Jump to content

Spitzer łapie na gorącym uczynku młodą gwiazdę, hartującą krystaliczne składniki komet.


Recommended Posts

Artykuł powstał w ramach współpracy MRA2009 z portalem http://www.kosmonauta.net/ gdzie równiez mozna go przeczytać http://www.kosmonauta.net/index.php?option...&Itemid=106 jak i wiele innych ciekawych artykułów ze świata nauki.

 

 

Naukowcy dotychczas mieli niezły orzech do zgryzienia, nie wiedząc jak wytłumaczyć obecność maleńkich kryształów krzemowych w wiecznie zmrożonych kometach. Problematycznym okazał się fakt, iż aby powstały takie kryształy potrzebna jest bardzo wysoka temperatura (700-1200 stopni Celsjusza) i długotrwałe wyprażanie. Natomiast komety jako takie rodzą się na zimnych obrzeżach układów gwiezdnych...

 

Komety są to zmrożone ciała zbudowane z luźnych skał, mieszaniny pyłów i drobnych odłamków skalno-lodowych, składających się z lodu wodnego, zestalonego dwutlenku węgla (suchy lód), amoniaku i metanu. Komety poruszają się przez większość swej egzystencji w bardzo zimnych obszarach przestrzeni kosmicznej i tam też powstały. Nijak nie można było wytłumaczyć do tej pory zawartości krzemowych kryształów o gorącym rodowodzie w składzie ich jąder.

 

Na pomoc naukowcom przyszedł teleskop Spitzera gdy skierowany został na pewną młodą słońcopodobną gwiazdę EX Lupi, będącą na etapie formowania swego układu planetarnego z otaczającego ją gazu i pyłu. Niezwykłe wyniki badań rzuciły światło na proces formowania się planet i komet z dysku otaczającego młodą gwiazdę.

 

Naukowcy obserwowali przez kilka lat EX Lupi i wreszcie w 2008 roku wykryli że krzem znajdujący się w dysku pyłowym otaczającym gwiazdę, uległ transformacji w formę krystaliczną w wyniku hartowania termicznego w ogniu młodej flarującej gwiazdy.

Gwiazda ta częsciowo przechwytuje otaczający ją pył, tym samym powiększając swoją masę, a co za tym idzie również temperaturę. Wzrosty mogą być skokowe i gwałtowne, podczas których z gwiazdy uwalniane są bardzo duże porcje energi w postaci min. gorących flar i erupcji. Kiedy gwiazda jest "w spoczynku", tzn. nie wzrasta jej masa i nie wybucha ona flarami (cichy okres), wtedy zawartość kryształów krzemowych w dysku jest praktycznie zerowa, natomiast podczas flarowania, Spitzer odkrył nagły wzrost zawartości w dysku maleńkich kryształów krzemu.

 

 

Animacja:

autor: NASA/JPL-Caltech

Tytuł: Gwiazda wypieka składniki komety

 

 

ssc2009-11a_Sm.jpg

autor - P. çbrah‡m (Konkoly Obs., Hungarian Academy of Sciences)

Tytuł - Krystaliczne formy wykryte wokół młodej gwiazdy

 

Hartowanie to proces podczas którego materiał jest podgrzewany do bardzo wysokiej temperatury, wtedy wewnętrzne wiązania pomiedzy atomami pękają i tworzą się nowe specyficzne połączenia, ktróre maja wpływ na właściwości fizykochemiczne podgrzanego materiału. To tzw. transformacja poprzez hartowanie.

 

animacja w gifie jak postaje kryształ krzemu: SiliconCrystal.gif

autor: Shigeo Maruyama

Tytuł: Powstawanie kryształu krzemu

ze strony: http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyam...y/agallery.html

 

Podobnie jak stal po zahartowaniu jest twarda, ale krucha, więc sie ją walcuje na zimno aby odpuściły naprężenia i wtedy stal staje się twarda i elastyczna... czyli następuje zmiana właściwości fizycznych poprzez obróbke cieplną.

Kolejnym dobrym przykładem jest produkcja szklanych blanków na zwierciadła teleskopowe.Najpierw odpowiednia mieszanka krzemowa jest roztapiana w piecu i się wypieka w wysokiej temperaturze. Po ostygnięciu lustro nie jest jeszcze gotowe, ponieważ trzeba je jeszcze raz podgrzać (tym razem niższa temp) i pomału schłodzić, wtedy wszelkie naprężenia zostają zlikwidowane i krążek szklany jest mniej odporny na samoczynne pęknięcie (proces nosi nazwę "odpuszczania" materiału)

 

W czasach kiedy obserwowana gwiazda była w spoczynku 2005 r., krzem występował w dysku w formie bezpostaciowych, amorficznych ziaren (podobnie jak w szybach okiennych). Wyniki z roku 2008 (duża aktywność gwiazdy, wzrost aktywności 30 razy) wykazało dużą zawartość kryształów krzemowych na obrzeżach chmur pyłu, składających się w większości z amorficznej postaci tego pierwiastka.

Jest to potwierdzenie, że kryształki krzemu tworzą się w wysokiej temperaturze przez długie wypiekanie, wyprażanie, a nie w wyniku podgrzania typu szok termiczny, po którym następuje nagłe wychłodzenie.

 

Podczas erupcji gwiazda EX Lupi staje się około 1000 razy jaśniejsza. Kryształy tworzą sie tylko w obszarze dysku, gdzie jest odpowiednio wysoka temperatura (od około 700 do 1200 stopni Celsjusza ). Powyżej 1200 stopni Celsjusza ziarna krzemu wyparowują. Promień strefy formowania się kryształów jest porównywalny do promienia zajmowanego przez skaliste planety w naszym Układzie Słonecznym, do orbity Marsa włącznie.

 

ssc2009-11b_Sm.jpg

autor: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

Tytuł: Podczas erupcji młodej gwiazdy w jej dysku pyłowym powstają krystaliczne formy krzemu.

 

Wyniki obserwacji pokazują po raz pierwszy w czasie rzeczywistym produkcję kryształów krzemowych, dokładnie o takiej strukturze jaką spotykamy w kometach, asteroidach i meteorytach znalezionych i występujących w naszym Układzie Słonecznym. Tak więc to co dzisiaj znajdujemy w kometach (podstawowy budulec), zostało wyprodukowane przez cykliczne erupcje energi termicznej naszego młodego Słońca.

 

Paradoksalnie można podsumować, że dzisiejsze zimne i zlodowaciałe komety powstały ze składników "upieczonych" przez młode, niestabilne i gorące Słońce.

 

Position EX Lupi (J2000):RA: 16h 03m 5.49s

Dec: -40° 18' 25.29"

 

 

źródła:

http://www.spacedaily.com/reports/Spitzer_...ystals_999.html

http://www.physorg.com/news161452743.html

http://www.spitzer.caltech.edu/Media/relea...-11/index.shtml

http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyam...y/agallery.html

 

pozdrawiam

Ori

Link to comment
Share on other sites

Ocieplenie relacji u Spitzera...

Nadszedł nowy etap kariery teleskopu Spitzer, po 15 maja 2009 pokaże nam swoją cieplejszą osobowość ;)

 

1.jpg

 

Po przeszło pięcioletniej pracy teleskop Spitzer wyczerpał 15 maja 2009 roku swoje zapasy składnika chłodzącego (ciekły Hel). Dzięki schłodzeniu jego aparatury możliwe było badanie tej części kosmosu, gdzie ciemne, zapylone i odległe obiekty skrywały się przed obserwacjami wizualnymi.

 

Aby teleskop działający w podczerwieni mógł pracować z najwyższą czułością i rozdzielczością, potrzebuje sam być schłodzony do bardzo niskich temperatur (minus 271 stopni Celsjusza, to tylko 3 stopnie powyżej zera absolutnego !!!)Początkowo zakładano, że chłodziwa wystarczy aby Spitzer pracował przez dwa lata, jednak podczas pracy po wystrzeleniu, okazało się że efektywne chłodzenie jest bardziej wydajne i w rzeczywistości chłodziwo skończyło sie dopiero po ponad pięciu latach mrówczej pracy sondy. Tak więc można powiedzieć, że naukowcy dostali piękny prezent w postaci przedłużenia zimnej misji Spitzera o całe trzy lata.

 

W tej chwili sonda będzie stopniowo się nagrzewała aż do minus 242 stopni Celsjusza, co uniemożliwi skuteczną (wiarygodną) pracę niektórych urządzeń. Ten tydzień naukowcy poświęcą na ponowną kalibrację urządzeń, aby teleskop mógł prawidłowo zbierać oraz interpretować dane do naukowych badań.

 

"Tryb uśpienia" (standby mode)

Od tej chwili Spitzer rozpocznie swój nowy "ciepły" etap pracy. W nowych warunkach jedynym działającym w pełni swych możliwości instrument jest:

- kamera macierzowa podczerwieni (Infrared Array Camera - IRAC) - http://www.spitzer.caltech.edu/technology/irac.shtml

 

Pozostałe dwa instrumenty:

- wielopasmowy fotometr obrazujący (Multiband Imaging Photometer - MIPS) - http://www.spitzer.caltech.edu/technology/mips.shtml

- spektrograf podczerwieni (InfraRed Spectrograph - IRS) - http://www.spitzer.caltech.edu/technology/irs.shtmlBędą zbyt ciepłe, aby wykryć zimne obiekty w przestrzeni kosmicznej.

 

Pozostałe działające urządzenia nadal będą zbierały i przekazywały na Ziemię bardzo cenne dane (krótsze długości fal) na temat poświat wokół większości obiektów np. asteroidów, otoczonych pyłem gwiazd, czy też dysków protoplanetarnych oraz dużych gazowych egzoplanet i odległych galaktyk. Skryte w pyle gniazda młodych gwiazd oraz przyczajone w mroku czarne dziury, to teraz cele do namierzenia dla Spitzera. Zbierane będą również dane w zakresie świetła widzialnego.Naukowcy nie zamierzają porzucić w kąt Spitzera wraz z jego "ciepłymi" danymi, wręcz przeciwnie, twierdzą że jest jeszcze mnóstwo zagadek kosmicznych do rozwiązania, na które to "ciepły" Spitzer jest odpowiedzią.

 

 

źródła: http://www.spitzer.caltech.edu/Media/relea...2/release.shtml

http://www.spitzer.caltech.edu/about/recenthist.shtml

http://kosmonauta.net/index.php?option=com...&Itemid=106

http://astro4u.net/yabbse/index.php?topic=...10258#msg210258

 

pozdrawiam

Ori

 

Ps: Dzięki Hans, dziękuję również każdemu kto docenił takie tłumaczenia... to motywuje do dalszej pracy :)

Edited by Ori2711
Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Our picks

    • Migracja Astropolis na nowy serwer - opinie
      Kilka dni temu mogliście przeczytać komunikat o wyłączeniu forum na dobę, co miało związek z migracją na nowy serwer. Tym razem nie przenosiłem Astropolis na większy i szybszy serwer - celem była redukcja dosyć wysokich kosztów (ok 17 tys rocznie za dedykowany serwer z administracją). Biorąc pod uwagę fakt, że płacę z własnej kieszeni, a forum jest organizacją w 100% non profit (nie przynosi żadnego dochodu), nie znalazłem w sobie uzasadnienia na dalsze akceptowanie tych kosztów.
        • Thanks
        • Like
      • 44 replies
    • Droga Mleczna w dwóch gigapikselach
      Zdjęcie jest mozaiką 110 kadrów, każdy po 4 minuty ekspozycji na ISO 400. Wykorzystałem dwa teleskopy Takahashi Epsilon 130D i dwa aparaty Nikon D810A zamocowane na montażu Losmandy G11 wynajętym na miejscu. Teleskopy były ustawione względem siebie pod lekkim kątem, aby umożliwić fotografowanie dwóch fragmentów mozaiki za jednym razem.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 48 replies
    • Przelot ISS z ogniskowej 2350 mm
      Cześć, po kilku podejściach w końcu udało mi się odpowiednio przygotować cały sprzęt i nadążyć za ISS bez stracenia jej ani razu z pola widzenia. Wykorzystałem do tego montaż Rainbow RST-135, który posiada sprzętową możliwość śledzenia satelitów.
      Celestron Edge 9,25" + ZWO ASI183MM. Czas ekspozycji 6 ms na klatkę, końcowy film składa się z grup 40 klatek stackowanych, wyostrzanych i powiększonych 250%.
      W przyszłości chciałbym wrócić do tematu z kamerką ASI174MM, która z barlowem 2x da mi podobną skalę, ale 5-6 razy większą liczbę klatek na sekundę.
      Poniżej film z przelotu, na dole najlepsza klatka.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 72 replies
    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 16 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 43 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.