Astronomia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Astronomia > Eseje  
  Tematy
- Historia astronomii
- Narzędzia i metody astronomii
- Astronomia sferyczna i praktyczna
- Badania kosmiczne
- Układ Słoneczny
- Słońce
- Galaktyki
- Kosmologia
- Gwiazdozbiory całego roku
- Eseje

  Szukacz




ODKRYCIA ASTRONOMICZNE
ROKU 1999

[ 1 ]   [ 2 ]  

Żyjemy w epoce wielkich odkryć kosmologicznych. Niebywały rozwój instrumentów astronomicznych, zarówno samych teleskopów, jak i detektorów, objęcie obserwacjami wszystkich części widma elektromagnetycznego oraz możliwość jednoczesnego obserwowania milionów obiektów, sprawiły, że dosięgamy granic obserwowalnego Wszechświata. Mimo to wciąż jeszcze nie potrafimy określić jego rozmiarów i wieku z dokładnością lepszą niż około 30%; średnią gęstość materii we Wszechświecie znamy z dokładnością do czynnika kilkadziesiąt; nie wiemy, jak i kiedy powstały galaktyki ani jaką część gwiazd otaczają układy planetarne podobne do naszego; brakuje nam niezbitych dowodów na istnienie czarnych dziur, a każdy przełom techniczny w instrumentarium astronomicznym prowadzi do zaskakujących odkryć. Astronomia przeżywa swój złoty okres, podobny do tego, jaki był udziałem fizyki w okresie powstawania mechaniki kwantowej, fizyki jądrowej czy odkrywania kolejnych cząstek elementarnych. Rok 1999 przyniósł ważne odkrycia niemal we wszystkich dziedzinach astronomii.

Najdalsze galaktyki Od czasu odkrycia przez Maartena Schmidta w 1963 r. pierwszego kwazara tego rodzaju obiekty aż do niedawna były najodleglejszymi znanymi obiektami we Wszechświecie. O ich wielkiej odległości, podobnie jak w przypadku dalekich galaktyk, świadczyło przesunięcie linii widmowych w stosunku do ich położeń laboratoryjnych. W widmie dostrzeżonego przez Schmidta kwazara 3C273 linie widmowe odpowiadały długościom fal zwiększonym 1,158 razy. Mówimy, że przesunięcie linii widmowych wynosi w tym wypadku z = 0,158. Przez trzy i pół dekady, dzięki swej wielkiej jasności, kwazary były obiektami o największych znanych przesunięciach ku czerwieni. Jeszcze dwa lata temu rekordowe przesunięcie ku czerwieni wykazywał jeden z kwazarów; wynosiło ono z = 4,93. Sądzono, że powstanie kwazarów poprzedzało narodziny galaktyk lub że większość galaktyk w początkach swego istnienia była kwazarami. Ponieważ kwazary są mniej liczne niż galaktyki, uważano, że istnienie bardzo odległych kwazarów nie nakłada zbyt silnych wymagań na teorie powstawania wielkoskalowej struktury we Wszechświecie

...powiększenie

Głębokie Pole Hubble'a. Fot. STScI/NASA.
W ciągu ostatnich dwóch lat, dzięki głębokim przeglądom małych fragmentów nieba, takim jak Głębokie Pole Hubble'a, oraz dzięki rozpoznaniu zjawiska soczewkowania grawitacyjnego jako czynnika zwiększającego jasność odległych obiektów (zarówno kwazarów, jak i galaktyk) udało się odnaleźć kilka galaktyk o przesunięciu ku czerwieni większym niż 5 (z > 5). W 1999 r. Kenneth Lanzetta i jego współpracownicy ze Stony Brook odkryli galaktykę o przesunięciu ku czerwieni z = 6,68. W takiej sytuacji najsilniejsza linia w widmie galaktyk, linia wodoru Ly (Lyman alfa) o laboratoryjnej długości fali = 1216 , czyli na Ziemi nalężąca do ultrafioletu, jest przesunięta do bliskiej podczerwieni i jej długość, zwiększona z+1 = 7,68 razy, wynosi 9339. Odkrycie galaktyki o tak wielkim przesunięciu ku czerwieni było możliwe dzięki prowadzonym przez (łącznie) około 18 godzin obserwacjom, przy użyciu zainstalowanego na Kosmicznym Teleskopie Hubble'a spektrografu (Space Telescope Imaging Spectrograph), który w bliskiej podczerwieni jest bardziej czuły od 10-metrowego teleskopu Kecka. Ta większa czułość jest rezultatem braku zakłócającego wpływu ziemskiej atmosfery, ciemniejszego nieba i lepszej zdolności rozdzielczej.

...powiększenie

Jedna z galaktyk w Głębokim Polu Hubble'a - w jej widmie udało się zidentyfikować linię emisyjną Ly. Fot. NASA.
W wyniku tych obserwacji otrzymano widmo galaktyki, w którym możliwe było zidentyfikowanie linii emisyjnej Ly. Oczywiście, do bezspornego wyznaczenia wartości przesunięcia ku czerwieni potrzebna jest identyfikacja kilku linii widmowych. W tym wypadku odkrywcy dysponowali jednak kilkoma innymi argumentami pośrednimi, takimi chociażby jak ten, że najsilniejszą linią widmową powinna być linia wodorowa. Wydaje się zatem, że wyznaczenie przesunięcia ku czerwieni jest w przypadku tej galaktyki bezsporne.

Trzeba zdać sobie sprawę z kosmologicznego znaczenia tego odkrycia. Przesunięcie ku czerwieni z = 6,68 oznacza, że rejestrowane dziś przez obserwatorów na Ziemi fotony zostały wyemitowane wtedy, gdy wiek Wszechświata wynosił zaledwie 4,7% obecnego wieku (przypadku płaskiego Wszechświata), szacowanego na około 15 miliardów lat, czyli zaledwie jakieś 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Dla porównania, światło pierwszego odkrytego kwazara, 3C273, zostało wyemitowane wówczas, gdy Wszechświat był o mniej więcej o 20% młodszy, czyli około 3 miliardy lat temu (12 miliardów lat po Wielkim Wybuchu). Odkrycie Lanzetty i jego współpracowników świadczy o tym, że już 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu istniały galaktyki. Tak wczesne pojawienie się galaktyk we Wszechświecie stanowi ważny fakt, który będą musiały wyjaśnić teorie ich powstawania.

Odkrycie przez Schmidta obiektu o przesunięciu ku czerwieni z = 0,158 było w latach sześćdziesiątych sensacją i nie wszyscy chcieli od razu pogodzić się z kosmologiczną interpretacją tego zjawiska. Choć dziś nikt - poza garstką niezłomnych - nie ma wątpliwości co do poprawności takiej interpretacji i ogólnego schematu ewolucji Wszechświata, zwanego teorią Wielkiego Wybuchu, brak bezpośrednich, niezależnych od wyznaczania przesunięcia ku czerwieni, metod określania odległości do odległych galaktyk jest irytujący.

More geometrico

Problem wyznaczania odległości należy do najtrudniejszych w astronomii. Jedyną bezpośrednią metodą ustalania odległości do obiektów położonych poza Układem Słonecznym jest pomiar paralaksy, czyli zmiany położenia obiektu na niebie wskutek ruchu Ziemi wokół Słońca. Ta metoda może być stosowana tylko do najbliższych gwiazd. Wielkim osiągnięciem astronomicznym w 1999 r. było wyznaczenie przez J. R. Herrensteina i jego współpracowników metodami geometrycznymi odległości do galaktyki NGC4258.

Galaktyka NGC4258 w Wielkiej Niedźwiedzicy jest jedną z 22 pobliskich galaktyk, zawierających aktywne jądro, w których zaobserwowano masery wodne. Dzięki wielkiej jasności powierzchniowej, stosunkowo małym rozmiarom i wąskim liniom emisyjnym masery te pozwalają bardzo precyzyjnie określić strukturę i dynamikę gazu w centralnych częściach galaktyk. Obserwacje NGC4258 przy użyciu interferometrii wielkobazowej (VLBI) po raz pierwszy dostarczyły bezpośrednich obrazów dysku akrecyjnego, wirującego z prędkością 1000 km/s wokół centralnej czarnej dziury o masie ok. 3,9x107 mas Słońca. Masery wirują wraz z dyskiem. Prędkość rotacji można wyznaczyć bezpośrednio z przesunięć linii widmowych w obłokach położonych w skrajnych częściach dysku. Znając prędkość kątowych przemieszczeń i prawdziwą prędkość orbitalną obłoków można było bezpośrednio wyznaczyć odległość do galaktyki. Najlepsze oszacowanie dało wynik 7,20,3 Mpc.

Stanisław Bajtlik


[  góra strony  ]

[ 1 ]   [ 2 ]  
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach