"Jedna z największych zagadek współczesnej astronomii". W jej rozwikłaniu pomogli Polacy

Źródło:
PAP, Obserwatorium Astronomiczne UW
Znaleziono nową czarną dziurę najbliższą Ziemi
Znaleziono nową czarną dziurę najbliższą ZiemiInternational Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/N. Bartmann
wideo 2/14
Czarne dziury

Pierwotne czarne dziury mogą stanowić tylko ułamek ciemnej materii, jaka występuje we Wszechświecie. Tak wynika z obserwacji polskich astronomów z projektu OGLE, którzy przedstawili wyniki analiz danych z niemal 20 lat obserwacji. Wskazują one również na inną ważną kwestię związaną z pochodzeniem fal grawitacyjnych.

Materia, którą możemy zaobserwować lub dotknąć, stanowi zaledwie niewielki wycinek całkowitej masy i energii Wszechświata - około 5 procent. W samej Drodze Mlecznej, na kilogram materii zawartej w gwiazdach przypada 15 kg "ciemnej materii", nieświecącej i oddziałującej wyłącznie za pośrednictwem grawitacji. Jej natura pozostaje zagadką, a według niektórych hipotez może ona składać się z nieznanych cząstek elementarnych. Mimo wielu dekad badań, żadne eksperymenty nie doprowadziły do odkrycia cząstek, które mogą ją tworzyć.

Jedna z hipotez mówi, że czarne dziury, pochodzące ze wczesnych etapów ewolucji Wszechświata, mogłyby odpowiadać przynajmniej za część, jeśli nie całość, jego ciemnej materii. Pierwotnymi czarnymi dziurami mogą być chociażby obiekty znajdowane za pomocą fal grawitacyjnych przez detektory LIGO i Virgo. Są one znacznie bardziej masywne (typowo 20-100 mas Słońca), niż te znane wcześniej w Drodze Mlecznej (typowo 5-20 mas Słońca), co zastanawia naukowców. Hipotezie tej przyjrzeli się badacze z Uniwersytetu Warszawskiego.

- Wyjaśnienie, dlaczego te dwie populacje czarnych dziur tak bardzo się różnią, jest jedną z największych zagadek współczesnej astronomii - przekazał prowadzący badania dr Przemek Mróz z Obserwatorium Astronomicznego UW.

Obserwatorium Las Campanas w Chile. Stacja obserwacyjna projektu OGLE oraz Wielki i Mały Obłok MagellanaKrzysztof Ulaczyk

Zobaczyć niewidoczne

Wyniki badań przedstawiono w poniedziałek w dwóch publikacjach naukowych - jedna ukazała się w czasopiśmie "Nature", a druga w "Astrophysical Journal Supplement Series". Zaprezentowano w nich wnioski z obserwacji w ramach projektu OGLE prowadzonych w latach 2001-2020. Dotyczą one 80 milionów gwiazd z Wielkiego Obłoku Magellana.

W jaki sposób możemy zaobserwować obiekty, które nie świecą? Z pomocą przychodzi zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego. To zdarzenie wynikające z ogólnej teorii względności Einsteina, która przewiduje, że światło odległych gwiazd może być ugięte w polu grawitacyjnym masywnych obiektów. W latach 90 powstały trzy eksperymenty badające mikrosoczewkowanie - polski OGLE, amerykański MACHO i francuski EROS.

- Mikrosoczewkowanie zachodzi, jeżeli trzy obiekty: obserwator, źródło światła i obiekt-soczewka - ustawią się w niemal dokładnie jednej linii w przestrzeni - tłumaczył prof. Andrzej Udalski, lider projektu OGLE. - Światło źródła może zostać ugięte i znacznie wzmocnione, obserwujemy jego tymczasowe pojaśnienie - dodał.

Parametry zjawiska są zależne od masy niewidocznego obiektu, który spowodował zjawisko, im większa masa, tym zjawisko trwa dłużej. W przypadku gwiazd o masie Słońca pojaśnienia trwają zwykle kilka miesięcy, w przypadku czarnych dziur stukrotnie większych niż Słońce - nawet kilka lat.

Zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego spowodowane przez czarną dziuręJ. Skowron / OGLE

Niewielki procent

Wyniki otrzymane w pierwszych fazach OGLE, MACHO i EROS wskazywały, że czarne dziury o masach mniejszych niż jedna masa Słońca mogą stanowić co najwyżej 10 procent ciemnej materii. Obserwacje te nie były jednak czułe na kilkuletnie zjawiska mikrosoczewkowania, a więc na masywne czarne dziury, które teraz odkrywa się za pomocą fal grawitacyjnych.

W opublikowanych pracach przedstawione są astrofizyczne konsekwencje uzyskanych rezultatów tych unikalnych obserwacji. Wynika z nich, że gdyby cała ciemna materia składała się z czarnych dziur o masie 10 mas Słońca, to naukowcy powinni wykryć 258 zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Gdyby czarne dziury miały po 100 mas Słońca, wtedy zjawisk mikrosoczewkowania powinno być 99, a dla czarnych dziur mających po 1000 mas Słońca już tylko 27.

Tymczasem w danych OGLE znaleziono 13 takich zjawisk. Na dodatek większość z nich trwała mniej niż 100 dni i zapewne były spowodowane przez normalne gwiazdy w Drodze Mlecznej lub Wielkim Obłoku Magellana. Na tej podstawie oszacowano, że czarne dziury o masie 10 mas Słońca mogą stanowić co najwyżej 1,2 procent ciemnej materii, 100 mas Słońca - 3 procent ciemnej materii, 1000 mas Słońca - 11 procent ciemnej materii.

- Nasze obserwacje dowodzą więc, że pierwotne czarne dziury nie mogą jednocześnie być źródłami fal grawitacyjnych i tworzyć znaczącej części ciemnej materii - tłumaczył Udalski.

Porównanie oczekiwanej i rzeczywistej liczby zjawisk mikrosoczewkowania obserwowanych w kierunku Wielkiego Obłoku MagellanaJ. Skowron / OGLE

Lata wysiłków

Znacznie bardziej prawdopodobne są więc inne wyjaśnienia dużych mas czarnych dziur odkrywanych przez LIGO i Virgo. Jedna z takich hipotez zakłada, że powstały one w wyniku ewolucji masywnych gwiazd o niskiej zawartości ciężkich pierwiastków. Według innej, masywne czarne dziury powstały w wyniku łączenia się mniejszych obiektów w obszarach gęstych w gwiazdy.

W ramach projektu OGLE regularne obserwacje fotometryczne prowadzone są od ponad 32 lat. Jednym z pierwszych celów naukowych przeglądu OGLE było odkrycie i badanie zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Obecnie prowadzone badania dotyczą wielu dziedzin współczesnej astrofizyki - poszukiwania planet pozasłonecznych, badania struktury i ewolucji Drogi Mlecznej i sąsiednich galaktyk, gwiazd zmiennych, kwazarów, zjawisk przejściowych (gwiazd nowych, supernowych).

Autorka/Autor:as

Źródło: PAP, Obserwatorium Astronomiczne UW

Źródło zdjęcia głównego: J. Skowron / OGLE

Pozostałe wiadomości

IMGW wydał ostrzeżenia pierwszego stopnia przed burzami. Wyładowaniom towarzyszyć będą obfite opady deszczu oraz silny wiatr. Synoptycy ostrzegają też przed upałem. Sprawdź, gdzie aura będzie groźna.

Żar poleje się z nieba, będzie też grzmieć. IMGW ostrzega

Żar poleje się z nieba, będzie też grzmieć. IMGW ostrzega

Źródło:
IMGW

Nie żyje 13-latka, która została rażona piorunem na plaży na Półwyspie Chalcydyckim w Grecji. Jak podają greckie media, dziewczynka wraz z rodziną wyszła z morza, by schronić się przed nadciągającą burzą.

Zmarła 13-latka porażona piorunem na plaży

Zmarła 13-latka porażona piorunem na plaży

Źródło:
ekathimerini.com, PAP, greekreporter.com, newsit.gr

Z powodu burz w piątek strażacy interweniowali w całym kraju ponad półtora tysiąca razy, najwięcej na Pomorzu. Deszcz pozalewał ulice, silny wiatr łamał drzewa. Na Kontakt 24 otrzymujemy pogodowe relacje.

"Mnóstwo wody w bardzo krótkim czasie". Drogi pod wodą, ponad 1500 interwencji

"Mnóstwo wody w bardzo krótkim czasie". Drogi pod wodą, ponad 1500 interwencji

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl, PAP, Nowe Pomorze Kościerzyna

Pogoda w sobotę 29.06 będzie dopisywać prawie w całej Polsce. Spadnie deszcz i zagrzmi w południowo-wschodniej części kraju. Termometry wskażą od 25 do 31 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - sobota 29.06. W części kraju pojawią się burze

Pogoda na dziś - sobota 29.06. W części kraju pojawią się burze

Źródło:
tvnmeteo.pl

Plażowicze w Łazach mogli się przestraszyć. Na niebie pojawiła się sunąca w kierunku lądu, groźnie wyglądająca chmura. Wał szkwałowy, bo o niego chodzi, często zwiastuje nadejście burzy.

Wał szkwałowy sunął w kierunku plażowiczów w Łazach

Wał szkwałowy sunął w kierunku plażowiczów w Łazach

Źródło:
tvnmeteo.pl

Asteroida mierząca od 120 do 260 metrów już w sobotę przeleci nieopodal Ziemi. Odkryto ją zaledwie dwa tygodnie temu, bo 16 czerwca, dzięki obserwacjom prowadzonym w obserwatorium SAAO w Kapsztadzie (RPA).

Może mieć nawet 260 metrów. W sobotę przeleci tuż obok Ziemi

Może mieć nawet 260 metrów. W sobotę przeleci tuż obok Ziemi

Źródło:
PAP

Fala upałów osiągnie szczyt w weekend. Wszędzie będzie bardzo gorąco, a w części Polski temperatura poszybuje aż do 35 stopni Celsjusza. Początek lipca przyniesie zmianę pogody.

Będzie jeszcze goręcej. Przed nami kulminacja fali upałów

Będzie jeszcze goręcej. Przed nami kulminacja fali upałów

Źródło:
tvnmeteo.pl

W ciągu dwóch dni w masywie Mont Blanc po francuskiej i włoskiej stronie doszło do śmiertelnych wypadków. Wśród ofiar jest Polak - podała w piątek agencja ANSA.

Polak zginął w czasie wspinaczki na Mont Blanc

Polak zginął w czasie wspinaczki na Mont Blanc

Źródło:
PAP

Mieszkańcy południa Chile, gdzie panuje zima, zmagają się z dokuczliwym chłodem. Mróz sprawia, że pękają rury, a drogi pokrywa lód.

Jest tak zimno, że pękają rury

Jest tak zimno, że pękają rury

Źródło:
Reuters, meteored.cl, emol.com

Kąpiel łosia w przydomowym stawie nagrał pan Piotr z miejscowości Gajewo (woj. warmińsko-mazurskie). Mężczyzna wysłał film na Kontakt 24.

Łoś wykąpał się w stawie pana Piotra, bo było mu za gorąco. Nagranie

Łoś wykąpał się w stawie pana Piotra, bo było mu za gorąco. Nagranie

Źródło:
Kontakt 24

Męczący upalny dzień, a po nim bardzo ciepła noc, podczas której trudno zasnąć. Latem z okolicznościami, które nie pozwalają nam się zregenerować, mierzymy się raz po raz. Co robić, żeby odpocząć po gorącym dniu? Oto praktyczne rady.

Jak przetrwać gorącą noc? 20 sposobów

Jak przetrwać gorącą noc? 20 sposobów

Źródło:
The Independent, tvnmeteo.pl

Po silnych opadach deszczu zawalił się dach na głównym lotnisku w stolicy Indii, Nowym Delhi. Zginęła jedna osoba, kilka zostało rannych. W wyniku gwałtownej pogody wstrzymano loty.

Pod naporem deszczu runął dach na lotnisku. Jedna osoba nie żyje

Pod naporem deszczu runął dach na lotnisku. Jedna osoba nie żyje

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Grecka prokuratura postawiła zarzuty ośmiu obywatelom Kazachstanu. Chodzi o pożar, który wybuchł 21 czerwca na wyspie Hydra w pobliżu Aten. Według świadków z jachtu wyczarterowanego przez zagranicznych turystów wystrzelono fajerwerki.

Pożar na greckiej wyspie. Są zarzuty dla ośmiu obywateli Kazachstanu

Pożar na greckiej wyspie. Są zarzuty dla ośmiu obywateli Kazachstanu

Źródło:
PAP, Reuters

Rosyjski satelita rozpadł się na orbicie okołoziemskiej. Jak przekazała NASA, w wyniku tego zdarzenia powstało ponad 100 odłamków, które mogły zagrozić bezpieczeństwu astronautów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Do zdarzenia doszło w środowy wieczór.

Rosyjski satelita rozpadł się w kosmosie

Rosyjski satelita rozpadł się w kosmosie

Źródło:
Reuters, NASA, Forbes

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,2 nawiedziło region Arequipa u południowych wybrzeży Peru. Osiem osób zostało rannych. Wystąpiły też wstrząsy wtórne, po których na drogi osunęła się ziemia. Mieszkańcy ze strachu wybiegali z domów, są doniesienia o uszkodzonych budynkach. Było ryzyko wystąpienia tsunami.

Trzęsienie ziemi u wybrzeży Peru. Są ranni

Trzęsienie ziemi u wybrzeży Peru. Są ranni

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, Reuters, CNN

Nowy gatunek egzotycznego kleszcza został znaleziony niedaleko Sztokholmu. Jak przekazał szwedzki Państwowy Instytut Weterynarii, pajęczaki te mogą być wektorem niebezpiecznych chorób. Eksperci ostrzegli, że gatunek ten może rozprzestrzeniać się na kolejne regiony kraju.

Egzotyczny kleszcz znaleziony w Szwecji. Jest ryzyko, że będzie się rozprzestrzeniał

Egzotyczny kleszcz znaleziony w Szwecji. Jest ryzyko, że będzie się rozprzestrzeniał

Źródło:
PAP, SVA

Południowoafrykańscy naukowcy poinformowali, że wstrzyknęli nietoksyczny radioaktywny materiał w rogi dwudziestu żywych nosorożców. Celem nieszkodliwego dla tych zwierząt zabiegu było ratowanie ich przed kłusownikami.

Radioaktywne nosorożce. Niezwykły pomysł badaczy wszedł w życie

Radioaktywne nosorożce. Niezwykły pomysł badaczy wszedł w życie

Źródło:
tvn24.pl

W czasie ostatnich upalnych dni w Karaczi w Pakistanie gwałtownie wzrosła liczba zgonów. Tamtejsza fundacja Edhi podała, że tylko we wtorek do miejskiej kostnicy przywieziono ponad 140 ciał, a w niecały tydzień - blisko 600.

W niecały tydzień do kostnicy trafiło 586 ciał. Mógł się do tego przyczynić upał

W niecały tydzień do kostnicy trafiło 586 ciał. Mógł się do tego przyczynić upał

Źródło:
PAP, BBC

Upały wiążą się z wieloma zagrożeniami dla naszego zdrowia. Jednym z nich, dosyć nieoczywistym, jest smog letni. Jak powstaje to zjawisko i czym się objawia? Opowiadał o nim w rozmowie z TVN24 doktor Tymoteusz Sawiński z Uniwersytetu Wrocławskiego.

Smog letni. Czym jest i jak może nam zagrażać?

Smog letni. Czym jest i jak może nam zagrażać?

Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl

Nad wezbraną rzeki Blue Earth w amerykańskim stanie Minnesota zawisł dom. Budowla runęła, a moment ten można zobaczyć na nagraniu.

Dom zwisa z klifu i wpada do rzeki. Dramatyczne nagranie

Dom zwisa z klifu i wpada do rzeki. Dramatyczne nagranie

Źródło:
CNN, Reuters, tvnmeteo.pl

We wtorek Madryt nawiedziła silna burza z gradem. Ulewny deszcz zalewał ulice, a podmuchy wiatru łamały drzewa. Służby interweniowały blisko 100 razy, by usunąć skutki żywiołu. Na jednej ze stacji pogodowych odnotowano znaczny spadek temperatury w bardzo krótkim czasie.

W Madrycie w kilka minut temperatura spadła o prawie 20 stopni

W Madrycie w kilka minut temperatura spadła o prawie 20 stopni

Źródło:
Reuters, ENEX, eldario.es, elconfidencial.com, eltiempo.es, lavanguardia.com

W USA panują wysokie temperatury. Takiej pogody nie wytrzymała znajdująca się w Waszyngtonie woskowa rzeźba byłego prezydenta kraju Abrahama Lincolna. Część pomnika stopiła się, co doprowadziło do jego znacznej deformacji.

Pomnik Abrahama Lincolna nie wytrzymał upału

Pomnik Abrahama Lincolna nie wytrzymał upału

Źródło:
BBC, tvnmeteo.pl

Zgodnie z planem astronauci Sunita "Suni" Williams i Barry "Butch" Wilmore, którzy dotarli na Międzynarodową Stację Kosmiczną na pokładzie nowego statku Starliner, mieli zakończyć misję 14 czerwca. Z powodu awarii nie wrócili jednak, a po kilkukrotnym przekładaniu nowego terminu obecnie żaden nie został nawet ogłoszony. Co się dzieje ze Starlinerem? I jak długo astronauci mogą jeszcze czekać na powrót na Ziemię?  

Dlaczego Starliner nie wraca? Czas ucieka, terminu powrotu astronautów brak 

Dlaczego Starliner nie wraca? Czas ucieka, terminu powrotu astronautów brak 

Źródło:
ABC News, BBC, tvn24.pl

Na orbitę trafił zaawansowany satelita pogodowy GOES-U. Będzie monitorował najgroźniejsze zjawiska atmosferyczne, w tym huragany i ogromne pożary, oraz pogodę kosmiczną. Sprzęt został wyniesiony w przestrzeń pozaziemską na pokładzie rakiety SpaceX Falcon Heavy, a sam start również wart był uwagi.

Na orbitę trafił satelita do badania ziemskiej i pozaziemskiej pogody

Na orbitę trafił satelita do badania ziemskiej i pozaziemskiej pogody

Źródło:
NASA, Reuters

Dwoje amerykańskich astronautów nie mogło w poniedziałek wykonać zaplanowanych prac konserwatorskich na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) z powodu awarii skafandra jednego z nich - poinformowała NASA. To drugi anulowany spacer kosmiczny w tym miesiącu.

Astronautce przeciekał skafander. W ostatniej chwili odwołano opuszczenie stacji kosmicznej

Astronautce przeciekał skafander. W ostatniej chwili odwołano opuszczenie stacji kosmicznej

Źródło:
PAP, CNN, tvnmeteo.pl

Szwedzcy naukowcy wypuścili do przepływającej przez Goeteborg rzeki Goeta aelv pierwszy narybek jesiotrów atlantyckich. Gatunek ten wyginął w tych wodach ponad 100 lat temu na skutek przełowienia.

Nie było ich tu od ponad stu lat. Teraz naukowcy będą je śledzić

Nie było ich tu od ponad stu lat. Teraz naukowcy będą je śledzić

Źródło:
PAP

Wysokie fale spowodowały szkody w popularnej miejscowości wypoczynkowej w Meksyku. Fala sztormowa wdarła się do hoteli i klubów oraz zabrała spory kawałek plaży. Za zniszczenia odpowiedzialna jest burza Alberto, która w zeszłym tygodniu przeszła nad Meksykiem.

Natura pokazała, "kto tutaj rządzi". Popularna plaża zniszczona

Natura pokazała, "kto tutaj rządzi". Popularna plaża zniszczona

Źródło:
Reuters

Na Ziemię wróciła chińska sonda Chang'e-6. Na jej pokładzie znajdowały się próbki skał pochodzące z "ciemnej" strony Księżyca - części naszego naturalnego satelity, która jest niewidoczna dla ziemskich obserwatorów. Po raz pierwszy w historii eksploracji kosmosu udało się zebrać skały z tego miejsca i przetransportować je na Ziemię.

Pierwsze fragmenty "ciemnej" strony Księżyca wylądowały na Ziemi

Pierwsze fragmenty "ciemnej" strony Księżyca wylądowały na Ziemi

Źródło:
Reuters, CNN, tvnmeteo.pl