CELE MAI ULUITOARE DESCOPERIRI IN SPAȚIUL COSMIC DIN ANUL 2016


 

1-juno-cam-credit-nasa

JUNO CAM IMAGINI ÎN DETALIU ALE GIGANTULUI JUPITER. CREDIT: NASA

Anul 2016 a fost un an remarcabil în ceea ce privește știința spațiului cosmic. Putem rezuma mai jos câteva dintre noile descoperiri monumentale, incluzând prima detecție directă a undelor gravitaționale, care oferă cercetătorilor acces la câmp informațional cu totul inedit privind evenimentele cosmice. În acest an, oamenii de știință au descoperit o planetă potențial locuibilă ce orbitează cea mai apropiată stea dincolo de Soarele nostru.

Ca întotdeauna, au existat de asemenea și pași înapoi. Misiunea ExoMars a trimis un orbiter și un lander către Planeta Roșie, însă landerul s-a prăbușit la suprafața planetei înainte să-și înceapă misiunea. Multe studii ce au vizat căutarea semnalelor unei particule ce ar putea explica misterioasa materie întunecată – au rămas fără rezultate.

Pe măsură ce anul în curs se apropie de final, se întrevăd posibilitățile incitante pentru anul 2017, cum ar fi observarea potențială a planetei cu numărul nouă, orbitând Soarele dincolo de Pluto. Înainte de a privi în viitor, haideți totuși să privim în urmă și să evidențiem cele mai interesante povești ale științei spațiului din anul 2016

PRIMA DETECȚIE DIRECTĂ A UNDELOR GRAVITAȚIONALE

În luna februarie, colaborarea LIGO – Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory a făcut istorie anunțând prima detecție directă a undelor gravitaționale – bucle sau ondulații care întind și comprimă spațiul în sine. Albert Einstein a arătat că spațiul și timpul sunt fundamental conectate, așa încât undele gravitaționale trec prin țesătura cosmică cunoscută sub denumirea de spațiu-timp.

Detecția directă a undelor gravitaționale deschide o nouă arie de cercetare în astronomie, deoarece acestea sunt purtătoarele informației privind obiectele și evenimentele care le-au creat, iar aceste informații nu pot fi obținute prin alte mijloace. În prezent, cercetătorii pot studia universul prin colectarea luminii de la obiectele îndepărtate (iar în unele cazuri și alte tipuri de particule), însă undele gravitaționale nu sunt create de aceleași mecanisme care creează lumina. LIGO a realizat în acest an două detecții directe de unde gravitaționale (a doua fiind anunțată în iunie) și, în ambele cazuri, undele au provenit de la două găuri negre ce se roteau una în jurul celeilalte, într-un eveniment de coliziune. Acele evenimente ar fi fost invizibile pentru astronomi în lipsa undelor gravitaționale. Pe măsură ce LIGO studiază în continuare cerul, cercetătorii sunt curioși ce alte comori cosmice va mai revela.

This artist’s impression shows a view of the surface of the planet Proxima b orbiting the red dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the Solar System. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image to the upper-right of Proxima itself. Proxima b is a little more massive than the Earth and orbits in the habitable zone around Proxima Centauri, where the temperature is suitable for liquid water to exist on its surface.

Impresie artistică. Vedere de la suprafața planetei Proxima b, care orbitează steaua pitică roșie Proxima Centauri, cea mai apropiată stea de Sistemul nostru Solar. Steaua dublă Alpha Centauri AB apare de asemenea în imagine în partea de sus dreapta a Proxima. Proxima b este doar puțin mai masivă decât Terra și orbitează în zona locuibilă în jurul Proxima Centauri, unde temperatura este optimă pentru existența la suprafață a apei lichide. Credit: ESO

O PLANETĂ ÎN JURUL STELEI CELEI MAI APROPIATE DE SOARELE NOSTRU

Steaua Proxima Centauri este situată la numai 4,2 ani lumină de Soare – la o aruncătură de băț, din perspectivă cosmologică. În August, cercetătorii au descoperit o planetă ce orbitează în zonă habitabilă a stelei Proxima Centauri, adică o regiune unde apa lichidă ar putea exista la suprafața planetei (sporind șansele ca viața să fi putut evolua la sol). Această nou descoperită planetă – supranumită Proxima b, are o masă minimă de aproximativ 1,27 din masa Terrei, sporind și mai mult șansele ca planeta să fie locuibilă.

La scurt timp după anunțul descoperirii, un grup numit Project B a început colectarea de fonduri pentru a construi un telescop spațial cu misiunea studierii planetei Proxima b și căutarea semnelor vieții.

În luna Aprilie, Fundația Breakthrough – din a cărei conducere fac parte fizicianul Stephen Hawking, fondatorul Facebook – Mark Zuckenberg și antreprenporul Yuri Milner – au anunțat o inițiativă numită Breakthrough Starshot, al cărei scop este trimiterea unei nave spațiale miniaturale către o altă stea. Având în vedere descoperirea planetei Proxima b, organizatorii proiectului Starshot au anunțat că vor viza noua planetă și căutarea semnalelor vieții pe ea. Nava spațială va fi accelerată prin intermediul unui sistem laser masiv și foarte costisitor, însă durata călătoriei va fi chiar și în aceste condiții aproximativ 20 de ani.

DEPOZITUL DE GHEAȚĂ PE MARTE ESTE MAI MARE DECÂT LACUL SUPERIOR

Un depozit masiv de gheață intins pe o regiune ce corespunde dimensiunii New Mexico a fost descoperit pe Marte la latitudinile nord-mijlocii. Depozitul este situat la adâncimi de 1 – 10 metri sub suprafața planetei și conține 50-85% apă, restul fiind praf, având un volum total asemănător Lacului Superior, ce conține 12.100 kilometri cubi de apă.

Depozitul de gheață ar putea fi util în eventualitatea colonizării planetei Marte. Regiunea unde a fost descoperit depozitul, numită Utopia Planitia, ar putea fi ușor accesibilă navelor spațiale, deoarece este relativ plată și joasă. Depozitul de gheață a fost descoperit utilizând instrumentul SHARAD – Shallow Radar de la bordul Orbiterului Mars Reconnaisance.

HUBBLE A SPIONAT EVENTUALELE JETURI DE VAPORI DE APĂ PE EUROPA

Telescopul Spațial Hubble a spionat aparența unor jeturi de vapori de apă ce erup de la suprafața satelitului lui Jupiter: Europa. Acest satelit înghețat ar putea găzdui un ocean de apă lichidă adânc sub suprafața sa, iar oamenii de știință consideră că acel ocean ar putea avea ingredientele necesare pentru susținerea vieții. NASA planifică în prezent trimiterea în 2020 a unei sonde orbitale pentru a studia satelitul Europa.

Dacă Europa scuipă într-adevăr apă în spațiu, din oceanul său subteran, acest lucru deschide ușa unei misiuni orbitale pentru a lua mostre din acea apă (fără să fie nevoie a se săpa în gheața de la suprafață) și a se căuta indicii ale biologiei locale. Telescopul spațial Hubble a realizat instantanee ale unei asemenea erupții de apă în 2012, dar acea detecție părea să fie un fenomen rar, de vreme ce nici o altă erupție de apă nu a fost observată în anii ce au urmat. În 2016, Hubble a surprins repetarea fenomenului.

CĂUTAREA MATERIEI ÎNTUNECATE NU A CONDUS CĂTRE REZULTATUL SCONTAT

Patru studii realizate în acest an nu au produs rezultate, în ce privește căutarea unei particule ce ar putea conține misterioasa substanță numită materie întunecată. Deși materia întunecată nu radiază, nu reflectă și nu blechează lumina (de aceea fiind invizibilă în sens tradițional), gravitația materiei întunecate poate curba lumina, oferind oamenilor de știință oportunitatea de a o detecta. Există multe dovezi indirecte care pot indica nu doar existența materiei întunecate ci chiar faptul că este de cinci ori mai comună în univers, în raport cu materia obișnuită (materialul din care sunt compuse stelele, planetele și oamenii).

POVESTEA STELEI LUI TABBY CONTINUĂ

În 2011 și 2013, o stea îndepărtată cunoscută ca și KIC 8462852 (sau Steaua lui Tabby) părea să oscileze în luminozitate, așa cum este observată de pe Terra. Acest tip de oscilație în luminozitate poate să survină atunci când un obiect, cum ar fi o planetă, trece în fața unei stele, însă planetele orbitează stelele părinte într-o buclă regulată de timp, iar modificările în luminozitatea stelei lui Tabby erau foarte neregulate. În 2015, o nouă ipoteză a fost lansată, iar aceasta a captat puternic imaginația publicului: poate că o civilizație extraterestră avansată a construit un fel de megastructură în jurul stelei lui Tabby, blocând periodic lumina stelei, așa cum se poate observa de pe Terra. Au fost produse și explicații alternative, însă acestea nu pot justifica în întregime amploarea misterului.

În 2016, povestea stelei lui Tabby a continuat. Noi dovezi au sugerat că sublimarea sporadică a luminozității stelei Tabby s-a produs timp de un secol. Asta înseamnă implicit că sursa diminuării luminoase nu poate fi o cometă, dar nici o megastructură extraterestră. Observații mai amănunțite au revelat faptul că steaua nu doar demonstrază perioade de creștere rapidă a strălucirii, ci și că per ansamblu luminozitatea stelei a scăzut.

Asta nu a descurajat căutătorii vieții extraterestre. Inițiativa Breakthrough Listen, care va cheltui 100 milioane dolari în următorii zece ani pentru a vâna semnale produse posibil de civilizații extraterestre, plănuiește să studieze Steaua lui Tabby cu telescopul de 100 m – Green Bank din Virginia de Vest. Astronomul Tabetha Boyajian de la Universitatea Yale, după care a fost numită steaua, a fost parte a echipei care a identificat inițial comportamentul suspect al acestei stele. Echipa lui Tabby a colectat peste 100 000 dolari prin intermediul unei campanii de strângere de fonduri, și dorește să folosească banii pentru a cupăra timp de studiu la telescop, pentru a cerceta în continuare această stea.

makemake-satelit-credit-nasa

Planeta pitică Makemake și satelitul său nou descoperit. Credit: NASA

PLANETA PITICĂ MAKEMAKE ARE PROPRIA SA LUNĂ

Planeta pitică Makemake rezidă mult mai departe decât Pluto, în zonele înghețate ale Centurii Kuiper, cam la 45 de unități astronomice. Dar nu este singură acolo. Mai devreme în acest an, utilizând Telescopul Spațial Hubble, cercetătorii au descoperit un mic satelit care orbitează Makemake. Acest companion miniatural este considerat a avea o lărgime de 160 km, față de Makemake însuși care are 1.400 km, cam jumătate din diametrul Lunii. Cercetătorii vor monitoriza dinamica orbitală a lui Makemake și a lunii sale pentru a învăța mai mult despre această planetă pitică, inclusiv densitatea sa.

DEZVOLTĂRI INCITANTE ÎN 2016 CARE ÎȘI VOR ARĂTA REZULTATELE ÎN ANII URMĂTORI

JUNO AJUNGE LA JUPITER

Sonda spațială JUNO a NASA a ajuns la Jupiter pe 4 iulie și s-a poziționat într-o orbită unică în raport cu planeta gigant. Planul inițial era ca Juno să realizeze o apropiere mai mare de Jupiter la fiecare două săptămâni, dar o problemă a thrusterului a forțat sonda să rămână într-o orbită mai lungă și să realizeze apropierea de Jupiter o dată la 53 de zile.

Chiar dacă în acest an nu au rezultat descoperiri științifice uluitoare prin intermediul Sondei Juno, instrumentul foto JunoCAm a trimit spre Terra imagini surprinzătoare ale gigantului Jovian, oferind o perspectivă fără precedent asupra acestui monstru de gaze. Scott Bolton, investigator principal al misiunii a afirmat că aceste imagini deja oferă indicii asupra rezultatelor spectaculoase din viitor ale lui Juno.

EXOMARS AJUNGE LA PLANETA ROȘIE

Misiunea ExoMars, o colaborare între Agenția Spațială Europeană și ROSCOSMOS din Rusia, a fost proiectată în două etaje: un satelit orbital și un lander. Landerul însă și-a găsit sfârșitul prea curând, tehnologia de amartizare dând greș și acesta s-a prăbușit de sol. Orbiterul însă a rămas operațional și culege informații care va susține următoarea fază a proiectului ExoMars: trimiterea unui rover la suprafața planetei roșii. Roverul va conține un instrument de săpare care va atinge 2 metri în solul planetei Marte.

spacex-dragon-2-credit-space-x

Concept artistic ce prezintă o capsulă Dragon fără echipaj a misiunii SpaceX la suprafața planetei Marte. Compania a anunțat planul de lansare al mai multor capsule începând cu anul 2018.

SPACEx PLĂNUIEȘTE SĂ VIZITEZE MARTE CĂTRE ANUL 2018

În septembrie, fondatorul și conducătorul SpaceX – Elon Musk a oferit un mult așteptat discurs care a subliniat planurile companiei de a construi colonii umane pe Marte. Înainte însă de a trimite oameni pe Planeta Roșie, ar putea fi utilă numeroaselor obiective ștințifice returnarea unor mostre de sol marțian ce vor fi colectate de către roverul NASA Mars 2020 (programat pentru lansare în 2020).

În Aprilie, Musk a anunțat pe Twitter trimiterea unor landere fără echipaj la suprafața planetei Marte planificate pentru anul 2018. Deși NASA va oferi suport tehnic pentru primele misiuni SpaceX către planeta roșie, agenția a anunțat în această lună că nu va trimite echipamente științifice la bordul primelor misiuni SpaceX, ci va aștepta ca SpaceX să dovedească eficiența tehnologiilor proprii.

PLANETA A NOUA A PUTEA FI ASCUNSĂ DINCOLO DE PLUTO

Mai devreme în acest an, un grup de cercetători au anunțat găsirea unor dovezi semnificative că ar exista o planetă de dimensiunea lui Neptun, dincolo de Pluto, care orbitează Soarele. Această așa numită A Noua Planetă nu a fost observată direct încă, dar deplasarea altor corpuri din acea parte îndepărtată a Sistemului Solar ar indica prezența unui corp masiv, au declarat cercetătorii.

Grupul, condus de către Mike Brown de la Institutul Tehnologic din California au oferit și mai multe dovezi către sfârșitul anului 2016, intrucat au monitorizat mișcarea precisă a corpurilor mici din Centura Kuiper. Probabil că anul 2017 va di anul găsirii celei de-a noua planete.

Sursa: Space.com

Traducere și adaptare: Ciprian Crișan

O NOUĂ CONFIRMARE A MODELULUI STANDARD PRIN REALIZAREA UNOR MĂSURĂTORI SPECTROSCOPICE ALE ANTIMATERIEI. MATERIA ȘI ANTIMATERIA AU SIMILARITĂȚI SPECTROSCOPICE


Încă de la momentul propunerii existenței antimateriei, la începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință au dorit să înțeleagă relația acesteia cu materia obișnuită și de ce există un dezechilibru aparent în Univers între cele două.

Pentru a realiza acest obiectiv, cercetarea fizicii particulei din ultimele decade s-a concentrat pe anti-particula celui mai abundent și elementar atom din Univers – particula de anti-hidrogen.

Până de curând, acest studiu era foarte dificil, întrucât oamenii de știință au reușit să producă anti-hidrogen, însă nu au putut să-l studieze prea mult înainte de auto anihilare. Însă, un studiu recent, publicat în revista NATURE, semnat de echipa ce a utilizat experimentul ALPHA, anunță obținerea primei informații spectrale asupra anti-hidrogenului. Această reușită, după un efort de 20 de ani, ar putea deschide o eră nouă în studiul antimateriei.

Măsurând modul în care elementele absorb sau emit lumină – spectroscopia are o importanță uriașă în domeniile fizicii, chimiei și astronomiei. Aceasta permite cercetătorilor să caracterizeze atomii și moleculele, permițând de asemenea astrofizicienilor să determine compoziția stelelor îndepărtate prin analiza spectrală a luminii pe care acestea o emit.

În trecut au fost realizate multe studii asupra spectrului hidrogenului, care constituie 75% din masa barionică a Universului. Aceste studii au jucat un rol vital pentru înțelegerea materiei, energiei și în voluția mai multor discipline științifice. Până de curând, însă, studiul spectral al anti-particulei hidrogenului a reprezentat o provocare imensă.

Pe scurt, este necesar ca particulele ce constituie anti-hidrogenul – adică anti-protonii și anti-electronii (pozitronii) să fie capturați și răciți suficient de mult timp pentru a rămâne împreună. În plus, este mai apoi necesară menținerea acestor particule suficient pentru a le putea observa comportamentul, înainte de contactul inevitabil cu materia normală și anihilarea.

Din fericire, tehnologia a progresat în ultimele două decade, către punctul în care cercetarea antimateriei este acum posibilă, permițând cercetătorilor oportunitatea de a deduce dacă fizica antimateriei se potrivește cu Modelul Standard sau aceasta merge dincolo de acest model.

Așa cum echipa de cercetare CERN, condusă de Dr. Ahmadi de la Departamentul de Fizică al Universității Liverpool – indică în studiul său: ”Modelul Standard preconizează că în Universul Primordial, imediat după Big Bang ar fi existat cantități egale de materie și antimaterie, însă Universul observat în prezent constă aproape în întregime din materie obișnuită. Această observație motivează studiul în siguranță al antimateriei, pentru a vedea dacă există o mică asimetrime în legile fizicii care guvernează cele două tipuri de materie.”

Utilizând instrumente modernizate, experimentul ALPHA a capturat atomi de antihidrogen neutru și a reușit să-i păstreze pentru o perioadă mai lungă, înainte de anihilarea inevitabilă. Această perioadă a fost de ajuns pentru ca echipa de cercetare să realizeze analize spectrografice prin intermediul laserului cu ultraviolet al ALPHA pentru a vedea dacă atomii de anti-hidrogen se supun acelorași legi ca și atomii de hidrogen.

Echipa de cercetare a reușit să măsoare frecvența luminii necesare pentru a produce unui pozitron tranziția de la cel mai redus nivel de energie, către următorul. Descoperirea în cadrul acestui experiment (cu limite … experimentale) constă în faptul că nu există nici o diferență între informațiile spectrale ale antihidrogenului și cele ale hidrogenului.

Dincolo de a permite comparații în premieră între materie și antimaterie, aceste rezultate arată că acest comportament al antimateriei – susține predicțiile Modelului Standard. În mod specific, susțin simetria Charge-Parity-Time (CPT) – (încărcare – paritate – timp).

Cu alte cuvinte, avem confirmarea că materia și antimateria au caracteristici spectrale similare este o altă indicație pentru viabilitatea Modelului Standard – la fel precum descoperirea Bosonului Higgs din anul 2012. Această reușită demonstrează de asemenea capacitatea experimentului ALPHA de a capta și izola particule de antimaterie, ceea ce va asigura beneficii pentru alte experimente cu anti-hidrogen.

Sursa: UniverseToday
Adaptare: Ciprian Crișan

Imagine

Sărbători frumoase și un An Nou Fericit! Mulțumim tuturor celor care au fost alături de noi.


hny

De COMPLEXUL ASTRONOMIC BAIA MARE Publicat în 2016