CP v2

Tag: Radijo astronomija

  • Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai paskelbė sukūrę iki šiol didžiausią ir detaliausią „paslėptų“ Visatos magnetinių laukų žemėlapį. Šie laukai nematomi plika akimi, tačiau daro įtaką tam, kaip kosmose juda dalelės ir kaip vystosi galaktikos.

    Nors magnetiniai laukai aptinkami visur, nuo Žemės iki tolimiausių kosmoso struktūrų, jų kilmė ir raida vis dar išlieka viena didžiųjų astrofizikos mįslių. Tyrėjai pabrėžia, kad būtent dėl to tokie dideli duomenų rinkiniai tampa kritiškai svarbūs naujiems atsakymams.

    Kaip pamatyti nematomą?

    Magnetinių laukų tiesiogiai nepamatysime, todėl astronomai remiasi šviesa, atkeliaujančia iš tolimų galaktikų. Keliaudama per įmagnetintą terpę ji patiria poliarizacijos pokyčius, o šį efektą ypač patogu fiksuoti radijo bangų ruože.

    Tokiu principu sudaromas žemėlapis, kuriame kiekvienas taškas atitinka konkretų danguje aptiktą objektą, o jo spinduliuotė „apšviečia“ magnetinę informaciją tarp šaltinio ir mūsų. Kuo daugiau tokių objektų, tuo smulkesnė ir patikimesnė bendro vaizdo struktūra.

    Australijos teleskopas ir milijonai galaktikų

    Naujas žemėlapis sukurtas pasitelkus Australijoje veikiantį ASKAP radijo teleskopą, priklausantį CSIRO infrastruktūrai. Šį teleskopą sudaro 36 lėkštės, kurių kiekviena yra 12 metrų skersmens, todėl sistema gali greitai aprėpti labai didelę dangaus dalį.

    Tyrėjai rėmėsi plataus masto radijo dangaus apžvalgomis, kuriose identifikuota beveik 4 milijonai tolimų galaktikų. Magnetinių laukų analizei atrinkta apie 350 000 šaltinių, kurių duomenys leido sudaryti rekordiškai tankų „magnetinį“ dangaus vaizdą.

    Mokslininkų teigimu, naujoji šaltinių imtis yra beveik dešimt kartų didesnė nei ankstesniuose didžiausiuose panašiuose darbuose, o bendras duomenų kiekis viršija visų iki šiol sukauptų stebėjimų sumą kelis kartus. Dėl to žemėlapis laikomas detaliausiu savo kategorijoje.

    Ką rodo spalvos ir kodėl tai svarbu?

    Žemėlapyje spalvos atspindi kryptį: viena jų rodo magnetinius laukus, nukreiptus į mus, kita – nuo mūsų. Didelė dalis ryškiausių sūkurių ir „burbulų“ struktūrų siejama su Paukščių Tako magnetine aplinka, tačiau smulkesnėse detalėse matyti ir daug tolimesnių sričių pėdsakai.

    Magnetiniai laukai, nors dažnai itin silpni, gali veikti kaip energijos „rezervuarai“ ir keisti, kaip greitai galaktikose formuojasi naujos žvaigždės. Dėl to tikslesni žemėlapiai padeda tikslinti modelius apie galaktikų evoliuciją, kosminių spindulių sklidimą ir medžiagos pasiskirstymą dideliais masteliais.

    Projektas laikomas svarbiu žingsniu ir dėl ateities planų: radijo astronomijoje sparčiai vystomos naujos kartos infrastruktūros, įskaitant SKA observatoriją Pietų Afrikoje ir Australijoje. Tikimasi, kad iki 2030 metų užbaigtos papildomos apžvalgos leis sudaryti dar aštresnį ir dar gilesnį Visatos magnetinių laukų vaizdą.

  • Mįslingi kosminiai radijo pliūpsniai įminti? Astronomai rado raktą Paukščių Take

    Mįslingi kosminiai radijo pliūpsniai įminti? Astronomai rado raktą Paukščių Take

    Pastaraisiais metais astronomus glumina keisti, lėtai pasikartojantys radijo signalai, sklindantys iš skirtingų Paukščių Tako vietų. Jie neatitinka įprastų pulsarų ar kitų žinomų šaltinių ritmo, todėl buvo priskirti ilgaperiodžių radijo transientų klasei.

    Iki šiol užfiksuota maždaug keliolika tokių objektų, tačiau jų kilmė dažnai likdavo neaiški: vieni atrodė susiję su stipriai magnetizuotais baltaisiais nykštukais, kiti rodė požymius, būdingus dvinarėms sistemoms. Nauja analizė leidžia manyti, kad bent dalį šių signalų gali paaiškinti vienas konkretus scenarijus.

    Tyrėjų komanda, vadovaujama Sidnėjaus universiteto astronomo Kovi Rose’o, pranešė identifikavusi šaltinį ASKAP J1745-5051, kuris, jų teigimu, sujungia daug anksčiau matytų požymių. Objektas siejamas su magnetine kataklizmine kintamąja žvaigžde, kai baltasis nykštukas iš kompanionės siurbia medžiagą, o sistema periodiškai „užsidega“ radijo ruože.

    „Ilgaperiodžiai radijo transientai metų metus kėlė galvosūkį astronomams. Dabar parodėme, kad bent vieno tokio signalo šaltinis yra baltasis nykštukas, aktyviai traukiantis medžiagą iš kompanionės žvaigždės“, – sakė Kovi Rose’as.

    Signalai šiame šaltinyje kartojasi kas maždaug 81 minutę, o radijo pliūpsnius lydi ir periodinė rentgeno spinduliuotė. Rentgeno spinduliai, kaip aiškina mokslininkai, kyla tuomet, kai į baltojo nykštuko paviršių magnetiniu lauku nukreipta medžiaga įkaista iki milijonų laipsnių.

    Radijo spinduliuotė, tikėtina, susidaro dėl dalelių pagreitėjimo, kai dvinarėje sistemoje susiduria ir persitvarko stiprūs magnetiniai laukai. Panašus mechanizmas anksčiau buvo siūlytas kitam šios klasės objektui, siejant radijo blyksnius su magnetinių laukų sąveika tarp artimai besisukančių žvaigždžių.

    ASKAP J1745-5051 išskirtinumas tas, kad čia vienu metu matomi keli anksčiau atskirai fiksuoti „dėlionės gabalai“: dvinarė sistema, akrecija, stiprus magnetizmas ir rentgeno emisija kartu su radijo pliūpsniais. Tai leidžia šį šaltinį laikyti savotišku raktu, padėsiančiu tiksliau interpretuoti ir kitus ilgaperiodžius radijo transientus.

    Objekto atstumas nuo Žemės kol kas įvertintas labai plačiai, nes tokios sistemos dėl sudėtingos fizikos ir stebėjimų apribojimų ne visada lengvai „pasiduoda“ tiksliai fotometrinei ir spektrinei distancijai. Vis dėlto surinktų duomenų pakako nustatyti sistemos prigimtį ir susieti radijo bei rentgeno periodiškumą su orbitos trukme.

    Mokslininkai pabrėžia, kad ši sritis sparčiai vystosi: vis jautresni radijo teleskopai ir platesnio lauko apžvalgos leidžia aptikti vis daugiau trumpalaikių ir periodinių reiškinių. Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Astronomy“.

  • Po Antarktidos ledu – keisti signalai: mokslininkai sako, kad tai patvirtina seną prognozę

    Po Antarktidos ledu – keisti signalai: mokslininkai sako, kad tai patvirtina seną prognozę

    Po storu Antarktidos ledo sluoksniu užfiksuoti mįslingi radijo impulsai, kurių mokslininkai ieškojo dešimtmečius. Signalus aptiko eksperimentas Askaryan Radio Array, įrengtas taip, kad „klausytųsi“ trumpų radijo blyksnių, atsirandančių dalelėms sąveikaujant su ledu.

    Tyrėjai praneša, kad per daugiau nei 200 dienų duomenų rinkimo laikotarpį identifikavo 13 neįprastų impulsų. Jų kryptis, dažnių spektras ir poliarizacija sutapo su tuo, ko tikimasi pagal teoriją, aprašančią vadinamąjį Askariamo efektą.

    Kas yra Askariamo efektas

    Dar 1962 metais sovietų fizikas Gurgenas Askariamas pasiūlė idėją, kad itin didelės energijos dalelėms judant tankioje terpėje, pavyzdžiui, lede ar druskoje, turėtų susidaryti specifinis radijo impulsas. Tokia spinduliuotė atsiranda, kai dalelių kaskadoje susiformuoja perteklinis neigiamas krūvis, trumpam „blykstelintis“ radijo bangomis.

    Praktinis šio reiškinio patvirtinimas gamtinėmis sąlygomis ilgai buvo sudėtingas, nes reikia ir milžiniškos stebėjimų apimties, ir labai tylios elektromagnetinės aplinkos. Antarktida tam tinka: storas, skaidrus ledas tampa natūraliu detektoriumi, o žmogaus sukelto triukšmo ten minimaliai.

    Iš kur gali kilti signalai

    Nors tokie impulsai dažnai siejami su neutrinų paieška, šiuo atveju tikėtiniausias šaltinis gali būti itin didelės energijos kosminiai spinduliai. Jiems atsitrenkus į ledo paviršių, susidaro antrinių dalelių kaskada, kuri prasiskverbia į ledą ir sukuria trumpą, bet intensyvų radijo blyksnį.

    Vis dėlto pagrindinis mokslinis „prizas“ yra ne patys kosminiai spinduliai, o galimybė tokiu pačiu principu aptikti ultradidelės energijos neutrinus. Šios beveik su medžiaga nesąveikaujančios dalelės gali atnešti informaciją apie ekstremaliausius Visatos procesus, tačiau būtent dėl savo „nematomumo“ jos yra vienos sunkiausiai pagaunamų.

    Kodėl tai svarbu astrofizikai

    Jei Antarktidos ledas patikimai „veikia“ kaip radijo detektorius, atsiveria kelias kurti dar didesnius, šimtus kubinių kilometrų apimančius stebėjimų tinklus. Tokie detektoriai būtų jautrūs energijoms, kurios gerokai viršija pasiekiamas Žemės dalelių greitintuvuose, todėl leistų tyrinėti fiziką, kuri kitu atveju lieka už laboratorijų ribų.

    Didžiausias artimiausių metų iššūkis – atskirti signalus, kuriuos sukelia kosminiai spinduliai, nuo tų, kuriuos sukeltų neutrinai. Skirtumas dažnai slypi įvykių geometrijoje: kosminiai spinduliai paprastai sąveikauja arčiau paviršiaus, o neutrinai gali prasiskverbti gerokai giliau, kol sukelia aptinkamą efektą.

    Tyrėjų vertinimu, užfiksuotų impulsų atsitiktinio triukšmo tikimybė yra itin maža, todėl rezultatai laikomi stipriu argumentu, kad metodas realiai veikia. Tai reiškia, kad Antarktidos ledas gali tapti vienu svarbiausių „langų“ į didžiausios energijos kosminius reiškinius.