Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Kalendář akcí | Napsat článek | Více…
Kontakty  Cookies  Ceník inzerce  RSS 
Treking.cz Hledat
Poslední aktualizace: 8.11.2018 , svátek má
Reklama
Treking > Vesmír > Kilonova - dalekohledy ESO pozorovaly optický protějšek zdroje gravitačních vln

Kilonova - dalekohledy ESO pozorovaly optický protějšek zdroje gravitačních vln

Splynutí dvou neutronových hvězd vychrlilo do vesmíru zlato a platinu

21.10.2017 | ESO 1733

Arzenálu teleskopů ESO v Chile se podařilo detekovat první optický protějšek zdroje gravitačních vln. Pozorování, která vejdou do historie, navíc naznačují, že tento unikátní objekt je výsledkem splynutí dvojice neutronových hvězd a jedná se o dlouho hledaný jev známý jako kilonova. Následkem tohoto typu kataklyzmatického spojení jsou do okolního kosmického prostoru rozptýleny těžké chemické prvky jako zlato nebo platina.

Vizualizace splynutí neutronových hvězd

Objev, který byl zveřejněn v řadě článků v prestižním vědeckém žurnálu Nature a dalších časopisech, rovněž poskytuje dosud nejsilnější důkazy, že krátké záblesky záření gama způsobuje právě spojení dvou neutronových hvězd.

Díky celosvětovému úsilí a rychlé reakci nejen observatoří ESO, ale i dalších pozemních i kosmických zařízení, se poprvé v historii astronomům podařilo pozorovat gravitační vlny a elektromagnetické záření z téhož zdroje.

Čtěte také: Nova, eruptivní proměnná hvězda

Dne 17. srpna 2017 se dvojici detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, NSF, USA) spolupracující s interferometrem Virgo (Itálie) podařilo zachytit gravitační vlny procházející Zemí. Úkaz dostal označení GW170817 a jedná se celkově o pátou detekci gravitačních vln. Asi o dvě sekundy později zaznamenaly dvě kosmické laboratoře Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope, NASA) a INTEGRAL (INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory, ESA) krátký záblesk záření gama zhruba ve stejné oblasti oblohy.

Na základě dat z observatoří LIGO-Virgo byla určena hrubá poloha zdroje - na jižní obloze v rozsáhlé oblasti o ploše asi 35 čtverečních stupňů, do které by se úplněk Měsíce vešel několiksetkrát a kde se nacházejí miliony hvězd [1]. S příchodem noci do Chile se na danou oblast zaměřily některé z mnoha dalekohledů ESO a začaly pátrat po nových zdrojích.

Vizualizace exploze kilonovy

Do hledání se zapojily: VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, ESO, Paranal), VST (VLT Survey Telescope, ESO Paranal), italský REM (Rapid Eye Mount, ESO, La Silla), dalekohled LCO se zrcadlem o průměru 0,4 m (LCO 0.4-meter telescope, Las Cumbres Observatory) a americký DECam (Cerro Tololo Inter-American Observatory). Jako první však nový objekt nalezl dalekohled Swope (Swope 1-metre telescope).

Zdroj se nacházel poblíž čočkové galaxie NGC 4993 v souhvězdí Hydry. Zhruba ve stejném čase ho v infračerveném oboru pozoroval také přehlídkový dalekohled ESO/VISTA. Jak noc postupovala po zemském povrchu na západ, zapojily se do sledování také teleskopy na Havaji - Pan-STARRS a Subaru, kterým se rovněž podařilo objekt zachytit a zdokumentovat jeho rychlý vývoj.

"Jen velmi zřídka může vědec prožít nástup nové éry od samotného počátku," říká Elena Pian (astronomka, INAF), hlavní autorka jednoho z článků v časopise Nature. "A to se právě stalo!"

Snímek galaxie NGC 4993 pořízený přístrojem VIMOS zachycuje optický protějšek doprovázející splynutí dvojice neutronových hvězd

ESO spustila jednu z dosud nejrozsáhlejších pozorovacích kampaní zaměřených na studium mimořádného cíle, které jsou označovány termínem 'target of opportunity'. Řada dalekohledů ESO i teleskopy dalších partnerských organizací pozorovaly objekt opakovaně ještě několik týdnů po detekci [2]. Dalekohledy ESO/VLT (Very Large Telescope), ESO/NTT (New Technology Telescope), ESO/VST, MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope) i radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) [3], všechny sledovaly tento mimořádný úkaz a jeho následky v celém dostupném pásmu vlnových délek. Do kampaně se zapojilo 70 dalekohledů na celém světě včetně kosmického teleskopu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope).

Odhad vzdálenosti objektu, který vědci učinili na základě dat o gravitačních vlnách i dalších pozorování, ukázal, že sledovaný úkaz se skutečně odehrál v galaxii NGC 4993 ležící asi 130 milionů světelných let daleko. Jedná se tak o dosud nejbližší zdroj gravitačních vln, který se podařilo identifikovat, ale také o jeden z nejbližších zaznamenaných zdrojů záblesku gama [4].

Mozajka snímků galaxie NGC 4993 a kilonovy pořízených dalekohledy ESO

Periodické poruchy prostoročasu známé jako gravitační vlny jsou způsobeny specifickými pohyby hmoty. V současnosti je však možné detekovat pouze následky těch nejdivočejších událostí, při kterých dochází k velmi rychlým změnám pohybu mimořádně hmotných těles.

Jedním z takových jevů je splynutí dvou neutronových hvězd - extrémně hustých, zkolabovaných jader hmotných hvězd, odhalených při explozi supernovy [5]. Tato splynutí byla dosud považována za nejpravděpodobnější hypotézu vysvětlující existenci krátkých záblesků záření gama. Očekávalo se, že následkem takové události dochází k jevu 1 000krát jasnějšímu než běžná nova, který je označován jako kilonova.

Téměř současná detekce gravitačních vln a záření gama ze zdroje GW170817 dále zvýšila naději, že tento objekt je skutečně dlouho hledanou kilonovou. Pozorování provedená s pomocí zařízení ESO odhalila vlastnosti, které jsou pozoruhodně blízké předpovědím teoretiků. Existence kilonov byla navržena již před více než třiceti lety, ale toto je první potvrzené pozorování.

Mozajka snímků galaxie NGC 4993 a měnící se kilonovy pořízených dalekohledem ESO/VISTA

Po splynutí dvou neutronových hvězd opouští místo probíhající kilonovy expandující oblak těžkých radioaktivních prvků, který se pohybuje až pětinou rychlosti světla. Během několika následujících dní se světlo kilonovy změní z modré na temně červenou, a to mnohem rychleji, než je pozorováno u jakékoliv jiné hvězdné exploze.

"Když jsem uviděl spektrum, uvědomil jsem si, že je to ten nejneobvyklejší přechodný jev, jaký jsem kdy sledoval," poznamenává Stephen Smartt, který vedl pozorování prováděná pomocí dalekohledu ESO/NTT v rámci přehlídkového programu ePESSTO (extended Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects). "Něco takového jsem ještě nespatřil. Naše data, v kombinaci s dalšími pozorováními od jiných skupin, jasně ukázala, že se nejednalo o supernovu ani mezilehlou proměnnou hvězdu, ale něco pozoruhodného."

Spektra pořízená v rámci programu ePESSTO a pomocí dalekohledu VLT s přístrojem X-shooter naznačila možnou přítomnost cesia a telluria, které byly vyvrženy z oblasti splynutí neutronových hvězd. Tyto a další těžké chemické prvky, vzniklé při splynutí, mohly být odvrženy do okolního prostoru následnými procesy doprovázejícími průběh kilonovy.

Spektra kilonovy v galaxii NGC 4993 pořízená přístrojem X-shooter

Pozorování dokumentují vznik prvků těžších než železo prostřednictvím jaderných reakcí v nitru hvězdných objektů s vysokou hustotou a tento typ nukleogeneze, probíhající prostřednictvím rychlého zachycování neutronů, byl dosud čistě teoretickou otázkou.

"Data, která zatím máme, jsou v pozoruhodně dobrém souhlasu s teorií. Je to triumf teoretické astrofyziky. Potvrzují, že jevy zachycované detektory LIGO-Virgo jsou bezpochyby skutečné. A jedná se o mimořádný úspěch pro ESO, kterému se podařilo získat působivá data o průběhu kilonovy," dodává Stefano Covino, hlavní autor jednoho z článků v Nature.

"Je obrovskou předností ESO, že má k dispozici širokou paletu dalekohledů a přístrojů, která umožňuje realizovat rozsáhlé a složité pozorovací projekty v krátkém čase. Vstoupili jsme do nové éry multi-vlnové astronomie!" říká Andrew Levan, vedoucí autor dalšího článku.

Poznámky

[1] Data z detektorů LIGO-Virgo lokalizovala zdroj na ploše oblohy o rozloze asi 35 čtverečních stupňů.

[2] Galaxie byla pozorovatelná v srpnu pouze ve večerních hodinách, od září se již nacházela na obloze příliš blízko Slunce.

[3] Na dalekohledu ESO/VLT byla použita tato technika: spektrograf X-shooter na dalekohledu UT2 (Unit Telescope 2); spektrograf FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2) a systém adaptivní optiky NAOS (Nasmyth Adaptive Optics System) - CONICA (Nasmyth Adaptive Optics System (NAOS) - Near-Infrared Imager and Spectrograph) (NACO) na dalekohledu UT1 (Unit Telescope 1); VIMOS (VIsible Multi-Object Spectrograph) a VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) na UT3 (Unit Telescope 3); a MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) a HAWK-I (High Acuity Wide-field K-band Imager) na UT4 (Unit Telescope 4).

VST pozoroval pomocí OmegaCAM a VISTA InfraRed CAMera (VISTA InfraRed CAMera). V rámci programu ePESSTO pořídil dalekohled NTT spektra ve viditelné oblasti s použitím spektrografu EFOSC2 (ESO Faint Object Spectrograph and Camera 2) a spektra v infračervené oblasti pomocí spektrografu SOFI (Son of ISAAC). Dalekohled MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope) pozoroval optický dosvit gama záblesku pomocí přístroje GROND (Gamma-Ray burst Optical/Near-infrared Detector).

[4] Pozorování umožnila pouze relativně malá vzdálenost (130 milionů světelných let) mezi Zemí a místem splynutí neutronových hvězd. Splynutí neutronových hvězd totiž produkuje výrazně slabší gravitační vlny, než splynutí černých děr (všechny čtyři předchozí detekce byly tohoto typu).

[5] Pokud dvě neutronové hvězdy obíhají kolem sebe ve vázaném páru, ztrácí systém energii vyzařováním gravitačních vln. Hvězdy se přibližují, dokud se nespojí, přitom je část hmoty přeměněna na energii v podobě gravitačních vln podle Einsteinova vztahu E=mc2.

Další informace

Výzkum byl prezentován v sérii článků publikovaných ve vědeckých časopisech Nature, Nature Astronomy aAstrophysical Journal Letters. Rozsáhlý seznam spoluautorů je k dispozici jako PDF.

Galaxie NGC 4993 v souhvězdí Hydra

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy - VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled ELT (Extremely Large Telescope), který se stane "největším okem hledícím do vesmíru".

Detektory LIGO financuje NSF a provozují Caltech a MIT, které projekt LIGO vymyslely a stály v pozadí projektů Initial LIGO a Advanced LIGO. Finanční podporu projektu Advanced LIGO zajišťuje NSF s partnery - německou Max Planck Society, britskou Science and Technology Facilities Council, australskou Australian Research Council, kteří se na projektu významně podíleli. Na projektu spolupracuje na 1 200 vědců z celého světa v rámci LIGO Scientific Collaboration, jejímž členem je také GEO Collaboration. Seznam dalších partnerů naleznete v odkaze http://ligo.org/partners.php.

Galaxie NGC 4993 a kilonova

Na projektu Virgo spolupracuje více než 280 fyziků a inženýrů patřících ke dvaceti evropským výzkumným skupinám: šest z Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, Francie); osm z Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN, Itálie); dva z Nizozemí s Nikhef; MTA Wigner RCP (Maďarsko); skupina POLGRAW (Polsko); University of Valencia (Španělsko) a European Gravitational Observatory (EGO), laboratoř hostící detektor Virgo (nedaleko města Pisa, Itálie), která je financována CNRS, INFN a Nikhef.

Odkazy

Kontakty

Viktor Votruba
národní kontakt
Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika
Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba
překlad
Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika
Email: jsrba@astrovm.cz

Stephen Smartt
Queen's University Belfast
Belfast, United Kingdom
Tel.: +44 7876 014103
Email: s.smartt@qub.ac.uk

Elena Pian
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Bologna, Italy
Tel.: +39 051 6398701
Email: elena.pian@inaf.it

Andrew Levan
University of Warwick
Coventry, United Kingdom
Tel.: +44 7714 250373
Email: A.J.Levan@warwick.ac.uk

Nial Tanvir
University of Leicester
Leicester, United Kingdom
Tel.: +44 7980 136499
Email: nrt3@leicester.ac.uk

Stefano Covino
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Merate, Italy
Tel.: +39 02 72320475
Mobil: +39 331 6748534
Email: stefano.covino@brera.inaf.it

Marina Rejkuba
ESO Head of User Support Department
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6453
Email: mrejkuba@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Treking.cz - diskuze
Nejčtenější
Reklama
Témata našich článků…
Saturn Chalupská slať Vosecká bouda Hrad Sovinec Zámek Hluboká Šerák Šerlich Macocha Merkur Sluneční soustava Motýli Matterhorn Hukvaldy Zvířetník Konopiště Pluto Cumulus Velhartice Bouřky Černá díra Opruzeniny Jelení hřbet
Reklama
Na Trekingu dále naleznete
Naše rozhledny Skalní města
Naše vrcholy Vodopády
Ledovcová jezera Sedla a doliny
Jeskyně Památky
České hrady Slovenské hrady
Geomorfologie (ČR) Geomorfologie (SK)
Nejvyšší hory (SK) Nejvyšší hory (ČR)
Nejvyšší vrcholy Orografické členění
Karpaty Alpy
Reklama
Vyhledat ubytování podle pohoří

1. Beskydy, ubytování a horské chaty v Beskydech
2. Javorníky, ubytování a horské chaty v Javorníkách
3. Jeseníky, ubytování a horské chaty v Jeseníkách
4. Jizerské hory, ubytování a chaty v Jizerských horách
5. Krkonoše, ubytování a horské boudy v Krkonoších
6. Orlické hory, ubytování a chaty v Orlických horách
7. Šumava, ubytování a horské chaty na Šumavě
CZ / SK
1. Malá Fatra, ubytování a horské chaty na Malé Fatře
2. Nízké Tatry, ubytování a chaty v Nízkých Tatrách
3. Oravské Beskydy, ubytování a chaty na Oravě
4. Roháče, ubytování a chaty v Západních Tatrách
5. Slovenský ráj, ubytování a chaty ve Slovenském ráji
6. Velká Fatra, horské chaty a útulny na Velké Fatře
7. Vysoké Tatry, ubytování a chaty ve Vysokých Tatrách
Reklama
Regiony
Oblasti: Beskydy | Bílé Karpaty | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Svitavská pahorkatina | Šluknovská pahorkatina | Šumava | Švihovská vrchovina | Vizovická vrchovina | Vlašimská pahorkatina | Vsetínské vrchy | Východolabská tabule | Zábřežská vrchovina | Zlatohorská vrchovina | Ždánický les | Železné hory | Žulovská pahorkatina | Branisko | Bukovské vrchy | Burda | Cerová vrchovina | Čergov | Čierna hora | Chočské vrchy | Kremnické vrchy | Krupinská planina | Kysucké Beskydy | Laborecká vrchovina | Levočské vrchy | Ľubovnianska vrchovina | Malá Fatra | Malé Karpaty | Muránska planina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Súlovské skály | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Záhorie | Zemplínské vrchy
Reklama
Vybíráme z obsahu…
1. Jeskyně Jeskyně Šipka, pravěké obydlí lovců mamutů ve Štramberku
2. Jeskyně Jeskyně Na Pomezí: Otevírací doba a cena vstupného jeskyně Na Pomezí, Rychlebské hory
3. Naše vrcholy Vozka, 5. nejvyšší hora Hrubého Jeseníku
4. Památky Dřevěný kostel v Kunčicích pod Ondřejníkem, tip na výlet v Beskydech
5. Vesmír Mléčná dráha neboli naše Galaxie - náš mateřský galaktický hvězdný ostrov
6. Horské chaty Chata na Čiháku, turistická chata KČT v Orlických horách
7. České hrady Karlštejn. jeden z nejznámějších a nejnavštěvovanějších českých hradů
Home Page | Časopis | Průvodce | Ceník inzerce | Soutěže | Seznamka | Kalendář akcí | Outdoor testy | Horské chaty | Fotogalerie | Archiv
Treky, turistika | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Vesmír, astronomie | Turistická mapa online | Spolupracujeme
TOPlist