Sukces polskich astronomów. Wyjaśnili kosmiczną "zabawę w chowanego"

Zmienność masera metanolowego i wodnego (pary wodnej) w czasie
Zmienność masera metanolowego i wodnego (pary wodnej) w czasie
Centrum Astronomii UMK
Zmienność masera metanolowego i wodnego (pary wodnej) w czasieCentrum Astronomii UMK

Po niespełna dwóch latach obserwacji polscy astronomowie z Centrum Astronomii UMK odkryli naprzemienną emisję fal radiowych przez cząsteczki metanolu i pary wodnej. Specjaliści tłumaczą, że to taka "zabawa w chowanego", dlatego zjawisko początkowo umknęło ich uwadze.

Grupa astronomów z Centrum Astronomii UMK zaobserwowała nieznane dotąd zjawisko naprzemiennej emisji fal radiowych przez cząsteczki metanolu i pary wodnej wokół młodej gwiazdy. Odkrycia dokonano przy użyciu największego polskiego radioteleskopu (RT4) w obserwatorium w Piwnicach koło Torunia. Grupą badawczą kierował prof. dr hab. Marian Szymczak.

Obserwowane źródło fal nazwano G107.298+5.639, w skrócie G107. Jest maserem o bardzo zaskakujących właściwościach. Okazuje się być jedynym obiektem, dla którego odkryto wyraźne zależności pomiędzy emisjami występującymi w dwóch rodzajach maserów: związanych z wodą i z metanolem.

Radioźródło G107.298+5.639 zaskoczyło astronomów, gdyż po raz pierwszy wykazano wyraźną zależność między emisją pary wodnej i metanolu. Obecnie jest to jedyny znanym obiekt z taką cechą.

Maser z fal radiowych

Fale radiowe generowane są w otoczce wokół bardzo młodej lub powstającej gwiazdy dzięki mechanizmom na jakich działają znane z życia codziennego lasery. Jeśli taki mechanizm spowoduje emisję fal radiowych, to powstaje maser. W obłoku otaczającym rodzącą się gwiazdę mamy do czynienia z "fabryką" chemiczną, w której tworzona jest olbrzymia ilość cząstek chemicznych, w tym najprostszy alkohol, jakim jest metanol, jak i niezbędna do życia woda (w stanie gazowym). Różne rodzaje cząsteczek wysyłają fale radiowe o właściwych sobie częstotliwościach i dzięki temu możemy je rozpoznać. Przykładowo cząsteczki metanolu i pary wodnej świecą na częstotliwościach odpowiednio 6,7 GHz i 22 GHz, co przekłada się na długości fal 4,5 cm i 1,3 cm.

Masery metanolu i pary wodnej występują w obszarach powstawania masywnych gwiazd.

Procesy wokół rodzących się gwiazd

Natężenie ich promieniowania (fal radiowych) jest silnie zależne od warunków fizycznych, w których działają, takich jak ilość fotonów podczerwonych, temperatura, gęstość. Dzięki temu, badając masery możemy wyciągnąć wnioski na temat procesów zachodzących w bliskim otoczeniu rodzących się gwiazd. Badania radioastronomiczne dają nam unikatowy wgląd w te obszary, które nie są widoczne w zakresie optycznym ze względu na nieprzezroczyste obłoki gazowo-pyłowe.

- Wygląda to jakby oba zjawiska unikały współistnienia w tym samym czasie, jakby bawiły się w chowanego. Maser metanolowy w G107 świeci przez kilka dni, po czym zanika na ponad 20 dni, a jednocześnie pojawia się rozbłysk masera pary wodnej. Następnie maser na 22 GHz zanika i ponownie pojawia się rozbłysk na 6,7 GHz - wyjaśnia prof. dr hab. Marian Szymczak z Centrum Astronomii UMK, kierujący grupą badawczą.

Różna częstotliwość

- Obiekt G107 był już znany kiedy zaczęliśmy jego obserwacje w obserwatorium w Piwnicach w sierpniu 2014 r. na 6,7 GHz, czyli na linii metanolu. Wiedzieliśmy wtedy, że występuje tam okresowy maser metanolowy - mówi doktorant Mateusz Olech z Centrum Astronomii UMK, który pracuje nad tematyką zmiennych maserów.

- Dzięki nowo zbudowanemu w Katedrze Radioastronomii odbiornikowi zainstalowanemu na radioteleskopie RT4 możliwe stało się badanie maserów pary wodnej na częstotliwości 22 GHz. Źródło G107 to naturalny kandydat do monitorowania przy pomocy nowego odbiornika. Wcześniejsze doniesienia wskazywały, że nic wyjątkowego w emisji maserowej pary wodnej się tam nie dzieje, ale doniesienia te bazowały na niewielu i do tego niezbyt regularnych obserwacjach. Postanowiłem zatem sprawdzić, czy częste i regularne obserwacje nie ujawnią jakichś okresowości. I opłaciło się! - tłumaczy dr Paweł Wolak, także z Centrum Astronomii UMK.

Przeplatanie się rozbłysków

Po kilkudziesięciu dniach obserwacji, kiedy do dyspozycji była już odpowiednio duża i wiarygodna próbka danych, astronomowie z Torunia zrozumieli, że zarejestrowali zdumiewające i nigdy wcześniej nie obserwowane zjawisko. Wybuchy masera metanolowego przeplatały się z rozbłyskami masera pary wodnej, co przedstawia dołączona animacja.

Najbardziej prawdopodobnym wytłumaczeniem cykliczności emisji masera metanolowego jest obecność układu podwójnego (a nie pojedynczej gwiazdy) w centrum gazowo-pyłowego obłoku. Ruch orbitalny gwiazd i przepływy materii powodują okresowe ogrzewanie otaczającego je pyłu, który świecąc w podczerwieni usprawnia działanie masera metanolowego. Mechanizm ten zwany jest przez astronomów "pompowaniem masera".

Autor: AD/jap / Źródło: Centrum Astronomii UMK

Źródło zdjęcia głównego: NASA

Pozostałe wiadomości

Gdzie jest burza? W poniedziałek 25.08 błyska się w części Polski. Burzom towarzyszą opady deszczu oraz silne porywy wiatru. Śledź aktualną sytuację pogodową w kraju w tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Grzmi w części kraju

Gdzie jest burza? Grzmi w części kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

Sierpniowy rekord temperatury minimalnej został pobity na jednym z polskich mrozowisk. W poniedziałek rano termometry na stacji Biegun Zimna Kotliny Orawsko-Nowotarskiej pokazały zaledwie -3,6 stopnia Celsjusza. Przy gruncie było jeszcze mroźniej.

Tak mroźno w sierpniu nie było tu jeszcze nigdy

Tak mroźno w sierpniu nie było tu jeszcze nigdy

Źródło:
Biegun zimna Kotliny Orawsko-Nowotarskiej, IMGW, tvnmeteo.pl

Gwałtowny skok temperatury nastąpi już w ciągu kilku dni. Na jak długo zawita do nas ciepło? Sprawdź autorską, długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: upał na sam koniec wakacji

Pogoda na 16 dni: upał na sam koniec wakacji

Źródło:
tvnmeteo.pl

W USA potwierdzony pierwszy przypadek zakażenia muchą śrubową u człowieka. Larwy tego pasożyta żyją w ciele żywiciela, zjadając jego tkanki. Owad jest szczególnie niebezpieczny dla zwierząt hodowlanych.

Mucha śrubowa w ciele człowieka. Pierwszy przypadek w USA

Mucha śrubowa w ciele człowieka. Pierwszy przypadek w USA

Źródło:
Reuters

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej opublikował prognozę zagrożeń meteorologicznych. Wynika z niej, że w najbliższych dniach do Polski wróci upał. W części kraju mogą zostać wydane ostrzeżenie pierwszego i drugiego stopnia.

Zbliża się fala gorąca. Mogą pojawić się pomarańczowe alarmy

Zbliża się fala gorąca. Mogą pojawić się pomarańczowe alarmy

Źródło:
IMGW

Na północno-wschodnią część Wietnamu natarł groźny tajfun Kajiki. Miejscowe władze ewakuowały ponad 500 tysięcy osób oraz zamknęły szkoły i lotniska.

Ponad pół miliona osób z nakazem ewakuacji. Tajfun nadciągnął

Ponad pół miliona osób z nakazem ewakuacji. Tajfun nadciągnął

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters

Stado dzików spacerujące po jednej z dzielnic Budapesztu zwróciło uwagę jej mieszkańców. Władze stolicy Węgier postanowiły wyjść naprzeciw problemowi, stawiając w części miasta specjalne pułapki.

W tej stolicy postawiono pułapki na dziki

W tej stolicy postawiono pułapki na dziki

Źródło:
PAP

Górskie mokradła w Kolorado mogą być miejscem powstawania silnej neurotoksyny. Jak wynika z badań, na skutek zanieczyszczenia środowiska w regionie powstały dogodne warunki do syntezy metylortęci. Naukowcy apelują, że jest to szczególnie niebezpieczne, ponieważ ekosystem jest źródłem wody pitnej dla ponad trzech milionów ludzi.

Górskie mokradła produkują śmiertelnie groźną substancję

Górskie mokradła produkują śmiertelnie groźną substancję

Źródło:
The Conversation

Firma SpaceX odwołała kolejny lot testowy Starshipa. W nocy z niedzieli na poniedziałek największa rakieta świata miała po raz dziesiąty wznieść się w powietrze. Jednak na pół godziny przed startem inżynierowie przerwali procedurę.

Lot Starshipa wstrzymany. Jest nowa data startu

Lot Starshipa wstrzymany. Jest nowa data startu

Źródło:
PAP, Reuters, SpaceX

Pogoda na dziś. Poniedziałek 25.08 zapowiada się z temperaturą dochodzącą maksymalnie do 20-21 stopni Celsjusza. W części kraju popada deszcz, niewykluczona jest też burza.

Pogoda na dziś - poniedziałek, 25.08. Opady w części kraju, możliwe burze

Pogoda na dziś - poniedziałek, 25.08. Opady w części kraju, możliwe burze

Źródło:
tvnmeteo.pl

W Normandii na północy Francji udało się uchwycić na nagraniu niezwykle efektowne zjawisko - fragment klifu runął do morza. Choć w pobliżu znajdowali się ludzie, w zdarzeniu nikt nie ucierpiał.

Fragment klifu runął do morza. Zobacz nagranie

Fragment klifu runął do morza. Zobacz nagranie

Źródło:
Reuters, huffingtonpost.fr

W niedzielę północne Włochy nawiedziła gwałtowna burza, które przyniosła ze sobą silny deszcz i wiatr, a miejscami także grad. Żywioł łamała drzewa, dewastował plaże oraz zamieniał ulice w potoki. Trwa usuwanie szkód.

Sztab kryzysowy, połamane drzewa, utrudnienia na kolei

Sztab kryzysowy, połamane drzewa, utrudnienia na kolei

Źródło:
PAP, tg24.sky.it

Hiszpańska agencja meteorologiczna AEMET przekazała, że fala upałów, która zakończyła się przed niespełna tygodniem, była najsilniejsza w historii pomiarów. Sierpniowa anomalia temperatury wyniosła 4,6 stopnia Celsjusza.

Takiej fali upałów jeszcze tam nie było

Takiej fali upałów jeszcze tam nie było

Źródło:
PAP, EFE, El Mundo

Tuż za Erin, która przez jakiś czas była huraganem, utworzyła się inna burza tropikalna. Fernand, bo takie otrzymała imię, w najbliższych dniach będzie przemieszczać się przez środkowy Atlantyk.

Tuż za Erin podąża Fernand. Czy stanie się huraganem

Tuż za Erin podąża Fernand. Czy stanie się huraganem

Źródło:
The Weather Channel, AccuWeather

W niedzielę na Kasprowym Wierchu leżał śnieg. Opady związane były z zimnym powietrzem arktycznym, które napływa obecnie do Polski. W niektórych miejscach termometry pokazywały w nocy ujemne wartości.

Odrobina zimy w sierpniu. W Tatrach spadł śnieg

Odrobina zimy w sierpniu. W Tatrach spadł śnieg

Aktualizacja:
Źródło:
TOPR, tvnmeteo.pl, TVN24

Na północno-wschodnią część Wietnamu natarł groźny tajfun Kajiki. Miejscowe władze ewakuowały ponad 500 tysięcy osób oraz zamknęły szkoły i lotniska.

Ponad pół miliona osób z nakazem ewakuacji. Tajfun nadciągnął

Ponad pół miliona osób z nakazem ewakuacji. Tajfun nadciągnął

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters

Szron pojawił się na samochodach w nocy z soboty na niedzielę. Na Kontakt24 otrzymaliśmy zdjęcia dokumentujące przymrozek na Dolnym Śląsku. To nie jedyne ciekawe zjawisko, jakie przyniosła nam pogoda w ciągu ostatniej doby.

Grad, szron i trąby wodne. Sobotnia aura na zdjęciach

Grad, szron i trąby wodne. Sobotnia aura na zdjęciach

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Jezioro w północnym Pakistanie jest na skraju wylania. Jak poinformowały władze prowincji Gilgit-Baltistan, zbiornik powstał na skutek zejścia lawiny błotnej, która zablokowała jedną z rzek. Jeśli dojdzie do przerwania naturalnej tamy, spiętrzona woda może zagrozić kilku miastom.

Po lawinie powstało jezioro. Jest śmiertelnie niebezpieczne

Po lawinie powstało jezioro. Jest śmiertelnie niebezpieczne

Źródło:
Reuters, The Nation Pakistan

W sobotę pogoda w Polsce jest zmienna. Lokalnie występują burze, a na północy nad Bałtykiem pojawiają się trąby wodne. Zjawiska można zobaczyć na nagraniach.

"Wyjąłem telefon i zacząłem nagrywać". Znów pojawiły się nad Bałtykiem

"Wyjąłem telefon i zacząłem nagrywać". Znów pojawiły się nad Bałtykiem

Źródło:
tvnmeteo.pl

Przed jedną ze szkół w mieście Pearl w amerykańskim stanie Missisipi pojawił się aligator. Dzieci i nauczyciele przez kilka godzin musieli pozostać w budynku. Zwierzę zostało bezpiecznie odłowione i przewiezione z dala od zabudowań.

Przed szkołą pojawił się aligator

Przed szkołą pojawił się aligator

Źródło:
CNN

Sześciu uczniów utonęło w Egipcie podczas wycieczki szkolnej na plaży Abu Tlat w Aleksandrii. Mimo obowiązującego zakazu kąpieli, grupa weszła do morza. Ratownicy uratowali 21 innych osób. Jak informują lokalne media, zakaz wchodzenia do morza łamany jest notorycznie, co prowadzi do kolejnych tragedii.

Pływali mimo czerwonej flagi. Sześciu uczniów utonęło

Pływali mimo czerwonej flagi. Sześciu uczniów utonęło

Źródło:
PAP

W ostatnim czasie na plażach w trzech gminach brazylijskiego stanu Sao Paulo znaleziono setki martwych pingwinów. Większość z nich to młode osobniki. Naukowcy nie znają jeszcze dokładnej przyczyny tak masowej śmierci zwierząt, ale są pewne hipotezy.

Na plażach znaleziono setki martwych pingwinów

Na plażach znaleziono setki martwych pingwinów

Źródło:
PAP, Globo, Poder360

Brytyjscy naukowcy odkryli nowy gatunek dinozaura. Skamieniałości sprzed 125 milionów lat wskazują, że zwierzę wyróżniało się wyjątkowo długimi, kolczastymi wyrostkami na grzbiecie i ogonie, przypominającymi żagiel.

Jego grzbiet przypominał żagiel. Odkryto nowy gatunek dinozaura

Jego grzbiet przypominał żagiel. Odkryto nowy gatunek dinozaura

Źródło:
PAP

Na początku września dojdzie do zaćmienia Księżyca, które będzie można oglądać w naszym kraju. Tarcza naszego naturalnego satelity zostanie przysłonięta przez cień rzucany przez Ziemię.

Zbliża się zaćmienie Księżyca. Czy będzie widoczne w Polsce

Zbliża się zaćmienie Księżyca. Czy będzie widoczne w Polsce

Źródło:
PAP

Nawalny deszcz nawiedził stan Uttarakhand w północnych Indiach. Doprowadził do osunięcia ziemi i powodzi błyskawicznych. W lawinie błotnej całkowicie zniszczone zostały dwa domy, a kilkanaście kolejnych - poważnie uszkodzonych. Ekstremalne zjawiska pogodowe nasilają się wskutek zmieniającego się klimatu, a kolejne ulewy mogą jeszcze pogorszyć sytuację.

Lawina błotna przyszła w nocy. Są zaginieni

Lawina błotna przyszła w nocy. Są zaginieni

Źródło:
Reuters

Naukowcy z Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) wyodrębnili trzy nowe gatunki żyraf. Do tej pory sądzono, że istnieje na Ziemi tylko jeden - podała stacja BBC.

Gatunków tych majestatycznych zwierząt jest więcej niż sądzono

Gatunków tych majestatycznych zwierząt jest więcej niż sądzono

Źródło:
PAP, BBC

Plaże w Guardamar del Segura, na południowo-wschodnim wybrzeżu Hiszpanii, zostały tymczasowo zamknięte po tym, jak w wodach przybrzeżnych zauważono dwa jadowite morskie ślimaki, znane też jako niebieskie smoki. Mimo niewielkich rozmiarów mogą być niebezpieczne - kontakt z nimi może grozić bolesnymi poparzeniami skóry.

Niebieskie smoki przy popularnych plażach. Zakazano kąpieli

Niebieskie smoki przy popularnych plażach. Zakazano kąpieli

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl