Informacje
  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 > Informacje > Nowinki 2000-2002 > Astronomia > Nowinka z dn. 15-05-2000  
 Jesteś tutaj
nowinka:
Białe karły ciemną materią?
autor:
Michał Czerny
z dnia:
15-05-2000




Białe karły ciemną materią?

Od ponad dwóch dekad wiadomo, że większość masy Wszechświata stanowi tzw. ciemna materia, tj. materia, która albo świeci - w porównaniu ze zwykłymi gwiazdami - bardzo słabo, albo też nie świeci w ogóle. Wniosek ten wynika z badań nad ruchem gwiazd w galaktykach i galaktyk w gromadach. Do tej pory nie mamy jednak pewności, jakie obiekty stanowią ciemną materię. Nie jest to nic dziwnego: jeśli materia nie świeci, trudno ją zaobserwować. Astrofizycy prześcigają się w spekulacjach, czym może być ciemna materia. Jednym z kandydatów są MACHO (od ang. Massive Compact Halo Objects, czyli masywne zwarte obiekty z halo). Byłyby to wypalone stare gwiazdy (czarne dziury, gwiazdy neutronowe bądź białe karły) albo brązowe karły - obiekty, które ze względu na zbyt małą masę nigdy nie stały się gwiazdami - rezydujące w sferycznych podsystemach galaktyk, czyli tzw. halo.

Do tej pory szukano MACHO w sposób pośredni, wykorzystując zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Efekt ten, przewidziany przez ogólną teorię względności, polega na wzmocnieniu światła jakiejś gwiazdy, jeżeli linię jej widzenia przetnie poruszające się masywne ciało, w tym wypadku MACHO. Ponieważ jednak przed obserwacją nie wiadomo, światło której gwiazdy ulegnie mikrosoczewkowaniu, należy badać jednocześnie miliony gwiazd. Od pewnego czasu trzy grupy astronomów (w tym jedna polska) obserwują pod tym kątem centrum Drogi Mlecznej i Obłoki Magellana. Do tej pory dostrzeżono już wiele przypadków mikrosoczewkowania, trwających kilkadziesiąt dni.

Czym są MACHO? Analiza statystyczna krzywych zmian blasku mikrosoczewkowanych gwiazd nie daje jednoznacznych wyników. Z drugiej strony, jeżeli MACHO to wystygłe białe karły, przynajmniej najbliższe z nich powinno się udać zaobserwować bezpośrednio, gdyż wciąż emitują słabe promieniowanie o niskiej temperaturze. Dotychczasowe poszukiwania słabych czerwonych gwiazd, prowadzone m.in. za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, nie przyniosły jednak efektów. Niedawno znaleziono przyczynę niepowodzeń. Najnowsze symulacje komputerowe atmosfer chłodnych białych karłów pokazały, że znaczna część promieniowania długofalowego jest pochłaniana przez znajdujący się w nich wodór molekularny. Powoduje to, że stare białe karły są bardziej niebieskie niż do tej pory sądzono, i takich właśnie gwiazd należy szukać.

O odkryciu pierwszego takiego obiektu donoszą S. T. Hodgkin i współpracownicy („Nature” z 6 stycznia 2000 r.). Jest to biały karzeł WD0346+246, znajdujący się w odległości 28 parseków. Duży ruch własny sugeruje, że należy on do sferycznego podsystemu Drogi Mlecznej. Jego podczerwone widmo dobrze się zgadza z modelami komputerowymi. Wyznaczona przez autorów pracy temperatura efektywna białego karła wynosi 3500 kelwinów, jasność całkowita jest 50 tysięcy razy mniejsza od jasności Słońca, a promień równa się 0,012 promienia Słońca. Z modeli teoretycznych wynika, że masa WD0346+246 jest równa 0,65 masy Słońca, a jego wiek można ocenić na 12 miliardów lat, choć ta ostatnia liczba jest dość niepewna.

Mimo tego odkrycia nie wydaje się, aby większość ciemnej materii stanowiły chłodne białe karły. Przeczy temu statystyka zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego, a także dosyć subtelne rozważania dotyczące obserwowanej obfitości deuteru we Wszechświecie. Wynika z nich ograniczenie na średnią gęstość „zwykłej” materii, z której zbudowane są białe karły, gwiazdy neutronowe itp. Ograniczenie to jest znacznie mniejsze niż średnia gęstość ciemnej materii wydedukowana z dynamiki galaktyk i gromad. Dlatego większość ciemnej materii stanowią prawdopodobnie hipotetyczne WIMP-y (od ang. Weakly Interacting Massive Particles, czyli słabo oddziałujące masywne cząstki), o których naturze wiadomo, niestety, bardzo niewiele.

Michał Czerny

[  góra strony  ]

 

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