• Name: Pawel Koziatek
• Email: Pawel.Koziatek at astri.uni.torun.pl
• Institute:
• Institue: Toruń Centre for Astronomy
• Comment:

• Chciałbym dowiedzieć się czegoś o soposobach odkrywania planet i ewentualnych inteligentnych form życia poza naszym Układem Słonecznym. W tym celu chcę przeczytać książkę Franka Drake'a pt. "Czy jest tam kto?-nauka w poszukiwaniu cywilizacji pozaziemskich".- ZROBIONE :)

• Zamierzam przeczytać też książke Harry'ego Y. McSweena pt. "Od gwiezdnego pyłu do planet".- ZROBIONE :)

• Napisać trochę samemu o kwazarach, odwołując się do różnych źródeł:

Kwazary są to obiekty poruszające się z bardzo dużymi prędkościami. W latach sześćdziesiątych poprzedniego stulecia zaobserwowano obiekt oznaczony symbolem 3C 273, który oddala się od nas z prędkością prawie 50 000 km/s. Zgodnie z prawem Hubble’a, które głosi, iż w naszym rozszerzającym się Wszechświecie prędkość oddalania się jest proporcjonalna do odległości obiektu od obserwatora, odpowiadało to odległości 2 mld lat świetlnych. Obiekt, który znajdował się tak daleko od nas, a mimo to był widoczny, musiał emitować olbrzymie ilości energii. Wkrótce potem odkryto kolejne wysokoenergetyczne źródła o charakterystykach zbliżonych do 3C 273. Ze względu na pozorne podobieństwo do zwykłych gwiazd nazwano je kwazarami (nazwa ta jest skrótem od angielskiego określenia Quasi-Stellar Radio Source - gwiazdopodobne źródło radiowe). Jak obecnie wiemy, obiekty te są jednymi z najbardziej wydajnych źródeł energii we Wszechświecie. Najdalszy kwazar zaobserwowano w odległości 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi i na tyle mniej więcej lat szacujemy istnienie Wszechświata w obecnej postaci Po wielu latach obserwacji udało się dowieść, że kwazary tkwią w centralnych częściach galaktyk. Ich galaktyczne otoczki było bardzo trudno zaobserwować po prostu dlatego, że typowy kwazar emituje znacznie więcej energii niż wszystkie gwiazdy znajdujące się w jego macierzystej galaktyce (najjaśniejsze kwazary w ciągu sekundy wyświecają tyle energii, co sto bilionów naszych Słońc). Odkrywszy ścisły związek kwazarów z galaktykami, stwierdzono, że stanowią one tylko niewielką podgrupę licznej klasy obiektów zwanych aktywnymi jądrami galaktyk, które w astronomii określa się skrótem AGN (od ang. Active Galactic Nuclei). Wśród AGN znaleziono liczne przykłady obiektów, które miały wszelkie cechy kwazarów poza jedną: były zupełnie "ciche" radiowo. Okazało się, że jest ich dziesięciokrotnie więcej niż kwazarów radiowo głośnych. Problem ogromnych ilości energii emitowanej przez kwazary nurtował naukowców od momentu ich odkrycia. Bardzo wcześnie, jeszcze w latach sześćdziesiątych, zaczęto podejrzewać, że w proces emisji muszą być zaangażowane obiekty o masach miliardy razy większych niż masa Słońca. Rozważano różne możliwości, wśród nich i taką, że w centrum galaktyki znajduje się ogromna gromada gwiazd, które jedna po drugiej wybuchają jako supernowe. Ostatecznie jednak zwyciężył pogląd, że za aktywność AGN w ogólności, a kwazarów w szczególności, odpowiedzialne są supermasywne czarne dziury. W centrum galaktyki zazwyczaj znajdują się znaczne ilości materii międzygwiazdowej. Przyjęty obecnie model AGN zakłada, że pod działaniem potężnych sił grawitacyjnych materia ta formuje wokół czarnej dziury rozciągłą strukturę w kształcie dysku - tzw. dysk akrecyjny. Gaz w dysku wiruje z dużymi prędkościami wokół czarnej dziury i jednocześnie powoli ku niej spływa (porusza się więc po bardzo ciasno nawiniętej spirali). W miarę zbliżania się do czarnej dziury nagrzewa się do temperatury rzędu stu tysięcy stopni i zaczyna emitować promieniowanie widzialne oraz ultrafioletowe. Jeszcze bardziej gorąca jest warstwa rzadkiego gazu, która znajduje się bezpośrednio nad dyskiem i którą określa się - tak jak na Słońcu -mianem korony. Jej temperatura sięga miliarda stopni, dzięki czemu cały obszar korony jest źródłem promieniowania rentgenowskiego (promieniowanie to zaobserwowano w AGN za pomocą urządzeń wyniesionych poza obręb atmosfery). Fantastycznie duże tempo produkcji energii w kwazarach można odtworzyć, zakładając, że w ciągu roku przez dysk akrecyjny wpływa do czarnej dziury gaz o łącznej masie kilku mas Słońca. W radiowo głośnych AGN oprócz dysku z koroną, torusa i dwóch grup obłoków znajdują się dżety - wąskie strugi materii przenikniętej polem magnetycznym, które wytryskują z otoczenia czarnej dziury w kierunku prostopadłym do powierzchni dysku i pędzą z prędkością bliską prędkości światła. To właśnie one są źródłem silnej emisji radiowej (ściślej rzecz ujmując, fale radiowe są wytwarzane przez znajdujące się w dżetach elektrony, które oddziałują z polem magnetycznym). Choć elektrony w dżetach promieniują głównie w zakresie radiowym, to jednak wytwarzają pewne ilości światła widzialnego. I to właśnie obserwacjom optycznym zawdzięczamy odkrycie dżetów: długą, wąską strugę wypływającą z galaktyki M87 zaobserwowano już w 1917 roku (co ciekawe, w chwili jej odkrycia w ogóle nie zdawano sobie sprawy z tego, że M87 jest odległą galaktyką)! Większość dżetów to strugi niemal idealnie proste. Tor, po którym porusza się gaz wypływający z aktywnego centrum, zachowuje dokładnie ten sam kierunek bez względu na to, czy obserwujemy okolice odległe od centrum o lata świetlne, czy o miliony lat świetlnych. Niektóre dżety są jednak silnie powyginane. Czasami takie wygięcia można tłumaczyć oporem ośrodka międzygalaktycznego, w którym porusza się kwazar (dżety są wtedy po prostu zwiewane - tak samo, jak dym bijący z komina parowozu). W innych obiektach kierunek przepływu ulega cyklicznym zmianom, a dżet przypomina strugę wypływającą z węża ogrodowego, którym ktoś zatacza okręgi. I te, i inne jeszcze obserwacje dżetów okazały się jednak niewystarczające dla zrozumienia ich natury. Przyczyna, dla której jedne kwazary mają dżety i są radiowo głośne, zaś ich inne nie mają i są radiowo ciche, pozostaje nieznana. Równie tajemniczy pozostaje mechanizm, dzięki któremu część gazu spływającego poprzez dysk akrecyjny na czarną dziurę, zamiast wpaść do niej, skupia się w wąską strugę i ucieka gdzieś w przestrzeń międzygalaktyczną, rozpędzając się przy tym do prędkości bliskiej prędkości światła. Przypuszcza się jedynie, że kluczową rolę odgrywają tu wytwarzane przez dysk pola magnetyczne. Amerykańscy i japońscy fizycy w ostatnim czasie stworzyli komputerowy model masywnej czarnej dziury, której masa jest rzędu milionów mas Słońca. Wprowadzono czarną dziurę w rotację i nadano prędkości plaźmie krążącej wokół czarnej dziury. Obliczono efekty zmian pola grawitacji i i pól magnetycznych. Okazało się, że dżety są przyspieszane przez czystą energię elektromagnetyczną z linii magnetycznych wychodzących z obu biegunów czarnej dziury. Cząsteczki transportują energię, której ilość jest 10 trylionów (10000000000000) razy większa od energii naszego Słońca. Potwierdza to możliwość czerpania energii z rotacji czarnej dziury.

Mikrokwazary

W roku 1979 odkryto źródło promieniowania rentgenowskiego oznaczone symbolem SS433, znajdujące się w naszej galaktyce. Był to pierwszy obiekt galaktyczny, w którym zaobserwowano radiowo aktywne strugi przypominające dżety wystrzeliwane przez kwazary.Duże podobieństwo do kwazarów, przy znacznie zmniejszonej skali zjawiska, sprawiło, że nowo odkryte źródła nazwano mikrokwazarami. Użycie przedrostka "mikro" jest tym bardziej trafne, że masa czarnej dziury w tych obiektach rzeczywiście jest około 1 mln razy mniejsza niż masy czarnych dziur (wynosi na ogół zaledwie kilka mas Słońca), jakie spodziewamy się znaleźć w centrach kwazarów. Wkrótce zaobserwowano następne źródła tego typu. Są to układy podwójne składające się z czarne dziury ze zwykłą gwiazdą czyli gwiazdą ciągu głównego, która co kilkadziesiąt dni wyrzuca strugi materii. Wyrzuty te poprzedza okres wzmożonej emisji rentgenowskiej. Gaz porusza się z rzeczywistą prędkością bliską szybkości światła. Oba składniki układu krążą dookoła siebie, przy czym grawitacja czarnej dziury jak odkurzacz wysysa materię z atmosfery towarzysza. Materia powoli opada na czarną dziurę, tworząc wirujący wokół niej dysk. Ten dysk jest bardzo silnym źródłem promieniowani ultrafioletowego i rentgenowskiego. Jak widać, podstawowa różnica w porównaniu z kwazarami oczywiście poza masą czarnej dziury leży w źródle, z którego pochodzi znajdujący się w dysku gaz. W kwazarze są to obłoki międzygwiazdowe, w mikrokwazarze atmosfera sąsiedniej gwiazdy. Kiedy zgromadzonej energii jest zbyt wiele, następuje potężny wybuch, podczas którego strugi materii wyrzucane są z prędkościami bliskimi światłu w kierunku prostopadłym do powierzchni dysku. Takie strugi materii nazywamy dżetami. Dzieje się to jednak w sposób nieregularny zmieniają się zarówno odstępy czasu pomiędzy poszczególnymi wybuchami, jak i energia kolejnych wybuchów. Dżety są wystrzeliwane i rozbudowują się w ciągu kilku, kilkunastu dni. Obserwujemy więc, jak energia uwalniana w procesie opadania materii na czarną dziurę stopniowo gromadzi się w dysku, czemu najprawdopodobniej towarzyszy rozbudowywanie się przenikającego dysk pola magnetycznego. Niestety szczegóły mechanizmu wystrzeliwania dżetów pozostają po dziś dzień niewyjaśnione. Przypuszcza się, że dżety pojawiają się tylko w tych obiektach, w których oprócz niestabilnych dysków znajdują się szybko rotujące czarne dziury. Hipoteza ta znajduje oparcie nie tylko we obserwacjach mikrokwazarów, lecz także niektórych aktywnych jąder galaktyk. Ostatnio zaobserwowano mikrokwazar GRO J1655-40. Porusza się on z dużą prędkością w kierunku Drogi Mlecznej.

Personal Preferences (details in %TWIKIWEB%.TWikiVariables)

• Horizontal size of text edit box:
  • Set EDITBOXWIDTH = 70
• Vertical size of text edit box:
  • Set EDITBOXHEIGHT = 17
• Style of text edit box. width: 99% for full window width (default), width: auto to disable.
  • Set EDITBOXSTYLE = width: 99%
• Optionally write protect your home page: (set it to your %TWIKIWEB%.WikiName)
  • Set ALLOWTOPICCHANGE =

Related topics

• %TWIKIWEB%.DefaultPreferences has site-level preferences of Foswiki.
• WebPreferences has preferences of the Foswiki.Main web.
• WikiUsers has a list of other TWiki users.