Cassiopeia A in 60 Seconds (High Definition)

  • Evidence for a bizarre state of matter – known as a superfluid – has been found in Cassiopeia A.
  • Cassiopeia A (Cas A for short) is a supernova remnant located about 11,000 light years away from Earth.
  • Chandra observations taken over a decade show significant cooling in the dense core left behind after the explosion.

This composite image shows a beautiful X-ray and optical view of Cassiopeia A (Cas A), a supernova remnant located in our Galaxy about 11,000 light years away. These are the remains of a massive star that exploded about 330 years ago, as measured in Earth’s time frame. X-rays from Chandra are shown in red, green and blue along with optical data from Hubble in gold.

At the center of the image is a neutron star, an ultra-dense star created by the supernova. Ten years of observations with Chandra have revealed a 4% decline in the temperature of this neutron star, an unexpectedly rapid cooling. Two new papers by independent research teams show that this cooling is likely caused by a neutron superfluid forming in its central regions, the first direct evidence for this bizarre state of matter in the core of a neutron star.

The inset shows an artist’s impression of the neutron star at the center of Cas A. The different colored layers in the cutout region show the crust (orange), the core (red), where densities are much higher, and the part of the core where the neutrons are thought to be in a superfluid state (inner red ball). The blue rays emanating from the center of the star represent the copious numbers of neutrinos — nearly massless, weakly interacting particles — that are created as the core temperature falls below a critical level and a neutron superfluid is formed, a process that began about 100 years ago as observed from Earth. These neutrinos escape from the star, taking energy with them and causing the star to cool much more rapidly.

This new research has allowed the teams to place the first observational constraints on a range of properties of superfluid material in neutron stars. The critical temperature was constrained to between one half a billion to just under a billion degrees Celsius. A wide region of the neutron star is expected to be forming a neutron superfluid as observed now, and to fully explain the rapid cooling, the protons in the neutron star must have formed a superfluid even earlier after the explosion. Because they are charged particles, the protons also form a superconductor.

Using a model that has been constrained by the Chandra observations, the future behavior of the neutron star has been predicted. The rapid cooling is expected to continue for a few decades and then it should slow down.

Fast Facts for Cassiopeia A:
Credit X-ray: NASA/CXC/UNAM/Ioffe/D.Page,P.Shternin et al; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss
Scale Image is 8.91 arcmin across (about 26 light years)
Category Supernovas & Supernova Remnants
Coordinates (J2000) RA 23h 23m 26.7s | Dec +58° 49′ 03.00″
Constellation Cassiopeia
Observation Date Nine observations in 2004: Feb 8, Apr 14, 18, 20, 22, 25 28, May 01, 05
Observation Time 278 hours
Obs. ID 4634-4639, 5196, 5319-5320
Color Code X-ray: Red 0.5-1.5 keV; Green 1.5-2.5; Blue 4.0-6.0, Optical: Gold
Instrument ACIS
Also Known As Cas A
References Page, D. et al., 2011, Phys.Rev.Lett. 106, 081101 (http://lanl.arxiv.org/abs/1011.6142) Shternin, P. et al. 2011, MNRAS, L206S (http://lanl.arxiv.org/abs/1012.0045)
Distance Estimate 11,000 light years
Release Date February 23, 2011

Tycho in 60 Seconds(High Definition)

Fast Facts for Tycho’s Supernova Remnant:
Credit NASA/CXC/Chinese Academy of Sciences/F. Lu et al
Scale Image is 10 arcmin across (about 38 light years)
Category Supernovas & Supernova Remnants
Coordinates (J2000) RA 00h 25m 17s | Dec +64° 08′ 37″
Constellation Cassiopeia
Observation Date 2 pointings between April 29, 2003 and May 3, 2009
Observation Time 283 hours
Obs. ID 3837, 7639, 8551, 10093-10097; 10902-10904; 10906
Color Code Energy: Red 1.6-2.0 keV, Green 2.2-2.6 keV, Blue 4-6 keV
Instrument ACIS
Also Known As G120.1+01.4, SN 1572
References Lu, F.J. et al, 2011, ApJ, 732:11
Distance Estimate About 13,000 light years
Release Date April 26, 2011

Pitica alba in formare


Aceasta imagine a Nebuloasei Helix ne arata o stea muribunda, fiind surprinsa tranzitia spre o pitica alba. Inelele colorate reprezinta gazele expulzate in in perioada de tranzitie, ca si cum si-ar da ultima suflare. Vederea acestei stele apropiata ca masa de soarele nostu, ne ofera un indiciu, despre cum ar putea soarele nostru sa arate intr-o buna zi, atunci cand va fi aproape de sfarsitul vietii sale. Sistemul se afla la aproximativ 650 ani-lumina in constelatia Varsatorului.

Imagine: NASA, WIYN, NOAO, ESA, Hubble Helix Nebula Team, M. Meixner (STScI), & T. A. Rector (NRAO)

Pitica alba care mananca comete


O pitica alba numita G29-38 pare ca mananca cometele orbitand in jurul ei, aparent lasand in urma doar un nor de praf, ramasite care au fost detectate de Spitzer Space Telescope al NASA. Descoperirea ofera prima dovada observationala a faptului ca unele comete ar putea trai mai mult de cat sorii lor. Oamenii de stiinta cred ca G29-38 a murit devenind o pitica alba acum 500 milioane de ani, inghitindu-si planetele interioare. Cometele, totusi, orbitand mult in afara zonei interioare, pot supravietui. Praful identificat de Spitzer, a fost creat atunci cand o cometa a fost prinsa in zona interioara a sistemului, si a fost pur si simplu pulverizata de fortele gravitationale imense.

Imagine : NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

Perechea catapulta


Un alt sistem binar cu comportament ciudat, numit AE Aquarii, este compus dintr-o stea normala si o pitica alba. Mult mai mica si mai densa, pitica alba pare ca absoarbe materie din companioana sa mai mare. In timp ce acest lucru, in mod normal, ar determina pitica alba sa acumuleze masa, i acest caz pare sa arunce cu putere materia in loc s-o acumuleze. Astronomii considera ca, datorita vitezei mari de rotatie si a unui camp electromagnetic foarte puternic, sunt elementele ce stau in spatele acestui comportament ciudat, determinand steau sa arunce un flux de materie care emite un spectru larg de radiatie, vizibila chiar daca este aflata la 330 ani-lumina, in celalalt capat al galaxiei.

Credit: Casey Reed

Tanara Pitica Alba

Stralucitoarea stea albastra care adomina aceasta fotografie nu este o pitica alba,dar punctul acela mult mai salb in intensitate din  partea stanga jos cu sigurana este. Cele doua stele sunt numite Sirius A si respectiv Sirius B si formeaza un sistem binar. Sirius B, este cea mai apropiata pitica alba de Pamant, la aproape 8.6 ani-lumina, ea prezinta o irezistibila oportunitate pentru crecetare, cat timp astronomii pot separa lumina ei de ce a companioanei sale mult mai stralucitoare. Sirius B este mai mica de cat Pamantul, dar avand o masa de multe ori mai mare, care-i confera un camp gravitational 350,000 de ori mai puternic de cat cel al planetei noastre. Daca o persoana de 70 kilograme ar sta pe Sirius B ar cantari 158 milioane Kg.

Imagine: NASA, ESA, H. Bond (STScI) and M. Barstow (University of Leicester)

Dansand in eternitate

Imagine: : NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Observatorul in spectrul X-Ray Chandra)

In imagine vedem doua stele Pitice Albe in sistemul binar J0806, care se invart una un jurul celeilalte, intr-o spirala fara sfarsit. Cele doua Pitice Albe orbiteaza una in jurul celeilalte la fiecare 321 secunde, si astronomii considera ca viteza cu care orbiteaza este in crestere, insemnand ca sunt destinate sa se ciocneasca, contopindu-se intr-o masa mai mare. Sistemul acesta dens se afla la o distanta de 1600 ani lumina , astro fizicienii considera ca in urma impactului s-ar crea valuri de unde gravitationale, sau distorsiuni in cubura spatio-temporala, prezise de teoria relativitatii generalizate a lui Einstein.

 

credit: Clara Moskowitz

Cernobyl – Fukushima – cine mai urmeaza ?

Astazi 26 aprilie se implinesc 25 de ani de la dezastrul de la Cernobyl, si foarte putine zile de la cel de la Fukushima, si inca nu am intels de ce trebuie sa folosim o tehnologie atat de periculoasa, oare cati oameni trebuie sa mai moara, ca sa realizam, ca energia atomului are un pret foarte ridicat. Se plateste cu vieti, multe vieti umane, dar asta nu este tot, impactul asupra mediului, este de ne conceput. Dintre toate sursele de energie, de ce trebuie sa le alegem doar pe cele care sunt si cele mai periculoase? Trebuie sa gasim o noua sursa de energie, si asta foarte repede, – Daca ne gandim ce a putut sa faca un reactor la Cernobyl, – imagineaza-ti ce se poate intampla daca din anumite cauze, care nu tin de nimeni si de nimic de pe pamant, s-ar intrerupe alimentarea cu energie electrica a sistemelor de racire la reactoarele din intreaga lume, si crede-ma ca nu sunt putine. Stiu ca o sa spui: ce se poate intampla ?, Ce ar putea oare sa opreasca alimentarea cu energie a intregii planete?, si pe buna dreptate, dar daca, sa presupunem prin absurd ca se poate intampla, ce vom face ? Unde sa mai fugim atunci?
Avem o singura planeta, care este casa noastra, si fata de care avem o datorie sfanta, de a o conserva pentru generatiile viitoare, pentru  copii si nepotii nostri. Stii, cele mai bune lucruri sunt gratuite, asa ar trebuie sa ramana, asa ar trebui sa fie si cu energia, de ce trebuie sa existe un furnizor mare, de ce sa nu ne producem fiecare energia necesara, se poate, si este mai fiabil, mai ieftin, si fara sa aiba un impcat asupra mediului. NU am sa spun acum care sunt posibilitatile la care m-am gandit, o sa te las pe tine, cititorule, sa te gandesti ce ai faca daca de maine nu ar mai curge curent electric pe firele bine cunoscute. Te lasa sa te gandesti, pentru ca eu am deja nu una, ci mai multe solutii, dar pana atunci vreau sa ne gandim fiecare, le ceea ce facem si cum facem cu energia electrica, pentru ca pentru a o produce se folosesc tehnologii periculoase, si daunatoare vietii. Sper ca, copii nepotilor mei, sa mai poate sti cum arata cerul albastru, si iarba verde de acasa …

Monstrii spatiului: gaurile negre, gaurile de vierme si quasarii

Gaurile negre

Potrivit teoriei relativitatii generale a lui Einstein, o gaura neagra este o regiune din spatiu, unde campul gravitational este atat de puternic incat nimic nu poate scapa dupa ce a trecut de aceasta suprafata orizontul evenimentului. Nici macar lumina nu poate scapa dintr-o gaura neagra, asa incat interiorul unei gauri negre nu este vizibil. De aici ii provine si numele.

 

La suprafata limita, gravitatia este foarte mare, astfel incat nici o raza de lumina nu are energie suficienta pentru a patrunde afara. Viteza de scapare gravitationala este la suprafata limita, egala cu viteza luminii, asa incat raza suprafetei limita este egala cu raza traiectoriei circulare, numita si raza Schwarzschild.
In unele comunitati stiintifice se crede ca se poate demonstra faptul ca o gaura neagra este un obiect bidimensional intr-un spatiu tridimensional. Ei spun ca acest lucru ar putea indica solutia pentru „paradoxul informatiei pierdute” si faptul ca traim intr-o lume holografica. Desi interiorul este invizibil, o gaura neagra isi poate arata prezenta prin interactia cu materia care orbiteaza la orizontul ei. De exemplu, o gaura neagra poate fi descoperita prin urmarirea grupurilor de stele care o orbiteaza. O a doua solutie pentru a confirma prezenta unei gauri negre, este de a observa gazul din apropierea unei stele ce este tras in ea in forma de spirala, incalzindu-se pana la temperaturi foarte mari si emitand cantitati imense de radiatie ce pot fi detectate.
Aceste observatii ne-au aratat cat de uimitor este Universul si cat de putine lucruri stim despre el. Ideea unui obiect cu o gravitatie foarte mare ce poate absorbi chiar si lumina a fost propusa in 1783 de John Michell, un astronom amator britanic. In 1795, Pierre-Simon Laplace, un fizician francez a ajuns la aceeasi concluzie. Gaurile negre, asa cum sunt intelese, sunt descrise de teoria generala a relativitatii. Aceasta teorie arata ca atunci cand un obiect cu o masa suficienta este prezent intr-un spatiu foarte mic, poate atrage materia inconjuratoare inauntru.
O gaura neagra poate ingloba extrem de multa materie, in ciuda dimensiunilor ei nu tocmai mari, deoarece ea comprima materia. Materia nu intra cu o traiectorie dreapta, ci rotindu-se in forma de spirala, apropiindu-se din ce in ce mai mult de gaura.
Exista si gauri negre supermasive, adevarati monstrii spatiali. O astfel de gaura neagra este de milioane de ori mai mare decat una obisnuita si poate captura de miliarde de ori mai multa materie decat contine Soarele nostru. Acesti „monstri” pot absorbi galaxii intregi. Din observatiile facute de astronomi s-a descoperit ca majoritatea galaxiilor de mari proportii, precum si galaxia noastra, Calea Lactee, au in centrul lor o gaura neagra supermasiva.
Stephen Hawking demonstreaza ca, odata formata o gaura neagra, ea incepe sa piarda din masa radiand energie, numita radiatie Hawking, prin urmare, ar avea o existenta finita.

Formarea unei gauri negre

Atunci cand o stea de aproximativ de 20 de ori mai mare ca Soarele isi epuizeaza „combustibilul” intra in colaps nemaiputand sa sustina toate reactiile ce au loc in interiorul ei. Ea explodeaza rezultand o supernova, insa miezul stelei ramane compact iar colapsul continua. Particulele miezului se zdrobesc una de alta din cauza propriei gravitatii pana cand tot ce ramane este o gaura neagra.
Se cunoaste faptul ca masa distorsioneaza spatiul. In locul unde se afla Pamantul, spatiul nu mai este plan ci se produce o adancitura. O gaura neagra produce o adancitura extrem de mare in spatiu, si da impresia de gaura.
In interiorul unei gauri negre, in ciuda numelui, se presupune ca este extrem de luminos deoarece lumina este si ea prinsa in gaura neagra. Materia absorbita este si ea acolo, fiind presupusa la diverse efecte fizice. In centrul unei gauri negre este unul dintre cele mai misterioase fenomene fizice: singularitatea.
Singularitatea este un punct de volum ce tinde spre zero dar care contine o masa ce tinde spre infinit. In cazul unei gauri negre, singularitatea este masa unei intregi stele de minim 20 de ori mai mare ca Soarele nostru, concentrata intr-un punct al spatiului. Aceasta singularitate are o forta gravitationala colosala, dand forta de atractie a unei gauri negre.

Gauri de vierme

Gaurile de vierme sunt constructii topologice, care „leaga” zone indepartate ale universului printr-o „scurtatura”. Sfarsitul unei gauri de vierme ii apare unui observator drept un glob care ii arata mediul care inconjoara celalalt capat. Desi un calator care se deplaseaza printr-o gaura de vierme nu poate depasi viteza luminii, totusi, relativ la punctele de plecare, respectiv de sosire, a avut loc o calatorie la viteza superioara celei a luminii. Deoarece calatorul s-a deplasat dintr-un loc in altul, fara a exista in punctele intermediare dintre ele, calatoria satisface definitia de teleportare.
Numele provine de la analogia cu un vierme care, in loc sa se deplaseze pe suprafata marului, se deplaseaza pe scurtatura, prin mar. Gaurile de vierme sunt solutii teoretice pentru ecuatii ale teoriei generale a relativitatii, care descrie spatiul si timpul. Au fost descrise pentru prima data in 1935 de catre Albert Einstein si Nathan Rosen, initial fiind numite Poduri Einstein-Rosen.
Spatiu-timpul poate fi vazut ca o suprafata cu doua dimensiuni, iar cand este pliata, poate fi creat un „pod” intre cele doua.
Gaurile de vierme nu au fost observate si deocamdata, exista doar in solutiile teoriei relativitatii generale.
O gaura de vierme leaga doua locatii distante din univers, creeaza o scurtatura prin spatiu-timp, si permite calatoria cu o viteza la fel de mare ca cea a luminii. Prin astfel de gauri de vierme – daca se va descoperi existenta lor – se poate calatori intr-un alt univers paralel. O gaura de vierme ce leaga doua universe este numita adesea gaura de vierme Schwarzschild. Existenta unor astfel de gauri ne-ar putea indeplini visul de a calatori in timp. In acest caz, este o scurtatura dintr-un punct in spatiu si timp, catre un altul. In teoria corzilor, o gaura de virme leaga doua corzi.
O scurtatura in spatiu-timp ar putea facilita in viitor calatoriile interstelare, permitand omului sa ajunga in cele mai indepartate locuri din Univers.

Quasarii

imaginea: Observatorul Chandra

Quasarii sunt alti monstrii ai spatiului, obiecte cosmice foarte indepartate.
Quasarii au un nucleu galactic puternic activ, ce emite cantitati enorme de energie. Au fost identificati initial ca surse cvasi-punctiforme de radiatie electromagnetica – unde radio si lumina vizibila – asemanatoare prin aceasta stelelor.
Natura acestor obiecte a fost initial controversata, ramanand astfel pana in anii 1980. Astazi exista un consens stiintific in acest sens: un quasar este o regiune compacta cu raza de 10 pana la 10.000 de ori raza Schwarzschild a gaurii negre supermasive din galaxie, alimentata prin discul de crestere.
S-au descoperit peste 200.000 de quasari pana acum. Cel mai apropiat se afla la o distanta de 240 megaparseci (aproximativ 780 milioane de ani lumina), iar cel mai indepartat, numit CFHQS J2329-0301, cu un decalaj spectral de 6,3, se afla la aproximativ 13 miliarde de ani lumina. Daca se ia in considerare ca Universul s-a nascut in urma cu aproximativ 13,7 miliarde de ani, inseamna ca lumina acestui ultim quasar a fost emisa cand Universul avea mai putin de 1 miliard de ani. Acest quasar a fost descoperit de o echipa franco-canadiana, si au estimat ca masa totala a gaurii negre din centrul sau atinge aproximativ 500 de milioane de mase solare.
Cel mai luminos quasar observat, numit 3C 273 (mai sus in imagine) se afla in constelatia Virgo. Are o magnitudine absoluta de circa 12,9, insa o magnitudine relativa de -26,7. Acest lucru inseamna ca daca acest obiect celest ar fi la o distanta de aproximativ 33 de ani lumina de Pamant, ar lumina la fel de intens precum Soarele.
Energia emisa de quasari este imensa, si s-ar putea datora existentei unei gauri negre supermasive in centrul galaxiei. In jurul gaurii negre exista un disc de materie, ce cade pe gaura neagra.
Quasarii sunt cele mai luminoase obiecte descoperite in universul nostru degajand cantitati uimitoare de energie. Gaurile negre sunt alte obiecte la limita intelegerii umane si pline de mister, iar gaurile de vierme, daca existenta lor va fi confirmata, ar putea fi adevarate porti catre alte „lumi”, asa numite scurtaturi in mediul spatiu-temporal. Existenta, identificarea si in final folosirea lor ca punti de trecere spre alte dimensiuni ar fi un salt urias pentru omenire.
sursa: Descopera.org