraz z Drogą Mleczną Grupę Lokalną. Choć olbrzymia w ludzkiej skali, LMC zawiera mniej niŜ 1/10 masy naszej Galaktyki i rozpościera się na długości zaledwie 14 000 lat świetlnych podczas gdy Droga Mleczna ma około 100 000 lat świetlnych średnicy. Astronomowie określają obiekty takie jak LMC mianem nieregularnych galaktyk karłowych. Jej nieregularny kształt, w połączeniu z obecnością wyraźnej centralnej poprzeczki gwiazd, wskazują Ŝe oddziaływania pływowe Drogi Mlecznej i innych galaktyk Grupy Lokalnej, wśród nich Małego Obłoku Magellana, zapewne zniekształciły jej formę niszcząc klasyczną spiralę. Prezentowane zdjęcie to mozaika czterech zdjęć wykonanych przez kamerę WFI zainstalowaną na 2,2 metrowym teleskopie MPG/ESO w Obserwatorium La Silla w Chile. Zdjęcie obejmuje obszar ponad czterokrotnie większy od powierzchni KsięŜyca w pełni. Ogromne pole widzenia kamery umoŜliwia ukazanie bardzo róŜnorodnych obiektów naleŜących

4 z 77

do LMC na jednym zdjęcie, choć nadal zdjęcie to ukazuje jedynie niewielki fragment LMC. Widoczne są dziesiątki gromad młodych gwiazd, jak równieŜ ślady świecących obłoków molekularnych. Ogromna liczba słabych gwiazd wypełnia zdjęcie od krawędzi do krawędzi, a w ich tle widoczne są bardziej odległe galaktyki, leŜące daleko za LMC. Gromady kuliste to zbiorowiska setek tysięcy do milionów gwiazd powiązanych grawitacyjnie i tworzących zbliŜone do sferycznych zgrupowania o średnicy kilku lat świetlnych. Wiele gromad okrąŜających Drogę Mleczną to obiekty niezwykle stare, mające ponad 10 miliardów lat i złoŜone głównie ze starych czerwonych gwiazd. RównieŜ w LMC występują gromady kuliste - jedna jest widoczna jako rozmyty biały owal gwiazd w prawej, górnej części zdjęcia. To NGC 1978 niezwykle masywna gromada kulista. W odróŜnieniu od innych gromad wiek tej szacowany jest na zaledwie 3,5 miliarda lat. Jego obecność powoduje, Ŝe część astronomów sądzi, iŜ w obrębie LMC aktywne procesy produkcji gwiazd zachodziły w bliŜszej przeszłości niŜ w Drodze Mlecznej. Poza miejscem intensywnej produkcji gwiazd LMC było miejscem wielu spektakularnych gwiezdnych śmierci - eksplozji supernowych. W prawej górnej części zdjęcia pozostałości takiej eksplozji są widoczne w postaci dziwnie ukształtowanej delikatnej chmury o numerze katalogowym


DEM L 190, znanym równieŜ jako N49. Ten ogromny, mający około 30 lat świetlnych średnicy, obłok świecącego gazu jest najjaśniejszą pozostałością po supernowej w LMC. W jej centrum, tak gdzie kiedyś płonęła gwiazda, leŜy powstały po jej śmierci magnetar - gwiazda neutronowa o wyjątkowo silnym polu magnetycznym. Dopiero w 1979 roku satelity okrąŜające Ziemię wykryły potęŜny rozbłysk promieni gamma pochodzących od tego obiektu co doprowadziło do odkrycia tych niezwykłych obiektów powstających w wyniku niektórych eksplozji supernowych. Źródła: ESO: A Cosmic Zoo in the Large Magellanic Cloud Zdjęcie: ESO Original press release follows: A Cosmic Zoo in the Large Magellanic Cloud Astronomers often turn their telescopes to the Large Magellanic Cloud (LMC), one of the closest galaxies to our own Milky Way, in their quest to understand the Universe. In this spectacular new image from the Wide Field Imager (WFI) at ESO’s La Silla Observatory in Chile, a celestial menagerie of different objects and phenomena in part of the LMC is on display, ranging from vast globular clusters to the remains left by brilliant supernovae explosions. This fascinating observation provides data for a wide

5 z 77

variety of research projects unravelling the life and death of stars and the evolution of galaxies. The Large Magellanic Cloud (LMC) is only about 160 000 light-years from our own Milky Way — very close on a cosmic scale. This proximity makes it a very important target as it can be studied in far more detail than more distant systems. The LMC lies in the constellation of Dorado (the Swordfish), deep in the southern sky and well placed for observations from ESO’s observatories in Chile. It is one of the galaxies forming the Local Group surrounding the Milky Way [1]. Though enormous on a human scale, the LMC is less than one tenth the mass of our home galaxy and spans just 14 000 light-years compared to about 100 000 light-years for the Milky Way. Astronomers refer to it as an irregular dwarf galaxy [2]. Its irregularity, combined with its prominent central bar of stars suggests to astronomers that tidal interactions with the Milky Way and fellow Local Group galaxy, the Small Magellanic Cloud, could have distorted its shape from a classic barred spiral into its modern, more chaotic form. This image is a mosaic of four pictures from the Wide Field Imager on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at the La Silla Observatory in Chile. The image covers a region of sky more than four times as large as the full Moon.

The huge field of view of this camera makes it possible to see a very wide range of objects in the LMC in a single picture, although only a small part of the entire galaxy can be included. Dozens of clusters of young stars can be seen as well as traces of glowing gas clouds. Huge numbers of faint stars fill the image from edge to edge and in the background, more galaxies, far beyond the LMC, are visible. Globular clusters are collections of hundreds of thousands to millions of stars bound by gravity into a roughly spherical shape just a few light-years across. Many clusters orbit the Milky Way and most are ancient, over ten billion years old, and composed mainly of old red stars. The LMC also has globular clusters and one is visible as the fuzzy white oval cluster of stars in the upper right part of the image. This is NGC 1978, an unusually massive globular cluster. Unlike most other globular clusters, NGC 1978 is believed to be just 3.5 billion years old. The presence of this kind of object in the LMC leads astronomers to think that the LMC has a more recent history of active star formation than our own Milky Way. As well as being a vigorous region of star birth, the LMC has also seen many spectacular stellar deaths in the form of brilliant supernova explosions. At the top right of the image, the remnant of one such


supernova, a strangely shaped wispy cloud called DEM L 190, often also referred to as N 49, can be seen. This giant cloud of glowing gas is the brightest supernova remnant in the LMC, and is about 30 light-years across. At the centre, where the star once burned, now lies a magnetar, a neutron star with an extremely powerful magnetic field. It was only in 1979 that satellites orbiting Earth detected a powerful gamma-ray burst from this object, drawing attention to the extreme properties of this new class of stellar exotica created by supernova explosions. This part of the Large Magellanic Cloud is so packed with star clusters and other objects that astronomers can spend entire careers exploring it. With so much activity, it is easy to see why astronomers are so keen to study the strange creatures in this heavenly zoo.

6 z 77


Naukowcy rozwiązują zagadki północnej czapy polarnej na Marsie

Wykorzystując dane zebrane przez rada penetrujący SHARAD i kamerę HiRISE na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter naukowcom udało się zrekonstruować procesy, które doprowadziły do powstania dwóch niezwykłych form topograficznych północnej czapy polarnej Marsa - serii spiralnych rowów oraz kanionu Chasma Boreale, większego od Wielkiego Kanionu Kolorado. Wyniki ich badań zostały opublikowane na łamach magazynu Nature. "Lądolód wokół

W warstwach zapisana jest historia akumulacji lodu, erozji i transportu przez wiatr. Z danych tych moŜemy odtworzyć historię klimatu z znacznie większą dokładnością niŜ ktokolwiek mógł się spodziewać.

Kanionu Kolorado, jednak szerszy i głębszy od niego. Niektórzy naukowcy sugerowali Ŝe Chasma Boreale powstał gdy ciepło wulkaniczne roztopiło dolne warstwy pokrywy lodowej inicjując katastrofalną powódź. Inni wskazywali silne wiatry polarne, zwane katabatykami, jako to co wyrzeźbiło kanion w lodowej kopule.

Jack Holt

północnego bieguna Marsa ma rozmiary i grubość zbliŜone do lądolodu Grenlandii "- mówi Shane Byrne z Lunar and Planetary Laboratory Uniwersytetu Arizona. -" Podobnie jak na Grenlandii równieŜ warstwy lodu na Marsie przechowują zapis klimatu planety sięgający zapewne kilku milionów lat wstecz. Badanie tych lądolodów i ich wewnętrznych warstw dostarcza informacji na temat klimatu Czerwonej Planety i tego, jak zmieniał się on w przeszłości." Na Ziemi kształty lądolodów zaleŜą głównie od kierunku przepływania lodu. Badania wskazują, Ŝe na Marsie za kształt lądolodu odpowiadają inne siły. Półnoncna czapa polarna do stos warstw lodu i pyłu o grubości rzędu 3 kilometrów okrywający powierzchnię nieco większą od Teksasu. Analizując dane radarowe naukowcy są w stanie usuwać kolejne warstwy odtwarzając ewolucję pokrywy. Chasma Boreale to jeden z najbardziej charakterystycznych tworów północnej czapy lodowej - kanion o długości Wielkiego

7 z 77

Inną niezwykłą cechą lodowca są spiralne rowy rozwijające się od centrum czapy polarnej. Od ich odkrycia w 1972 roku naukowcy proponowali rozmaite teorie mające wyjaśnić mechanizm powstania tych spiralnych struktur. Według jednej ruch obrotowy planety powodował, Ŝe lód bliŜej bieguna porusza się wolniej niŜ ten bardziej oddalony tworząc pęknięcia w półpłynnym lodzie. Inna teoria, opierając się na złoŜonym modelu matematycznym, sugerowała iŜ za powstanie spiralnych rowów odpowiadało zróŜnicowanie nagrzewania lodu przez Słońca i poziomy transfer ciepła we wnętrzu lądolodu. Nowe wyniki wskazują jednak, Ŝe zarówno spiralne rowy jak i Chasma Boreale zostały w głównej mierze ukształtowane przez wiatr. Wcześniej sądzono, Ŝe północna czapa lodowa zbudowana była z wielu stosunkowo płaski warstw. Sądzono takŜe, Ŝe informacje o klimacie zapisane zostały w tych warstwach, i były ograniczone do wiedzy jaką moŜna by uzyskać badając grubość warstw i zawartość pyłu. Jednak nowe wyniki ukazały znacznie bardziej


złoŜoną strukturę - w tym warstwy, których orientacja i grubość zmieniają się, znikając gwałtownie w niektórych miejscach. To czyni z północnej czapy polarnej waŜny zbiór danych o przeszłym klimacie Marsa. "Wcześniej sądzono, Ŝe Chasma Boreale powstała w wyniku stopienia się dolnych warstw lodu, i Ŝe to powstała w ten sposób fala powodziowa wyrzeźbiła kanion, ewentualnie, Ŝe powstał w wyniku erozji powodowanej przez wiatr wiejący ponad lądolodem "- mówi Byrne. -" Nasze badania wykazały, Ŝe kanion ten był tam zawsze, a czapa lodowa rosła po jego obu stronach. Wewnętrzny układ warstw, jakie widzimy dzięki radarowi oraz warsty ukazujące się w jego klifach sfotografowane przez HiRISE pozwoliły nam odtworzyć historię tego obiektu." "Nikt wcześniej nie przypuszczał Ŝe warstwy utworzą tak złoŜone struktury "- mówi Jack Holt z Uniwersytetu Texas w Austin, główny autor artykułu dotyczącego Chasma Boreale. -" W warstwach zapisana jest historia akumulacji lodu, erozji i transportu przez wiatr. Z danych tych moŜemy odtworzyć historię klimatu z znacznie większą dokładnością niŜ ktokolwiek mógł się spodziewać." Dane radarowe wskazują, Ŝe w przeszłości istniał równieŜ drugi, równie potęŜny kanion, jednak został on później wypełniony przez lód. JeŜeli zaś chodzi o spiralne rowy, to nowe wyniki zdają sie potwierdzać

jedną z wczesnych teorii, nieco zapomnianą przez naukowców badających Marsa. Alan Howard, naukowiec z Uniwersytetu Virginia zaproponował wyjaśnienie w 1982 roku w oparciu o zdjęcia powierzchni Marsa wykonane przez misję Viking. "Opierał się na niskiej rozdzielczości zdjęciach dostarczonych przez misje Viking "- mówi Isaac Smitch, autor drugiej publikacji, dotyczącej właśnie spiralnych rowów. "Wielu innych naukowców proponowało inne hipotezy sugerując Ŝe Howard się mylił "- dodaje Holt, współautor publikacji. -" Jednak kiedy spojrzymy na hipotetyczny przekrój z jego artykułu to zobaczymy, Ŝe wygląda prawie dokładnie tak, jak to co widzimy w danych radarowych." Dlaczego zatem rowy mają kształt spiral? Wiatry katabatyczne są tworzone przez stosunkowo zimne, gęste powietrze, które spływa z bieguna po czapie polarnej. Wiatry te są odchylane pod wpływem działania siły Coriolisa, wynikające z rotacji planety wokół osi. Siły te skręcają wiatry - a wraz z nimi tworzone przez nie rowy. Tak powstaje spirala. "Te niezwykłe formy czekały na wyjaśnienie od czterdziestu lat bowiem nie potrafiliśmy zajrzeć pod powierzchnię lodu "- mówi Roberto Seu, kierujący badaniami instrumentu SHARAD. -" Ma dla mnie ogromne znaczenie, Ŝe dzięki nowemu instrumentowi w końcu udało się nam wyjaśnić ich powstanie." Źródła: The

8 z 77

University of Arizona News: Planetary Scientists Solve 40-Year-Old Mysteries of Mars' Northern Ice Cap Zdjęcie: NASA HiRISE Original press release follows: Planetary Scientists Solve 40-Year-Old Mysteries of Mars' Northern Ice Cap A team of planetary scientists has used radar and a high-resolution camera to reveal the subsurface geology of Mars' northern ice cap. The findings – based on data from SHARAD (the surface-penetrating radar) and HiRISE (the high-resolution camera) on the Mars Reconnaissance Orbiter – were published May 27 in two papers in the journal Nature. The group studying a canyon feature called Chasma Boreale included Shane Byrne from the University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory. Jack Holt and Isaac Smith of The University of Texas at Austin's Institute for Geophysics are the papers' lead authors. "The ice sheet on Mars' northern polar region is about the size and thickness of the Greenland ice sheet," said Byrne. "Just like Greenland, the layers of ice on Mars preserve a climate record that reaches back probably a few million years. Studying this ice sheet and its internal layers tells us about Martian climate and how it has varied in the past." On


Earth, large ice sheets are shaped mainly by ice flow. But on Mars, according to this latest research, other forces have shaped, and continue to shape, the polar ice caps. The northern ice cap is a stack of ice and dust layered up to two miles deep covering an area slightly larger than Texas. Analyzing radar data on a computer, scientists can peel back the layers like an onion to reveal how the ice cap evolved over time. Chasma Boreale is one of the most distinctive features of the northern ice cap – a canyon about as long as the Grand Canyon but deeper and wider. Some scientists have suggested Chasma Boreale was created when volcanic heat melted the bottom of the ice sheet and triggered a catastrophic flood. Others have suggested strong polar winds, called katabatics, carved the canyon out of a dome of ice. Other enigmatic features are troughs that spiral outward from the center of the ice cap like a gigantic pinwheel. Since they were discovered in 1972, scientists have proposed several hypotheses for how they formed. One suggested that as the planet spins, ice closer to the poles moves slower than ice farther from the poles, causing the semi-fluid ice to crack. Another used an elaborate mathematical model to suggest how increased solar heating in certain areas and lateral heat conduction could cause

9 z 77

the troughs to self-assemble. It turns out both the spiral troughs and Chasma Boreale were created and shaped primarily by wind. Before this research, conventional wisdom held that the northern ice cap of Mars was made of many relatively flat layers like a layered cake. It was assumed some climate information would be recorded in the layers, limited to what could be gained from layer thickness and dust content. This research, however, reveals many complex features – including layers that change in thickness and orientation, or abruptly disappear in some places – making it a virtual gold mine of climate information. "In the past, it was thought the Chasma Boreale canyon formed by melting the bottom of the ice sheet and having the floodwater carve the canyon, or perhaps having winds erode the canyon into the ice sheet from above," said Byrne. "In this study, we've figured out that the canyon has actually always been there and the ice cap grew up on either side of it." "The arrangement of the internal layers we see with the radar instrument and the layers exposed on cliffs that we see with HiRISE have allowed us to reconstruct the history of this feature." "Nobody realized that there would be such complex structures in the layers," said Holt, the lead author of the paper focusing on Chasma

Boreale. "The layers record a history of ice accumulation, erosion and wind transport. From that, we can recover a history of climate that's much more detailed than anybody expected." According to Byrne, the radar data also revealed that a second, equally large canyon existed in the ice sheet in the past, but that this twin feature was later filled in with ice and no trace of it now exists. The spiral trough results vindicate an early explanation that had fallen out of favor in parts of the Mars scientific community. Alan Howard, a researcher at the University of Virginia, proposed just such a process in 1982 based solely on images of the surface from the Viking mission. "He only had Viking images with relatively low resolution," said Isaac Smith, doctoral student and lead author on the spiral trough paper. Holt is second author on the trough paper. "Many people proposed other hypotheses suggesting he was wrong," he said. "But when you look at a hypothetical cross section from his paper, it looks almost exactly like what we see in the radar data." Why are the troughs spiral shaped? First, katabatic winds are caused by relatively cold, dense air that rolls down from the poles and out over the ice cap. Second, as they blow down, they are deflected by the Coriolis force, which is caused by the planet's


spinning in space. On Earth, this is what causes hurricanes to spin opposite directions in opposite hemispheres. This force twists the winds – and the troughs they create – into spiral shapes. "These anomalous features have gone unexplained for 40 years because we have not been able to see what lies beneath the surface," said Roberto Seu, team leader for the SHARAD instrument. "It is gratifying to me that with this new instrument we can finally explain them." SHARAD is provided to NASA by the Italian Space Agency. It has been designed and developed and is operated by a joint team formed by Sapienza University of Rome's INFOCOM Department and Thales Alenia Space Italy. Co-authors on the paper "The Construction of Chasma Boreale on Mars" include Kathryn Fishbaugh (Smithsonian National Air and Space Museum), Sarah Christian (The University of Texas at Austin Institute for Geophysics and Bryn Mawr College), Kenneth Tanaka (Astrogeology Science Center, U.S. Geological Survey), Patrick Russell (Planetary Science Institute in Tucson, Arizona), Ken Herkenhoff (Astrogeology Science Center, U. S. Geological Survey), Ali Safaeinili (Jet Propulsion Laboratory), Nathaniel Putzig (Southwest Research Institute) and Roger Phillips (Southwest Research Institute). Funding was provided by NASA and the Gayle White Fellowship at the Institute for Geophysics.

10 z 77


Nowe wskazówki pochodzenia galaktycznych obłoków wodoru

Zaskakujące odkrycie, Ŝe obłoki wodoru znajdowane w duŜych ilościach we wnętrzu oraz wokół naszej Galaktyki zdają się preferować określone obszary dostarczyło astronomom kluczowych informacji na temat pochodzenia tych obłoków, odgrywających kluczową rolę w ewolucji galaktyki.

Właściwości tych obłoków jednoznacznie wskazują, Ŝe powstały jako część dysku Drogi Mlecznej i stanowią waŜny składnik Galaktyki. Zrozumienie tych obłoków jest waŜne dla zrozumienia jak materia przemieszcza się między dyskiem i halo - krytycznym procesem w ewolucji Galaktyki Felix J. Lockman

"Doszliśmy do wniosku Ŝe te obłoki utworzył gaz, który został wyrzucony z płaszczyzny Galaktyki przez eksplozje supernowych i potęŜne wiatry młodych gwiazd w regionach intensywnej produkcji gwiazd "- mówi H. Alyson Ford z Uniwersytetu Michigan, której praca doktorska stanowiła podstawę badań zespołu astronomów prowadzących do odkrycia. Astronomowie zbadali obłoki gazu w dwóch wybranych regionach Drogi Mlecznej. Zbadano obłoki w odległości 400 do 15 000 lat świetlnych od dysku Galaktyki. Dysk ten zawiera większość gwiazd i gazu Galaktyki, jednak jest takŜe otoczony przez halo gazu jeszcze bardziej odległego, niŜ obłoki zbadane przez naukowców. "Obłoki te po raz pierwszy wykryliśmy za pomocą radioteleskopu NSF Robert C. Byrd Green Bank (GRBT) i są one zadziwiające. Znajduję się w strefie pośredniej pomiędzy dyskiem i halo, a ich pochodzenie do tej pory stanowiło zagadkę "-

11 z 77

mówi Felix J. Lockman z Narodowego Obserwatorium Radioastronomii (National Radio Astronomy Observatory - NRAO). W swych badaniach zespół wykorzystał dane zebrane w ramach Galaktycznego Przeglądu Całego Nieba (Galactic All-Sky Survey) wykonanego przez radioteleskop CSIRO Parkes w Australii. Po porównaniu obserwacji dwóch wybranych do badań obszarów astronomowie zauwaŜyli, Ŝe jeden z nich zawierał trzykrotnie więcej obłoków wodoru niŜ drugiego. Dodatkowo były one średnio dwukrotnie bardziej oddalone od płaszczyzny Galaktyki. Ta dramatyczna róŜnica jest według naukowców spowodowana faktem, iŜ w tym regionie więcej obłoków leŜy w okolicach końca centralnej poprzeczki Galaktyki, w miejscu gdzie łączy się ona z jednym z głównych ramion spiralnych. Jest to obszar bardzo intensywnej produkcji gwiazd, zawierający wiele młodych gwiazd o silnych wiatrach, które mogą wypychać gaz poza miejsce swoich narodzin. Najmnayswniejsze z tych gwiazd eskplodują jako supernowe równieŜ przyczyniając się do wyrzucania gazu. W drugim z badanych obszarów porcesy tworzenia gwiazd były znacznie mniej intensywne. "Właściwości tych obłoków jednoznacznie wskazują, Ŝe powstały jako część dysku Drogi Mlecznej i stanowią waŜny składnik Galaktyki. Zrozumienie tych obłoków jest waŜne dla zrozumienia jak materia przemieszcza się między


dyskiem i halo - krytycznym procesem w ewolucji Galaktyki "- mówi Lockman. Obłoki są zbudowane z neutralnego wodoru i średnio zawierają masę 700 razy większą od masy Słońca. Ich rozmiary róŜnią się znacznie, jednak większość ma około 200 lat świetlnych średnicy. Astronomowie zbadali około 650 takich obłoków w dwóch oddalonych od siebie regionach Galaktyki.Źródła: National Radio Astronomy Observatory: Astronomers Discover Clue to Origin of Milky Way Gas Clouds Ilustracja: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF Original press release follows: Astronomers Discover Clue to Origin of Milky Way Gas Clouds A surprising discovery that hydrogen gas clouds found in abundance in and above our Milky Way Galaxy have preferred locations has given astronomers a key clue about the origin of such clouds, which play an important part in galaxy evolution. "We've concluded that these clouds are gas that has been blown away from the Galaxy's plane by supernova explosions and the fierce winds from young stars in areas of intense star formation," said H. Alyson Ford of the University of Michigan, whose Ph.D thesis research from Swinburne University formed the basis for this result. The team, consisting of Ford and collaborators

12 z 77

Felix J. Lockman, of the National Radio Astronomy Observatory (NRAO), and Naomi Mclure-Griffiths of CSIRO Astronomy and Space Science, presented their findings to the American Astronomical Society's meeting in Miami, Florida. The astronomers studied gas clouds in two distinct regions of the Galaxy. The clouds they studied are between 400 and 15,000 light-years outside the disk-like plane of the Galaxy. The disk contains most of the Galaxy's stars and gas, and is surrounded by a "halo" of gas more distant than the clouds the astronomers studied. "These clouds were first detected with the National Science Foundation's Robert C. Byrd Green Bank Telescope, and are quite puzzling. They are in a transitional area between the disk and the halo, and their origin has been uncertain," Lockman explained. The research team used data from the Galactic All-Sky Survey, made with CSIRO's Parkes radio telescope in Australia. When the astronomers compared the observations of the two regions, they saw that one region contained three times as many hydrogen clouds as the other. In addition, that region's clouds are, on average, twice as far above the Galaxy's plane. The dramatic difference, they believe, is because the region with more clouds lies near the tip of the Galaxy's central "bar," where the bar merges with a major

spiral arm. This is an area of intense star formation, containing many young stars whose strong winds can propel gas away from the region. The most massive stars also will explode as supernovae, blasting material outward. In the other region they studied, star formation activity is more sparse. "The properties of these clouds show clearly that they originated as part of the Milky Way's disk, and are a major component of our Galaxy. Understanding these clouds is important in understanding how material moves between the Galaxy's disk and its halo, a critical process in the evolution of galaxies," Lockman said. The clouds consist of neutral hydrogen gas, with an average mass equal to that of about 700 Suns. Their sizes vary greatly, but most are about 200 light-years across. The astronomers studied about 650 such clouds in the two widely-separated regions of the Galaxy. The Parkes Radio Telescope is part of the Australia Telescope, which is funded by the Commonwealth of Australia for operation as a National Facility managed by CSIRO. The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.


W 2009 roku w Jowisza uderzyła asteroida

19 lipca 2009 roku, bez wcześniejszego ostrzeŜenia, tajemniczy obiekt uderzył w Jowisza zostawiając ciemną ranę wielkości Oceanu Spokojnego. Pierwszym, który zauwaŜył nową plamę był Anthony Wesley - astronom amator z Australii. Wkrótce największe teleskopy, wśród nich kosmiczny teleskop Hubble, skierowały się w stronę Jowisza by badać niespodziewaną plamę. Podobne zdarzenie mialo miejsce

To odosobnione zdarzenie zaskoczyło nas i mogliśmy jedynie obserwować pozostałości zderzenia. Na szczęście w 1994 roku teleskop Hubble'a prowdził obserwacje całego zdarzenia w tym zdjęcia ujawniające naturę obiektu zanim zderzył się on z Jowiszem Heidi Hammel

dokładnie w tym samym tygodniu 15 lat wcześniej gdy w 1994 roku ponad 20 fragmentów komety P/Shoemaker-Levy 9 zanurkowało w atmosferę Jowisza (od redakcji: w tym tygodniu nadeszła informacja, Ŝe Anthony Wesley odkrył ślad kolejnego uderzenia w Jowisza). Astronomowie, po porównaniu zdjęć obu zderzeń wykonane przez teleskop Hubble doszli do wniosku, Ŝe obiektem, który zderzył się z Jowiszem w 2009 roku była zapewne asteroida o średnicy około 500 metrów. Zatem zdjęcia ukazują po raz pierwszy efekt uderzenia w planetę asteroidy a nie komety. Bombardowanie Jowisza dowodzi, Ŝe Układ Słoneczny jest zapewne znacznie bardziej niebezpiecznym miejscem, w którym takie zderzenia zachodzą zapewne znacznie częściej niŜ dotąd sądzono. Wcześniej sądzona, Ŝe zderzenia obiektów z Jowiszem zachodzą co kilka tysięcy lat. I mimo, Ŝe aktualnie wiele projektów koncentruje się na skatalogowaniu asteroid

13 z 77

wciąŜ ogromna liczba mniejszych obiektów pozostaje niezauwaŜona i moŜe w kaŜdej chwili ujawnić się w trakcie zderzenia. "To odosobnione zdarzenie zaskoczyło nas i mogliśmy jedynie obserwować pozostałości zderzenia. Na szczęście w 1994 roku teleskop Hubble'a prowadził obserwacje całego zdarzenia w tym zdjęcia ujawniające naturę obiektu zanim zderzył się on z Jowiszem "- mówi Heidi Hammel z Instytutu Badań Kosmicznych w Boulder, kierująca badaniami. W 2009 roku zespół Hamel wykonał za pomocą nowo zainstalowanej na teleskopie Hubble kamery WFC3 oraz naprawionej kamery ACS zdjęcia pola szczątków pozostałych po zderzeniu. Analiza zdjęć ujawniła kluczowe róŜnice między zderzeniem z 2009 roku a wcześniejszym z 1994 roku, dostarczając wskazówek na temat obiektu, który uderzył w Jowisza w zeszłym roku. W 1994 roku astronomowie w paśmie ultrafioletowym dostrzegli wyraźne halo wokół miejsc uderzeń, dowód opadu drobnego pyłu powstałego przy uderzenie fragmentów komety. Zdjęcia UV pokazały takŜe wyraźny kontrast pomiędzy wygenerowanymi przez uderzenie szczątkami a chmurami Jowisza. Na zdjęciach ultrafioletowych wykonanych w 2009 roku nie widać halo, ponadto kontrast pomiędzy szczątkami a chmurami szybko zanika. To wskazuje na brak lekkich cząstek, co jest kluczowym dowodem, Ŝe w zderzniu brała udział asteroida a nie pyłowa


kometa. WydłuŜony kształt śladu zderzenia równieŜ znacznie róŜni się od pozostawionych przez kometę w 1994 roku, co wskazuje, Ŝe obiekt uderzył pod płytszym kątem, oraz z innego kierunku niŜ kometa Shoemaker-Levy 9. Zespół przeprowadził analizę moŜliwych orbit i doszedł do wniosku, Ŝe asteroida pochodziła zapewne z rodziny obiektów Hilda, drugorzędnego pasa asteroid, zbudowanego z co najmniej 1100 obiektów krąŜących bliŜej Jowisza. Uderzenie z 2009 roku wyzwoliło energię porównywalną do kilku tysięcy typowych ładunków nuklearnych - porównywalną z średnimi fragmentami komety. Największe z fragmentów wyzwoliły w 1994 roku energię wielokrotnie większą niŜ cały arsenał nuklearny zgromadzony na Ziemi. Badania te pokazują takŜe wagę obserwacji prowadzonych przez amatorów: "Zdarzenie to pięknie ilustruje jak amatorzy i profesjonaliści mogą wspólnie pracować "- mówi Hammel. W historii obserwacji Jowisza wielokrotnie odnotowywano pojawienie się na Jowiszu plam jednak tylko niewielka ich część dotyczy zapewne uderzeń. W 1696 roku Giovanni Cassini odnotował ciemną plamę na Jowiszu o średnicy porównywalnej do największych pozostawionych przez kometę. W 1934 roku George Aidy zauwaŜył w południowym pasie Jowisza ciemną plamę o średnicy czterokrotnie większej od cieni rzucanych przez księŜyce planety. Wyniki najnowszych

14 z 77

badań zostały opublikowane na łamach The Astrophysical Journal Letters. Źródła: HubbleSite: Hubble Images Suggest Rogue Asteroid Smacked Jupiter Zdjęcie: NASA, ESA, M. H. Wong (University of California, Berkeley), H. B. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colo.), I. de Pater (University of California, Berkeley), and the Jupiter Impact Team Original press release follows: Hubble Images Suggest Rogue Asteroid Smacked Jupiter Without warning, a mystery object struck Jupiter on July 19, 2009, leaving a dark bruise the size of the Pacific Ocean. The spot first caught the eye of an amateur astronomer in Australia, and soon, observatories around the world, including NASA's Hubble Space Telescope, were zeroing in on the unexpected blemish. Astronomers had witnessed this kind of cosmic event before. Similar scars had been left behind during the course of a week in July 1994, when more than 20 pieces of Comet P/Shoemaker-Levy 9 (SL9) plunged into Jupiter's atmosphere. The 2009 impact occurred during the same week, 15 years later. Astronomers who compared Hubble images of both collisions say the culprit may have been an asteroid about 1,600 feet

(500 meters) wide. The images, therefore, may show for the first time the immediate aftermath of an asteroid, rather than a comet, striking another planet. The Jupiter bombardments reveal that the solar system is a rambunctious place, where unpredictable events may occur more frequently than first thought. Jupiter impacts were expected to occur every few hundred to few thousand years. Although there are surveys to catalogue asteroids, many small bodies may still go unnoticed and show up anytime to wreak havoc. "This solitary event caught us by surprise, and we can only see the aftermath of the impact, but fortunately we do have the 1994 Hubble observations that captured the full range of impact phenomena, including the nature of the objects from pre-impact observations" says astronomer Heidi Hammel of the Space Science Institute in Boulder, Colo., leader of the Jupiter impact study. In 2009 Hammel's team snapped images of the debris field with Hubble's recently installed Wide Field Camera 3 and newly repaired Advanced Camera for Surveys. The analysis revealed key differences between the two collisions (in 1994 and 2009), providing clues to the 2009 event. Astronomers saw a distinct halo around the 1994 impact sites in Hubble ultraviolet (UV) images, evidence of fine dust arising from a comet-fragment strike.


The UV images also showed a strong contrast between impact-generated debris and Jupiter's clouds. Hubble ultraviolet images of the 2009 impact showed no halo and also revealed that the site's contrast faded rapidly. Both clues suggest a lack of lightweight particles, providing circumstantial evidence for an impact by a solid asteroid rather than a dusty comet. The elongated shape of the recent impact site also differs from the 1994 strike, indicating that the 2009 object descended from a shallower angle than the SL9 fragments. The 2009 body also came from a different direction than the SL9 pieces. Team member Agustin Sanchez-Lavega of the University of the Basque Country in Bilbao, Spain, and colleagues performed an analysis of possible orbits that the 2009 impacting body could have taken to collide with Jupiter. Their work indicates the object probably came from the Hilda family of bodies, a secondary asteroid belt consisting of more than 1,100 asteroids orbiting near Jupiter. The 2009 strike was equal to a few thousand standard nuclear bombs exploding, comparable to the blasts from the medium-sized fragments of SL9. The largest of those fragments created explosions that were many times more powerful than the world's entire nuclear arsenal blowing up at once. The recent impact underscores the

15 z 77

important work performed by amateur astronomers. "This event beautifully illustrates how amateur and professional astronomers can work together," notes Hammel. Occasional dark spots have appeared on Jupiter throughout the history of sky watching. Observing records of the planet are filled with references to spots, including "white spots," "peculiar spots," and "well-defined spots." Only a handful may have described possible Jupiter strikes. In 1686, the Italian astronomer Giovanni Cassini reported a dark spot on Jupiter that was roughly the size of the largest SL9 impact. Nearly 150 years later, in 1834, British astronomer George Airy independently reported a dark feature in Jupiter's southern belts that looked nearly four times as large as shadows cast on the planet by the Galilean moons. Crude telescopes prevented sky watchers from probing the nature of those spots. The study by Hammel's team appeared in the June 1 issue of The Astrophysical Journal Letters.


Sekcja komety Wild2

Dzięki misji Stardust po raz pierwszy w historii naukowcy zebrali próbki materiału komety. Od czasu lądowań Apollo na KsięŜcu była to pierwsza misja, która dostarczyła próbek pozaziemskiej materii do badań laboratoryjnych. Centrum Badań Kosmicznych Uniwersytetu Leicester (UoL) wykorzystało brytyjski synchrotron - Diamond Light Source - by zbadać materię komety. Sonda Kometa Wild 2 jest ogromnym wyzawaniem Stardust analitycznym, bowiem całkowita masa zebranych pokonała próbek to 1/10 000 grama w kosmosie dr John Bridges 3,2 miliarda kilometrów by przelecieć przez komę komety Wild2 zbierając w niej próbki pyłu. Na Ziemię wróciła w 2006 roku. Zebrane próbki są badane przede wszystkim przez NASA i Uniwersytet Kalifornia, oraz wybrane laboratoria na świecie, wśród nich Uniwersytet Leicester. Dzięki opracowaniu technik mikro manipulacji naukowcy UoL rozebrali mikroskopijne próbki na części by badać kometę z dokładnością atomową za pomocą Transmisyjnego Mikroskopu Elektronowego. Sekcja ta po raz pierwszy ukazała prawdziwy skład komety. "Zrozumienie prawdziwej natury komet pozwoli nam udzielić odpowiedzi na jedno z fundamentalnych pytań nauki - jak we wczesnych etapach powstawania ewoluował Układ Słoneczny oraz skąd na Ziemi wzięły się woda i materia organiczna -" mówi Hitesh Changela. -" To ekscytujące czasy kiedy moŜemy wykorzystywać nowe techniki do analizy najodleglejszych obiektów Układu Słonecznego w naszych laboratoriach w Leicester." Synchrotron Diamond Light Source to akcelerator elektronów wytwarzający niezwykle

16 z 77

intensywne promieniowanie rentgenowskie, które pozwala zagłębić się w materię by uzyskać wiedzę na temat jej składu na poziomie cząstek i atomów. Promieniowanie to wykorzystano do maksimum badając próbki dostarczone przez sondę Stardust, cząstki o rozmiarach mniej niŜ 1/10 grubości ludzkiego włosa. "Kometa Wild 2 jest ogromnym wyzwaniem analitycznym, bowiem całkowita masa zebranych próbek to 1/10 000 grama. Dla porównania misje Apollo przywiozły 380 kilogramów skał księŜycowych. Spektroskopia mikroskopowa w Diamond Light Source umoŜliwiła nam badanie tych drobnych cząstek i stworzenie mapy dystrybucji pierwiastków w ich wnętrzu "- mówi dr John Bridges, kierujący badaniami.-" To niezwykle ciekawe czasy dla badań planetarnych. Kiedy juŜ poznamy to z czego zbudowana jest ta kometa będziemy mogli wykorzystać te nowe metody do badania asteroid i planet w wcześniej niespotykaną dokładnością." Wykorzystując unikalne moŜliwości synchrotronu Diamond, który pozwala zbadać największy zakres pierwiastków, zespół odkrył rentgenowską sygnaturę tlenków Ŝelaza. Dalsze badania wykazały, Ŝe drobiny tlenków Ŝelaza odkryte w próbkach z komety powstały w wyniku procesów zachodzących w niskiej temperaturze w obecności wody na komecie. Jednak inne cząstki powstały z kolei w bardzo wysokich temperaturach, sięgających 2000 stopni Celsjusza


- co jest zaskakujące, skoro ten zbudowany z lodu obiekt powstał na zimnych rubieŜach Układu Słonecznego.

at NASA and the University of California and being sent to a few laboratories around the world, with the University of Leicester being one of them.

materials to reveal information on the atomic and molecular scale. These X-rays were used to probe Stardust to the highest sensitivity.

Źródła:

By developing micro manipulation techniques, researchers at the University of Leicester have further dissected the tiny samples to study the comet to atomic precision under a Transmission Electron Microscope. This ‘post-mortem’ of Comet Wild2 has revealed for the first time the true composition of a comet.

Dr. John Bridges of the Space Research Centre at the University of Leicester is the principal investigator of this project. He commented:

University of Leicester: Scientists put the Comet Wild 2 under the microscope Zdjęcie: Diamond Light Source Original press release follows: Scientists put the Comet Wild 2 under the microscope Researchers at the University of Leicester are examining extraterrestrial material from a comet to assess the origins of our Solar System. For the first time ever, material samples from a comet were collected in the Stardust Mission. It was the first mission since the Apollo landings to have successfully returned extraterrestrial material for scientists to study in the laboratory. At the University of Leicester’s Space Research Centre and at Diamond Light Source, the UK’s national synchrotron facility – a series of super microscopes – scientists are currently finding out what a comet is really made of. The Stardust probe travelled 3.2 billion km in space, and flew through the coma of Comet Wild2 collecting tiny grains of dust, returning them back to Earth in 2006. They are being dissected

17 z 77

Hitesh Changela, one of the researchers in the project, said: “Understanding the true nature of comets may also help us to answer one of the fundamental questions in science - how the Solar System evolved in its early stages and how water and organics were delivered to the Earth. It’s an exciting time when we can use new techniques to analyse the most distant Solar System bodies in our laboratories at Leicester.” Funding for Hitesh’s PhD has been provided by the Science and Technology Facilities Council (STFC). The researchers are obtaining unprecedented chemical information about the smallest grains of the comet, with sizes less than 1/10th the width of a human hair. The Diamond synchrotron is an electron particle accelerator that produces highly intense X-ray beams which can be used to delve deep into matter and

“Comet Wild2 is a big analytical challenge as the total mass of samples is about 1 ten thousandth of a gram. By comparison the Apollo missions brought back 380 kg. The Microfocus Spectroscopy beamline at Diamond Light Source enabled us to examine these tiny particles and map the elements within them. These are exciting times in planetary science and once we have worked out what this comet is made of we can use these new techniques to study asteroids and the planets in unprecedented detail.” Using a globally unique technique at Diamond which enables the mapping of the widest range of elements, the group found X-ray signatures of iron oxides. Further research at Leicester has shown that the small grains of iron oxide contained in the Stardust samples may have formed by low temperature aqueous activity on Wild2. However, other grains formed at very high temperature – around 2000 degree Celsius which is not what was expected from this icy comet that would have formed in the coldest, outermost reaches of the Solar System. This unexpected discovery has raised new questions about how these ‘dustbins’ of the early Solar System really formed.


Komputer klasyfikuje galaktyki

Naukowcy Uniwersytetu College London (UCL) i Uniwersytetu Cambridge opracowali algorytmy maszynowe wykorzystujące modele ludzkiego mózgu, które mogą zostać wykorzystane do dokładnej i wydajnej klasyfikacji galaktyk. Nowa metoda daje w ponad 90% wyniki zgodne z klasyfikacją wykonywaną przez człowieka. Wyniki badań zostały przyjęte do publikacji na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. We

Choć ludzkie oko bardzo skutecznie rozpoznaje wzory, sprytne techniki obliczeniowe umoŜliwiające odtworzenie tych moŜliwości jest niezbędne aby poszerzyć granice obserwowalnego Wszechświata i wykryć bardziej odległe galaktyki Prof. Ofer Lahav

Wszechświecie są miliardy galaktyk, kaŜda z nich zawiera od 10 milionów do tryliona gwiazd. Galaktyki mają najrozmaitsze kształty - od eliptycznych i spiralnych po nieregularne. Ogromne projekty obserwacyjne takie jak cyfrowy przegląd nieba Sloana (SDSS) wykonują zdjęcia ogromnej ilości galaktyk. Pierwszym krokiem w procesie wykorzystania tych danych w celu zrozumienie ich pochodzenia i ewolucji jest sklasyfikowanie tych galaktyk. W projekcie Galaxy Zoo 250 000 ochotników dokonało klasyfikacji 60 milionów galaktyk. Zespół naukowców wykorzystał klasyfikacje wykonane w projekcie Galaxy Zoo aby nauczyć algorytm komputerowy znany jak sieć neuronowa rozpoznawać róŜne rodzaje galaktyk. Sztuczne sieci neuronowe są projektowane tak, by naśladowały biologiczne sieci neuronowe - podobnie jak sieci biologiczne, równieŜ sztuczne sieci neuronowe jako dane wejściowe wykorzystują kształty, barwy i rozmiary obiektów astrofizycznych generując

18 z 77

na wyjściu ich klasyfikację. Wytrenowana sieć pozwoliła uzyskać ponad 90% zgodność z klasyfikacją prowadzoną przez ludzi. "Jesteśmy pod ogromnym wraŜeniem tego, Ŝe komputer miał tak dobre wyniki "- mówi dr Manda Banerji z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Cambridge, który kierował badaniami. -" Tego rodzaju analiza jest krytycznie waŜna bowiem wkraczamy w nową erę astronomicznych przeglądów nieba. Budowane obecnie teleskopy nowej generacji wykonają zdjęcia milionów, a moŜe nawet miliardów galaktyk w ciągu najbliŜszego dziesięciolecia. To ogromna ilość danych i niemoŜliwe jest by kaŜde zdjęcie zostało obejrzane przez człowieka." Jednym z takich przeglądów, w którym uczestniczyć będzie Wielka Brytania, jest DES (Dark Energy Survey), którego początek planuje się na 2001 rok. W ramach tego projektu w ciągu pięciu lat zostanie sfotografowanych 300 milionów galaktyk. Inny projekt, w kórym uczestniczą astronomowie Uniwersytetu Cambridge to VISTA Hemisphere Survey mający wykonać zdjęcia galaktyk całego nieba południowego. Kierujący zespołem astrofizyków UCL prof. Ofer Lehav mówi: "Choć ludzkie oko bardzo skutecznie rozpoznaje wzory, sprytne techniki obliczeniowe umoŜliwiające odtworzenie tych moŜliwości jest niezbędne aby poszerzyć granice obserwowalnego Wszechświata i wykryć bardziej odległe galaktyki.


Badania te są waŜnym krokiem w tym kierunku." Źródła: M. Banersji et al, "Galaxy Zoo: Reproducing Galaxy Morphologies Via Machine Learning", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Royal Astronomical Society: Spiral, barred, elliptical and irregular: computers automatically classify galaxy shapes Zdjęcie: NASA/ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Original press release follows: Spiral, barred, elliptical and irregular: computers automatically classify galaxy shapes Scientists at University College London (UCL) and the University of Cambridge have developed machine-learning codes modelled on the human brain that can be used to classify galaxies accurately and efficiently. Remarkably, the new method is so reliable that it agrees with human classifications more than 90% of the time. The research will appear in a paper in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. There are billions of galaxies in the Universe, containing anything between ten million and a trillion stars. They display a wide range of shapes, from elliptical

19 z 77

and spiral to much more irregular systems. Large observational projects – such as the Sloan Digital Sky Survey – are mapping and imaging a vast number of galaxies. As part of the process of using these data to better understand their origin and evolution, the first step is to classify the types of galaxies within these large samples. The 250,000 members of the public participating in the Galaxy Zoo project recently classified 60 million such galaxies by eye. Now, a team of astronomers has used Galaxy Zoo classifications to train a computer algorithm known as an artificial neural network to recognize the different galaxy types. The artificial neural network is designed to simulate a biological neural network like those found in living things. It derives complex relationships between inputs such as the shapes, sizes and colours of astrophysical objects and outputs such as their type, mimicking the analysis carried out by the human brain. This method managed to reproduce over 90% of the human classifications of galaxies. “We were astonished that a computer could do so well” says Dr Manda Banerji from the Institute of Astronomy at the University of Cambridge who led the research, which formed part of her PhD thesis at UCL. “This kind of analysis is essential as we are now entering

a new age of astronomical surveys. Next generation telescopes now under construction will image hundreds of millions and even billions of galaxies over the coming decade. The numbers are overwhelming and every image cannot viably be studied by the human eye.” A large-scale sky survey in which the UK is playing a leading role is the Dark Energy Survey (DES) due to commence in 2011, which is expected to image 300 million galaxies over 5 years. Another survey called the VISTA Hemisphere Survey being led by astronomers at the University of Cambridge, has just started taking data and will image galaxies over the entire southern hemisphere. Professor Ofer Lahav, head of Astrophysics at UCL and chair of the international DES Science Committee, who supervised Banerji’s thesis, commented: “While human eyes are very efficient in recognizing patterns, clever computational techniques that can reproduce this behaviour are essential as we begin to push the boundaries of our observable Universe and detect more distant galaxies. This study is an important step in that direction.”


Jak powstaje supernowa typu Ia

Wyniki uzyskane przez kosmiczne obserwatorium rentgenowskie NASA Chandra pozwoliły znacznie lepiej poznać mechanizm prowadzący do powstania typu supernowej krytycznie istotnej w badaniach kosmologicznych, w tym tych mających na celu zrozumienie czym jest ciemna energia. Wyniki te wskazują, Ŝe mechanizmem inicjującym supernowe typu Ia jest najprawdopodobniej zlewanie się dwóch białych karłów - gęstych pozostałości po wypalonych gwiazdach. Ze względu na to, Ŝe supernowe typu Ia moŜna obserwować z ogromnych odległości a jednocześnie zjawiska te wykazują bardzo podobne zachowanie, są one wykorzystywane do pomiarów akceleracji ekspansji Wszechświata. Wyniki badań pod kierunkiem Marata Gilfanova z Instytutu Astrofizyki Max Plancka zostały opublikowane na łamach Nature.

Supernowe te to krytycznie waŜne obiekty dla zrozumienia Wszechświata. Wielkim wstydem było to, Ŝe nie wiedzieliśmy jak działają. Teraz zaczynamy rozumieć co zapala lont tych ogromnych eksplozji Marat Gilfanov

Większość naukowców jest zgodna, Ŝe supernowa typu Ia powstaje gdy biały karzeł przekracza określoną granicę wagi, co destabilizuje go prowadząc do masywnej eksplozji. Sugerowane dwa mechanizmy prowadzące do wzrostu masy połączenie dwóch białych karłów lub akrecję, proces, w którym biały karzeł wysysa materię z podobnego do Słońca towarzysza. "Nasze wyniki wskazują, Ŝe praktycznie wszystkie supernowe w galaktykach, które badaliśmy powstały w wyniku połączenia dwóch białych karłów "- mówi współautor badań, Akos Bogdan. -" ChociaŜ większość astronomów nie takiego wyniku by oczekiwała." RóŜnice między tymi dwoma scenariuszami moŜe mieć waŜne implikacje dla wykorzystywania tego rodzaju supernowych jako tzw. "świec standardowych" - obiektów o znanej jasności absolutnej - jako narzędzi pomiaru odległości. PoniewaŜ białe karły mogą mieć róŜne masy ich połączenie moŜe skutkować eksplozjami o róŜnej jasności. Ze względu na fakt, Ŝe scenariusze moŜna

20 z 77

rozpoznać mierząc ilość powstałego w trakcie eksplozji promieniowania rentgenowskiego Gilfanow i Bogdan wykorzystali obserwatorium rentgenowskie Chandra do obserwacji pięciu bliskich galaktyk eliptycznych oraz centralnego obszaru galaktyki Andromedy. Supernowa powstała w wyniku akrecji materii generuje znaczne ilości promieniowania rentgenowskiego przed eksplozją, gdy do wysokich temperatur ogrzewa się materiał w obrębie dysku. Z kolei supernowa będąca efektem połączenia się dwóch białych karłów generuje znacznie mniej promieniowania rentgenowskiego. Astronomowie odkryli, Ŝe obserwowane emisje rentgenowskie były 30 do 50 razy słabsze niŜ przewidywane dla mechanizmu akrecji, co efektywnie wyklucza ten mechanizm. A to znaczy, Ŝe w obserwowanych galaktykach dominuje proces zlewania białych karłów. Otwarta pozostaje kwestia, czy mechanizm ten jest równieŜ podstawowym mechanizmem prowadzącym do powstania supernowych typu Ia w galaktykach spiralnych. Konieczne są dalsze badania by to wykazać. "Dla wielu astrofizyków scenariusz zlewania się białych karłów wydawał się mniej prawdopodobny poniewaŜ wydaje się, Ŝe istnieje zbyt mało układów podwójnych białych karłów "- mówi Gilfanov. -" Teraz konieczne będzie dokładniejsze zbadanie tej ścieŜki powstawania supernowych." Dodatkowe dane wykorzystane w badaniach pochodziły


z teleskopu kosmicznego NASA Spitzer, który dostarczając danych o jasności galaktyk w podczerwieni pozwolił na oszacowanie liczby przyszłych supernowych. Źródła: Chandra X-Ray Observatory: NASA's Chandra Reveals Origin of Key Cosmic Explosions Zdjęcie: X-ray (NASA/CXC /MPA/M.Gilfanov & A.Bogdan), Infrared (NASA/JPL-Caltech/SSC), Optical (DSS)) Original press release follows: NASA's Chandra Reveals Origin of Key Cosmic Explosions New findings from NASA's Chandra X-ray Observatory have provided a major advance in understanding a type of supernova critical for studying the dark energy that astronomers think pervades the universe. The results show mergers of two dense stellar remnants are the likely cause of many of the supernovae that have been used to measure the accelerated expansion of the universe. These supernovae, called Type Ia, serve as cosmic mile markers to measure expansion of the universe because they can be seen at large distances, and they follow a reliable pattern of brightness. However, until now, scientists have been unsure what actually causes the explosions. "These are such critical objects in understanding the universe," said Marat

Gilfanov of the Max Planck Institute for Astrophysics in Germany and lead author of the study that appears in the Feb. 18 edition of the journal Nature. "It was a major embarrassment that we did not know how they worked. Now we are beginning to understand what lights the fuse of these explosions." Most scientists agree a Type Ia supernova occurs when a white dwarf star -- a collapsed remnant of an elderly star -- exceeds its weight limit, becomes unstable and explodes. Scientists have identified two main possibilities for pushing the white dwarf over the edge: two white dwarfs merging or accretion, a process in which the white dwarf pulls material from a sun-like companion star until it exceeds its weight limit. "Our results suggest the supernovae in the galaxies we studied almost all come from two white dwarfs merging," said co-author Akos Bogdan, also of Max Planck. "This is probably not what many astronomers would expect." The difference between these two scenarios may have implications for how these supernovae can be used as "standard candles" -- objects of a known brightness -- to track vast cosmic distances. Because white dwarfs can come in a range of masses, the merger of two could result in explosions that vary somewhat in brightness. Because these two scenarios would generate different amounts of

X-ray emission, Gilfanov and Bogdan used Chandra to observe five nearby elliptical galaxies and the central region of the Andromeda galaxy. A Type 1a supernova caused by accreting material produces significant X- ray emission prior to the explosion. A supernova from a merger of two white dwarfs, on the other hand, would create significantly less X-ray emission than the accretion scenario. The scientists found the observed X-ray emission was a factor of 30 to 50 times smaller than expected from the accretion scenario, effectively ruling it out. This implies that white dwarf mergers dominate in these galaxies. An open question remains whether these white dwarf mergers are the primary catalyst for Type Ia supernovae in spiral galaxies. Further studies are required to know if supernovae in spiral galaxies are caused by mergers or a mixture of the two processes. Another intriguing consequence of this result is that a pair of white dwarfs is relatively hard to spot, even with the best telescopes. "To many astrophysicists, the merger scenario seemed to be less likely because too few doublewhite-dwarf systems appeared to exist," said Gilfanov. "Now this path to supernovae will have to be investigated in more detail." In addition to the X-rays observed with Chandra, other data critical for this result came from NASA's Spitzer Space Telescope and the groundbased, infrared Two Micron All Sky Survey. The infrared brightness of the galaxies allowed the team to estimate how many supernovae should occur. NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., manages the Chandra program for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The Smithsonian Astrophysical Observatory controls Chandra's science and flight operations from Cambridge, Mass.

21 z 77


22 z 77


Uderzenie asteroidy w Jowisza sfilmowane

3 czerwca 2010 roku o 20:31 UTC amator astronom Anthony Wesley z Australii zauwaŜył rozbłysk na powierzchni Jowisza. Odkrycie natychmiast potwierdził inny miłośnik astronomii, Christopher Go z Filipin, który w tym czasie filmował Jowisza. Fakt, Ŝe rozbłysk został zarejestrowany przez dwóch niezaleŜnych obserwatorów, z których kaŜdy ma na koncie waŜne odkrycia, czyni obserwację niezwykle istotną.

KsięŜyc powstał 120 milionów lat później niŜ dotąd sądzono

Astronomowie w większości sądzą, Ŝe Ziemia i KsięŜyc powstały w wyniku gigantycznej kolizji między planetami o rozmiarach zbliŜonych do Marsa i Wenus. Do niedawna uwaŜano, Ŝe zdarzenie to miało miejsce gdy Układ Słoneczny miał nie więcej niŜ 30 milionów lat - inaczej mówiąc 4,537 miliarda lat temu. Jednak nowe wyniki, uzyskane w Instytucie Nielsa Bohra Uniwersytetu Kopenhaga wskazują, Ŝe zderzenie to miało miejsce znacznie później - być moŜe nawet 150 milionów lat po tym jak powstał Układ Słoneczny. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Earth and Planetary Science Letters.

23 z 77


Planety Układu

Wiek Ziemi i KsięŜyca ustaliliśmy za pomocą badania izotopów wolframu, który pozwala takŜe ustalić czy rdzenie Ŝelazne i ich kamienne powierzchnie zostały wymieszane w trakcie kolizji Tais W. Dahl

Słonecznego powstały w wyniku zderzeń między małymi planetami karłowymi krąŜącymi wokół nowo narodzonego Słońca. W trakcie zderzeń mniejsze planety stapiały się razem tworząc coraz większe planety. Ziemia i KsięŜyc są wynikiem olbrzymiej kolizji między planetami o rozmiarach Marsa i Wenus. Planety te zderzyły się gdy obie posiadały juŜ Ŝelazne jądra otoczone płaszczem skał krzemianowych. Jednak kiedy to się zdarzyło i w jaki sposób? Zderzenie i stopienie protoplanet zajęło mniej niŜ 24 godziny a osiągnięta przy tym temperatura - rzędu 7000°C - była tak wysoka, Ŝe zarówno skały jak i Ŝelazne jądra stopiły się w turbulentnej kolizji. Ale czy masy skał i Ŝelaza równieŜ uległy wymieszaniu ? Do niedawna sądzono, Ŝe zarówno skały jak i Ŝelazo całkowicie wymieszały się w trakcie zderzenia, z czego wynikał między innymi wniosek, Ŝe KsięŜyc powstał gdy Układ Słoneczny miał około 30 milionów lat. Jednak nowe badania wskazują na inny scenariusz. Wiek Ziemi i KsięŜyca

24 z 77

moŜna ustalić badając obecność wybranych pierwiastków w płaszczu Ziemi. Hafn-182 to pierwiastek radioaktywny, który podczas rozpadu przekształca się w izotop 182 Wolframu. Oba pierwiastki mają wyraźnie odmienne właściwości chemiczne, i podczas gdy izotopy wolframu preferując wiązania z metalami, hafn preferuje krzemiany. Całkowity rozpad hafnu do wolframu zabiera 50 - 60 milionów lat. W trakcie kolizji, której efektem było powstanie KsięŜyca prawie cały metal przemieścił się w kierunku jądra Ziemi. Jednak czy cały wolfram równieŜ podąŜył śladem metali? "Zbadaliśmy do jakiego stopnia skały i metale mieszają się w trakcie kolizji odpowiedzialnych za formowanie planet. Wykorzystują dynamiczne modele obliczeniowe turbulentnego mieszania się płynnych skał i mas Ŝelaza odkryliśmy, Ŝe izotopy wolframu z wczesnych etapów powstawania Ziemi pozostają w skalistym płaszczu "- wyjaśnia Tais W. Dahl, który prowadził swe badania w Instytucie Nielsa Bohra Uniwersytetu Kopenhaga we współpracy z prof. Davidem J. Stevensonem z Caltech. Uzyskany wynik oznacza, Ŝe zderzenie, które stworzyło KsięŜyc, miało miejsce po tym, jak cały hafn rozpadł się tworząc wolfram. "Nasze wyniki dowodzą, Ŝe Ŝelazne jądra i skały nie są w stanie stworzyć emulsji w trakcie kolizji planet o średnicach większych niŜ 10 kilometrów, a co za tym idzie


większość ziemskiego Ŝelaznego jądra nie usunęła wolframu z skalistego materiału płaszcza w trakcie zderzenia "- wyjaśnia Dahl. Oznacza to, Ŝe Ziemia i KsięŜyc powstały znacznie później nie pierwotnie sądzono: nie 30 milionów lat po powstaniu Układu Słonecznego, ale nawet do 120 milionów lat później. Źródła: Niels Bohr Institute: The Earth and Moon formed later than previously thought Ilustracja: Niels Bohr Institute Original press release follows: The Earth and Moon formed later than previously thought The Earth and Moon formed later than previously thought The Earth and Moon were created as the result of a giant collision between two planets the size of Mars and Venus. Until now it was thought to have happened when the solar system was 30 million years old or approx. 4,537 million years ago. But new research from the Niels Bohr Institute shows that the Earth and Moon must have formed much later – perhaps up to 150 million years after the formation of the solar system. The research results have been published in the scientific journal, Earth and Planetary Science Letters. "We have determined the ages of

the Earth and the Moon using tungsten isotopes, which can reveal whether the iron cores and their stone surfaces have been mixed together during the collision”, explains Tais W. Dahl, who did the research as his thesis project in geophysics at the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen in collaboration with professor David J. Stevenson from the California Institute of Technology (Caltech). Turbulent collisions The planets in the solar system were created by collisions between small dwarf planets orbiting the newborn sun. In the collisions the small planets melted together and formed larger and larger planets. The Earth and Moon are the result of a gigantic collision between two planets the size of Mars and Venus. The two planets collided at a time when both had a core of metal (iron) and a surrounding mantle of silicates (rock). But when did it happen and how did it happen? The collision took place in less than 24 hours and the temperature of the Earth was so high (7000o C), that both rock and metal must have melted in the turbulent collision. But were the stone mass and iron mass also mixed together? Until recently it was believed that the rock and iron mixed completely during the planet formation and so the conclusion was that the Moon was formed when the solar system was 30 million years

old or approximately 4,537 million years ago. But new research shows something completely different. Dating with radioactive elements The age of the Earth and Moon can be dated by examining the presence of certain elements in the Earth’s mantle. Hafnium-182 is a radioactive substance, which decays and is converted into the isotope tungsten-182. The two elements have markedly different chemical properties and while the tungsten isotopes prefer to bond with metal, hafnium prefers to bond to silicates, i.e. rock. It takes 50-60 million years for all hafnium to decay and be converted into tungsten, and during the Moon forming collision nearly all the metal sank into the Earth’s core. But did all the tungsten go into the core? "We have studied to what degree metal and rock mix together during the planet forming collisions. Using dynamic model calculations of the turbulent mixing of the liquid rock and iron masses we have found that tungsten isotopes from the Earth’s early formation remain in the rocky mantle”, explains Tais W. Dahl, Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen. The new studies imply that the moon forming collision occurred after all of the hafnium had decayed completely into tungsten. "Our results show that metal core and rock are unable to emulsify in these collisions between planets that are greater than 10 kilometres in diameter and therefore that most of the Earth’s iron core (80-99 %) did not remove tungsten from the rocky material in the mantle during formation", explains Tais W. Dahl. The result of the research means that the Earth and the Moon must have been formed much later than previously thought – that is to say not 30 million years after the formation of the solar system 4,567 million years ago but perhaps up to 150 million years after the formation of the solar system.

25 z 77


Nowy teleskop w ESO

Nowy zrobotyzowany teleskop zobaczył pierwsze światło w obserwatorium ESO La Silla w Chile. Teleskop TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) jest przeznaczony do badań układów planetarnych za pomocą dwóch metod - detekcji i charakteryzacji planet leŜących poza Układem Słonecznym oraz badania komet krąŜących wokół Słońca. Mający 60 cm średnicy teleskop jest sterowany z Liege w Belgii, z odległości 12 000 km. "Dwa obszary badań projektu

Dwa obszary badań projektu TRAPPIS są waŜnymi częściami nowej interdyscyplinarnej gałęzi wiedzy - astrobiologii - której celem jest badanie pochodzenia i dystrybucji Ŝycia we Wszechświecie Michaël Gillon

TRAPPIST są waŜnymi częściami nowej interdyscyplinarnej gałęzi wiedzy - astrobiologii której celem jest badanie pochodzenia i dystrybucji Ŝycia we Wszechświecie "- mówi Michaël Gillon, kierujący badaniami egzoplanet. "Planety ziemskie podobne do naszej są oczywistym celem poszukiwań Ŝycia poza Układem Słonecznym, podczas gdy komety podejrzewa się o odegranie waŜnej roli w pojawieniu się i rozwoju Ŝycia na Ziemi "- dodaje jego współpracownik, Emmanuël Jehin, kierujący badaniami komet w projekcie TRAPPIST. TRAPPIST wykryje i scharakteryzuje egzoplanety dokonując precyzyjnych pomiarów spadków jasności podczas tranzytów egzoplanet. -" Obserwatorium ESO La Silla leŜące na skraju pustyni Atacama z pewnością jest jednym z najlepszych miejsc do obserwacji nieba na świecie "- mówi Gillon. -" A poniewaŜ siedzibę mają tu juŜ dwa nadzwyczajne teleskopy do wyszukiwania planet nie mogliśmy wybrać lepszego miejsca na instalację naszego teleskopu." Astronomowie

26 z 77

projektu TRAPPIST pracują z zespołami wykorzystującymi instrumenty HARPS (zainstalowany na 3,6-metrowym teleskopie) i CORALIE zainstalowany na szwajcarskim 1,2-metrowym teleskopie Leonhard Euler. TRAPPIST jest wspólnym projektem Uniwersytetu Liege i Obserwatorium Genewskiego. Teleskop został umieszczony w budynku, w którym wcześniej stał poprzedni szwajcarski teleskop T70. Dzięki tej współpracy od podjęcia dezycji do uruchomienia teleskopu minęły tylko dwa lata. TRAPPIST zostanie takŜe wykorzystany w badaniach komet. W tym celu zostały wyposaŜony w zestaw wysokiej jakości filtrów kometarnych umoŜliwiających badanie rozmaitych związków chemicznych wyrzucanych przez komety w trakcie ich podróŜyc wokół Słońca. Źródła: ESO: New National Telescope at La Silla Zdjęcie: TRAPPIST/E. Jehin/ESO Original press release follows: New National Telescope at La Silla A new robotic telescope has had first light at ESO’s La Silla Observatory, in Chile. TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) is devoted to the study of planetary systems through two approaches: the detection and characterisation of planets located outside the Solar System (exoplanets)


and the study of comets orbiting around the Sun. The 60-cm telescope is operated from a control room in Liege, Belgium, 12 000 km away.

Gillon. “And because it is already home to two superb exoplanet hunters, we couldn’t have found a better place to install our robotic telescope.”

“The two themes of the TRAPPIST project are important parts of an emerging interdisciplinary field of research — astrobiology — that aims at studying the origin and distribution of life in the Universe,” explains Michaël Gillon, who is in charge of the exoplanet studies.

The astronomers behind the TRAPPIST initiative will work very closely with the teams using HARPS on the 3.6-metre telescope and CORALIE attached to the Swiss 1.2-metre Leonhard Euler Telescope, both at La Silla. TRAPPIST is a collaboration between the University of Liege and the Geneva Observatory, Switzerland. The telescope is installed in the building that housed the old Swiss T70 telescope. Thanks to this collaboration, the whole project is on a fast track: it took only two years between taking the decision to build and first light.

“Terrestrial planets similar to our Earth are obvious targets for the search for life outside the Solar System, while comets are suspected to have played an important role in the appearance and development of life on our planet,” adds his colleague Emmanuël Jehin, who leads the cometary part of the project. TRAPPIST will detect and characterise exoplanets by making high precision measurements of “brightness dips” that might possibly be caused by exoplanet transits. During such a transit, the observed brightness of the star decreases slightly because the planet blocks a part of the starlight. The larger the planet, the more of the light is blocked and the more the brightness of the star will decrease [1]. “ESO’s La Silla Observatory on the outskirts of the Atacama Desert is certainly one of the best astronomical sites in the world,” says

27 z 77

TRAPPIST will also be used for the study of southern comets. To this aim, the telescope is equipped with special large, high quality cometary filters, allowing astronomers to study regularly and in detail the ejection of several types of molecules by comets during their journey around the Sun. “With dozens of comets observed each year, this will provide us with a unique dataset, bringing important information about their nature,” says Jehin. TRAPPIST is a lightweight 0.6-metre robotic telescope, fully automated and moving precisely across the sky at a high speed. The observing programme is prepared in advance and the telescope can perform a full night of observations unattended. A meteorological station monitors the weather continuously and decides to close the dome if necessary.


Chandra bada gwiazdy symbiotyczne

Zdjęcie ukazuje symbiotyczny układ gwiazd znany jako CH Łabędzia, leŜący w odległości około 800 lat świetlnych od Ziemi. Ogólne zdjęcie to optyczny obraz systemu wykonany w ramach cyfrowego przeglądu nieba Sloana (SDSS), natomiast wstawka to kompozytowe zdjęcie łączące dane rentgenowskie Chandry (czerwony), dane optyczne zebrane przez teleskop kosmiczny Hubble (zielony) i dane radiowe uzyskane przez szereg anten VLA (niebieski). CH Łabędzia to układ podwójny zawierający białego karła poŜywiającego się materią wyrzucaną przez czerwonego olbrzyma. Materia wyrzucona przez olbrzyma tworzy wokół karła gorący dysk akrecyjny, z którego opada na powierzchnię gwiazdy. CH Łabędzia jest jednym z zaledwie kilkuset takich systemów jakie znamy, i jednym z najbliŜszych. Systemy symbiotyczne to fascynujące obiekty, w których składniki zaleŜą od siebie nawzajem i wpływają na strukturę towarzysza i jego rozwój. Podejrzewa się, Ŝe są przodkami bipolarnych mgławic planetarnych. Niektóre z nich mogą przekształcić się w systemy, które ostatecznie eksplodują jako supernowe typu Ia. Mniejsze zdjęcie ukazuje niedawno powstały potęŜny dŜet uchwycony przez Chandrę, HST i VLA. Materia w strudze przemieszcza się z prędkością 5 milionów kilometrów na godzinę, a jej źródłem jest wirujący dysk materii wokół białego karła. Szczegółowa struktura dŜetu w paśmie rentgenowskim została po raz pierwszy uchwycona przez Chandrę. Ugięcie dysku, widoczne w paśmie optycznym w prawej, dolnej części zdjęcia to dowód na rotację dŜetu. Jego precesja moŜe być wynikiem zmiany pochylenia dysku akrecyjnego na podobieństwo bąka. Zgrubienia w dalszej części strugi, widoczne we wszystkich pasmach to dowody aktywności dŜetu i masywnych wyrzutów materii w przeszłości, jak równieŜ oddziaływania

28 z 77

dŜetu z otoczkami gazowymi wyrzucanymi przez czerwonego olbrzyma. Początek dŜetu leŜy w odległości 20 j.a. od układu gwiazd, a jego koniec sięga 750 j.a. - 20 razy dalej niŜ odległość dzieląca Ziemię od Plutona. Kształtem dŜet ten przypomina inne strugi powstające w bardzo odmiennych warunkach, takich jak otoczenie młodych gwiazd czy supermasywnych czarnych dziur. Jego bliskość czyni zeń model pomagający w badaniach formacji i propagacji znacznie bardziej złoŜonych i odległych systemów. Wyniki nowych obserwacji CH Łabędzia zostały opublikowane na łamach Astrophysical Journal Letters. Źródła: Chandra X-Ray Observatory: A Close-up View of Codependent Stellar Living Zdjęcie: X-ray: NASA/CXC /SAO/M.Karovska et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/VLA]; Wide field [Optical (DSS) Original press release follows: A Close-up View of Codependent Stellar Living This image shows the symbiotic system known as CH Cyg, located only about 800 light years from Earth. The large image shows an optical view of CH Cyg, using the Digitized Sky Survey, and the inset shows a composite image containing Chandra X-ray data in red, optical data from the Hubble Space Telescope (HST) in green,


and radio data from the Very Large Array (VLA) in blue. CH Cyg is a binary star system containing a white dwarf that feeds from the wind of a red giant star. The material from the wind forms a hot accretion disk around the white dwarf before crashing onto the star. CH Cyg is one of only a few hundred symbiotic systems known, and one of the closest to the Earth. Symbiotic systems are fascinating objects, where the components are codependent and influence each other's structure, daily life, and evolution. They are likely progenitors of bipolar planetary nebulas and they could make up some of the systems that later explode as Type Ia supernovas, spectacular explosions visible across cosmological distances. The image in the inset shows a recent powerful jet in CH Cyg, caught in action by Chandra, HST and VLA. The material in the jet is moving with a speed of over three million miles per hour and is powered by material spinning in the accretion disk around the white dwarf. The detailed structure of the X-ray jet is seen for the first time in this system, showcasing the superb high-resolution capabilities of Chandra. The curved appearance of the jet, shown in the optical by the green arc in the lower right part of the inset, reveals evidence that the direction of the jet rotates. This precession may be caused by wobbling

of the accretion disk, in a manner similar to a spinning top. Clumps in the outer jet, seen in X-rays, optical and radio data, provide evidence for powerful mass ejections by the jet in the past, and for interactions with shells of gas formed by the red giant. The jet can be seen as close as 20 astronomical units (AU) from the binary system, where one AU corresponds to the average distance from the Earth to the Sun. The jet extends out to distances as large as 750 AU from the binary, which is about 20 times the distance between the Sun and Pluto. The shape of the jet in CH Cyg shows striking parallels with jets seen in very different astrophysical contexts, such as young stars or supermassive black holes located at the centers of galaxies. Because of its proximity it may be used as a "toy model" to study jet formation and propagation in much more complex and distant systems. In a biological setting, "symbiosis" was originally defined as the "living together of unlike organisms," and describes close and long-term interactions between different species. In this sense, the astrophysical usage is apt because white dwarfs and red giants are very different stars. A red giant is extremely large and bright, with a relatively low temperature, while a white dwarf is small and faint with a high temperature. Symbiosis is

29 z 77

usually beneficial or essential to the survival of at least one of the species in the system, for example bees and flowers, birds and rhinos and clownfish and anemones. In the astrophysical context of symbiotic systems, the survival of the hot disk around the white dwarf, where the jet originates, depends on the wind of the red giant. The power, mass and the speed of the jet is closely related to the white dwarf environment including the disk. Once formed, the jet disrupts and shapes the extended envelope and environment of the red giant, as the latter evolves toward the end point of its life as a planetary nebula. However, in some cases, if the white dwarf gains too much mass from the red giant, it may end up being completely destroyed in a spectacular Type Ia supernova explosion. A paper describing the new observations of CH Cyg was published in the February 20, 2010 issue of the Astrophysical Journal Letters and was led by Margarita Karovska from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). The co-authors are Terrance Gaetz from CfA, Christopher Carilli from the National Radio Astronomy Observatory, Warren Hack from Space Telescope Science Institue, and John Raymond and Nicholas Lee, both from CfA.


Plazma kwarkowo-gluonowa

Przez kilka pierwszych milionowych części sekundy po Wielkim Wybuchu Wszechświat był gorącą zupą złoŜoną z gluonów i kwarków. Po kilku mikrosekundach, cząstki te ostygły na tyle, Ŝe stworzyły protony i neutrony - podstawowy budulec materii. W ciągu ostatnich kilkunastu lat fizycy na całym świecie starają się odtworzyć ten niezwykły stan materii - określany mianem plazmy kwarkowo-gluonowej (QGP). W tym celu zderzają ze sobą jądra atomów nadając im wcześniej tak ogromne energie, by w trakcie zderzenia uzyskać temperatury rzędu trylionów stopni. Choć kwarki i gluony są

JeŜeli chcesz poznać właściwości Wszechświata gdy miał on wiek kilku mikrosekund budowanie teleskopu to nie najlepsza metoda. Aby je poznać potrzebujesz akceleratora.

niezwykle gorąca i gęsta kropla materii o średnicy jednej trylionowej centymetra pozwala naukowcom poznać warunki jakie panowały na początku istnienia Wszechświata. Jednym z niezwykłych odkryć był fakt, Ŝe QGP zachowuje się jak praktycznie pozbawiona tarcia ciecz a nie gaz, jak sądzili wcześniej fizycy.

Krishna Rajagopal

budulcem protonów i neutronów zachowują się zupełnie inaczej niŜ cięŜkie cząstki. Ich oddziaływaniami rządzi teoria o nazwie chromodynamika kwantowa, opracowana po części przez fizyków MIT - Jerome Friedmana i Franka Wilczeka, którzy za tę pracę otrzymali nagrodę Nobla. Jednak faktyczne zachowania kwarków i gluonów trudno badać, bo zazwyczaj są uwięzione we wnętrzu cięŜszych cząstek. Jedynym miejscem, gdzie na krótki czas udaje się utworzyć plazmę QGP są wnętrza najpotęŜniejszych akceleratorów. ]W 2005 roku naukowcy korzystający z Relatywistycznego Akceleratora CięŜkich Jonów (Relativistic Heavy Ion Collider) w Narodowym Laboratorium Brookhaven donieśli o wytworzeniu QGP w wyniku zderzeń atomów złota, którym wcześniej nadano prędkość bliską prędkości światła. W wyniku zderzeni wytworzyła się temperatura 4 trylionów stopni - 250 000 razy większa niŜ panująca w jądrze Słońca. W takiej temperaturze protony i neutrony stopiły się uwalniając kwarki i gluony. Powstała

30 z 77

DąŜąc do uzyskania zderzeń o jeszcze wyŜszych ewergiach (między innymi w LHC) naukowcy mają nadzieję lepiej zrozumieć właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej, między innymi chcą dowiedzieć się, czy w wyŜszych temperaturach zaczyna przypominać gaz. Chcą równieŜ lepiej zrozumieć podobieństwa jakie odkryto między niezwykle gorącą plazmą QGP i ultra zimnymi gazami (bliskim zeru absolutnemu), które na MIT wytworzył Martin Zwielein. Obie substancje są prawie całkowicie tarcia a fizycy sądzą, Ŝe teoria strun moŜe wyjaśnić oba obserwowane stany materii. Źródła: MIT News: Explained: Quark gluon plasma Ilustracja: Brookhaven National Laboratory Original press release follows: Explained: Quark gluon plasma For a few millionths of a second after the Big Bang, the universe consisted of a hot soup of elementary particles called quarks and gluons. A few microseconds


later, those particles began cooling to form protons and neutrons, the building blocks of matter. Over the past decade, physicists around the world have been trying to re-create that soup, known as quark-gluon plasma (QGP), by slamming together nuclei of atoms with enough energy to produce trillion-degree temperatures. “If you’re interested in the properties of the microseconds-old universe, the best way to study it is not by building a telescope, it’s by building an accelerator,” says Krishna Rajagopal, an MIT theoretical physicist who studies QGP. Quarks and gluons, though they make up protons and neutrons, behave very differently from those heavier particles. Their interactions are governed by a theory known as quantum chromodynamics, developed in part by MIT professors Jerome Friedman and Frank Wilczek, who both won Nobel prizes for their work. However, the actual behavior of quarks and gluons is difficult to study because they are confined within heavier particles. The only place in the universe where QGP exists is inside high-speed accelerators, for the briefest flashes of time. In 2005, scientists at the Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory reported creating QGP by smashing gold atoms together at nearly the speed of light. These collisions can

31 z 77

produce temperatures up to 4 trillion degrees — 250,000 times warmer than the sun’s interior and hot enough to melt protons and neutrons into quarks and gluons. The resulting super-hot, super-dense blob of matter, about a trillionth of a centimeter across, could give scientists new insights into the properties of the very early universe. So far, they have already made the surprising discovery that QGP is a nearly frictionless liquid, not the gas that physicists had expected. By doing higher-energy collisions, scientists now hope to find out more about the properties of quark gluon plasma and whether it becomes gas-like at higher temperatures. They also want to delve further into the very surprising similarities that have been seen between QGP and ultracold gases (near absolute zero) that MIT’s Martin Zwierlein and others have created in the laboratory. Both substances are nearly frictionless, and theoretical physicists suspect that string theory may explain both phenomena, says Rajagopal. At the Large Hadron Collider in Geneva, MIT faculty Gunther Roland, Wit Busza and Boleslaw Wyslouch are among the physicists planning to double the temperature achieved at Brookhaven, offering a glimpse of an even-earlier stage of the universe’s formation. Anne Trafton


A jednak się kręci

Astronomom po raz pierwszy udało się bezpośrednio prześledzić ruch egzoplanety w trakcie gdy ta okrąŜała macierzystą gwiazdę. Planeta ma najmniejszą z dotychczas bezpośrednio sfotografowanych egozplanet orbitę, leŜąc w niewiele większej odległości od swojej gwiazdy niŜ Saturn od Słońca. Naukowcy sądzą, Ŝe planeta ta mogła powstać w sposób podobny jak gazowe olbrzymy Układu Słonecznego. Ze względu na bardzo młody wiek gwiazdy oznaczałoby to, Ŝe gazowe olbrzymy mogą powstawać w dysku protoplanetarnym w czasie zaledwie kilku milionów lat. procesu. Mając około 12

Wraz z planetami odkrytymi wokół masywnych, młodych gwiazd takich jak Fomalhaut i HR8799, istnienie Beta Pictoris b wskazuje, Ŝe super jowisze być moŜe są częstym produktem procesów tworzenia się planet wokół masywnych gwiazd Gael Chauvin

milionów lat Β Pictoris jest 75% masywniejsza os Słońca. LeŜy w odległości około 60 lat świetlnych w obrębie konstelacji Malarza, i jest jedną z najlepiej poznanych gwiazd otoczonych przez pyłowy dysk. Wcześniejsze obserwacje pozwoliły odkryć odkształcenia dysku, istnienie pochylonego względem głównego dodatkowego mniejszego dysku oraz komety opadające na gwiazdę. "Były to pośrednie, mocne wskazówki sugerujące obecność masywnej planet. Nasze nowe obserwacje są ostatecznym dowodem jej istnienia "- mówi kierująca zespołem Anne-Marie Lagrange. -"A poniewaŜ gwiazda ta jest tak młoda nasze wyniki dowodzą, Ŝe olbrzymie planety powstają w obrębie dysku w krótkim czasie, rzędu milionów lat." Niedawne badania wykazały, Ŝe dyski wokół młodych gwiazd szybko ulegają rozproszeniu, co takŜe wskazywało, Ŝe olbrzymie planety muszą powstawać szybciej niŜ dotąd sądzono. Odkrycie Β Pic b jest kolejnym dowodem, na szybkość tego

32 z 77

Do badań bezpośredniego otoczenia Β Pictoris zespół wykorzystał instrument NAOS-CONICA zainstalowany na jednym z 8,2 metrowych teleskopów składających się na teleskop Very Large Telescope. Badania prowadzono w latach 2003, 2008 i 2009. Po raz pierwszy obiekt zaobserwowano w 2003 roku, ale istniała wtedy moŜliwość, Ŝe była to bardziej oddalona gwiazda. Tajemniczy obiekt nie był widoczny na zdjęciach wykonanych w 2008 roku i wiosną 2009 roku. Jednak jesienią powrócił - po przeciwnej stronie gwiazdy. Planeta ma masę około 9 razy większą od Jowisza - właściwą, by wyjaśnić widoczne odkształcenie wewnętrznej części głównego dysku. Źródła: ESO: Exoplanet Caught on the Move Zdjęcie: ESO/A.-M. Lagrange Original press release follows: Exoplanet Caught on the Move For the first time, astronomers have been able to directly follow the motion of an exoplanet as it moves from one side of its host star to the other. The planet has the smallest orbit so far of all directly imaged exoplanets, lying almost as close to its parent star as Saturn is to the Sun. Scientists believe that it may have formed in a similar way to the giant planets in the Solar System. Because the star


is so young, this discovery proves that gas giant planets can form within discs in only a few million years, a short time in cosmic terms. Only 12 million years old, or less than threethousandths of the age of the Sun, Beta Pictoris is 75% more massive than our parent star. It is located about 60 light-years away towards the constellation of Pictor (the Painter) and is one of the best-known examples of a star surrounded by a dusty debris disc [1]. Earlier observations showed a warp of the disc, a secondary inclined disc and comets falling onto the star. “Those were indirect, but tell-tale signs that strongly suggested the presence of a massive planet, and our new observations now definitively prove this,” says team leader Anne-Marie Lagrange. “Because the star is so young, our results prove that giant planets can form in discs in time-spans as short as a few million years.” Recent observations have shown that discs around young stars disperse within a few million years, and that giant planet formation must occur faster than previously thought. Beta Pictoris is now clear proof that this is indeed possible. The team used the NAOS-CONICA instrument (or NACO [2]), mounted on one of the 8.2-metre Unit Telescopes of ESO's Very Large Telescope (VLT), to study the immediate surroundings of Beta

33 z 77

Pictoris in 2003, 2008 and 2009. In 2003 a faint source inside the disc was seen (eso0842), but it was not possible to exclude the remote possibility that it was a background star. In new images taken in 2008 and spring 2009 the source had disappeared! The most recent observations, taken during autumn 2009, revealed the object on the other side of the disc after a period of hiding either behind or in front of the star (in which case it is hidden in the glare of the star). This confirmed that the source indeed was an exoplanet and that it was orbiting its host star. It also provided insights into the size of its orbit around the star.

the right mass and location to explain the observed warp in the inner parts of the disc. This discovery therefore bears some similarity to the prediction of the existence of Neptune by astronomers Adams and Le Verrier in the 19th century, based on observations of the orbit of Uranus.

Images are available for approximately ten exoplanets, and the planet around Beta Pictoris (designated “Beta Pictoris b”) has the smallest orbit known so far. It is located at a distance between 8 and 15 times the Earth-Sun separation — or 8-15 Astronomical Units — which is about the distance of Saturn from the Sun. “The short period of the planet will allow us to record the full orbit within maybe 15-20 years, and further studies of Beta Pictoris b will provide invaluable insights into the physics and chemistry of a young giant planet’s atmosphere,” says student researcher Mickael Bonnefoy.

Such planets disturb the discs around their stars, creating structures that should be readily observable with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), the revolutionary telescope being built by ESO together with international partners.

The planet has a mass of about nine Jupiter masses and

“Together with the planets found around the young, massive stars Fomalhaut and HR8799, the existence of Beta Pictoris b suggests that superJupiters could be frequent byproducts of planet formation around more massive stars,” explains Gael Chauvin, a member of the team.

A few other planetary candidates have been imaged, but they are all located further from their host star than Beta Pictoris b. If located in the Solar System, they all would lie close to or beyond the orbit of the furthest planet, Neptune. The formation processes of these distant planets are likely to be quite different from those in our Solar System and in Beta Pictoris. “The recent direct images of exoplanets — many made by the VLT— illustrate the diversity of planetary systems,” says Lagrange. “Among those, Beta Pictoris b is the most promising case of a planet that could have formed in the same way as the giant planets in our Solar System.”


Komety - gościnne występy dzieci innych gwiazd

Według nowej teorii zaproponowanej przez międzynarodowy zespół astronomów, kierowanych przez dr Hal Levisona z SwRI (Southwest Research Institute) wiele z najsłynniejszych komet, w tym komety Halleya, Hale-Bopp czy McNaught być moŜe powstały wokół innych gwiazd. Zespół wykorzystał symulacje komputerowe do analizy zdolności Słońca do przechwytywania małych, lodowych ciał od siostrzanych gwiazd w okresie narodzin w gromadzie gwiazdowej. Mechanizm przechwytywania miał według naukowców pomóc w stworzeniu rezerwuaru obserwowanych komet. Choć obecnie Słońce nie ma

JeŜeli przyjmiemy, Ŝe protoplanetarny dysk Słońca moŜe zostać wykorzystany do oszacowania lokalnej populacji obłoku Oorta to dochodzimy do wniosku, Ŝe ponad 90% obserwowanych komet pochodzących z tego obłoku nie powstało w Układzie Słonecznym

do powstania znacznie mniejszej liczby obiektów, niŜ jest to obserwowane. "Proces powstania obłoku Oorta był tajemnicą od ponad 60 lat. Nasze badania być moŜe pozwalają rozwiązać tę zagadkę "- mówi Brasser. Źródła:

dr Ramon Brasser

towarzyszy uwaŜa się, Ŝe powstało w gromadzie zawierającej setki gęsto upakowanych gwiazd, które powstały razem z gęstego obłoku molekularnego. W tym czasie wokół kaŜdej z gwiazd powstała duŜa liczba małych lodowych obiektów (protokomet). Większość z nich została wyrzucona poza obszar oddziaływania gwiazd macierzystych przez powstające wokół gwiazd masywne planety. Gromada, w której powstało Słońce rozproszyła się, a nowe modele komputerowe wskazują, Ŝe w czasie gdy miało to miejsce Słońce mogło przechwycić grawitacyjnie znaczną liczbę protokomet. Dowody na potwierdzenie teorii pochodzą z obłoku Oorta, zbliŜonej do sfery chmury komet otaczającej Słońce i sięgającej połowy odległości do najbliŜszej gwiazdy. Choć większość naukowców sądziła dotąd, Ŝe obłok ten powstał z pozostałości dysku protoplanetarnego Słońca, jednak szczegółowe modele wskazywały, Ŝe proces ten doprowadził by

34 z 77

Hal Levison, Martin Duncan, Ramon Brasserm, David Kaufmann, "Capture of the Sun's Oort Cloud from Stars in its Birth Cluster", Science Express Southwest Research Institute: Many famous comets originally formed in other solar systems Zdjęcie: E. Kolmhofer, H. Raab; JohannesKepler-Observatory, Linz, Austria Original press release follows: Many famous comets originally formed in other solar systems Many of the most well known comets, including Halley, Hale-Bopp and, most recently, McNaught, may have been born in orbit around other stars, according to a new theory by an international team of astronomers led by a scientist from the Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colo. Dr. Hal Levison (SwRI), Dr. Martin Duncan (Queen's University, Kingston, Canada), Dr. Ramon Brasser (Observatoire de la Côte d'Azur, France) and Dr. David Kaufmann (SwRI) used computer simulations to show that the Sun may have captured small icy bodies


from its sibling stars while it was in its birth star cluster, thereby creating a reservoir for observed comets. While the Sun currently has no companion stars, it is believed to have formed in a cluster containing hundreds of closely packed stars that were embedded in a dense cloud of gas. During this time, each star formed a large number of small icy bodies (comets) in a disk from which planets formed. Most of these comets were gravitationally slung out of these prenatal planetary systems by the newly forming giant planets, becoming tiny, free-floating members of the cluster. The Sun's cluster came to a violent end, however, when its gas was blown out by the hottest young stars. These new models show that the Sun then gravitationally captured a large cloud of comets as the cluster dispersed. "When it was young, the Sun shared a lot of spit with its siblings, and we can see that stuff today," says lead author Levison. "The process of capture is surprisingly efficient and leads to the exciting possibility that the cloud contains a potpourri that samples material from a large number of stellar siblings of the Sun," says co-author Duncan. Evidence for the team's scenario comes from the roughly spherical cloud of comets, known as the Oort cloud, that surrounds the Sun, extending halfway to the nearest

35 z 77

star. It has been commonly assumed this cloud formed from the Sun's protoplanetary disk. However, because detailed models show that comets from the solar system produce a much more anemic cloud than observed, another source is required. Levison says, "If we assume that the Sun's observed proto-planetary disk can be used to estimate the indigenous population of the Oort cloud, we can conclude that more than 90 percent of the observed Oort cloud comets have an extra-solar origin." "The formation of the Oort cloud has been a mystery for over 60 years and our work likely solves this long-standing problem," says Brasser. The article, "Capture of the Sun's Oort Cloud from Stars in its Birth Cluster," by Levison, Duncan, Brasser and Kaufmann, was published in the June 10 issue of Science Express. Funding for this research was provided by NASA's Astrobiology Institute, Outer Planets Research and Origins of Solar Systems programs, the Natural Science and Engineering Research Council of Canada, and Germany's Helmholtz Alliance.


Wątpliwości dotyczące ciemnej strony mocy

Nowe badania prowadzone przez astronomów Wydziału Fizyki Uniwersytetu Durham wskazują, Ŝe powszechnie uznany przez astronomów skład Wszechświata moŜe nie być poprawny. Utane Sawangit i prof. Tom Shanks przyjrzeli się wynikom zebranym przez sondę WMAP () badającą promieniowanie reliktowe pozostałe po Wielkim Wybuchu. Naukowcy znaleźli dowody, Ŝe błędy w danych mogą być znacznie większe niŜ dotąd sądzono, co z kolei stawia pod znakiem zapytania standardowy model Wszechświata. Wyniki zespołu zostały opublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Obserwacje reliktowego promieniowania tła są potęŜnym narzędziem kosmologicznym i dlatego tak waŜne jest sprawdzanie wyników pod kątem błędów pomiarowych. JeŜeli uzyskane przez nas wyniki są poprawne, będzie to oznaczało mniejsze prawdopodobieństwo, Ŝe ciemna energia i egzotyczne cząstki ciemnej materii dominują we Wszechświecie. Dowody na istnienie ciemnej strony Wszechświata będą słabsze prof. Tom Shanks

Obserwatorium WMAP umieszczono na orbicie w 2001 roku i od tego czasu sonda wykonuje precyzyjne pomiary zróŜnicowania intensywności reliktowego promieniowania tła (CMB), pozostałości po Wielkim Wybuchu. Rozmiar kątowy fluktuacji w CMB fizycy powiązali ze składem Wszechświata. Wyniki zebrane przez WMP wskazały, Ŝe rozmiar tych fluktuacji miał średnicę kątową około jednego stopnia kątowego. Na tej podstawie naukowcy doszli do wniosku, Ŝe Wszechświat w 4% składa się z normalnej materii, w 22% z niewidzialnej ciemnej materii i 74% - z ciemnej energii. Dyskusja czym jest ta ciemna strona Wszechświata trwa do dzisiaj. Sawangwit i Shanks wykorzystali obiekty astronomiczne będące nierozdzielonymi punktami w obserwacjach radioteleskopowych by zbadać w jakim stopniu teleskop

36 z 77

WMAP wygładza wyniki mapowania CMB. Odkryli, Ŝe wygładzanie to jest znacznie większe niŜ dotąd sądzono, a co za tym idzie rozmiar fluktuacji CMB moŜe być znacząco mniejszy niŜ dotąd uwaŜano. W takim wypadku moŜe okazać się, Ŝe ciemna materia i ciemna energia nie istnieją. Obecność ciemnej energii powoduje przyspieszanie rozszerzania się Wszechświata. Fotony CMB, przechodzące przez ogromne supergromady, obserwowane przez WMAP powinny zostać - w wyniku interakcji z rozszerzającym się Wszechświatem - nieznacznie przesunięte ku błękitowi. W obszarach, w których CMB jest obserwowane po przejściu przez takie obszary - powinno ono być nieznacznie cieplejsze. Jednak niedawno uzyskane wyniki, bazujące na analizie miliona jasnych, czerwonych galaktyk zaobserwowanych w ramach cyfrowego przeglądu nieba Sloana (SDSS) wskazuje na brak przewidywanego w rozszerzającym się Wszechświecie efektu podgrzewania CMB. "JeŜeli nasze wyniki zostaną potwierdzone w trakcie przeglądów galaktyk nieba południowego będzie to oznaczało powaŜny problem dla istnienia ciemnej energii "- dodaje Sawangwit. JeŜeli okazałoby się, Ŝe Wszechświat nie ma ciemnej strony oznaczałoby to ogromną jakościową zmianę dla teorii kosmologicznych. Obecnie fizycy muszą wymyślać egzotyczne i jednocześnie niemoŜliwe do obserwacji cząstki oraz jeszcze bardziej zagadkową


ciemną energię by wyjaśnić strukturę Wszechświata. Jednak prof. Shanks podkreśla "są duŜe szanse, Ŝe standardowy model Wszechświata przetrwa wraz z zagadkowymi ciemnymi składnikami. Ale konieczne są dalsze badania. Satelita ESA Planck zbiera obecnie jeszcze dokładniejsze dane na temat CMB, które dostarczą kluczowej wiedzy mogącej pomóc nam odpowiedzieć na fundamentalne pytania na temat natury Wszechświata, w którym Ŝyjemy." Źródła: Royal Astronomical Society: Durham astronomers’ doubts about the dark side Zdjęcie: NASA/WMAP plus Durham University Original press release follows: Durham astronomers’ doubts about the dark side New research by astronomers in the Physics Department at Durham University suggests that the conventional wisdom about the content of the Universe may be wrong. Graduate student Utane Sawangwit and Professor Tom Shanks looked at observations from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) satellite to study the remnant heat from the Big Bang. The two scientists find evidence that the errors in its data may be much larger than previously thought, which in turn makes the standard model of the Universe

37 z 77

open to question. The team publish their results in a letter to the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Launched in 2001, WMAP measures differences in the Cosmic Microwave Background (CMB) radiation, the residual heat of the Big Bang that fills the Universe and appears over the whole of the sky. The angular size of the ripples in the CMB is thought to be connected to the composition of the Universe. The observations of WMAP showed that the ripples were about twice the size of the full Moon, or around a degree across. With these results, scientists concluded that the cosmos is made up of 4% ‘normal’ matter, 22% ‘dark’ or invisible matter and 74% ‘dark energy’. Debate about the exact nature of the ‘dark side’ of the Universe – the dark matter and dark energy – continues to this day. Sawangwit and Shanks used astronomical objects that appear as unresolved points in radio telescopes to test the way the WMAP telescope smoothes out its maps. They find that the smoothing is much larger than previously believed, suggesting that its measurement of the size of the CMBR ripples is not as accurate as was thought. If true this could mean that the ripples are significantly smaller, which could imply that dark matter and dark energy are not

present after all. Prof. Shanks comments “CMB observations are a powerful tool for cosmology and it is vital to check for systematic effects. If our results prove correct then it will become less likely that dark energy and exotic dark matter particles dominate the Universe. So the evidence that the Universe has a ‘Dark Side’ will weaken!” In addition, Durham astronomers recently collaborated in an international team whose research suggested that the structure of the CMB may not provide the robust independent check on the presence of dark energy that it was thought to. If dark energy does exist, then it ultimately causes the expansion of the Universe to accelerate. On their journey from the CMB to the telescopes like WMAP, photons (the basic particles of electromagnetic radiation including light and radio waves) travel through giant superclusters of galaxies. Normally a CMB photon is first blueshifted (its peak shifts towards the blue end of the spectrum) when it enters the supercluster and then redshifted as it leaves, so that the two effects cancel. However, if the supercluster galaxies are accelerating away from each other because of dark energy, the cancellation is not exact, so photons stay slightly blueshifted after their passage. Slightly higher temperatures should appear in the


CMB where the photons have passed through superclusters. However, the new results, based on the Sloan Digital Sky Survey which surveyed 1 million luminous red galaxies, suggest that no such effect is seen, again threatening the standard model of the Universe. Utane Sawangwit says, “If our result is repeated in new surveys of galaxies in the Southern Hemisphere then this could mean real problems for the existence of dark energy.” If the Universe really has no ‘dark side’, it will come as a relief to some theoretical physicists. Having a model dependent on as yet undetected exotic particles that make up dark matter and the completely mysterious dark energy leaves many scientists feeling uncomfortable. It also throws up problems for the birth of stars in galaxies, with as much ‘feedback’ energy needed to prevent their creation as gravity provides to help them form. Prof. Shanks concludes “Odds are that the standard model with its enigmatic dark energy and dark matter will survive - but more tests are needed. The European PLANCK satellite, currently out there collecting more CMB data will provide vital new information and help us answer these fundamental questions about the nature of the Universe we live in.”

38 z 77


VISTA ukazuje galaktykę Rzeźbiarza

Europejskie Obserwatorium Południowe przedstawiło nowe, spektakularne zdjęcie galaktyki Rzeźbiarza (NGC 253) wykonane przez teleskop ESO VISTA znajdujący się w obserwatorium Paranal w Chile. Dzięki obserwacjom prowadzonym w podczerwieni obraz wykonany przez VISTA lepiej przenika przez zasłonę pyłu ukazując miliony chłodniejszych gwiazd jak równieŜ wyraźną poprzeczkę gwiazd w centralnej części galaktyki. Zdjęcie to dostarcza nowych informacji na temat historii i rozwoju galaktyki. Galaktyka Rzeźbiarza (NGC 253) jest jedną z najjaśniejszych galaktyk na niebie. MoŜna ją dostrzec juŜ za pomocą dobrej lornetki. Została odkryta przez Caroline Herschel w 1783 roku. Jest to galaktyka spiralna leŜąca w odległości około 13 milionów lat świetlnych. Jest najjaśniejszym członkiem małej gromady galaktyk znanej jako Grupa Rzeźbiarza. Grupa ta jest jedną z najbliŜszych grup. Część jej wyjątkowej jasności wynika z faktu, Ŝe jest to galaktyka gwałtownie produkująca gwiazdy (starburst galaxy). NGC 253 jest jednocześnie bardzo zapylona, co znacznie utrudnia obserwacje wielu części galaktyki. Obserwowana z Ziemi jest widoczna prawie z krawędzi dysku, choć jej ramiona spiralne i jądro moŜna stosunkowo łatwo dostrzec. Teleskop podczerwony VISTA przeznaczony do przeglądu nieba () jest najnowszym teleskopem w obserwatorium ESO Paranal połoŜonym na chilijskiej pustyni Atacama. Jest to największy teleskop przeznaczony do przeglądów nieba na świecie. Teleskop został zaprojektowany i zbudowany przez konsorcjum brytyjskich uczelni i przekazany ESO jako wkład akcesyjny Wielkiej Brytanii do Europejskiego Obserwatorium Południowego. Pierwsze zadania teleskopu obejmowały szczegółowe badania dwóch małych wycinków nieba, przed podjęciem, trwających obecnie znacznie większych projektów. Jednym z tych pierwszych

obszarów było szczegółowe zbadanie NGC 253 i jej otoczenia. PoniewaŜ VISTA pracuje w paśmie podczerwonym jest w stanie przez większość zasłony pyłu będącego tak charakterystyczną cechą tego obiektu przy obserwacjach w paśmie widzialnym. Pozwala dostrzec ogromną liczbę chłodnych gwiazda ledwie widocznych na zdjęciach w paśmie widzialnym. Jego zwierciadło pozwala dostrzec szczegóły w obrębie wcześniej skrytego przez pył centralnego regionu galaktyki w tym wyraźną poprzeczkę gwiazd biegnącą w poprzez jądra galaktyki - coś, co nie było wcześniej widziane. RównieŜ majestatyczne ramiona spiralne galaktyki są widoczne na całej swej długości. Dzięki nowemu potęŜnemu teleskopowi naukowcy chcieli rozwiązać niektóre z tajemnic galaktyki Rzeźbiarza. Obecnie badają miliony czerwony olbrzymów w halo otaczającym galaktykę, skład galaktyk karłowych jej towarzyszących oraz poszukują wcześniej nie zauwaŜonych nowych obiektów takich jak gromady kuliste i ultrakompaktowe galaktyki karłowe. Dzięki danym zebranym przez VISTA mają nadzieję odtworzyć historię ewolucji galaktyki. Źródła: ESO: VISTA Views

39 z 77


the Sculptor Galaxy Zdjęcie: ESO/J. Emerson/VISTA. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit Lokalizajca: RA 1h3m40.0sek; deklinacja: -39°29'23.3" Mapka: Stellarium. NGC na naszym niebie jest widoczna latem na niebie południowym. Jednak jest obiektem trudnym do obserwacji poniewaŜ nigdy nie wschodzi wysoko nad horyzont. Original press release follows: VISTA Views the Sculptor Galaxy A spectacular new image of the Sculptor Galaxy (NGC 253) has been taken with the ESO VISTA telescope at the Paranal Observatory in Chile as part of one of its first major observational campaigns. By observing in infrared light VISTA’s view is less affected by dust and reveals a myriad of cooler stars as well as a prominent bar of stars across the central region. The VISTA image provides much new information on the history and development of the galaxy. The Sculptor Galaxy (NGC 253) lies in the constellation of the same name and is one of the brightest galaxies in the sky. It is prominent enough to be seen with good binoculars and was discovered by Caroline Herschel from England in 1783. NGC 253 is a spiral galaxy that lies about 13 million light-years away. It is the brightest member of a small collection of galaxies called the Sculptor Group, one of the closest

40 z 77

such groupings to our own Local Group of galaxies. Part of its visual prominence comes from its status as a starburst galaxy, one in the throes of rapid star formation. NGC 253 is also very dusty, which obscures the view of many parts of the galaxy (eso0902). Seen from Earth, the galaxy is almost edge on, with the spiral arms clearly visible in the outer parts, along with a bright core at its centre.

the nuclear region — a feature that is not seen in visible light pictures. The majestic spiral arms now spread over the whole disc of the galaxy.

VISTA, the Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, the latest addition to ESO’s Paranal Observatory in the Chilean Atacama Desert, is the world’s largest survey telescope. After being handed over to ESO at the end of 2009 (eso0949) the telescope was used for two detailed studies of small sections of the sky before it embarked on the much larger surveys that are now in progress. One of these “mini surveys” was a detailed study of NGC 253 and its environment.

With this powerful instrument at their command astronomers wanted to peel away some of the mysteries of the Sculptor Galaxy. They are studying the myriad of cool red giant stars in the halo that surrounds the galaxy, measuring the composition of some of NGC 253’s small dwarf satellite galaxies, and searching for as yet undiscovered new objects such as globular clusters and ultra-compact dwarf galaxies that would otherwise be invisible without the deep VISTA infrared images. Using the unique VISTA data they plan to map how the galaxy formed and has evolved.

As VISTA works at infrared wavelengths it can see right through most of the dust that is such a prominent feature of the Sculptor Galaxy when viewed in visible light. Huge numbers of cooler stars that are barely detectable with visible-light telescopes are now also seen. The VISTA view reveals most of what was hidden by the thick dust clouds in the central part of the disc and allows a clear view of a prominent bar of stars across

The spectacular viewing conditions VISTA shares with ESO’s Very Large Telescope (VLT), located on the next mountain peak, also allow VISTA images to be exceptionally sharp for a ground-based telescope.


Astronomowie obserwują narodziny gwiazdy

Astronomom Uniwersytetu Yale, Centrum Astrofizyki Harvard_Smithsonian i Instytutu Astronomii Maxa Plancka udało się dostrzec coś, co moŜe być najmłodszą protogwiazdą w momencie kiedy zaczyna przyciągać materię z otaczającej otoczki pyłowo gazowej. W obserwacjach oddalonego o około 800 lat świetlnych obiektu o numerze katalogowym L1448-IRS2E znajdującego się w regionie produkcji gwiazd w konstelacji Perseusza wykorzystano teleskop submilimetrowy na Hawajach oraz teleskop kosmiczny Spitzer. Wyniki obserwacji zostały opublikowane na łamach Astrophysical Journal. Gwiazdy powstają z

Niezwykle trudno jest wykryć obiekty w tej fazie produkcji gwiazdy, poniewaŜ etap tej trwa bardzo krótko, a obiekty takie emitują niewiele światła. Xuepeng Chen

ogromnych zimnych, gęstych regionów gazu i pyłu nazwanych obłokami molekularnymi występującymi w wielu miejscach Galaktyki. Astronomowie sądzą, Ŝe L1448-IRS2E jest w przejściowej fazie pomiędzy fazą przedgwiazdową, w której szczególnie gęsty obszar obłoku molekularnego zaczyna się zapadać, a fazą protogwiazdy, w której grawitacja zdąŜyła wytworzyć we wnętrzu gazowej otoczki gęste i gorące jądro. "Niezwykle trudno jest wykryć obiekty w tej fazie produkcji gwiazdy, poniewaŜ etap tej trwa bardzo krótko, a obiekty takie emitują niewiele światła "wyjaśnia Xuepeng Chen z Yale, główny autor publikacji prezentującej odkrycie. Zespół wykrył słabą poświatę emitowaną przez pył otaczający obiekt. Większość znanych protogwiazd emituje od 1 do 10 razy więcej światła niŜ Słońce. Są takŜe otoczone przez pyłowe kokony świecące w paśmie podczerwonym. L1448-IRS2E jest dziesięciokrotnie ciemniejszy od Słońca, dlatego zespół uwaŜa, Ŝe jest zbyt ciemny by mógł być uznany za prawdziwą protogwiazdę.

41 z 77

Jednocześnie zespół odkrył, Ŝe obiekt wyrzuca z centrum strugi gazu o duŜej prędkości, co potwierdza podejrzenie, Ŝe w jego wnętrzu zgromadziła się wystarczająca ilość masy, by obiekt opuścił fazę przed gwiazdową. Tego rodzaju wypływy, powstające w wyniku działania pól magnetycznych otaczających rodzącą się gwiazdę, są obserwowane dla protogwiazd, jednak nie były dotąd obserwowane w tak wczesnej fazie powstawania gwiazdy. Zespół ma nadzieję wykorzystać teleskop kosmiczny Herschel, umieszczony na orbicie w maju 2009 roku, w celu poszukiwania podobnych obiektów. To pozwoli lepiej zrozumieć procesy, dzięki którym gwiazdy rosną i ewoluują. "Gwiazdy definiujemy poprzez ich masę, jednak do tej pory nie wiemy, na jakim etapie narodzin nabierają większość materii "- mówi prof. Héctor Arce, współautor badań. -" To jedno z najwaŜniejszych pytań, na które chcemy odpowiedzieć." Źródła: Yale University Science & Engineering: Astronomers Witness a Star Being Born Zdjęcie: NASA, ESA, T. Megeath (University of Toledo) and M. Robberto (STScI) Original press release follows: Astronomers Witness a Star Being Born Astronomers have glimpsed what could be the youngest known star at the very


moment it is being born. Not yet fully developed into a true star, the object is in the earliest stages of star formation and has just begun pulling in matter from a surrounding envelope of gas and dust, according to a new study that appears in the current issue of the Astrophysical Journal. The study’s authors—who include astronomers from Yale University, the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and the Max Planck Institute for Astronomy in Germany—found the object using the Submillimeter Array in Hawaii and the Spitzer Space Telescope. Known as L1448-IRS2E, it’s located in the Perseus star-forming region, about 800 light years away within our Milky Way galaxy. Stars form out of large, cold, dense regions of gas and dust called molecular clouds, which exist throughout the galaxy. Astronomers think L1448-IRS2E is in between the prestellar phase, when a particularly dense region of a molecular cloud first begins to clump together, and the protostar phase, when gravity has pulled enough material together to form a dense, hot core out of the surrounding envelope. “It’s very difficult to detect objects in this phase of star formation, because they are very short-lived and they emit very little light,” said Xuepeng Chen, a postdoctoral associate at Yale and lead author

42 z 77

of the paper. The team detected the faint light emitted by the dust surrounding the object. Most protostars are between one to 10 times as luminous as the Sun, with large dust envelopes that glow at infrared wavelengths. Because L1448-IRS2E is less than one tenth as luminous as the Sun, the team believes the object is too dim to be considered a true protostar. Yet they also discovered that the object is ejecting streams of high-velocity gas from its center, confirming that some sort of preliminary mass has already formed and the object has developed beyond the prestellar phase. This kind of outflow is seen in protostars (as a result of the magnetic field surrounding the forming star), but has not been seen at such an early stage until now. The team hopes to use the new Herchel space telescope, launched last May, to look for more of these objects caught between the earliest stages of star formation so they can better understand how stars grow and evolve. “Stars are defined by their mass, but we still don’t know at what stage of the formation process a star acquires most of its mass,” said Héctor Arce, assistant professor of astronomy at Yale and an author of the paper. “This is one of the big questions driving our work.” Other authors of the paper include Qizhou Zhang and Tyler Bourke of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; and Ralf Launhardt, Markus Schmalzl and Thomas Henning of the Max Planck Institute for Astronomy.


Niespodziewane wyniki obserwacji zakrycia odległej gwiazdy przez KBO

Daleko poza orbitą Neptuna, na zewnętrznych rubieŜach Układu Słonecznego leŜy Pas Kuipera, region w którym krąŜą tysiące lodowych obiektów o rozmaitych rozmiarach znanych jako KBO. Astronomowie sądzą, Ŝe są to pozostałości ciał, które zderzały się i łączyły tworząc ponad 4 miliardy lat temu planety. W odróŜnieniu od Ziemi, której powierzchnia od momentu powstania zmienia się pod wpływem wiatru i wody, KBO nie zmieniły się zapewne w tym czasie i mogą w sobie zachowywać zapisaną informację o początkach Układu Słonecznego. opublikowane na łamach magazynu Nature. Do tej pory astronomowie wykorzystywali teleskopy by odnajdywać KBO oraz by na podstawie zebranych w trakcie obserwacji danych widmowych określać jakie rodzaje lodu pokrywają ich powierzchnię. Ponadto, wykorzystując techniki obrazowania w podczerwieni byli w stanie określić przybliŜone rozmiary tych obiektów. Jednak inne informacje są trudne do zdobycia. Choć astronomowie szacują Ŝe istnieje około 70 000 KBO o średnicach ponad 100 km, jednak duŜa odległość niezwykle utrudnia ich szczegółową obserwację. Jedną z proponowanych metod badania KBO była metoda okultacji (zakrycia) gwiezdnej, w której obserwuje się obiekt przesłaniający przez chwilę odległą jasną gwiazdę. Tego rodzaju obserwacje dostarczały wcześniej wielu cennych informacji na temat planet i asteroid. Monitorowanie zmian światła gwiazdy w trakcie okultacji pozwala astronomom określić rozmiar i kształt obiektu, jego temperaturę i istnienie atmosfery, oraz to czy posiada towarzyszy. Kluczem do przeprowadzenia takich obserwacji jest szczegółowa znajomość orbity KBO, tak by przewidzieć jego ścieŜkę i wyznaczyć moment, kiedy przesłoni gwiazdę. Po raz pierwszy udało się tego dokonać zespołowi 18 astronomów kierowanych przez prof Jamesa Elliota z wydziału astronomii MIT. Wyniki obserwacji, dzięki którym udało się wyznaczyć rozmiary i albedo KBO 55636, zostały

43 z 77

Powierzchnia KBO 55636 okazała się mieć albedo (współczynnik odbicia światła) odpowiadający białemu śniegowi. Zaskoczyło to naukowców, bowiem spodziewali się, Ŝe tak staroŜytne obiekty kosmiczne powinny mieć zerodowaną, matową powierzchnie. Wysokie albedo wskazuje, Ŝe powierzchnia KBO zbudowana jest z lodu wodnego, co potwierdza teorie powstania tych obiektów. Wielu naukowców sądzi, Ŝe miliardy lat temu nastąpiła kolizja między karłową planetą krąŜącą w pasie Kuipera, której nadano nazwę Haumea, a innym obiektem. Kolizja to rozbiła lodowy płaszcz Haumeay na dziesiątki mniejszych obiektów, wśród nich 55636. Co waŜne, obserwacje potwierdziły, Ŝa astronomowie są w stanie wystarczająco dokładnie przewidzieć okultacje by dostarczyć dane obserwacyjne dla nowej misji NASA SOFIA (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy) - teleskopu podczerwonego obserwującego z pokładu odpowiednio zaadaptowanego Boeinga 745SP. Elliot ma nadzieję w przyszłości wykorzystać teleskop SOFIA do szczegółowych obserwacji okultacji. Elliot, badający orbitę 55636 od pięciu lat przewidział, Ŝe 9 października 2009 roku przesłoni ona pewną gwiazdę, której jak dotąd nie nadano nazwy. PoniewaŜ mały rozmiar KBO utrudniał precyzyjne określenie tego, skąd efekt będzie widoczny, Elliot


wraz z zespołem współpracujących astronomów wybrał 18 miejsc skąd prowadzone były obserwacje. Choć część stacji nie mogła prowadzić obserwacji ze względu na pogodę, podczas gdy inne po prostu znalazły się poza pasem cienia dwie stacje na Hawajach zarejestrowały trwające około 10 sekund zjawisko. Po dokonaniu pomiarów ilości przesłoniętego światła, oraz znając prędkość przemieszczania się cienia naukowcy obliczyli promień KBO. Okazało się, Ŝe obiekt ma średnicę około 286 kilometrów. Znając rozmiary obiektu moŜliwe było określenie jego albedo. Wysokie albedo 55636 jest zadziwiające, bowiem uwaŜa się, Ŝe powierzchnia ciał niebieskich na obrzeŜach Układu Słonecznego powinna ciemnieć z czasem w wyniku akumulacji pyłu i wystawienia na promieniowanie pochodzące ze Słońca. Astronom z Uniwersytetu Arizona, John Stansberry, mówi, Ŝe jeŜeli zebrane przez Elliota dane zostaną potwierdzone, oznaczać to będzie iŜ 55636 jest wyjątkowo unikalnym obiektem KBO. Inne obiekty KBO o podobnych rozmiarach, jak sądzą naukowcy, mają znacznie mniejsze albedo. "Wyniki te wskazują, Ŝe cenne byłoby zmierzenie albedo innych obiektów naleŜących do rodziny Haumea, aby sprawdzić, czy takŜe one mają wysoki współczynnik odbicia światła "- mówi Stansberry. Choć w Układzie Słonecznym istnieją obiekty o wysokim albedo - wśród nich Pluton i Enceladus ich

44 z 77

powierzchnia jest w sposób ciągły odnawiana za pomocą świeŜego śniegu z kondensacji gazów atmosferycznych i erupcji wulkanicznych wyrzucających świeŜą wodę. Jednak 55636 jest zbyt małym obiektem, by na jego powierzchni mogły działać podobne procesy. Choć sam Elliot nie planuje badania przyczyn wysokiego albedo 55636 to zamierza zbierać dane na temat orbit inncyh KBO w celu przewidzenia przyszłych okultacji. Źródła: Massachusetts Institute of Technology: MIT astronomer leads the first team to study a Kuiper Belt object during a stellar occultation. Ilustracja: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI) Original press release follows: MIT astronomer leads the first team to study a Kuiper Belt object during a stellar occultation. Far beyond the orbit of Neptune in a region of the outer solar system known as the Kuiper Belt float thousands of icy, moon-sized bodies called Kuiper Belt objects (KBOs). Astronomers think they are the remnants of the bodies that slammed together to form the planets more than 4 billion years ago. Unlike Earth, which has been continually eroded by wind and water since it was formed, KBOs haven’t changed much over time and may hold clues about the early solar

system and planet formation. Until now, astronomers have used telescopes to find KBOs and obtain their spectra to determine what types of ices are on their surface. They have also used thermal-imaging techniques to get a rough idea of the size of KBOs, but other details have been difficult to glean. While astronomers think there are about 70,000 KBOs that are larger than 100 kilometers in diameter, the objects’ relatively small size and location make it hard to study them in detail. One method that has been has been proposed for studying KBOs is to observe one as it passes briefly in front of a bright star; such events, known as stellar occultations, have yielded useful information about other planets in the solar system. By monitoring the changes in starlight that occur during an occultation, astronomers can determine the object’s size and temperature, whether it has any companion objects and if it has an atmosphere. The trick is to know enough about the orbit of a KBO to be able to predict its path and observe it as it passes in front of a star. This was done successfully for the first time last October when a team of 18 astronomy groups led by James Elliot, a professor of planetary astronomy in MIT’s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, observed an occultation by an object


named “KBO 55636.”

occultations in detail.

As Elliot and his colleagues report in a paper published June 17 in Nature, the occultation provided enough data to determine the KBO’s size and albedo, or how strongly it reflects light. The surface of 55636 turns out to be as reflective as snow and ice, which surprised the researchers because ancient objects in space usually have weathered, dull surfaces. The high albedo suggests that the KBO’s surface is made of reflective water-ice particles, and that would support a theory about how the KBO formed. Many researchers believe there was a collision that occurred one billion years ago between a dwarf planet in the Kuiper Belt known as Haumea and another object that caused Haumea’s icy mantle to break into a dozen or so smaller bodies, including 55636.

Betting on an occultation

More importantly, the research demonstrates that astronomers can predict occultations accurately enough to contribute to a new NASA mission known as the Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA) that completed its first in-flight observations in May. A Boeing 747SP aircraft that has a large telescope mounted in its rear fuselage, SOFIA can record infrared measurements of celestial objects that are not possible from the ground. Elliot hopes his research will help guide future flights of SOFIA to observe stellar

45 z 77

Elliot, who has been studying 55636’s orbit for five years, thought it would most likely pass in front of an unnamed star on Oct. 9, 2009. But the KBO’s small size made it difficult to predict exactly where the object would travel, and so, to be on the safe side, he and his colleagues assembled a network of 18 observation stations along a 5,900-kilometer stretch of the Earth’s surface that corresponded to the KBO’s predicted shadow path. Such a strategy “covered our uncertainty about where the path would go, both to the north and to the south,” Elliot explains. “It was our way of hedging our bets.” While some of the stations couldn’t observe because of weather, and others simply didn’t detect the occultation, two stations in Hawaii captured data on the changes in starlight that occurred during the roughly 10-second occultation. After measuring the exact amount of time that the star was blocked from view, as well as the velocity with which the shadow of 55636 moved across Earth, the researchers calculated that the KBO has a radius of about 143 kilometers. Knowing this, they could then calculate the object’s albedo. The highly reflective surface of 55636 is perplexing because the surfaces

of celestial bodies in the outer solar system are supposed to darken over time as a result of dust accumulation and exposure to solar radiation. John Stansberry, an astronomer at the University of Arizona, says that if Elliot’s “solid piece of work” can be confirmed in follow-up research, then the results show that 55636 is “an extremely unique” KBO because similarly sized KBOs are thought to have significantly smaller albedos. “The result suggests that it would be worthwhile to try to measure the albedos of other Haumea family members to see if they are also very high,” says Stansberry. Although other highly reflective bodies in the solar system, such as the dwarf planet Pluto and Saturn's moon Enceladus, have their surfaces continuously renewed with fresh ice from the condensation of atmospheric gases or by volcanic activity that spews water instead of lava, 55636 is too small for these mechanisms to be at work, says Elliot. He has no plans to investigate the cause of the high albedo but will continue to collect data about the orbits and positions of the largest KBOs in order to predict future occultations with enough accuracy that he doesn’t have to rely on a vast network of observers. Morgan Bettex, MIT News Office


Łowca asteroid wkracza do akcji

Astronomowie poinformowali Ŝe pierwszy z teleskopów Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System) PS1 - uzyskał pełne moŜliwości pracy. Ten innowacyjny teleskop będzie stanowić pierwszą linię obrony Ziemi, poszukując zabójczych komet i asteroid. Co noc wykonując mapy duŜych obszarów nieba stanowić będzie wydajne narzędzie, pomagające astronomom nie tylko wychwycić asteroidy ale równieŜ supernowe i inne gwiazdy zmienne. z CfA. "PS1 Pan-STARRS to uniwersalna maszyna. zbiera Posiadanie dedykowane teleskopu wielokrotnie naukowe tworzącego przeglądy duŜych obszarów nieba dane juŜ otwiera wiele nowych moŜliwości od pół roku, ale Edo Berger teraz rozpoczął cykl pracy cało nocnej, kaŜdej nocy "mówi kierujący badaniami Pan-STARRS dr Nick Kaiser z Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Hawajów (IfA). Pan-STARRS kaŜdego miesiąca wykona mapę 1/6 całego nieba. Zarzucając szerokie sieci astronomowie mają nadzieję uchwycić nowe ruchome obiekty w obrębie Układu Słonecznego. Często obserwacje następujące po wykryciu pozwolą astronomom śledzić obiekty i wyliczać ich orbity, a co za tym idzie identyfikowanie tych, które mogą stanowić potencjalne zagroŜenie dla Ziemi. PS1 pozwoli takŜe wykryć wiele małych, ciemnych ciał niebieskich w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego, które umknęły wcześniejszym obserwacjom. "PS1 odkryje wcześniej nie widzianą róŜnorodność centaurów (asteroid na orbitach pomiędzy Jowiszem i Neptunem), obiektów poza orbitą Neptuna oraz komet. System ten jest w stanie wykryć obiekty o rozmiarach planet leŜące do zewnętrznych granic Układu Słonecznego "- mówi Matthew Holman, astronom

W Pan-STARRS zastosowano najwyŜszej rozdzielczości kamerę cyfrową na świecie - o rozdzielczości 1 400 mega pikseli (1,4 giga pikseli). Dzięki niej astronomowie mogą na jednym zdjęciu uchwycić obszar nieba o powierzchni 36 razy większej od powierzchni KsięŜyca. Dla porównania kamera szerokokątna teleskopu kosmicznego Hubble - WCF3 - obrazuje z wysoką rozdzielczością obszar 1/100 powierzchni KsięŜyca. Ta niezwykła kamera została wybrana do grona 20 cudów nowoczesnej inŜynierii przez Gizmo Watch. KaŜde ze zdjęć, gdyby zostało wydrukowane z typową rozdzielczością 300 dpi, miałoby powierzchnię połowy boiska do koszykówki. A PZ1 wykonuje kolejne zdjęcia co 30 sekund. Ilość danych zbieranych przez PS1 co noc zapełniłby 1000 płyt DVD. "Gdy tylko Pan-STARRS został uruchomiony, mieliśmy wraŜenie, jakbyśmy chcieli napić się ze straŜackiego hydrantu "- mówi Edo Berger, dodając, Ŝe kaŜdego miesiąca zespół odkrywa kilkaset zmiennych obiektów, wynik, na który wcześniej potrzebnych byłoby kilka lat obserwacji. Źródła: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA): Pan-STARRS Asteroid Hunter and Sky Surveyor Now Fully Operational Zdjęcie: Rob Ratkowski Original press release follows: Pan-STARRS

46 z 77


Asteroid Hunter and Sky Surveyor Now Fully Operational Astronomers announced today that the first Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System) telescope, PS1, is fully operational. This innovative facility will be at the front line of Earth defense by searching for "killer" asteroids and comets. It will map large portions of the sky nightly, making it an efficient sleuth for not just asteroids but also supernovae and other variable objects. "Pan-STARRS is an all-purpose machine," said Harvard astronomer Edo Berger. "Having a dedicated telescope repeatedly surveying large areas opens up a lot of new opportunities." "PS1 has been taking science-quality data for six months, but now we are doing it dusk-to-dawn every night," says Dr. Nick Kaiser (University of Hawaii Institute for Astronomy, or IfA), the principal investigator of the Pan-STARRS project. Pan-STARRS will map one-sixth of the sky every month. By casting a wide net, it is expected to catch many moving objects within our solar system. Frequent follow-up observations will allow astronomers to track those objects and calculate their orbits, identifying any potential threats to Earth. PS1 also will spot many small, faint bodies in the outer solar system that hid from previous surveys.

will discover an unprecedented variety of Centaurs [minor planets between Jupiter and Neptune], trans-Neptunian objects, and comets. The system has the capability to detect planet-size bodies on the outer fringes of our solar system," said Smithsonian astronomer Matthew Holman.

atop the dormant volcano Haleakala, Pan-STARRS exploits the unique combination of superb observing sites and technical and scientific expertise available in Hawaii. Funding for the development of the observing system was provided by the U.S. Air Force.

Pan-STARRS features the world's largest digital camera -- a 1,400-megapixel (1.4 gigapixel) monster. With it, astronomers can photograph an area of the sky as large as 36 full moons in a single exposure. In comparison, a picture from the Hubble Space Telescope's WFC3 camera spans an area only one-hundredth the size of the full moon (albeit at very high resolution).

The PS1 Surveys have been made possible through contributions of the PS1 Science Consortium (PS1SC): IfA; the Pan-STARRS Project Office; the Max-Planck Society and its participating institutes, the Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany and the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany; the Johns Hopkins University; the University of Durham; the University of Edinburgh; the Queen's University Belfast; the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; the Los Cumbres Observatory Global Telescope Network, Inc.; and the National Central University of Taiwan.

This sensitive digital camera was rated as one of the "20 marvels of modern engineering" by Gizmo Watch in 2008. Inventor Dr. John Tonry (IfA) said, "We played as close to the bleeding edge of technology as you can without getting cut!" Each image, if printed out as a 300-dpi photograph, would cover half a basketball court, and PS1 takes an image every 30 seconds. The amount of data PS1 produces every night would fill 1,000 DVDs. "As soon as Pan-STARRS turned on, we felt like we were drinking from a fire hose!" said Berger. He added that they are finding several hundred transient objects a month, which would have taken a couple of years with previous facilities. Located

"PS1

47 z 77

Headquartered in Cambridge, Mass., the HarvardSmithsonian 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.


Zaglądając na krawędź dysku protoplanetarnego

Wykorzystując oba 10-metrowe teleskopy Kecka astronomowie z Obserwatorium W.M Keck na szczycie Mauna Kea na Hawajach zajrzeli głęboko do wnętrza dysków protoplanetarnych, wirujących dysków pyłu i gazu, które są poŜywką dla rosnących w ich centrach gwiazd, i z których w przyszłości wykształcą się układy planetarne. Zespół naukowców zbadał 15 młodych gwiazd w Drodze Mlecznej. Badane gwiazdy miały masy od 1/10 do 10 razy większej od masy Słońca. Interferometr Keck został wykorzystany do ekstremalnie precyzyjnych obserwacji procesów zachodzących w obszarze rozgraniczającym gwiazdy i otaczające je dyski. Badane systemy leŜały w odległościach do 500 lat świetlnych. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Astrophysical Journal.

Po tym, jak gaz zostanie złapany przez pole magnetyczne gwiazdy jest przepompowywany wzdłuŜ linii pola rozpiętych wysoko ponad i poniŜej płaszczyzny dyski po czym uderza z ogromną prędkością w podbiegunowe regiony gwiazdy Joshua Eisner

Interferometr Keck łączy oba 10-metrowe teleskopy tak, by współdziałały jak jedne ogromny teleskop o średnicy 85 metrów. Interferometr wykorzystuje specjalny instrument, zbudowany do pomiarów astrometrycznych, ASTA, aby wykonywać niezwykle precyzyjne pomiary połoŜenia i ruchu gwiazd, gazu i pyłu. "W obecnym stanie ASTRA moŜemy badać młode gwiazdy i ich pyłowe dyski "- mówi Jullien Woillez kierujący badaniami ASTRA. -" W miarę jak będziemy go rozwijać zyskamy moŜliwość badania ruchu planet wokół starych gwiazd, czy ruchu gwiazd wokół czarnej dziury w centrum Galaktyki." Uzyskana rozdzielczość pozwoliła badać dyski protoplanetarne w odległości 1/10 jednostki astronomicznej od gwiazdy macierzystej - co odpowiada obserwacji z Dan Francisco gęsi dziobiącej ziarenko ryŜu na Hawajach. Protoplanetarne dyski powstają w obłokach molekularnych gdy cząstki gazu i pyłu zaczynają zapadać się pod wpływem grawitacji. Początkowo powoli wirując

48 z 77

obłok gęstnieje i staje się coraz bardziej zwarty. Zachowanie momentu obrotowego powoduje Ŝe w miarę jak obłok kurczy się jego ruch wirowy przyspiesza. Siły odśrodkowe spłaszczają do do formy dysku, co ostatecznie prowadzi do powstania układu planet wirujących w zbliŜonej płaszczyźnie. Wykonując za pomocą interferometru Keck i instrumentu ASTRA pomiary światła emanującego z protoplanetarnych dysków w róŜnych zakresach widma astronomowie byli w stanie określić dystrybucję gazu (głównie wodoru) i pyłu w obrębie dysku w ten sposób określając jego budowę. Astronomowie wiedzą, Ŝe gwiazdy zwiększają swoje masy w efekcie przyswajania części wodoru, który znajduje się w dysku, który je otacza w wyniku działania mechanizmu akrecji. Zespół naukowców chce lepiej zrozumieć jak materiał odkłada się na gwieździe, w wyniku działania mechanizmów, które do tej pory nie zostały precyzyjnie zmierzone. W dyskach protoplanetarnych akrecja moŜe zachodzić na dwa sposoby. Według pierwszego scenariusza gaz jest przyswajany w miarę jak dociera z wewnętrznej krawędzi dysku bezpośredniu stykającego się z rozpaloną powierzchnią gwiazdy. Według drugiego, znacznie gwałtowniejszego scenariusza, pole magnetyczne gwiazdy odpycha gaz i powoduje powstanie przerwy między gwiazdą a dyskiem. Tutaj cząstki wodoru przemieszczają się wzdłuŜ linii


pola magnetycznego ogrzewając się do ekstremalnych tematów i jonizując. "Po tym, jak gaz zostanie złapany przez pole magnetyczne gwiazdy jest przepompowywany wzdłuŜ linii pola rozpiętych wysoko ponad i poniŜej płaszczyzny dyski po czym uderza z ogromną prędkością w podbiegunowe regiony gwiazdy "- mówi Eisner. W tym piekle, w którym w kaŜdej sekundzie uwalniana jest energia milionów bomb jądrowych z Horishimy część gazu jest wyrzucana z dysku w przestrzeń w postaci potęŜnego wiatru międzygwiezdnego. "W większości przypadków mogliśmy z powodzeniem wykazać, Ŝe część energii kinetycznej gazu była przekształcana w światło w pobliŜu gwiazdy "- dodaje Eisnej wskazując, Ŝe jest to dowód działania drugiego, gwałtownego mechanizmu. "W innych przypadkach widzieliśmy dowody wiatru wyrzucanego w przestrzeń wraz z materią opadającą na gwiazdę "- dodaje Eisner. -" Znaleźliśmy teŜ jeden przykład, wokół bardzo masywnej gwiazdy, w którym dysk moŜe sięgać powierzchni gwiazdy." PoniewaŜ gwiazdy są młode, mając zaledwie kilka milionów lat, będą w tej fazie istnieć jeszcze kolejne miliony lat. "W tym czasie być moŜe powstaną pierwsze planety - gazowe olbrzymy podobne do Jowisza i Saturna - zuŜywając w miarę powstawania znaczną część materii dysku." Skaliste planety, takie jak Ziemia, Wenus czy Mars powstaną znacznie później, choć ich

49 z 77

zawiązki być moŜe juŜ powstają obecnie. "Chcemy sprawdzić, czy moŜemy wykonać podobne pomiary dla cząstek organicznych i wody w dyskach protoplanernych "- kończy Eisner. -" To ta materia ma szansę dać początek planetom z warunkami pozwalającymi na istnienie Ŝycia." Źródła: W.M.Keck Observatory: Zooming in on Infant Planetary Systems Ilustracja: NASA/JPL-Caltech Original press release follows: Zooming in on Infant Planetary Systems Using both 10-meter Keck telescopes together, astronomers at the W. M. Keck Observatory have been able to peer deeper into proto-planetary disks, swirling clouds of gas and dust that feed the growing stars in their centers and eventually coalesce into new planetary systems. The team studied 15 young Milky Way stars varying in mass between one half and ten times that of the Sun and used the Keck Interferometer to obtain extremely fine observations to pinpoint the location of the processes that occur right at the boundary between the stars and their surrounding disks, which sit 500 light years from Earth. The Keck Interferometer combines both 10-meter Keck telescopes to act as an 85-meter telescope,

and is a project funded by NASA, in a partnership between the Jet Propulsion Laboratory, the NASA Exoplanet Science Institute and the Keck Observatory. Four years ago, with a grant from the National Science Foundation, a quest began to expand the astrometric capability of the Keck Interferometer with a specifically engineered instrument named ASTRA, or ASTrometric and phase-Referenced Astronomy. ASTRA aims to provide extremely precise measurements of the positions and movements of stars, gas and dust. “With it in its current state, we are going for young stars and their dust disks,” said Keck Observatory scientist Julien Woillez, co-investigator of the new research and lead of the ASTRA instrument. “As we improve ASTRA, we will soon have the capability to study the motion of planets around older stars, and even the motion of stars around the black hole at the center of our Galaxy.” The resolution achieved in this study, which will be published in the July 20 Astrophysical Journal, allowed the team to observe proto-planetary disk material within 0.1 astronomical units, or nine million miles, of the target star. One astronomical unit is roughly 93 million miles, or the distance between the Sun and Earth. The precision measurements would be similar to standing on a rooftop in San Francisco and trying


to observe a Nene goose nibbling on a grain of rice in Hawai’i.

proto-planetary disks, accretion can happen in one of two ways.

Stars’ proto-planetary disks form in stellar nurseries when clouds of gas molecules and dust particles begin to collapse under the influence of gravity. Initially rotating slowly, the cloud’s growing mass and gravity cause it to become denser and more compact. Preserving rotational momentum, the cloud begins to spin faster and shrinks, similar to a figure skater spinning faster as she pulls in her arms. The centrifugal force flattens the cloud into a spinning disk of swirling gas and dust — eventually giving rise to planets orbiting their star in roughly the same plane.

In one scenario, gas is swallowed as it washes up right to the fiery surface of the star. In the second, much more violent scenario, the magnetic fields sweeping from the star push back the approaching gas and cause it to bunch up, creating a gap between the star and its surrounding disk. Rather than lapping at the star’s surface, the hydrogen molecules travel along the magnetic field lines as if on a highway, becoming super-heated and ionized in this process.

Measuring the light emanating from the protoplanetary disks at different wavelengths with the Keck Interferometer and manipulating it further with ASTRA, the astronomers were able to distinguish between the distributions of gas, mostly made up of hydrogen, and dust, thereby resolving the disk’s features. Astronomers know that stars acquire mass by incorporating some of the hydrogen gas in the disk that surrounds them, in a process called accretion. The team wants to better understand how material accretes onto the star, a process that has never been measured directly, said Joshua Eisner of the University of Arizona and lead author of the paper. In

50 z 77

“Once trapped in the star’s magnetic field, the gas is being funneled along the field lines arching out high above and below the disk’s plane,” Eisner explained. “The material then crashes into the star’s polar regions at high velocities.” In this inferno, which releases the energy of millions of Hiroshima-sized atomic bombs every second, some of the arching gas flow is ejected from the disk and spews out far into space as interstellar wind. “We could successfully discern that in most cases, the gas converts some of its kinetic energy into light very close to the stars,” he said, a tell-tale sign of the more violent accretion scenario. “In other cases, we saw evidence of winds launched into space together

with material accreting on the star,” Eisner added. “We even found an example—around a very high-mass star—in which the disk may reach all the way to the stellar surface.” Because the disks are young, only a few million years, they will be around for a few more millions of years. “By that time, the first planets, gas giants similar to Jupiter and Saturn, may form, using up a lot of the disk material.” More solid, rocky planets like the Earth, Venus or Mars, won’t be around until much later. The building blocks for those more terrestrial planets could be forming now, he added, which is why this research is important for our understanding of how planetary systems form, including those with potentially habitable planets like Earth. “We are going to see if we can make similar measurements of organic molecules and water in proto-planetary disks,” Eisner said. “Those would be the ones potentially giving rise to planets with the conditions to harbor life.” The W. M. Keck Observatory operates two 10-meter optical/infrared telescopes on the summit of Mauna Kea on the island of Hawai’i and is a scientific partnership of the California Institute of Technology, the University of California, and NASA. For more information please call 808.881.3827 or visit http://www.keckobservatory.org.


Hubble przygląda się zagadkowym zjawiskom zachodzącym na Jowiszu

Nowe, szczegółowe obserwacje przeprowadzone przez teleskop kosmiczny ESA/NASA Hubble dostarczyły nowych informacji na temat dwóch wydarzeń, które miały ostatnio miejsce na Jowiszu - tajemniczego rozbłysku, jaki został zaobserwowany 3 czerwca oraz zaniknięcia ciemnego Południowego Pasa Równikowego. 3 Obserwacje tych zderzeń (w 2009 i 2010 czerwca roku) otwiera okno na przeszłość, na procesy 2010 które kształtowały Układ Słoneczny w jego roku o najwcześniejszej historii. Porównanie tych kolizji 22:31 mamy nadzieję dostarczy informacji na rodzaje zderzeń jakie zachodzą w zewnętrznej części CEST Anthony Układu Słonecznego, oraz na fizyczną i chemiczną Wesley - reakcję atmosfery Jowisza na te nadzwyczajne ten sam, wydarzenia który Leigh Fletcher jako pierwszy zauwaŜył ślady po zderzeniu asteroidy lub komety w lipcu 2009 roku - amator astronom z Australii, zaobserwował trwający dwie sekundy rozbłysk światła na tarczy Jowisza. Inny amator, Chris Go z Filipin równocześnie zarejestrował rozbłysk. Astronomowie podejrzewali, Ŝe obiekt, który zderzył się z ogromną planetą musiał być znaczących rozmiarów, skoro uwolniona energia była tak wielka, by moŜna ją było dostrzec z odległości 770 milionów kilometrów. Jednak nie wiadomo było jak duŜy był to obiekt, oraz jak głęboko zagłębił się w atmosferę Jowisza. W ciągu dwóch tygodni od zderzenia wielu poszukiwało ciemnego śladu zderzenia, podobnego do tych pozostawionych przez wcześniejsze takie zjawiska. Teleskop Hubble

51 z 77

skierował się w stronę Jowisza 7 czerwca, trzy dni po zderzenie. Wysokiej rozdzielczości i czułości w paśmie ultrafioletowym kamera Wide Field Camera 3 poszukiwała śladów zderzenia. Na zdjęciach nie znaleziono śladów szczątków na szczytach chmur. Oznacza to według naukowców, Ŝe obiekt nie zagłębił się poniŜej chmur i nie eksplodował tam. Inaczej ciemne szczątki zostałyby wyrzucone w górę, i opadłyby na ich powierzchnię tworząc widoczny ślad. Miast tego błysk pochodził od olbrzymiego meteoru, który spalił się wysoko nad szczytami chmur nie zagłębiając się pod ich podstawy. "Szczyty chmur oraz miejsce zderzenia byłyby ciemne w paśmie ultrafioletowym i na zdjęciach wykonanych w paśmie widzialnym, bowiem byłyby pokryte szczątkami po eksplozji "- mówi Heidi Hammel. -" Nie widzimy Ŝadnych zjawisk, które wyróŜniałyby ten rejon od otoczenia, co wskazuje, Ŝe nie było w tym miejscu znaczącej eksplozji." Ciemne plamy znaczyły atmosferę Jowisza po zderzeniu z serią fragmentów rozerwanej komety Shoemaker-Levy 9 gdy te uderzyły w planetę w lipcu 1994 roku. Podobne zjawisko zaobserwowano w lipcu 2009 roku kiedy w Jowisza uderzyła asteroida. Ostatnim obiektem był zapewne znacznie mniejszy meteor. "Obserwacje tych zderzeń (w 2009 i 2010 roku) otwiera okno na przeszłość, na procesy które kształtowały Układ Słoneczny w jego


najwcześniejszej historii "- mówi Leigh Fletcher .-" Porównanie tych kolizji mamy nadzieję dostarczy informacji na rodzaje zderzeń jakie zachodzą w zewnętrznej części Układu Słonecznego, oraz na fizyczną i chemiczną reakcję atmosfery Jowisza na te nadzwyczajne wydarzenia"

mówi Simon-Miller. -" Zmiany jakie mamy moŜliwość obserwować w ostatnich latach tworzą coraz większą bazę niezwykłych, dramatycznych zjawisk na Jowiszu."

Dodatkowo obserwacje wykonane przez teleskop Hubble pozwoliły naukowcom przyjrzeć się bliŜej procesom zachodzącym w atmosferze Jowisza, w których wyniku przestał być widoczny ciemny pas chmur znany jako Południowy Pas Równikowy. Na zdjęciach wykonanych przez teleskop Hubble widoczna jest warstwa nieco wyŜej połoŜonych chmur białych kryształów amoniaku, przesłaniających leŜące niŜej, ciemne chmury.

NASA/ESA Hubble: Hubble scrutinises site of mysterious flash and missing cloud belt on Jupiter Zdjęcie: NASA, ESA, M. H. Wong (University of California, Berkeley, USA), H. B. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colorado, USA), A. A. SimonMiller (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA) and the Jupiter Impact Science Team.

Zespół przewiduje, Ŝe chmury amoniaku zapewne rozproszą się w ciągu najbliŜszych miesięcy, podobnie, jak miało to miejsce wcześniej. Początki tego zanikania są juŜ widoczne w postaci serii ciemnych plam widocznych na południowej granicy strefy równikowej. "Zdjęcia dostarczone przez teleskop Hubble mówią nam, Ŝe plamy te powstają w wyniku lokalnych miejsc, w których powietrze opada. Tego rodzaju zjawiska często obserwujemy tuŜ przed nadejściem zmian "- mówi Simon-Miller. "Południowy Pas Równikowy poprzednio zanikł w latach siedemdziesiątych dwudziestego wieku. Dotychczas nie mieliśmy moŜliwości badania tego zjawiska z takim poziomem dokładności "-

52 z 77

Źródła:

Original press release follows: Hubble scrutinises site of mysterious flash and missing cloud belt on Jupiter New and detailed observations from the NASA/ESA Hubble Space Telescope have provided insights into two recent events on Jupiter: the mysterious flash of light seen on 3 June and the recent disappearance of the planet’s dark Southern Equatorial Belt. At 22:31 (CEST) on 3 June 2010 Australian amateur astronomer Anthony Wesley saw a two-second-long flash of light on the disc of Jupiter. He was watching a live video feed from his telescope. In the Philippines, amateur astronomer Chris Go confirmed that he had simultaneously recorded the transitory event on video. Wesley

was the discoverer of the now world-famous July 2009 impact. Astronomers around the world suspected that something significant must have hit the giant planet to unleash a flash of energy bright enough to be seen here on Earth, about 770 million kilometres away. But they didn’t know how just how big it was or how deeply it had penetrated into the atmosphere. Over the past two weeks there have been ongoing searches for the “black-eye” pattern of a deep direct hit like those left by former impactors. The sharp vision and ultraviolet sensitivity of the Wide Field Camera 3 aboard the NASA/ESA Hubble Space Telescope were used to seek out any trace evidence of the aftermath of the cosmic collision. Images taken on 7 June — just over three days after the flash was sighted — show no sign of debris above Jupiter’s cloud tops. This means that the object didn’t descend beneath the clouds and explode as a fireball. If it had done, then dark sooty blast debris would have been ejected and would have rained down onto the clouds. Instead the flash is thought to have come from a giant meteor burning up high above Jupiter’s cloud tops, which did not plunge deep enough into the atmosphere to explode and leave behind any telltale cloud of debris, as seen in previous Jupiter collisions. “The


cloud tops and the impact site would have appeared dark in the ultraviolet and visible images due to debris from an explosion,” says team member Heidi Hammel of the Space Science Institute in Boulder, Colorado, USA. "We can see no feature that has those distinguishing characteristics in the known vicinity of the impact, suggesting there was no major explosion and no ‘fireball’.” Dark smudges marred Jupiter’s atmosphere when a series of fragments of Comet Shoemaker-Levy 9 hit Jupiter in July 1994. A similar phenomenon occurred in July 2009 when a suspected asteroid slammed into Jupiter. The latest intruder is estimated to be only a fraction of the size of these previous impactors and is thought to have been a meteor. “Observations of these impacts provide a window on the past — onto the processes that shaped our Solar System in its early history,” says team member Leigh Fletcher of the University of Oxford, UK. “Comparing the two collisions — from 2009 and 2010 — will hopefully yield insights into the types of impact processes in the outer Solar System, and the physical and chemical response of Jupiter's atmosphere to these amazing events.” As a bonus, Hubble’s observations also allowed scientists to get a close-up

53 z 77

look at changes in Jupiter’s atmosphere following the disappearance of the dark cloud feature known as the Southern Equatorial Belt several months ago. In the Hubble view, a slightly higher altitude layer of white ammonia ice crystal clouds appears to obscure the deeper, darker belt clouds. “Weather forecast for Jupiter’s Southern Equatorial Belt: cloudy with a chance of ammonia,” Hammel says. The team predicts that these ammonia clouds should clear out in a few months, as they have done in the past. The clearing of the ammonia cloud layer should begin with a number of dark spots like those seen by Hubble along the boundary of the south tropical zone. “The Hubble images tell us these spots are holes resulting from localised downdrafts. We often see these types of holes when a change is about to occur,” Simon-Miller says. “The Southern Equatorial Belt last faded in the early 1970s. We haven’t been able to study this phenomenon at this level of detail before,” Simon-Miller adds. “The changes of the last few years are adding to an extraordinary database on dramatic cloud changes on Jupiter.”


Narodziny Drogi Mlecznej

Po raz pierwszy astronomom udało się prześledzić najwcześniejsze fazy historii rozwoju naszej Galaktyki. Naukowcy - z Instytutu Astronomii Argelander oraz Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka wykazali, Ŝe młoda Galaktyka zmieniła strukturę z wygładzonej na nierównomierną w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat. Wyniki badań zostały przyjęte do publikacji na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Zespół,

Ze względu na wypychanie gazu gromady kuliste rozszerzyły się i utraciły te gwiazdy, które powstały na ich obrzeŜach. Oznacza to, Ŝe obecny kształt gromad został bezpośrednio ukształtowany przez to, co wydarzyło się na początku ich istnienia. Michael Marks

kierowany przez prof. Pavela Kroupa, zbadał gromady kuliste leŜące poza lepiej znanymi spiralnymi ramionami Galaktyki, w halo otaczającym Drogę Mleczną. KaŜda z nich zawiera setki tysięcy gwiazd, które - jak się uwaŜa powstały w tym samym czasie co proto-galaktyka, która wyewoluowała do obecnej postaci. Gromady kuliste porównuje się do skamielin, przechowujących ślady z najwcześniejszych okresów istnienia Galaktyki. Astronomowie odkryli w nich ślady warunków, w jakich powstawały. Gwiazdy gromad powstały z obłoków gazu molekularnego (zimnego wodoru), którego część nie została zuŜyta. Te pozostałości zostały wyrzucone poza obręb gromad przez promieniowanie i wiatr wytwarzany przez nowo utworzoną populację gwiazd. "Ze względu na wypychanie gazu gromady kuliste rozszerzyły się i utraciły te gwiazdy, które powstały na ich obrzeŜach. Oznacza to, Ŝe obecny kształt gromad został bezpośrednio ukształtowany

54 z 77

przez to, co wydarzyło się na początku ich istnienia "- mówi Michael Marks, główny autor publikacji. Gromady kształtowała równieŜ młoda Droga Mleczna a naukowcy z Bonn precyzyjnie obliczyli w jaki sposób młoda proto- galaktyka wpływała na swych mniejszych sąsiadów. Ich wyniki wskazują, Ŝe grawitacyjne siły wywierane przez Drogę Mleczną na gromady kuliste wydają się zwiększać wraz ze wzrostem metaliczności gwiazd w gromadach. "Ilość cięŜszych od helu pierwiastków, na przykład Ŝelaza jest wskaźnikiem wieku. Im później powstała gromada kulista tym więcej zawiera cięŜszych pierwiastków "- mówi Marks. Jednak poniewaŜ uwaŜa się, Ŝe gromady kuliste powstały w mniej więcej tym samym okresie, róŜnica wieku między nimi nie moŜe być znacząca. Zatem jedynym wyjaśnieniem zmian oddziaływań grawitacyjnych Drogi Mlecznej moŜe być jedynie szybka zmiana struktury samej Drogi Mlecznej. By wyjaśnić znaczący wzrost oddziaływań grawitacyjnych ogromny obłok gazu, z którego powstała Droga Mleczna musiał ewoluować z ogólnie wygładzonej, homogenicznej postaci do zagęszczonej, nierównomiernej postaci w czasie krótszym niŜ kilkaset milionów lat. To bardzo krótki okres czasu w skali kosmologicznej. W tym czasie gaz zapadł się pod wpływem własnej grawitacji. Równocześnie gromady kuliste powstawały z zapadającego się obłoku. Materia w nieco


młodszych gromadach, na które silniej oddziaływała Droga Mleczna, były wzbogacane przez szybko ewoluujące i starzejące się gwiazdy w starszych gromadach. "Obraz ten elegancko łączy wyniki obserwacyjne i teoretyczne i pozwala nam zrozumieć, dlaczego później powstające, bogatsze w metale gromady odczuły silniejsze oddziaływania pola grawitacyjnego. Jednocześnie, po raz pierwszy uzyskujemy szczegółowy obraz najwcześniejszej historii naszej Galaktyki "- mówi prof. Pavel Kroupa. Źródła: Marks M., Kroupa P., “Initial conditions for globular clusters and assembly of the old globular cluster population of the Milky Way", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Royal Astronomical Society: Scientists get a look at the birth of the Milky Way Zdjęcie: The Hubble Heritage Team / AURA / STScI / NASA Original press release follows: Scientists get a look at the birth of the Milky Way For the first time, a team of astronomers has succeeded in investigating the earliest phases of the evolutionary history of our home Galaxy, the Milky Way. The scientists,

55 z 77

from the Argelander Institute for Astronomy at Bonn University and the Max-Planck Institute for Radioastronomy in Bonn, deduce that the early Galaxy went from smooth to clumpy in just a few hundred million years. The team publish their results in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Led by Professor Dr. Pavel Kroupa, the researchers looked at the spherical groups of stars (globular clusters) that lie in the halo of the Milky Way, outside the more familiar spiral arms where the Sun is found. They each contain hundreds of thousands of stars and are thought to have formed at the same time as the ‘proto-Galaxy’ that eventually evolved into the Galaxy we see today. Globular star clusters can be thought of as fossils from the earliest period of the history of the Galaxy and the astronomers found that they left a hint of the conditions under which they formed. The stars of the clusters condensed out of a cloud of molecular gas (relatively cool hydrogen), not all of which was used up in their formation. The residual gas was expelled by the radiation and winds coming from the freshly hatched population of stars. “Due to this ejection of gas, the globular clusters expanded and thereby lost the stars that formed at their boundaries. This means that the present shape of the clusters

was directly influenced by what happened in the early days of their existence”, explains Michael Marks, PhD student of Professor Kroupa and lead author on the new paper. The clusters were also shaped by the forming Milky Way and the Bonn scientists calculated exactly how the proto-Galaxy affected its smaller neighbours. Their results show that the gravitational forces exerted on the star clusters by the proto-Milky Way appear to increase with the metal content of their member stars (in astronomy ‘metals’ in stars are elements heavier than helium). “The amount of e.g. iron in a star is therefore an age indicator. The more recently a star cluster was born, the higher the proportion of heavy elements it contains”, adds Marks. But since the globular clusters are more or less the same age, these age differences can't be large. In order to explain the variation in the forces exerted on different globular clusters, the structure of the Milky Way had to change rapidly within a short time. The giant gas cloud from which the Milky Way formed had to evolve from an overall smooth structure into a clumpy object in less than a few hundred million years in order to increase the strength of the forces significantly. This timespan corresponds to the astronomically short duration in which the proto-galaxy-sized


gas cloud collapsed under its own gravity. In parallel, the globular clusters formed successively within the collapsing cloud. The material from which the somewhat younger globular clusters formed and which according to the results of this investigation felt stronger attractive forces, was previously enriched with heavy elements by fast-evolving stars in the older clusters. Prof. Kroupa summarises their results. “In this picture we can elegantly combine the observational and theoretical results and understand why later forming, more metal-rich clusters experienced stronger force fields. On the back of this work, for the first time we have a detailed insight into the earliest evolutionary history of our Galaxy�.

56 z 77


Toruński Zlot Miłośników Astronomii

Toruński Zlot Miłośników Astronomii odbędzie się w dniach 13 - 15 sierpnia 2010 r. (piątek - niedziela), a więc tuŜ po maksimum Perseidów. Organizatorem TZMA jest portal astronomiczny AstroVisioN.pl. W inicjatywie jako partnerzy/sponsorzy uczestniczą: Szkoła Leśna na Barbarce, Toruńskie Planetarium oraz Centrum Astronomii UMK Toruń w Piwnicach oraz grupa "Pokazy Nieba w Toruniu". teleskopy.net objęły imprezę patronatem medialnym. Zloty miłośników astronomii zorganizowano juŜ w kilku miastach Polski, jednak Ŝaden z nich nie odbył się w tak wyjątkowym dla astronomii miejscu - rodzinnym mieście naszego największego astronoma – Mikołaja Kopernika. To tutaj urodził się i dorastał, a takŜe po raz pierwszy spojrzał w niebo. Nie ulega wątpliwości, Ŝe Toruń pełni rolę "stolicy polskiej astronomii", która szczególnie uwidoczniła się podczas Międzynarodowego Roku Astronomii. Chcemy tę tradycję i prym kontynuować, zwłaszcza na polu astronomii amatorskiej. Pasjonaci związani z Internetowym Portalem Astronomicznym - AstroVisioN.pl, wyszli z inicjatywą zorganizowania Toruńskiego Zlotu Miłośników Astronomii. Poszukiwania optymalnego miejsca na tego typu imprezę nie trwały długo. Szkoła Leśna na Barbarce jest uroczym zakątkiem Torunia o bogatej historii i ciekawych walorach przyrodniczych. Międzynarodowa akcja "100 godzin astronomii" podczas Roku Astronomii stanowiła astronomiczny debiut tego miejsca, waŜnego przystanku na planowanej astronomicznej ścieŜce turystycznej prowadzącej z toruńskiego planetarium aŜ do Obserwatorium Astronomicznego w Piwnicach. Barbarka to świetne miejsce do obserwacji astronomicznych. Ośrodek posiada duŜą bazę noclegową, sale konferencyjne, duŜą polanę (w miarę niski horyzont), a okoliczne lasy dobrze izolują

57 z 77

to miejsce od świateł miasta. Paradoksalnie nad Barbarką miłośnicy znajdą lepsze niebo niŜ w samym Centrum Astronomii w Piwnicach. Toruński Zlot Miłośników Astronomii odbędzie się w dniach 13 - 15 sierpnia 2010 r. (piątek niedziela), a więc tuŜ po maksimum Perseidów. Organizatorem TZMA jest portal astronomiczny AstroVisioN.pl. W inicjatywie jako partnerzy/sponsorzy uczestniczą: Szkoła Leśna na Barbarce, Toruńskie Planetarium oraz Centrum Astronomii UMK Toruń w Piwnicach oraz grupa "Pokazy Nieba w Toruniu". Źródła: Toruński Zlot Miłośników Astronomii Ilustracja: TZMA


ZłoŜone związki organiczne w przestrzeni międzygwiezdnej

Zespół naukowców z Instytutu Astrofizyki Wysp Kanaryjskich (IAC - Instituto Astrofísica de Canarias) oraz Uniwersytetu Texas zidentyfikował w medium międzygwiezdnym - gazie rozproszonym w przestrzeni pomiędzy gwiazdami - jedną z najbardziej jak dotąd złoŜonych cząstek organicznych. Odkrycie antracenu być moŜe pozwoli rozwiązać jedną z astrofizycznych zagadek dotyczących metod produkcji cząstek organicznych w kosmosie. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. aloesu. wszystko wskazuje, Ŝe odkryliśmy obszar produkcji gwiazd bogaty w cząstki prebiotyczne dr Susana Iglesias Groth

"Wykryliśmy obecność cząstek antracenu w gęstym obłoku widocznym w kierunku gwiazdy Cernis 52 w konstelacji Perseusza, w odległości około 700 lat świetlnych od Ziemi "- mówi kierująca badaniami Susana Iglesias Groth. Według niej następnym krokiem będzie sprawdzenie czy w obłoku znajdują się aminokwasy. Antracen naleŜy do cząstek prebiotycznych - takich, które poddane oddziaływaniu promieniowania ultrafioletowego, w obecności wody i amoniaku mogą przekształcać się w aminokwasy i inne cząstki niezbędne do powstania Ŝycia. "Dwa lata temu, w tym samym miejscu znaleźliśmy dowody istnienia innej cząstki organicznej, naftalenu "- mówi Iglesias. -" Zatem wszystko wskazuje, Ŝe odkryliśmy obszar produkcji gwiazd bogaty w cząstki prebiotyczne." Do tej pory antracen był odnajdywany jedynie w meteorytach, ale nigdy wcześniej nie obserwowano go w medium międzygwiezdnym. Utlenione postacie tej cząstki występują powszechnie w organizmach Ŝywych i są to cząstki biochemicznie aktywne. Na Ziemi cząstki takie są jednym z podstawowych składników przeciw gorączkowych

To nowe odkrycie moŜe oznaczać, Ŝe znaczna część kluczowych składników ziemskiej chemii prebiotycznej moŜe istnieć w medium międzygwiezdnym. Od lat 80. XX wieku w widmie medium międzygwiezdnego odkryto setki tzw. nieostrych pasm widma, które zostały z nim powiązane, jednak do dzisiaj ich źródło pozostawało nieznane. Odkrycie naukowców sugeruje, Ŝe część z nich moŜe być pochodzić od cząstek pochodnych antracenu lub naftalenu. PoniewaŜ są powszechne w przestrzeni kosmicznej związki te mogły odegrać kluczową rolę w wytworzeniu wielu cząstek organicznych w czasach powstawania Układu Słonecznego. Wyniki zostały oparte na obserwacjach przeprowadzonych teleskopem W.Herschel w Obserwatorium Roque de los Muchachos na La Palmie (Wyspy Kanaryjskie) oraz teleskopem Hobby-Eberly w Texasie. Źródła: S. Iglesias Groth et al., “Anthracene cations toward the Perseus molecular complex", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Royal Astronomical Society: Supercomplex organic molecules found in interstellar space Ilustracja: Gaby Perez and Susana Iglesias-Groth Original press

58 z 77


release follows: Super-complex organic molecules found in interstellar space A team of scientists from the Instituto AstrofĂ­sica de Canarias (IAC) and the University of Texas has succeeded in identifying one of the most complex organic molecules yet found in the material between the stars, the so-called interstellar medium. The discovery of anthracene could help resolve a decades-old astrophysical mystery concerning the production of organic molecules in space. The researchers report their findings in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 'We have detected the presence of anthracene molecules in a dense cloud in the direction of the star Cernis 52 in Perseus, about 700 light years from the Sun,' explains Susana Iglesias Groth, the IAC researcher heading the study. In her opinion, the next step is to investigate the presence of amino acids. Molecules like anthracene are prebiotic, so when they are subjected to ultraviolet radiation and combined with water and ammonia, they could produce amino acids and other compounds essential for the development of life 'Two years ago,' says Iglesias, 'we found proof of the existence of another organic molecule, naphthalene, in the same place, so everything indicates that we have discovered a star formation region rich

59 z 77

in prebiotic chemistry.' Until now, anthracene had been detected only in meteorites and never in the interstellar medium. Oxidized forms of this molecule are common in living systems and are biochemically active. On our planet, oxidized anthracene is a basic component of aloe and has anti-inflammatory properties. The new finding suggests that a good part of the key components in terrestrial prebiotic chemistry could be present in interstellar matter. Since the 1980s, hundreds of bands found in the spectrum of the interstellar medium, known as diffuse spectroscopic bands, have been known to be associated with interstellar matter, but their origin has not been identified until now. This discovery indicates that they could result from molecular forms based on anthracene or naphthalene. Since they are widely distributed in interstellar space, they might have played a key role in the production of many of the organic molecules present at the time of the formation of the Solar System. The results are based on observations carried out at the William Herschel Telescope at Roque de los Muchachos Observatory on La Palma in the Canary Islands and with the Hobby-Eberly Telescope in Texas in the United States.


Kepler odkrywa setki nowych planet

Teleskop kosmiczny NASA Kepler ma jedno zadanie - poruszając się po orbicie wokół Słońca za Ziemią cały czas obserwuje jeden wybrany fragment nieba. Nigdy nie zamykając swego oka obserwuje 156000 gwiazd szukając charakterystycznych spadków ich jasności. Te spadki mogą być efektem tranzytu - przejścia egzoplanety przed tarczą jej gwiazdy. JeŜeli oczekiwania naukowców sprawdzą się, w ciągu trwającej trzy i pół roku misji Kepler odkryje setki a moŜe nawet tysiące egzoplanet. Misja teleskopu Kepler trwa juŜ od roku i właśnie zaprezentowane pierwsze, wczesne wyniki. W ciągu pierwszych kilkudziesięciu dni obserwacji od 2 maja do 15 czerwca 2009 roku Kepler wykrył 850 gwiazd wykazujących charakterystyczne spadki jasności mogące być znakiem tranzytu planety. Z tej liczby 150 wykluczono w dalszych badaniach. Pozostaje zatem ponad 700 kandydatów wymagających dalszej weryfikacji. Jednak nawet jeŜeli połowa z tych potencjalnych egzoplanet okaŜe się efektem innych zjawisk (zmienności gwiazdy na przykład) to i tak 45 dni obserwacji zaowocuje 350 nowymi planetami. Aby lepiej uzmysłowić sobie skuteczność nowego instrumentu warto przypomnieć, Ŝe od odkrycia w 1995 roku pierwszej egzoplanety do dnia dzisiejszego odkryto ich tylko około 400. Aby oddzielić kandydatów na egzoplanety od "kosmicznych plew" astronomowie starają się kaŜde z odkryć Keplera uzupełnić o pomiary zmian jej prędkości radialnej (RV, wzdłuŜ wektora łączącego obserwatora i gwiazdę). Metoda ta pozwala zmierzyć przesunięcia w widmie gwiazdy powodowane przez przyciągane grawitacyjne planety. Co ciekawe, podczas gdy obserwacje tranzytu pozwalają określić średnicę planety, pomiary RV pozwalają na określenie jej masy. W ten sposób moŜna na przykład wykazać, czy mamy do czynienia z egzoplanetą, czy układem podwójnym gwiazd. Pomiary

60 z 77

prędkości radialnej wymagają znacznie potęŜniejszych instrumentów niŜ teleskop Keplera. Jednym z obserwatoriów wykonujących badania potwierdzające jest Obserwatorium Keck na Hawajach. Jednak te zajmują znacznie więcej czasu - latem 2009 roku astronomowie wykorzystujący Kecka mieli moŜliwość potwierdzenia jedynie 5 kandydatów przesłanych przez teleskop Kepler. W tym roku mają nadzieję przeanalizować kilkaset kolejnych, zanim pole obserwowane przez Keplera schowa się za horyzontem we wrześniu. Wśród kandydatów zdają się znajdować takŜe systemy wielu egzoplanet - byłyby to pierwsze odkrycia takich systemów wykonane metodą tranzytów. Według raportu Jasona Steffena i zespołu Keplera, który przeanalizował pięć takich systemów prawdopodobne jest Ŝe jeden zawiera przynajmniej trzy egzoplanety a dwa - dwie. Źródła: The Planetary Society: Kepler Discovers Hundreds of New Planets Ilustracja: NASA/ARC Original press release follows: Kepler Discovers Hundreds of New Planets Kepler, the NASA spacecraft charged with searching for distant worlds like ours, follows in the Earth’s wake as it orbits the Sun, its sights focused permanently on a single


patch of sky. With its unblinking gaze, the spacecraft searches among 156,000 stars for slight but regular dips in a star’s brightness. Such dimmings could indicate a transit – a planet moving across the face of its home star, announcing its presence by blocking out a small portion of starlight. If scientists’ expectations prove true, over its three and a half year mission Kepler could discover hundreds or perhaps thousands of transiting planets. It’s been a year now since Kepler completed its first round of observations, and the early results are now in. Over its first month and a half of operation, between May 2 and June 15, 2009, Kepler detected over 850 stars that showed the signature dips in luminosity that characterize a transiting planet. Of these about 150 were shown to be “false positives,” that is stars that display the effect for other reasons, and almost certainly do not have a transiting planet. This leaves 706 stars that at this point appear to have transiting planets, although it is almost certain that further studies will show that a good portion of them will ultimately turn out to be false positives as well. But even in the extreme case that a full half of these “candidate planets” will prove to be no planets at all, that still leaves Kepler with

61 z 77

a haul of over 350 new planets.

periodically eclipse each other.

To appreciate this number, consider that since the discovery of the first exoplanet in 1995, astronomers have detected roughly 400 exoplanets using a slew of different methods. This means that in its first month and a half of operation Kepler has found almost as many planets as all other methods combined in the preceding 15 years!

From its station in space Kepler can observe its star field continuously, but that is not the case for planet hunters working to confirm its discoveries from Earth. RV measurements require large telescopes that are available only at the world’s top observatories, such as the Keck Observatory in Hawaii and the European Southern Observatory in Chile. From these locations, as it happens, Kepler’s star field is visible for only half the year, during the summer months. In the summer of 2009, with unanalyzed data streaming in from a new and untested spacecraft, astronomers only had time to confirm 5 of Kepler’s planetary candidates. This summer they are working to obtain RV data on hundreds more before the stars sink below the horizon once again in September.

In order to separate true transiting planets from other phenomena that mimic the transit effect, scientists try to follow up on each of Kepler’s discoveries with radial velocity observations of each star. This method measures the slight shifts in a star’s spectrum as it rocks back and forth to the tug of an orbiting planet, and has been responsible for the majority of exoplanets discoveries to date. Significantly, whereas transit detections like Kepler’s provide a good estimate of a planet’s diameter, radial velocity measurements provide an accurate estimate of a planet’s mass. If the RV study shows that a planetary mass object is orbiting a star where Kepler detected a candidate planet, then the candidate is almost certainly a true exoplanet. If, however, the orbiting object turns out to have the mass of a star, then Kepler’s “transiting exoplanet” is, in fact, no planet at all but a binary star whose two components

Among Kepler’s candidates are what appear to be several multi-planet systems which, if confirmed, would be the first systems with more than one transiting planet ever detected. A report by Jason Steffen and Kepler Team collaborators analyzes five of these systems, one of them composed of at least three orbiting objects, the other four seemingly with two planets each. According to Darin Ragozzine of the Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, who has been studying the Kepler data, such planetary systems


are especially valuable to scientists. In systems with more than one transiting planet, Ragozzine explained in a recent article submission with Matthew J. Holman, it is sometimes possible not only to measure each planet’s orbit and size, but also to detect the interaction between the different planets. As the data from Kepler accumulates in the coming months and years, astronomers expect to find slight but measurable variations in the exact timing and duration of the transits. These anomalies are caused by the planets’ gravitational pull on each other, and they will enable scientists to calculate the planets’ mass, the inclination of their orbits, and sometimes provide an independent measure of the mass of the home star. Ragozzine goes on to point out that when two planets pass in front of their star at the same time, they might cross over one another as well. This is not just a cool exoplanetary alignment, but can also provide valuable information about the orientation of the planetary orbits. Overall, Ragozzine concludes, multi-transiting system will be the most information-rich planetary systems besides our own solar system. Kepler has been in orbit for just over a year, and it has already proven itself as by far the most effective and efficient planet-hunting instrument ever built. But Kepler’s work has barely begun: the spacecraft will continue its sleepless watch over the same patch of sky for at least another two and a half years, supplying scientists with enough data to study and analyze for many years to come. If predictions hold true, somewhere within that mountain of data is hidden the holy grail of planet hunting: A small rocky planet orbiting within the habitable zone of its star, where water can exist in liquid state – another Earth in the depths of space. Amir Alexander

62 z 77


Hubble bada młode gwiazdy

Teleskop kosmiczny NASA/ESA Hubble Space Telescope (HST) sfotografował złoŜoną sieć obłoków gazu i gromad gwiazd w jednej z najbliŜszych galaktyk - Wielkim Obłoku Magellana. Badany obszar gwałtownej produkcji gwiazd jest jednym z najaktywniejszych takich regionów w naszym zakątku Wszechświata. Wielki Obłok Magellana zawiera wiele jasnych bąbli świecącego gazu. Jednym z największych i najbardziej spektakularnych jest LHA 1200N 11, skatalogowany w 1956 przez Karla Henize, znany równieŜ nieformalnie jak N11. Z bliska N11 puchnące obłoki świecącego gazu przypominają puch waty cukrowej. Obserwowane w mniejszym powiększeniu ich ogólny kształt spowodował, Ŝe mgławica ta znana jest równieŜ pod nazwą mgławicy Fasola (Bean Nebula). Dramatyczne i barwne kształty mgławicy są znakiem charakterystycznym zachodzących tam procesów produkcji gwiazd. N11 jest dobrze zbadanym obszarem rozciągającym się na przestrzeni 1000 lat świetlnych i jest drugim największym obszarem produkcji gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana. W miejscu tym powstały jedne z najmasywniejszych znanych gwiazd. To właśnie procesy produkcji gwiazd nadały N11 jest wyjątkowy wygląd. Cztery kolejne pokolenia gwiazd, kaŜde powstające coraz dalej od centrum mgławicy wyrzeźbiły gazowe powłoki i bąble. Powłoki te zostały odrzucone przez nowo narodzone gwiazdy tworząc charakterystyczne pierścienie wyraźnie widoczne na zdjęciu. W górnej części zdjęcia widoczne jest mgławica LHA 120-N 11A, stanowiąca część kompleksu N11. Jest ona oświetlona od wnętrza przez promieniowanie masywnych, gorących gwiazd w jej centrum. N11A to stosunkowo niewielki

i gęsty obszar będący miejscem narodzin najnowszego pokolenia gwiazd w tym rejonie. W N11 znajduje się wiele gromad gwiazd w tym NGC 1761 widoczna w dolnej części zdjęcia grupa masywnych, gorących jasnych gwiazd pompujących w przestrzeń ogromne ilości promieniowania ultrafioletowego. Choć Wielki Obłok Magellana jest znacznie mniejszy od Drogi Mlecznej, jest jednak obszarem intensywnej produkcji gwiazd. Badanie tych gwiezdnych Ŝłobków pozwala astronomom lepiej zrozumieć procesy prowadzące do powstania gwiazdy, jak równieŜ jej rozwój i ostateczny los. Zarówno Wielki Obłok Magellana jak i jej mniejszy kompan - Mały Obłok Magellana, są łatwe do dostrzeŜenia nieuzbrojonym okiem i są obiektami dobrze znanymi mieszkańcom południowej półkuli. Choć popularnie przypisuje się ich odkrycie - przynajmniej dla europejskich naukowców - podróŜnikowi Fernandowi Magellanowi w 1519 roku to znacznie wcześniej opisali je niezaleŜnie perski astronom Abd Al-Rahman Al Sufi w 964 roku a następnie włoski podróŜnik Amerigo Vespucci w 1503 roku. Źródła: ESA News: Hubble captures bubbles and baby stars Zdjęcie: NASA/ESA/J. M. Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spain). Original press release

63 z 77


follows: Hubble captures bubbles and baby stars

the newborn stars in the turmoil of their energetic birth and early life, creating the ring shapes so prominent in this image.

The NASA/ESA Hubble Space Telescope captures a complex network of gas clouds and star clusters within our neighbouring galaxy, the Large Magellanic Cloud. This region of energetic star birth is one of the most active in the nearby Universe.

Beans are not the only terrestrial shapes to be found in this spectacular high-resolution image from Hubble. At upper left is the red bloom of nebula LHA 120-N 11A. Its roseate petals of gas and dust are illuminated from within, thanks to the radiation from the massive hot stars at its centre. N11A is relatively compact and dense and is the site of the most recent burst of star development in the region.

The Large Magellanic Cloud contains many bright bubbles of glowing gas. One of the largest and most spectacular is LHA 120-N 11, from the catalogue compiled in 1956 by the late astronomer and astronaut Karl Henize. It is informally known as N11. Close up, N11’s billowing pink clouds of glowing gas resemble a puffy swirl of fairground candyfloss. From further away, its distinctive overall shape led some observers to nickname it the Bean Nebula. The dramatic and colourful features in the nebula are the telltale signs of star birth. N11 is a well-studied region that extends across 1000 light-years. It is the second largest star-forming region within the Large Magellanic Cloud and has produced some of the most massive stars known. It is the process of star birth that gives N11 its distinctive look. Three successive generations of stars, each of which formed further away from the centre of the nebula than the last, have created shells of gas and dust. These shells were blown away from

64 z 77

Other star clusters abound in N11, including NGC 1761 at the bottom of the image – a group of massive hot young stars busily pouring out intense ultraviolet radiation into space. Although it is much smaller than our own Galaxy, the Large Magellanic Cloud is a vigorous region of star formation. Studying these stellar nurseries helps astronomers to understand a lot more about how stars are born and their ultimate development and lifespan. Both the Large Magellanic Cloud and its smaller companion, the Small Magellanic Cloud, are easily seen with the unaided eye and have always been familiar to people living in the southern hemisphere. The credit for bringing these galaxies to the attention of Europeans is usually given to Portuguese explorer Fernando de Magellan and his crew, who viewed it on their 1519 sea voyage. However, the Persian astronomer Abd Al-Rahman Al Sufi and the Italian explorer Amerigo Vespucci recorded the Large Magellanic Cloud even earlier, in 964 and 1503, respectively.


WaŜenie nieuchwytnej cząstki

Kosmolodzy z University College London (UCL) są o krok bliŜej określenia masy nieuchwytnej cząstki, jaką jest neutrino. W tym celu nie wykorzystali wielkich akceleratorów cząstek, ale spojrzeli w kosmos. ChociaŜ bowiem wykazano juŜ wcześniej Ŝe neutrino musi posiadać masę, jest jednak ona tak znikoma, Ŝe neutrino moŜe przeniknąć przez zaporę z ołowiu o grubości roku świetlnego, i nie zderzyć się z Ŝadnym atomem po drodze. To oznacza, Ŝe pomiar jej masy jest takŜe niezwykle trudny. Nowe wyniki, uzyskane na podstawie największego jak do tej pory przeglądu galaktyk we Wszechświecie wskazują, Ŝe masa neutrino nie przekracza 0,28 eV - mniej niŜ jedna bilionowa część masy pojedynczego atomu wodoru. To jak dotąd najdokładniejszy pomiar masy neutrino. Wyniki badań zostały przyjęte do publikacji na łamach Physical Review Letters. Prof. Ofer Lehav, który wraz z dr Filipem Abdallą byli

Z wszystkich hipotetycznych cząstek mających być tajemniczą Ciemną Materią, jak na razie jedynie neutrina są przykładem ciemnej materii, która rzeczywiście istnieje w przyrodzie. To niesamowite, Ŝe wielkoskalowa dystrybucja galaktyk pozwala nam określić masę tych maleńkich cząstek prof. Ofer Lehav

promotorami pracy doktorskiej Shauna Thomasam, w której wyznaczył on górny limit masy neutrino, mówi "Z wszystkich hipotetycznych cząstek mających być tajemniczą Ciemną Materią, jak na razie jedynie neutrina są przykładem ciemnej materii, która rzeczywiście istnieje w przyrodzie. To niesamowite, Ŝe wielkoskalowa dystrybucja galaktyk pozwala nam określić masę tych maleńkich cząstek." Praca ta jest oparta na fakcie, Ŝe ogromna ilość neutrin (w tej chwili przez nasze ciała przenikają tryliony tych cząstek) razem, kumulatywnie, oddziałuje na materię w kosmosie, która w sposób naturalny ma tendencję do grupowania się w galaktyki i gromady galaktyk. PoniewaŜ neutrina są niezwykle lekkie przemieszczają się przez przestrzeń z ogromnymi prędkościami wygładzając naturalne zagęszczanie się materii. Analizując rozmieszczenie galaktyk

65 z 77

we Wszechświecie - dokładniej poziom "wygładzenia" tej dystrybucji - naukowcy byli w stanie obliczyć górną granicę masy neutrin. Krytycznym dla nowych obliczeń było powstanie największej jak dotąd, trójwymiarowej mapy rozmieszczenia galaktyk - Mega Z - zawierającej 700 000 galaktyk zarejestrowanych w ramach cyfrowego przeglądu nieba Sloana (SDSS), która pozwala na pomiary w ogromnych, kosmicznych skalach. Kosmolodzy UCL byli w stanie oszacować odległości do galaktyk wykorzystując nową metodę pomiaru ich barw. Łącząc dane z tej olbrzymiej mapy galaktyk z informacjami dostarczonymi przez pomiary reliktowego promieniowania tła (CMB) byli w stanie obliczyć górny limit masy neutrina. "Choć neutrina stanowię mniej niŜ 1% masy całej materii stanowią istotną część modeli kosmologicznych "- wyjaśnia dr Shaun Thomas. -" To fascynujące, Ŝe najmniej uchwytna i najmniejsza cząstka elementarna moŜe mieć tak ogromny wpływ na Wszechświat." dr Filipe Abadlla dodaje: -" To obecnie jedna z najlepszych technik pomiaru masy neutrin. To pozwala nam mieć nadzieję Ŝe w najbliŜszych latach określimy dokładnie tę masę." Autorzy są pewni, Ŝe większy przegląd Wszechświata, taki, jak międzynarodowy Dark Energy Survey, w którym uczestniczą, umoŜliwi uzyskanie jeszcze dokładniejszej wagi neutrino, być moŜe określając jej górny


limit na 0,1eV. Źródła: University College London News: "Ghost particle" sized up by cosmologists Ilustracja: UCL Original press release follows: "Ghost particle" sized up by cosmologists Cosmologists at UCL are a step closer to determining the mass of the elusive neutrino particle, not by using a giant particle detector, but by gazing up into space. Although it has been shown that a neutrino has a mass, it is vanishingly small and extremely hard to measure – a neutrino is capable of passing through a light year (about six trillion miles) of lead without hitting a single atom. New results using the largest ever survey of galaxies in the universe puts total neutrino mass at no larger than 0.28 electron volts – less than a billionth of the mass of a single hydrogen atom. This is one of the most accurate measurements of the mass of a neutrino to date. The research is due to be published in an upcoming issue of the journal Physical Review Letters, and will be presented at the Weizmann:UK conference at UCL on 22-23 June 2010. It resulted from the PhD thesis of Shaun Thomas, supervised by Prof. Ofer Lahav and Dr. Filipe Abdalla. Professor

66 z 77

Ofer Lahav, Head of UCL’s Astrophysics Group, said: “Of all the hypothetical candidates for the mysterious Dark Matter, so far neutrinos provide the only example of dark matter that actually exists in nature. It is remarkable that the distribution of galaxies on huge scales can tell us about the mass of the tiny neutrinos”.

each of the galaxies. By combining this enormous galaxy map with information from the temperature fluctuations in the after-glow of the Big Bang, called the Cosmic Microwave Background radiation, they were able to put one of the smallest upper limits on the size of the neutrino particle to date.

The work is based on the principle that the huge abundance of neutrinos (there are trillions passing through you right now) has a large cumulative effect on the matter of the cosmos, which naturally forms into “clumps” of groups and clusters of galaxies. As neutrinos are extremely light they move across the universe at great speeds which has the effect of smoothing this natural “clumpiness” of matter. By analysing the distribution of galaxies across the universe (i.e. the extent of this “smoothing-out” of galaxies) scientists are able to work out the upper limits of neutrino mass.

Dr. Shaun Thomas commented: “Although neutrinos make up less than 1% of all matter they form an important part of the cosmological model. It's fascinating that the most elusive and tiny particles can have such an effect on the Universe.”

Central to this new calculation is the existence of the largest ever 3D map of galaxies, called Mega Z, which covers over 700,000 galaxies recorded by the Sloan Digital Sky Survey and allows measurements over vast stretches of the known universe. The Cosmologists at UCL were able to estimate distances to galaxies using a new method that measures the colour of

Dr. Filipe Abadlla added: "This is one of the most effective techniques available for measuring the neutrino masses. This puts great hopes to finally obtain a measurement of the mass of the neutrino in years to come." The authors are confident that a larger survey of the Universe, such as the one they are working on called the international Dark Energy Survey, in which UCL is heavily involved, will yield an even more accurate weight for the neutrino, potentially at an upper limit of just 0.1 electron volts. The work was funded in part by the Science and Technologies Facilities Council and the Royal Society.


Teleskop VLT zaobserwował pierwszą super burzę na egzoplanecie

Astronomom po raz pierwszy udało się dokonać pomiarów super burzy trwającej w atmosferze egzoplanety - dobrze znanego "gorącego Jowisza" - HD209458b. Niezwykle wysokiej dokładności pomiary tlenku węgla wykazały, Ŝe przemieszcza się on z ogromną prędkością z ekstremalnie gorącej, dziennej strony planety na jej chłodniejszą, nocną półkulę. Obserwacje pozwoliły równieŜ na wykonanie kolejnego, pierwszego w historii badań pozasłonecznych układów planetarnych - pomiaru orbitalnej prędkości samej egzoplanety, co umoŜliwiło bezpośrednie określenie jej masy. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Nature. zespołu Simon Albrecht. HD209458b to zdecydowanie nie miejsce na urlop. Badając z duŜą dokładnością trujący gaz, jakim jest tlenek węgla, znaleźliśmy dowody na istnienie super wiatru wiejącego z prędkością od 5000 do 10000 km/godzinę Ignas Snellen

"HD209458b to zdecydowanie nie miejsce na urlop. Badając z duŜą dokładnością trujący gaz, jakim jest tlenek węgla, znaleźliśmy dowody na istnienie super wiatru wiejącego z prędkością od 5000 do 10000 km/godzinę "- mówi kierujący zespołem astronomów Ignas Snellen. HD209458b to mająca około 60% masy Jowisza egzoplaneta krąŜąca wokół podobnej do Słońca gwiazdy leŜącej w odległości 150 lat świetlnych w kierunku konstelacji Pegaza. KrąŜąc dwadzieścia razy bliŜej od swej gwiazdy niŜ odległość Ziemi od Słońca, egzoplaneta jest intensywnie ogrzewania przez swą gwiazdę - temperatura jej powierzchni sięga 1000°C po stronie skierowanej w stronę gwiazdy. Tak mała średnica orbity powoduje, Ŝe egzoplaneta jest stale skierowana tą samą stroną do gwiazdy, a jej nocna półkula jest znacznie chłodniejsza. "Na Ziemi znaczne róŜnice temperatury wywołują potęŜne wiatry, a nasze nowe pomiary potwierdzają, Ŝe podobna sytuacja ma miejsce na HD209458b "- mówi naleŜący do

HD209458b była pierwszą planetą odkrytą metodą tranzytu. Co 3,5 dnia przechodzi przed tarczą gwiazdy blokując część jej światła. W trakcie kaŜdego tranzytu maleńka część światła gwiazdy przechodzi przez atmosferę planety, co pozostawia ślad w widmie układu. Zespół astronomów z Uniwersytetu Leiden, Holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych (SRON) oraz MIT wykorzystał teleskop ESO VLT Very Large Telescope) i jego potęŜny spektrograf CRIRES aby wykryć i zbadać te składowe widma podczas trwającego około 5 godzin tranzytu. "CRIRES to jedyny na świecie instrument mogący dostarczyć wystarczająco ostre widmo, by wyznaczyć pozycję linii tlenku węgla z dokładnością 0,000001 "mówi inny członek zespołu Remco de Kok. -" Ta wysoka precyzja pozwala nam po raz pierwszy zmierzyć prędkość tlenku węgla dzięki efektowi Dopplera." Astronomom udało się dokonać równieŜ innych pierwszych w historii pomiarów. Bezpośrednio zmierzyli prędkość orbitalną egzoplanety. "Masy egzoplanet określa się na podstawie jej wpływu na gwiazdę macierzystą, następnie przyjmując masę gwiazdy na podstawie teorii moŜna określić stosunek masy planety do masy gwiazdy. Tutaj byliśmy w stanie zmierzyć prędkość planety co z kolei pozwoliło nam określić masę planety i jej gwiazdy "- dodaje współautor badań Ernst de Mooij. Ponadto

67 z 77


po raz pierwszy astronomowie zmierzyli ile węgla znajduje się w atmosferze planety. "Wygląda na to, Ŝe H209458b zawiera tyle węgla co Jowisz i Saturn. To moŜe oznaczać, Ŝe powstała w taki sam sposób "- mówi Snellen. -"W przyszłości astronomowie będą mogli wykorzystać obserwacje tego rodzaju by badać atmosfery planet podobnych do Ziemi. A to pozwoli być moŜe znaleźć odpowiedź na pytanie, czy Ŝycie istnieje gdzieś we Wszechświecie." Źródła: I. Snellen et al. “The orbital motion, absolute mass, and high-altitude winds of exoplanet HD209458b”, Nature ESO: VLT Detects First Superstorm on Exoplanet Ilustracja: ESO/L. Calçada Original press release follows: VLT Detects First Superstorm on Exoplanet Astronomers have measured a superstorm for the first time in the atmosphere of an exoplanet, the well-studied “hot Jupiter” HD209458b. The very high-precision observations of carbon monoxide gas show that it is streaming at enormous speed from the extremely hot day side to the cooler night side of the planet. The observations also allow another exciting “first” — measuring the orbital speed of the exoplanet itself, providing a direct determination of its mass. The

68 z 77

results appear this week in the journal Nature. “HD209458b is definitely not a place for the fainthearted. By studying the poisonous carbon monoxide gas with great accuracy we found evidence for a super wind, blowing at a speed of 5000 to 10 000 km per hour‚” says Ignas Snellen, who led the team of astronomers. HD209458b is an exoplanet of about 60% the mass of Jupiter orbiting a solar-like star located 150 light-years from Earth towards the constellation of Pegasus (the Winged Horse). Circling at a distance of only one twentieth the Sun–Earth distance, the planet is heated intensely by its parent star, and has a surface temperature of about 1000 degrees Celsius on the hot side. But as the planet always has the same side to its star, one side is very hot, while the other is much cooler. “On Earth, big temperature differences inevitably lead to fierce winds, and as our new measurements reveal, the situation is no different on HD209458b,” says team member Simon Albrecht. HD209458b was the first exoplanet to be found transiting: every 3.5 days the planet moves in front of its host star, blocking a small portion of the starlight during a three-hour period. During such an event a tiny fraction of the starlight filters through the planet’s atmosphere, leaving

an imprint. A team of astronomers from the Leiden University, the Netherlands Institute for Space Research (SRON), and MIT in the United States, have used ESO’s Very Large Telescope and its powerful CRIRES spectrograph to detect and analyse these faint fingerprints, observing the planet for about five hours, as it passed in front of its star. “CRIRES is the only instrument in the world that can deliver spectra that are sharp enough to determine the position of the carbon monoxide lines at a precision of 1 part in 100 000,” says another team member Remco de Kok. “This high precision allows us to measure the velocity of the carbon monoxide gas for the first time using the Doppler effect.” The astronomers achieved several other firsts. They directly measured the velocity of the exoplanet as it orbits its home star. “In general, the mass of an exoplanet is determined by measuring the wobble of the star and assuming a mass for the star, according to theory. Here, we have been able to measure the motion of the planet as well, and thus determine both the mass of the star and of the planet,” says co-author Ernst de Mooij. Also for the first time, the astronomers measured how much carbon is present in the atmosphere of this planet. “It seems that H209458b is actually as carbon-rich as Jupiter and Saturn. This could indicate that it was formed in the same way,” says Snellen. “In the future, astronomers may be able to use this type of observation to study the atmospheres of Earth-like planets, to determine whether life also exists elsewhere in the Universe.”


Powodzie lodowcowe na Marsie

Naukowcy z Uniwersytetu Brown odkryli dowody występowania zarówno zamarzniętej jak i płynnej wody w najwcześniejszych epokach historii Czerwonej Planety. Według nich północne równiny Marsa pokrywał głęboki ocean. Później, gdy około 3,5 miliarda lat temu dobiegła końca epoka noachijska, dowody występowania wody są coraz trudniejsze do odkrycia. Jednak geolodzy Uniwersytetu Brown udokumentowali miejsca gdzie woda wypływała z lodowców w średnich szerokościach geograficznych Marsa równieŜ w erze amazońskiej - czyli zaledwie kilkaset milionów lat temu. Te doliny, utworzone przez wypływy spod lodowców, powstały, gdy wystarczająco duŜo energii słonecznej dotarło do planety i spowodowało topnienie cienkiej warstwy lodu na jej powierzchni. To doprowadziło do ograniczonego w skali topienia się lodu i tworzenia kanałów o długości kilku kilometrów i szerokości nie większej niŜ 50 metrów. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach magazynu Icarus. Zespół

To więcej niŜ stwierdzenie "tak, znaleźliśmy wodę". To co widzimy na Marsie to złoŜona historia zróŜnicowanych warunków środowiska w jakich pojawiała się woda Caleb Fassett

geologów z Uniwersytetów Brown, Boston i stanowego uniwersytetu Portland przeanalizował 15 000 zdjęć wykonanych przez kamerę CTX (Context Camera) na pokładzie sondy MRO (Mars Reconnaissance Orbiter ) tworząc pierwszy katalog dolin glacofluwialnych na Marsie. Impulsem do badań było dostrzeŜenie takiej doliny w kraterze Lyot - którą zespół datował na erę amazońską Marsa w publikacji, która w zeszłym roku została zamieszczona na łamach Geophysical Research Letters. W przeglądzie tym naukowcy znaleźli kilkanaście innych obszarów lodowców, które w okresie amazońskim dały początek dolinom polodowcowym, przy czym większość z tych lodowców znajdowała się w okolicach kraterów na średnich szerokościach geograficznych Marsa. "Zaskakująca jest świeŜość tych zjawisk "- mówi Fassett. -" Sądzimy, Ŝe po epoce noachijskiej Mars był bardzo zimny i suchy, zatem fakt istnienia tych dolin, w tego rodzaju warunkach, zmienia naszą wizję jak kształtowała się historia wody na Czerwonej Planecie." To

69 z 77

co czynie te badania jeszcze ciekawszymi jest fakt, Ŝe geolodzy z Brown mają moŜliwość badania podobnych zjawisk na Ziemi. Zespoły z Uniwersytetów Brown i Boston od lat badają Suche Doliny Antarktyki, miejsca, gdzie w czasie lata topi się powierzchnia lodowców, dostarczając wystarczająco duŜo wody by ta wyrzeźbiła kanały. RównieŜ w tym roku naukowcy planują wyprawę na Antarktydę by kontynuować badania. Fassett planuje poszukiwania dolin rzecznych w kolejnych obrazach dostarczanych przez CTX, która do tej pory sfotografowała około 40 % powierzchni Marsa. Źródła: Brown University: Brown Team Finds Widespread Glacial Meltwater Valleys on Mars Zdjęcie: NASA/JPL/MSSS Original press release follows: Brown Team Finds Widespread Glacial Meltwater Valleys on Mars Planetary scientists have uncovered telltale signs of water on Mars — frozen and liquid — in the earliest period of the Red Planet’s history. A new claim, made public this month, is that a deep ocean covered some of the northern latitudes. But the evidence for water grows much more scant after the Noachian era, which ended 3.5 billion years ago. Now Brown University planetary geologists


have documented running water that sprang from glaciers throughout the Martian middle latitudes as recently as the Amazonian epoch, several hundred million years ago. These glaciofluvial valleys were, in essence, tributaries of water created when enough sunlight reached the glaciers to melt a thin layer on the surface. This, the Brown researchers write, led to “limited surface melting” that formed channels that ran for several kilometers and could be more than 150 feet wide. The finding is “more than ‘Yes, we found water,’” said Caleb Fassett, postdoctoral research associate in geological sciences and lead author of the paper published in Icarus. “What we see now is there’s this complex history of different environments where water is being formed.” Fassett, with Brown research analyst James Dickson, professor James Head III, and geologists from Boston University and Portland State University, analyzed 15,000 images snapped by the Context Camera (CTX) aboard the Mars Reconnaissance Orbiter to compile the first survey of glaciofluvial valleys on Mars. The survey was sparked by a glaciofluvial valley that Dickson, Fassett, and Head spotted within the Lyot crater, located in the planet’s middle latitudes. The team, in a paper last year in Geophysical Research

Letters, dated that meltwater-inspired feature to the Amazonian. In his survey, Fassett found dozens of other Amazonian-era ice deposits that spawned supraglacial and proglacial valleys, most of them located on the interior and exterior of craters in Mars’ midlatitude belt. “The youthfulness (of the features) is surprising,” he said. “We think of [post-Noachian] Mars as really, really cold and really, really dry, so the fact that these exist, in those kinds of conditions, is changing how we view the history of water on the planet.” What makes the finding even more intriguing is that the Brown planetary scientists can study what they believe are similar conditions on Earth. Teams from Brown and Boston University have visited the Antarctic Dry Valleys for years, where the surfaces of glaciers melt during the austral summer, sparking enough meltwater to carve a channel. The team will return to the Dry Valleys later this year to continue the study of this microclimate. “It’s sort of crazy,” said Dickson, a member of the Brown team who stayed in the Dry Valleys for three months last year. “You’re freezing cold and there’s glacial ice everywhere, and it gets just warm enough that you get a river.” Fassett plans to search for more glaciofluvial valleys as more images come from the CTX, which has mapped roughly 40 percent of the planet. Contributing authors include Joseph Levy of Portland State (who earned his Ph.D. at Brown last year) and David Marchant of Boston University. The research was funded by NASA.

70 z 77


Czy na Wenus mogły istnieć warunki sprzyjające Ŝyciu?

Sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej Venus Express pomaga naukowcom w poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, czy na Wenus istniały kiedyś oceany. JeŜeli tak było, to być moŜe równieŜ Wenus na początku swej historii była planetą podobną do Ziemi - taką, na której mogło istnieć Ŝycie. następnie uciekają w kosmos. Obecnie Ziemia i Wenus

Podstawowy skład Ziemi i Wenus jest bardzo podobny Hakan Svedhem

dramatycznie się róŜnią. Ziemia jest spokojnym światem pełnym Ŝycia - podczas gdy Wenus jest obrazem piekła, na której powierzchni panują temperatury wyŜsze, niŜ te które mamy w kuchennym piecu. Pod jednak tą dramatycznie odmienną powierzchownością obie planety łączy wiele wspólnego. Ich rozmiary są prawie identyczne, a teraz dzięki sondzie ESA Venus Express naukowcy odkrywają kolejne podobieństwa. "Podstawowy skład Ziemi i Wenus jest bardzo podobny "- zauwaŜa Hakan Svedhem, naukowiec misji. Jedną róŜnicę widać wyraźnie - na Wenus jest bardzo mało wody. Gdyby zawartość ziemskich oceanów rozprowadzić równomiernie po powierzchni Ziemi powstałby ocean o głębokości 3 km. Natomiast gdyby całą parę wodną w atmosferze Wenus wykondensować na jej powierzchni powstałaby globalna kałuŜa głęboka na 3 cm. Jednak dowody zebrane przez Venus Express wskazują, Ŝe miliardy lat temu na Wenus było znacznie więcej wody - którą planeta utraciła w późniejszej historii. Winowajcą jest promieniowanie ultrafioletowe Słońca, które rozbija cząstki wody w atmosferze planety na wodór i tlen. Cząstki te

71 z 77

Venus Express dokonał pomiaru tempa ucieczki gazów z atmosfery Wenus i potwierdził, Ŝe mniej więcej dwukrotnie więcej ucieka atomów wodoru niŜ tlenu. Dlatego uwaŜa się, Ŝe to właśnie woda jest źródłem tych uciekających jonów. Wykazano równieŜ, Ŝe w zewnętrznych warstwach atmosfery Wenus następuje stopniowy wzrost zawartości cięŜkiego izotopu wodoru - deuteru. Wynika to stąd, Ŝe cięŜszej formie wodoru trudniej uciec z atmosfery planety. "Wszystko wskazuje na to, Ŝe na powierzchni Wenus były kiedyś znaczące ilości wody "- mówi Colin Wilson z Uniwersytetu Oxford. Jednak nie oznacza to automatycznie, Ŝe na powierzchni planety istniały kiedyś oceany. Eric Chassefiere z Université Paris-Sud stworzył model komputerowy, z którego wynika, Ŝa woda na Wenus istniała głównie w atmosferze, i w formie ciekłej występowała jedynie w najwcześniejszej historii planety, w czasach gdy jej powierzchnia była całkowicie roztopiona. W miarę jak cząstki wody były rozbijane przez światło słoneczne, które uciekały w kosmos nastąpił spadek temperatury, który zainicjował zestalenie powierzchni. Podsumowując - nie było tam nigdy oceanu. Choć trudno przetestować tę hipotezę, pytanie pozostaje kluczowe. JeŜeli na powierzchni Wenus istniała płynna woda, to we wczesnej historii planety zaistniała faza pozwalająca


istnieć Ŝyciu. JeŜeli model Chassefiere'a jest poprawny to nie wyklucza on moŜliwości, Ŝe w późniejszym okresie komety dostarczyły wystarczającą ilość dodatkowej wody by na skrystalizowanej powierzchni planety mogły powstać zbiorniki stojącej wody. Pozostaje wiele pytań bez odpowiedzi. "Potrzeba znacznie precyzyjniejszych modeli układu magmy, oceanu i atmosfery - oraz jego ewolucji by lepiej zrozumieć historię młodej Wenus" - podsumowuje Chassefiere. Źródła: ESA News: Was Venus once a habitable planet? Zdjęcie: ESA/MPS/DLR/IDA Original press release follows: Was Venus once a habitable planet? ESA’s Venus Express is helping planetary scientists investigate whether Venus once had oceans. If it did, it may even have begun its existence as a habitable planet similar to Earth. These days, Earth and Venus seem completely different. Earth is a lush, clement world teeming with life, whilst Venus is hellish, its surface roasting at temperatures higher than those of a kitchen oven. But underneath it all the two planets share a number of striking similarities. They are nearly identical in size and now, thanks to ESA’s Venus Express orbiter, planetary scientists

72 z 77

are seeing other similarities too. “The basic composition of Venus and Earth is very similar,” says Hakan Svedhem, ESA Venus Express Project Scientist. Just how similar planetary scientists from around the world will be discussing in Aussois, France, where they are gathering this week for a conference. One difference stands out: Venus has very little water. Were the contents of Earth’s oceans to be spread evenly across the world, they would create a layer 3 km deep. If you were to condense the amount of water vapour in Venus’ atmosphere onto its surface, it would create a global puddle just 3 cm deep. Yet there is another similarity here. Billions of years ago, Venus probably had much more water. Venus Express has certainly confirmed that the planet has lost a large quantity of water into space. It happens because ultraviolet radiation from the Sun streams into Venus’ atmosphere and breaks up the water molecules into atoms: two hydrogens and one oxygen. These then escape to space. Venus Express has measured the rate of this escape and confirmed that roughly twice as much hydrogen is escaping as oxygen. It is therefore believed that water is the source of these escaping ions. It has also shown that a heavy form of hydrogen, called deuterium, is progressively

enriched in the upper echelons of Venus’s atmosphere, because the heavier hydrogen will find it less easy to escape the planet’s grip. “Everything points to there being large amounts of water on Venus in the past,” says Colin Wilson, Oxford University, UK. But that does not necessarily mean there were oceans on the planet’s surface. Eric Chassefiere, Université Paris-Sud, France, has developed a computer model that suggests the water was largely atmospheric and existed only during the very earliest times, when the surface of the planet was completely molten. As the water molecules were broken into atoms by sunlight and escaped into space, the subsequent drop in temperature probably triggered the solidification of the surface. In other words: no oceans. Although it is difficult to test this hypothesis it is a key question. If Venus ever did possess surface water, the planet may possibly have had an early habitable phase. Even if true, Chassefiere’s model does not preclude the chance that colliding comets brought additional water to Venus after the surface crystallised, and these created bodies of standing water in which life may have been able to form. There are many open questions. “Much more extensive modelling of the magma ocean– atmosphere system and of its evolution is required to better understand the evolution of the young Venus,” says Chassefiere. When creating those computer models, the data provided by Venus Express will prove crucial.


Pierwsz globalna mapa geoidy wykonana przez GOCE

W trakcie sympozjum ESA Living Planet Europejska Agencja Kosmiczna zaprezentowała pierwszą globalną mapę grawitacji Ziemi wykonaną na podstawie danych zebranych przez sondę GOCE. Sonda ta została umieszczona na orbicie w marcu 2009 roku z misją stworzenia dokładnych pomiarów ziemskiej geoidy z niespotykaną wcześniej rozdzielczością i dokładnością. Nowy model, oparty na danych zebranych zaledwie w ciągu dwóch miesięcy - w listopadzie i grudniu 2009 roku - ukazuje niezwykłe moŜliwości satelity. "GOCE dostarcza to do czego został

Z kaŜdym kolejnym dwumiesięcznym cyklem zbierania danych model grawitacyjny będzie coraz bardziej szczegółowy i dokładny. Jestem przekonany, Ŝe dane te będą istotne dla wielu dziedzin nauk o Ziemi Prof. Reiner Rummel

stworzony - z doskonałą rozdzielczością przestrzenną "- mówi kierujący misją Rune Floberghagen. -"JuŜ widzimy znaczącą poprawę dokładności wysokiej rozdzielczości geoidy, a model grawitacyjny będzie tylko ulegał doskonaleniu wraz z kolejnymi napływającymi danymi." Geoida prezentuje kształt teoretycznego globalnego oceanu, gdyby jedynym czynnikiem go kształtującym była grawitacja Ziemi. Jest krytycznym punktem odniesienia dla dokładnych pomiarów cyrkulacji oceanicznej, zmian poziomu morza oraz dynamiki lądolodów - czyli zjawisk kształtowanych przez zmieniający się klimat. "Nad kontynentami, a szczególnie w regionach do tej pory słabo zbadanych za pomocą technik lotniczych i naziemnych, juŜ widzimy jak GOCE zmienia nasze postrzeganie pola grawitacyjnego Ziemi "- dodaje dr Floberghagen. -" Nad olbrzymimi obszarami oceanów sytuacja jest jeszcze bardziej widoczna - poniewaŜ morskie pole grawitacyjne z tak duŜą rozdzielczością

73 z 77

zostało po raz pierwszy określone przez instrument tak wysokiej jakości." Nowy model GOCE juŜ odkrywa nowe pokłady informacji, które są przydatne w wielu dziedzinach badań Ziemi. Ostateczna mapa grawitacji GOCE będzie niezwykle istotna dla wielu dziedzin nauki jak równieŜ w zastosowaniach w wielu dziedzinach Ŝycia - od geodezji, geofizyki po oceanografię. "Z kaŜdym kolejnym dwumiesięcznym cyklem zbierania danych model grawitacyjny będzie coraz bardziej szczegółowy i dokładny. Jestem przekonany, Ŝe dane te będą istotne dla wielu dziedzin nauk o Ziemi "- mówi prof. Reiner Rummel z Politechniki Monachium. By wypełnić stawiane przed misją zadania misja GOCE została zaprojektowana do lotu na bardzo niskiej orbicie, bowiem im bliŜej powierzchni Ziemi tym odchylenia grawitacyjne są łatwiejsze do wykrycia. Od połowy sierpnia 2009 roku GOCE pracuje na orbicie roboczej o średniej wysokości 254,9 km - najniŜszej, na jakiej znalazła się kiedykolwiek długoterminowa sonda badająca Ziemię. Szczątkowa atmosfera na tej wysokości powoduje tarcie i zmniejszanie prędkości satelitów, prowadząc do szybkiego zacieśniania ich orbit i w końcu zniszczenia satelitów. Jednak GOCE cały czas kontruje opór powietrza za pomocą silnika jonowego wykorzystującego ksenon. W ten sposób precyzyjne sensory grawitacyjne działają tak,


jakby na sondę nie działały Ŝadne inne, poza grawitacją Ziemi, siły. Ponadto, sensory te są tak czułe, Ŝe ich wskazania mogłyby zakłócić ruchome części sondy - aby temu przeciwdziałać cała sonda GOCE działa jak jeden solidny układ pomiarowy. "System pomiaru grawitacji działa niezwykle dobrze. System aktywnie kompensuje efekty oporów atmosferycznych i dostarcza w sposób ciągły czystych odczytów grawitacyjnych "- mówi dr Floberghagen. -" JuŜ samo to jest niezwykłym osiągnięciem technicznym. GOCE udowodnił, Ŝe jest prawie idealnym satelitą to pomiaru grawitacji z kosmosu." Źródła: ESA Earth Observatory: GOCE giving new insights into Earth’s gravity Ilustracja: GOCE High Level Processing Facility Original press release follows: GOCE giving new insights into Earth’s gravity The first global gravity model based on GOCE satellite data has been presented at ESA’s Living Planet Symposium. ESA launched GOCE in March 2009 to map Earth's gravity with unprecedented accuracy and resolution. The model, based on only two months of data, from November and December 2009, shows the excellent capability of the satellite to map tiny variations in Earth’s gravity. "GOCE

74 z 77

is delivering where it promised: in the fine spatial scales," GOCE Mission Manager Rune Floberghagen said. "We have already been able to identify significant improvements in the high-resolution 'geoid', and the gravity model will improve as more data become available." The geoid is the shape of an imaginary global ocean dictated by gravity in the absence of tides and currents. It is a crucial reference for accurately measuring ocean circulation, sea-level change and ice dynamics – all affected by climate change. Chairman of the GOCE Mission Advisory Group and Head of the Institute for Astronomical and Physical Geodesy at the Technische Universität München, Prof. Reiner Rummel, said: "The computed global gravity field looks very promising. We can already see that important new information will be obtained for large areas of South America, Africa, Himalaya, South-East Asia and Antarctica." "Over continents, and in particular in regions poorly mapped with terrestrial or airborne techniques, we can already conclude that GOCE is changing our understanding of the gravity field," Dr Floberghagen added. "Over major parts of the oceans, the situation is even clearer, as the marine gravity field at high spatial resolution is for the first time independently determined by an instrument

of such quality." New GOCE models are already yielding a wealth of new information that is useful for many domains of geosciences. GOCE’s final gravity map and geoid will be instrumental in advancing science and applications in a broad range of disciplines, ranging from geodesy, geophysics and surveying to oceanography and sea-level research. "With each two-month cycle of data, the gravity model will become more detailed and accurate. I am convinced that the data will be of great interest to various disciplines of Earth sciences," Prof. Rummel said. Excellent technical achievement In order to achieve its very challenging mission objectives, the satellite was designed to orbit at a very low altitude, where the gravitational variations are stronger closer to Earth. Since mid-September 2009, GOCE has been in its gravity-mapping orbit at a mere 254.9 km mean altitude – the lowest orbit sustained over a long period by any Earth observation satellite. The residual air at this low altitude causes the orbit of a standard satellite to decay very rapidly. GOCE, however, continuously nullifies the drag in real time by firing an ion thruster using xenon gas. It ensures the gravity sensors are flying as though they are in pure freefall, so they pick up only gravity readings and not the


disturbing effects from other forces. To obtain clean gravity readings, there can be no disturbances from moving parts, so the entire satellite is a single extremely sensitive measuring device. "The gravity measuring system is functioning extremely well. The system is actively compensating for the effects of atmospheric drag and delivering a continuous set of clean gravity readings," Dr Floberghagen said. "This in itself is an excellent technical achievement. GOCE has proven to be a nearly perfect satellite for measuring gravity from space." In May, ESA made available the first set of gravity gradients and 'high-low satellite-to-satellite tracking'. These data are available to scientific and non-commercial users – and much more will come in the following months.

75 z 77


76 z 77


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 - TRAPPIST/E. Jehin/ESO Wszystkie prawa zastrzeŜone.

77 z 77


Astronomia 06/2010