Olimpiada Astronomiczna przebiega w trzech etapach.
Zadania zawodów I stopnia są rozwiązywane w warunkach pracy domowej.
Zadania zawodów II i III stopnia mają charakter pracy samodzielnej.
Zawody finałowe odbywają się w Planetarium Śląskim.
Tematyka olimpiady wiąże ze sobą astronomię, fizykę i astronomiczne aspekty geografii.
Organizatorem konkursu astronomicznego jest Fundacja dla Uniwersytetu Jagiellońskiego a patronat nad akcją sprawuje Obserwatorium Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika będące instytutem Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zobacz szczegóły »
Bogaty region wokół Mgławicy Tarantula w Wielkim Obłoku Magellana Jasno świecąca w odległości około 160 000 lat świetlnych Mgławica Tarantula jest najbardziej spektakularnym elementem Wielkiego Obłoku Magellana, galaktyki satelitarnej naszej Drogi Mlecznej. To zdjęcie z Teleskopu Przeglądowego VLT w Obserwatorium Paranal w Chile pokazuje region i jego bogate otoczenie bardzo szczegółowo. Ukazuje kosmiczny krajobraz gromad gwiazd, świecących obłoków gazu i rozrzuconych pozostałości po wybuchach supernowych.
Źródło: ESOZespół międzynarodowych ekspertów, znanych z obalania odkryć dotyczących czarnych dziur, znalazł czarną dziurę o masie gwiazdowej w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce sąsiedniej względem naszej. „Po raz pierwszy nasz zespół, zamiast negować tego typu odkrycia, sam ogłosił odkrycie czarnej dziury", powiedział kierujący grupą Tomer Shenar. Co więcej, badacze odkryli, że gwiazda, z której narodziła się czarna dziura, zniknęła bez żadnych oznak potężnej eksplozji. Odkrycie zostało dokonane dzięki trwającym sześć lat obserwacjom przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). „Zaleźliśmy igłę w stogu siana” mówi Shenar, który rozpoczął badania na KU Leuven w Belgii [1], a obecnie jest pracuje jako Marie-Curie Fellow na Amsterdam University w Holandii. Chociaż były już proponowane proponowane podobne kandydatki na czarne dziury, badacze wskazują, że tym razem jest to pierwsza „uśpiona” czarna dziura o masie gwiazdowej jednoznacznie wykryta poza naszą galaktyką.
Czarne dziury o masie gwiazdowej powstają, gdy masywne gwiazdy osiągają koniec swojego życia i zapadają się pod wpływem własnej grawitacji. W układzie podwójnym, systemie dwóch gwiazd krążących wokół siebie, proces ten pozostawia czarną dziurą na orbicie z jasną gwiazdą towarzyszącą. Czarna dziura jest „uśpiona”, jeśli nie emituje wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego, które zwykle pozwala na wykrywanie tego typu obiektów. „To niesamowite, że prawie nic nie wiemy o uśpionych czarnych dziurach, pomimo tego, że astronomowie powszechnie uważają, że takie obiekty istnieją” wyjaśnia współautor Pablo Marchant z KU Leuven. Nowo odkryta czarna dziura jest co najmniej dziewięć razy masywniejsza od Słońca i krąży wokół gorącej, niebieskiej gwiazdy 25 razy masywniejszej od Słońca.
Uśpione czarne dziury są szczególnie trudne do dostrzeżenia, gdyż nie oddziałują zbytnio ze swoim otoczeniem. „Przez ponad dwa lata szukaliśmy tego typu układów podwójnych z czarnymi dziurami” mówi wskazuje współautorka Julia Bodensteiner, stażystka naukowa w ESO w Niemczech. „Byłam bardzo zaciekawiona, gdy usłyszałam o VFTS 243, która w mojej opinii jest najbardziej przekonującą kandydatką znalezioną do dzisiaj.” [2]
Aby znaleźć VFTS 243, grupa badawcza przeszukała prawie 1000 masywnych gwiazd w obszarze Mgławicy Tarantula w Wielkim Obłoku Magellana, w poszukiwaniu obiektów, które mają czarne dziura za towarzyszki. Identyfikacja towarzyszących obiektów jako czarne dziury jest ekstremalnie trudna, gdyż istnieje wiele alternatywnych możliwości.
„Jako naukowiec obalający odkrycia potencjalnych czarnych dziur w ostatnich latach, byłem bardzo sceptyczny w odniesieniu do tego odkrycia” mówi Shenar. Sceptycyzm podzielał współautor Kareem El-Badry z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian w USA, o którego Shenar nazywa „niszczycielem czarnych dziur”. „Gdy Tomer poprosił o podwójne sprawdzenie jego wyników, miałem swoje wątpliwości. Ale nie byłem w stanie znaleźć sensownego wyjaśnienia dla danych innego niż obejmującego czarną dziurę.”, wyjaśnia El-Badry.
Odkrycie dało zespołowi także unikalny wgląd w procesy, które towarzysza formowaniu się czarnych dziur. Astronomowie sądzą, że czarne dziury o masach gwiazdowych powstają, gdy zapada się jądro umierającej masywnej gwiazdy, ale pozostaje niepewne czy towarzyszy temu potężna eksplozja supernowej.
„Wydaje się, że gwiazda, która uformowała czarną dziurę w VFTS 243, zapadła się całkowicie, bez oznak wcześniejszego wybuchu” wyjaśnia Shenar. „Dowód na scenariusz bezpośredniego kolapsu wskazano niedawno, ale nasze badania prawdopodobnie dostarczają jednego z najlepszych bezpośrednich wskazań takiego procesu. Ma to olbrzymie konsekwencje dla pochodzenia merdżerów czarnych dziur w kosmosie.”
Czarna dziura w VFTS 243 została odnaleziona na podstawie sześciu lat obserwacji Mgławicy Tarantula przy pomocy instrumentu Fibre Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) na teleskopie VLT należącym do ESO [3].
Pomimo pseudonimu “policja czarnych dziur”, zespół aktywnie zachęca do badań i ma nadzieję, że praca opublikowana dzisiaj w Nature Astronomy pomoże w odkryciu innych czarnych dziur o masie gwiazdowej krążących wokół masywnych gwiazd. Przewiduje się, że tysiące takich przypadków występuje w Drodze Mlecznej i Obłokach Magellana.
„Oczywiście spodziewam się, że inni badacze w tej dziedzinie uważnie przyjrzą się naszej analizie i spróbują wymyślić alternatywne modele” podsumowuje El-Badry. „To bardzo ekscytujący projekt, w który można się zaangażować.”
Zooming in on VFTS 243 Źródło: ESO/Digitized Sky Survey 2/N. Risinger (skysurvey.org)/R. Gendler, ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit. Music: John Dyson
Uwagi
[1] Prace prowadził zespół, którym kierował Hugues Sana z KU Leuven’s Institute of Astronomy.
[2] Oddzielne badania, którymi kierował Laurent Mahy, obejmujące wielu tych samych członków zespołu i zaakceptowane do publikacji w Astronomy & Astrophysics, raportują odkrycie innej obiecującej kandydatki na czarną dziurę o masie gwiazdowej w systemie HD 130298 w Drodze Mlecznej.
[3] Obserwacje wykorzystane w tych badaniach pokrywają około sześć lat. Obejmują dane z VLT FLAMES Tarantula Survey (kierownik: Chris Evans, United Kingdom Astronomy Technology Centre, STFC, Royal Observatory, Edinburgh; obecnie w Europejskiej Agencji Kosmicznej) dokonane w 2008 i 2009 roku, oraz dodatkowe dane z programu Tarantula Massive Binary Monitoring (kierownik: Hugues Sana, KU Leuven), uzyskane pomiędzy 2012 i 2014 rokiem.
Więcej informacji
Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “An X-ray quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary of the Large Magellanic Cloud”, który ukaże się w Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-022-01730-y).
Badania, które doprowadziły do uzyskania opisanych wyników, były finansowane przez Europejską Radę sa. Badań Naukowych (ERC) w ramach unijnego program Horyzont 2020 (umowa grantowa numer 772225: MULTIPLES) (kierownik grantu: Sana).
Zespół międzynarodowych ekspertów, znanych z obalania odkryć dotyczących czarnych dziur, znalazł czarną dziurę o masie gwiazdowej w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce sąsiedniej względem naszej. „Po raz pierwszy nasz zespół, zamiast negować tego typu odkrycia, sam ogłosił odkrycie czarnej dziury", powiedział kierujący grupą Tomer Shenar. Co więcej, badacze odkryli, że gwiazda, z której narodziła się czarna dziura, zniknęła bez żadnych oznak potężnej eksplozji. Odkrycie zostało dokonane dzięki trwającym sześć lat obserwacjom przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO).
