AM Home

am@astronomija.co.yu

 

 
 

 

Sadraj AM

dogaaji

Najznaajniji dogaaji 2002
Sinia Lavrnja
vandergraaf@sympatico.ca
   
Reena misterija neutrina
Antimaterija uhvaena za eksperimente
NASA konano pronala vodu na Marsu
I bio je Veliki prasak
Naene nevidljive galaksije
Topografija udnih crnih rupa
Kosmike eksplozije razotkrivene
Opasnost od galaktikog ledenog doba
Ugledan Plutonov roak
Drugi pogled na Mesec
Koje boje je kosmos?

REENA MISTERIJA NEUTRINA

Za fiziare, 2002 godina moze biti "godina neutrina".

Oktobra meseca Raymond Davis sa Univerziteta u Pensilvaniji i Brookheaven National Laboratory su podelili Nobelovu nagradu za otkrie sunevih neutrina i saznanje da Sunce emituje mnogo manje od oekivanog broja ovih subatomskih estica. Ovo otkrie je ozbiljno uzdrmalo nae razumevanje temelja prirodnih zakona.

Proslog prolea tim naunika je izvrio eksperiment koji je konano reio enigmu koju je Davis otkrio skoro 30 godina ranije.

Standardni modeli kako Sunce sija pokazuju koliko se tano neutrina kreira u nuklearnoj reakciji u sunevom jezgru. Proveravanje ovih modela je bilo pravi izazov. Neutrini su toliko neaktivni i tromi, da veinom prodiru pravo kroz Zemlju, meutim Davis je u ogromnom podzemnom detektoru uspeo da uhvati i izbroji nekoliko. A sa tim to je naao bio je okiran.

Naao je samo jednu treinu od one koju teorija predvia. Ponovljeni eksperimenti su potvrdili deficit neutrina. Naunici iz Sudbury Neutrino Observatory u Kanadi i Super-K Detektoru u Japanu su pruili mogue objanjenje.

Poznato je da neutrini postoje u tri vrste zvane "flavors", od kojih je svaka vrsta povezana sa drugim subatomskim esticama. Do skora, naunici su mogli da detektuju samo jedan "flavor", zvan elektron-neutrino. Po teoriji, ovo je upravo onaj "flavor" koji bi trebao da bude stvoren nuklearnom fuzijom vodonika u unutranjosti Sunca. Neki fiziari su spekulisali da se odreeni sunevi neutrini mogu transformisati u druge "flavor"-e, koje bi ekstremno bilo teko otkriti.

Prole godine preliminarni dokazi iz ove dve ustanove su prikazali mogunost postojanja takve transformacije neutrina ali sa ogranienom statistikom tanou.

A onda u aprilu, fiziari iz Sudbury-a su prikazali rezultate novog istraivanja koje je uporedilo totalno kretanje sva tri tipa neutrino sa kretanjem samo elektron-neutrina. Rezultati su nepobitno pokazali da se veina neutrina transformie u jednu ili oba druga "flavor"-a, poznata kao muon-neutrinos i tau-neutrinos.

"Mi smo jasno videli da mnogo vie od samih elektron-neutrina stie do Zemlje" kae Art Mcdonald, direktor projekta iz Sudbury-a.

Rezultati ukazuju da suprotno verovanjima fiziara, neutrini nisu bez mase jer u protivnom ova vrsta transformacije ne bi bila mogua.

Ovo otkrie tera fiziare da prekroje standardne modele fizike koji opisuju uzajamni uticaj svih osnovnih estica u univerzumu. Ovo je prvo znaajnije produavanje jedne teorije u poslednjih 20 godina. Neutrini sa masom takoe mogu imati udela u nevidljivoj materiji za koju se smatra da povezuje galaksije i jata galaksija.

"Neutrini su misterija koju smo tek poeli da razumevamo" kazu fiziari.

ANTIMATERIJA UHVAENA ZA EKSPERIMENTE

Naunici iz CERN-a, zajednike evropske laboratorije u enevi su stvorili prvu znaajnu koliinu atoma antimaterije. Do novembra oni su sintezirali nekoliko stotina hiljada atoma antivodonika, dovoljno za poetak testova da li zakoni fizike vae podjednako za materiju i antimateriju. Rezultati bi mogli pomoi da se objasni zagonetka zato je materija svuda prisutna dok je antimaterija u isto vreme neverovatno retka.

Atom antivodonika sadri antiproton i pozitron, antimaterijsku verziju protona i elektrona. "Athena" eksperimentom u Cern-u, tim fiziara je kreirao antiprotone "pucajui" velikobrzinske protone u komadu metala. Da bi akumulirali pozitrone, naunici koriste novu spravu koja ih kolektuje iz radioaktivnog izvora. Antiprotoni i pozitroni su ispunjene estice tako da mogu biti usporene i uhvaene u magnetnu bocu. estice se tada kombinuju stvarajui antivodonik.

Ovi neutralni atomi ne mogu biti ogranieni magnetnim poljem, tako da oni slobodno odlete, sudarajui se okruujuom materijom i u roku od 1/10.000 dela sekunde bivaju uniteni.

Ipak, to moe biti dovoljno dugo za prouavanje osobina antivodonika. Sledei korak je osvetljavanje antiatoma uz pomo lasera. Eksperiment bi trebalo da proizvede spektar svetlosti koji sadri lini opis antivodonika. Teorija ukazuje da bi spektar antimaterije trebalo da bude identian spektru materije. Svaka razlika bi pruila pogled u fizike procese koji favorizuju materiju u odnosu na antimateriju. Dalje u budunosti naunici ele da proue kako antivodonik reaguje na gravitaciono povlaenje. Prouavanje efekta gravitacije na pozitrone i antiprotone je ekstremno teko zbog elektrinog punjenja estica.

NASA KONANO PRONASLA VODU NA MARSU

Vea 44k

Da li je Mars nekada bio planeta bogata vodom, rekama i morima koja bi mogla biti pogodna za ivot?

Povrina planete je prekrivena oiljcima koji izgledaju kao kanjoni izvajani vodenim stihijama, ali naunici nisu uspevali da nau znake trenutnih zaliha vode.

Februara meseca Nasin 2001 "Mars Odyssey" orbiter je pruio odgovor otkrivi velike koliine zamrznute vode ispod Marsovog junog pola.

"Odyssey"-evi senzori ne mogu direktno da vide vodu ispod povrine, umesto toga oni detektuju vodonik. Postoji samo jedno jedinjenje koje sadri vodonik i to je H2O koje moe eventualno da bude na Marsu, jer naunici smatraju vodonik kao valjani dokaz za prisustvo vode.

Naunici Univerziteta iz Arizone su koristili Odyssey instrumente za fokusiranje na energine gama zrake, koje emituje vodonik kada je stimulisan subatomskim sudarima i sporim neutronima koji su usporavani njihovim sudarima sa vodonikom. Ovi signali su omoguili naunicima da zavire ispod planetine zarale povrine u potrazi za naslagama leda.

Mapa sporih neutrona pokazuje da postoje naslage vode ispod Marsovog junog pola.

Naunici sada pokuavaju da vide da li mogu koristiti isti metod i na severnom Marsovom polu koji se tek skoro oslobodio sezonskog pokrivaa od ugljen-dioksida.

I BIO JE "VELIKI PRASAK"

Naunici su koristei radio teleskop na skoro 3 kilometara visokom Antarktickom ledenom pokrivau detektovali 14 milijardi godina star trag "velikog praska".

Otkrie naunika Univerziteta u ikagu i Berkley-a podravaju vodee teorije kako je nastao univerzum.

Po tom modelu, kosmos je poeo kao vru, bezoblian oblak uzajamno uticajnih estica i radijacije. Onda, 400.000 godina posle "velikog praska" oblak se rairio i ohladio dovoljno da se elektroni i neutroni kombinuju u neutralne atome, koji se vie nisu uzajamno meali sa okruujuom radijacijom.

"U tom trenutku kosmos je postao otvoren" kae astrofiziar univerziteta iz ikaga Clem Pryke.

Praiskonska radijacija se oslobodila i od tada jo uvek putuje kroz svemir, podiui svetlost poznatu kao "kosmika mikrotalasna pozadina".

Uveani tokovi u ranom kosmosu su trebali polarizovati zadnje krugove ratrkane radijacije, i na taj nain prouzrokujui da se talasi unaprede i postave u redove jedan iza drugog. Ta radijacija koja se sada vidi kao mikrotalasna bi jo uvek trebala da ima tragove tog poravnjanja na nekim takama u svemiru. Pryke trai te polarizovane talase sa Degree Angular Scale Interferometer, mikrotalasnim teleskopom lociranim blizu junog pola.

On i njegov tim su ispitali dva dela neba veliine sedam irina punog Meseca, i nali su slab ali siguran signal.

Otkrie je dozvolilo kosmolozima da odahnu, jer njihove teorije sadre takve spekulativne elemente kao to su materija i energija. Iako ne znaju ta su tamna materija i tamna energija oni su pretpostavili nain na koji se one ponaaju i stavili ih u svoje modele i teorije.

"Merenjem polarizacije oekujemo da modeli kau da mi znamo o emu priamo, da mi ovo nismo nali, kosmologija bi bila baena u haos" kae Pryke.

NAENE NEVIDLJIVE GALAKSIJE

Astrofiziari Neal Dalal i Christopher Kochanek su pruili direktne dokaze za nevidljivu masu koja je nestala iz kosmolokih istraivanja. Naunici su utvrdili da veliki deo kosmosa sadri tamnu materiju, supstancu koja ne emituje svetlost. Tamna materija ne moe biti posmatrana, ali bi trebala da pokree gravitaciono povlaenje koje oblikuje gomilanje galaksija. Pod njenim uticajem galaksije srednje veliine kao to je naa bi trebale biti okruene rojem malih galaksija.

"Region oko Mlenog Puta bi trebalo da izgleda kao Coma-Virgo jato" kae Kochanek.

Umesto toga, naa galaksija ima samo dva mala pratioca.

Ovi naunici pretpostavljaju da bi male galaksije pratioci mogle biti tamo ali bi mogle biti tamne. Da bi to saznali oni su prouavali udaljene galaksije ija je svetlost izobliena gravitacionim povlaenjem druge, blie galaksije. Takvo izoblienje esto kreira viestruke slike udaljenijih objekata. Jaina svetlosti svakog objekta zavisi od distribucije mase oko galaksije koja se umeala. Naunici su otkrili da su neke duplirane slike svetlije od drugih. Ove razlike ukazuju na izboeno i neravnomerno gravitaciono polje, koje ukazuje da je galaksija koja se umeala okruena malim nevidljivim galaksijama. Ovi pratioci su najverovatnije sainjeni od skoro iskljuivo tamne materije. Kochanek kae da bi i nasa galaksija mogla biti okruena malim galaksijama kojima nedostaje uobiajena materija da bi nastale zvezde.

"Ako izbacite napolje gas i zvezde onda cete izgubiti samo 10% mase. Sa take gledita gravitacionog efekta, nije vano ako se oslobodite normalne materije".

TOPOGRAFIJA CUDNIH CRNIH RUPA

Crna rupa u NGC
7052

Crne rupe niko nikada nije video. Ali jula meseca astrofizicari Harvars-Smithsonian centra Jeremy Heyl i Ramesh Narayan su potvrdili jednu od najudnijih osobina crnih rupa: da one nemaju povrinu, ve samo "krajnji horizont" koji markira taku bez povratka za bilo ta to upadne u njih. Veina crnih rupa je okuena diskom vrelog gasa privuenim intenzivnom gravitacijom crne rupe. Ovi diskovi, pre nego sama crna rupa su ono sto astronomi vide. Osim brzine kojom gas orbitira, crna rupa se ne moe razlikovati od neutronske zvezde. Neutronska zvezda je ostatak sjajne zvezde koja je potroila gorivo i kolapsirala u kuglu veliine 15-tak km to je dvostruko vei prenik od ekvivalentne crne rupe. Ali za razliku od crne rupe, neutronska zvezda ima definisanu povrinu i Heyl i Narayan su se fokusirali na ovu razliku.

Gas sa zvezde pratioca moe da padne na povrinu neutronske zvezde, nagomila se i eksplodira briljantnom termonuklearnom eksplozijom.

"Tipino, kada neutronksa zvezda nagomila masu ovo se deava svaki dan" kae Heyl.

Kada gas padne na crnu rupu trebalo bi da pree "krajnji horizont" i nestane zauvek. Ovi naunici su poredili teorijske modele ova dva objekta sa posmatranim X-zracima nekoliko crnih rupa i skoro 100 neutronskih zvezda. Svi ovi objekti nagomilaju velike koliine gasova, ali samo neutronske zvezde prikazuju eksplozivne bljeskove. Ostali objekti ne pokazuju iste efekte to ukazuje da njima nedostaje povrsina na kojoj bi se gas akumulirao.

KOSMIKE EKSPLOZIJE RAZOTKRIVENE

Gama-Ray eksplozije, briljantni bljeskovi radijacije koji se deavaju iz razliitih pravaca skoro jednom na dan su godinama bile pripisivane svaemu, od sudara kometa do prirodnom ubrzavanju estica. Zadnja prouavanja su pokazala da su one velike eksplozije u udaljenim galaksijama mada niko nije znao ta eksplodira. Aprila meseca astronei su objavili da je orbitirajua X-Ray opservatorija pokupila hemijski sastav vie elemenata posle eksplozije, identifikujui objekat kao neobian tip supernovae, detonaciju masivne umirue zvezde.

U razmaku od nekoliko minuta do nekoliko delia sekunde, gamma-ray eksplozija izbaci 1020 puta vie energije od Sunca. I pored toga objekat je veoma teko izuavati zbog kratkotrajnosti. Kada su astronomi uoili bljetavu gamma-ray eksploziju 11-og decembra 2001. g. James Reeves sa univerziteta u Leicesteru je krenuo u akciju. Posle 11 asova naunici su uperili ESA XMM NEWTON X-Ray Satelit da uhvati eksploziju.

Sa X-Ray svetlou, naunici su razlikovali radijaciju emitovanu u energetskim nivoima povezanim sa nekoliko razliitih elemenata to ukljuuje magnezijum, silikon, sulfur, argon i kalcijum, meavinu sastojaka slinim onima koji su izbaeni eksplozijom supernove. udno je samo da izostaje gvoe, elemenat koji se formira radioktivnim raspadanjem nekoliko dana posle supernove.

"Sada je skoro sigurno da su supernove odgovorne za dugake gamma-ray eksplozije" tvrdi Reeves.

Veina supernove proizvede neutronsku zvezdu i irecu ljusku od vruih ostataka ali ne i gamma-ray eksploziju. Eksplozija se najverovatnije dogodi posle "hypernovae", ekstremno retke eksplozije zvezde koja je toliko masivna da jedva moe da podnese sopstvenu veliinu.

"Ono to se najverovatnije desi je da posle supernove, ostatak zvezdinog jezgra kolapsira usled sopstvene gravitacije i formira crnu rupu. Mlazevi materijala onda udare iree spoljne slojeve zvezde proizvodei gamma-zraenje".

OPASNOST OD GALAKTIKOG LEDENOG DOBA

Kada bi supernova eksplodirala u blizini kako bi se to efektovalo na ivot na Zemlji?

Nir Shaviv sa univerziteta u Jerusalemu je oekivao mnogo mutacija usled radijacije. Umesto toga naao je da bi najvea opasnost pretila od klimatske katastrofe. Kako trenutno Sunev sistem prolazi kroz region ispunjen sa supernovama, Shaviv tvrdi da Zemlja moe imati ubrzan dolazak ledenog doba.

Sveobuhvatno, supernove su retke, ali kako Suncev sistem krui kroz Mleni Put, po neki put prolazi kroz jednu od spiralnih ruku nae galaksije, gde se veliki broj masivnih zvezda formira i eksplodira kao supernova.

Sve ove detonacije ispune spiralne ruke galaksije sa kosmikim zracima, fragmentima atoma koji putuju skoro brzinom svetlosti.

Shaviv je merio intenzitet izlaganja kosmikom zraenju u meteoritima i naao je da je intenzitet jak svakih 140 miliona godina, svaki iljak meteorita verovatno je zabeleio prolazak kroz spiralnu ruku nae galaksije.

Drugi naunici su pronali da kosmiki zraci mogu da kreiraju oblake kada udare u atmosferu. Ovi oblci mogu da izazovu globalno zahlaenje. Oluje kosmikih zraka u spiralnim rukama nae galaksije bi mogle da izazovu ledeno doba na Zemlji, zakljuuje Shaviv.

Vremenski period najjaeg kosmikog zraenja se poklapa otprilike sa periodom velikih epoha gleera, naao je Haviv. "U stvari klima u zadnjih 30 miliona godina, za kojih Zemlja prolazi kroz spiralnu ruku, je u sutini hladnija nego uobiajeno.

Nae trenutno toplo vreme je najverovatnije zasluga privremenog poveanja Suneve aktivnosti, koje odbija dobar deo kosmikih zraka. Polovina globalnog zagrevanja u zadnjem veku moe biti pripisana Suncu" tvrdi Haviv.

UGLEDAN PLUTONOV ROAK

Quaoar

Trka za otkriima se ubrzava u zoni sumraka na rubu naeg Sunevog sistema. Poetak lei pre desetak godina kada su astronomi poeli da pronalaze velike objekte sline asteroidima koji polko krue u blizini Plutona. Sada su Chad Trujillo i Mike Brown sa kalifornijskog instituta za tehnologiju identifikovali masivan komad stene i leda koji je irok vie od 1200 km, to je najvea "mala planeta" u Sunevom sistemu ikada otkrivena.

Dva naunika su ispitivala digitalne fotografije neba napravljene teleskopom Palomar Obsrvatorije 4-og juna kada su ugledali prethodno nepoznato telo. Trujillo ga je nazvao OUAOAR (kwah-o-wahr) po mitolokom biu Tongva indijanaca.

Prvi izvestaji ukazuju da krui oko Sunca na daljini od 4 milijarde milja i da je vie od polovine veliine Plutona. Quaoar ima tamnu povrinu i najverovatnije je sastavljen pola od leda i pola od stenja. Ima skoro krunu putanju i obie Sunce svakih 286 godina. Kao i preostala tri velika objekta, Quaoar se nalazi u Kuiperovom pojasu, velikom pojasu asteroida lociranom iza Neptuna.

Ovi objekti su najverovatnije ostali duboko zamrznuti jo od kada se nas Sunev sistem formirao pre 4,6 milijardi godina.

"Na cilj je da istraimo nebo u potrazi za ovim velikim objektima. Mi verujemo da moe biti jo osam ili deset neotkrivenih objekata od kojih neki mogu biti vei od Plutona" kaze Trujillo.

DRUGI POGLED NA MESEC

U poreenju sa Zemljom koja ima vulkane i pomerajue kontinentalne ploe, Mesec izgleda neverovatno statian. ak i Meseeva "mora", mesta velikih kretanja lave su mirna i nepokretna milionima godina. Ali duboko u unutranjosti jo uvek ima ivota. Naunici iz Nasine JPL u Kaliforniji su skoro pronali dokaze da Mesec ima vrue, teno jezgro.

JPL naunik James Williams je vrio nova istraivanja koristei stare alate: par silika reflektora (koje su postavili astonauti Apolo misije pre vie od 30 godina). Odbijajui laserski zrak sa ovih reflektora, Williams je merio Meseevu lokaciju sa neverovatnom preciznou od nekoliko centimetara. Na ovaj nain je mogao da prouava ekstremno prefinjene promene u obliku Meseca kako je povlaen i guran Zemljinom gravitacijom. Ove deformacije sugeriu da je Meseev centar veoma savitljiv, najverovatnije zato to je jo uvek istopljen.

Williams je predvideo da je Meseevo jezgro iroko oko 600 km skoro jedu petinu ukupnog prenika Meseca, dok tana veliina zavisi od sastava.

"Temperatura na kojoj jezgro postaje tvrdo zavisi od ega je sainjeno" kae Williams.

Najverovatnije da je sainjeno od gvoa ili jo lake topljive mesavine gvoa i sulfata.

Dve japanske misije LUNAR A u 2004g. i SELENE 1 u 2005. g. e pomoi otkrivanju ta se u stvari kuva u jezgru Meseca.

KOJE JE BOJE KOSMOS?

Januara meseca dva astronoma su objavila da je pretena boja kosmosa psihodelicno tirkizno-senkovita. Ubrzo nakon toga astronomi su povukli svoj prvi zakljuak i objavili drugi po kome je boja kosmosa ruziasto-be.

Karl Glazebrook i Ivan Baldry sa John Hoplins univerziteta su skupili podatke iz "2dF Galaxy Redshift Survey", istraivanja vie od 200.000 galaksija i izvukli prosenu svetlost svih ovih zvezda iz ovih galaksija. Naunici su eleli da pronau boju kosmosa, odnosno ta bi ljudi videli ako bi nekako mogli da vide kosmos spolja.

Na nesrecu, kada su Glazebrook i Baldry pokuali da porede pomeanu svetlost u specificnu boju "sapleli" su se na bubu u sopstvenom kompjuterskom programu za poreenje boja.

"Tirkizna je bio veoma cudan odgovor. Kada su strunjaci za boje poeli da gledaju na spektar, nali su bubu veoma brzo" priznaje Glazebrook.

Kosmos je ruziasto-be najvie zbog toga to je veina zvezda crvenija nego nae Sunce. Boja e se takoe promeniti. Kosmos e postajati crveniji sa vremenom kako zvezde stare i umiru, ukoliko se ne sudarimo sa drugim kosmosom to bi poremetilo sve" kae dalje Glazebrook.

(decembar 2002.)

vrh


| Home | Sadraj | Galaksija | Sunev sistem | Teorija i praksa |
| Instrumenti | Istorija i tradicija  | Efemeride |