Astronomija

Kaip mokslininkai įvertino netoli Žemės esančių supernovų skaičių per pastaruosius 11 milijonų metų?

Kaip mokslininkai įvertino netoli Žemės esančių supernovų skaičių per pastaruosius 11 milijonų metų?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pagal šį straipsnį vikipedijoje,

Apskaičiuota20viduje įvyko supernovos sprogimai300Žemės kompiuterio per pastarąjį11milijoną metų.

Kaip mokslininkai tai nustatė20beveik Žemės supernovos buvo300pc per paskutinioji11milijoną metų? Jei tai buvo empiriškai pastebėta, tai iš kur mes žinome, kad nėra daugiau supernovų, kurių nematėme? Jei šis įvertinimas gaunamas pagal kurį nors modelį, tai koks yra modelis ir kodėl mes pasitikime šiuo modeliu - ar buvo pakankamai stebėtų supernovų, kad pasitikėtume šio modelio tikslumu?

Čia cituojamas aukščiau cituojamo teiginio šaltinis. Peržiūrėjau straipsnio įžangos ir išvados skyrių. Man atrodo, kad šio straipsnio autoriai naudoja šį radioaktyviųjų elementų geologinį įrašą, kad nustatytų šį „stebuklingą“ skaičių20. Mano supratimu, jei kas žino pradinę / galutinę radioaktyviojo izotopo koncentraciją, minėto izotopo skilimo greitį ir laiko intervalą, į kurį reikia atsižvelgti, galima išskaityti galutinę / pradinę koncentraciją. Naudojant šią logiką, kaip pradinė koncentracija buvo susieta tik su supernova (priešingai nei apie dalykų derinį)? Aš linkęs manyti, kad nėra jokio kito mechanizmo, galinčio pagaminti šiuos izotopus per šiuos laikotarpius, bet net jei taip yra, kodėl? Nežinau, ar tai teisinga, ir norėčiau sužinoti daugiau apie šią temą. Jei aš padvigubinsiu laiko intervalą nuo11milijoną metų22milijonas metų, ar apskaičiuotas artimų Žemės supernovų skaičius taip pat padidėtų proporcingai (galbūt dvigubai20 --> 40arba koeficientu2 * r ^ 2darant prielaidą, kad sferinis pasiskirstymas), ar „viduje“300 vnt"metrinis pakeisti šį skaičių dėl visatos pagreičio išsiplėtimo?


Masiniai supernovos sprogimai apipylė Žemę radioaktyviomis šiukšlėmis

Tarptautinė mokslininkų komanda pranešė, kad prieš keletą milijonų metų masyvi supernovos sprogimai apipylė Žemę radioaktyviomis šiukšlėmis. Astronomijos pasaulyje šie mega sprogimai įvyko netoliese & # 8211, bet nebuvo pakankamai arti, kad padarytų didelę žalą.

Radioaktyvios nuolaužos mūsų planetoje krito maždaug per 1,5 milijono metų, o tai rodo, kad buvo supernovų serija (daugiskaitos „supernova“ yra arba „supernovos“, arba „supernovos“).

Australijos nacionaliniame universitete dirbantis daktaras Antonas Wallneris su kolegomis iš Austrijos, Izraelio, Japonijos ir Vokietijos teigė radę radioaktyvųjį geležį-60 (60 Fe) nuosėdų ir plutos mėginiuose, paimtuose iš Atlanto, Ramiojo ir Indijos vandenynų.

Dr. Wallneris ir jo kolegos apie savo naujausią tyrimą ir išvadas rašė prestižiniame žurnale Gamta (citata žemiau).

Menininko įspūdis apie didžiulę supernovą. (Vaizdas: anu.edu.au. Autorius: Gregas Stewartas, SLAC nacionalinė greitintuvo laboratorija)

Astronomiškai kalbant, geležis-60 yra gana nauja - koncentruota laikotarpiu nuo 3,2 iki 1,7 milijono metų.

Nemažai vienas po kito įvykusių supernovos sprogimų

ANU Fizikos ir inžinerijos mokslinių tyrimų mokyklos branduolio fizikas dr. Wallneris sakė:

„Mes buvome labai nustebinti, kad šiukšlės buvo aiškiai išplitusios per 1,5 milijono metų. Tai rodo, kad buvo viena po kitos supernovų “.

„Tai įdomus sutapimas, kurį jie atitinka, kai Žemė atvėsta ir persikėlė iš plioceno į pleistoceno periodą.“

Tyrėjai taip pat atrado geležies-60 įrodymus iš ankstesnės supernovos maždaug prieš aštuonis milijonus metų. Šis radioaktyviųjų medžiagų išsibarstymas sutapo su visuotiniu faunos pokyčiais vėlyvojo mioceno metu.

Remiantis kai kuriomis teorijomis, kosminiai supernovų spinduliai gali padidinti debesuotumą.

Klaidingas spalvotas Cassiopeia vaizdas Supernovos liekana. (Vaizdas: anu.edu.au. Kreditas: NASA / JPL-Caltech)

Kas yra supernova?

Pasak NASA: „Supernova yra žvaigždės sprogimas. Tai didžiausias sprogimas, įvykstantis kosmose “.

Supernova atsiranda, kai pasikeičia žvaigždės centras (šerdis). Pokyčiai gali įvykti dviem skirtingais būdais - abu sukelia supernovą:

1. Dvejetainėje žvaigždžių sistemoje. Dvejetainės žvaigždės yra dvi žvaigždės, skriejančios aplink tą patį tašką. Viena iš žvaigždžių, baltas nykštukas, pavagia materiją iš savo palydovo žvaigždės. Galų gale šis baltasis nykštukas susikaupia per daug medžiagos, todėl jis sprogsta supernovoje.

2. Ši supernova įvyksta vienos žvaigždės gyvenimo pabaigoje. Kai baigiasi žvaigždės branduolinis kuras, dalis jo masės patenka į jos šerdį. Galų gale šerdis tampa tokia tanki (sunki), kad subyra į savo gravitacinę jėgą. Šerdis sugriūva, todėl įvyko milžiniškas sprogimas, t. Y. Supernova.

Mūsų Saulė yra viena žvaigždė. Tačiau joje nėra pakankamai masės, kad kada nors taptum supernova.

Supernovos 300 šviesmečių nuo Žemės

Šiame naujausiame tyrime mokslininkai padarė išvadą, kad supernovos, į Žemę atnešusios radioaktyvias šiukšles, įvyko mažiau nei 300 šviesmečių nuo čia, o tai yra pakankamai arti, kad būtų galima pamatyti dieną, ir yra palyginama su mūsų Mėnulio ryškumu.

Dr. Antonas Wallneris iš „ANU Heavy Ion Accelerator“ - aukšto įtaiso, kuris įkrovusius atomus pagreitina iki 10% šviesos greičio. Tada šias greičio viršijimo & # 8216bullets & # 8217 galima naudoti daugybei skirtingų tyrimų, įskaitant kai kuriuos didelės galios medžiagų mokslus. (Vaizdas: anu.edu.au. Kreditas: Stuart Hay, ANU)

Nors mūsų planeta būtų patyrusi padidintą kosminių spindulių bombardavimą, spinduliuotės nebūtų buvę pakankamai, kad būtų padaryta tiesioginė biologinė žala ar masinis išnykimas.

Supernovos sprogimai sukuria kelis sunkiuosius elementus ir radioaktyviuosius izotopus, kurie patenka į kosminę aplinką.

Geležis-60 yra vienas iš šių izotopų - jo pusinės eliminacijos laikas yra 2,6 milijono metų, skirtingai nei stabilus pusbrolis geležis-56.

Visi geležies-60, atsiradę prieš mūsų planetos formavimąsi daugiau nei prieš keturis milijardus metų, jau seniai išnyko.

Žemėje nusėdę geležies-60 atomai tai darė nedideliais kiekiais. Norint nustatyti tarpžvaigždinius geležies atomus, mokslininkams reikėjo itin jautrių metodų.

Kalbėdamas apie geležį-60 iš kosmoso, dr. Wallneris sakė:

„Geležies-60 iš kosmoso yra milijoną milijardų kartų mažiau nei geležies, kuri natūraliai egzistuoja Žemėje“.

„Iron-60“ aptiktas prieš dešimt metų

Iš pradžių daktarą Wallnerį suintrigavo pirmieji Ramiojo vandenyno dugno mėginiuose aptikti geležies-60 užuominos, kurias prieš dešimt metų atrado grupė Miuncheno technikos universitete (Miuncheno TU).

Jis subūrė tarptautinę mokslininkų komandą, ieškančią tarpžvaigždinių dulkių iš 120 vandenyno dugno mėginių, apimančių paskutinius 11 milijonų metų.

Pirmiausia jie turėjo išgauti visą geležį iš vandenyno šerdžių. Šią daug laiko reikalaujančią užduotį atliko dvi grupės - viena iš Tokijo universiteto, kita - iš Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) Vokietijoje.

Tada mokslininkai, naudodami ANU sunkiojo jonų greitintuvą, atskyrė mažus tarpžvaigždinio geležies-60 pėdsakus nuo kitų žemės izotopų ir nustatė, kad tai pasitaiko visoje Žemėje.

Jie nustatė šerdžių amžių pagal kitų radioaktyviųjų izotopų - aliuminio-26 ir berilio-10 - irimą, naudodami AMS (greitintuvo masių spektrometrijos) įrenginius Vokietijoje, Japonijoje ir Austrijoje.

Pagal datą iškritimas įvyko per du laikotarpius - nuo 3,2 iki 1,7 milijono metų ir prieš aštuonis milijonus metų. TU Miuncheno rezultatai sutinka su šiomis išvadomis.

Berlyno technikos universiteto mokslininkai atskirame tyrime pasiūlė, kad senstanti žvaigždžių sankaupa, kuri nuo to laiko nutolusi nuo Žemės, yra galimas supernovų šaltinis. Šiame klasteryje nebeliko didelių žvaigždžių - jos visos sprogo kaip supernovos, išmesdamos radioaktyvių šiukšlių bangas.

Citata: Naujausi netoli Žemės esančios supernovos, ištiriamos visuotinio tarpžvaigždinio radioaktyvaus 60Fe nusėdimo metu, & # 8221 A. Wallner, LK Fifield, R. Golser, P. Steier, T. Yamagata, J. Feige, N. Kinoshita, M. Paul, M. Honda, U. Linnemann, H. Matsuzaki, S. Merchel, G. Rugel , „SG Tims“ ir „SR Winkler“. Gamta 532, 69–72. 2016 m. Balandžio 6 d. DOI: 10.1038 / nature17196.

Vaizdo įrašas ir # 8211 Žemė apipilta radioaktyviomis supernovų šiukšlėmis

Mūsų planeta išgyveno keletą artimų skambučių su supernovomis. Nauji tyrimai rodo tvirtus įrodymus, kad per pastaruosius dešimt milijonų metų Žemė bent du kartus buvo subombarduota sprogimų supernovomis šiukšlėmis. Laimei, jie buvo per toli, kad padarytų didelę žalą.


Tyrimai padidina atstumą, kuriuo supernova sukeltų masinį išnykimą Žemėje

Kreditas: NASA

2016 m. Mokslininkai paskelbė „slam dunk“ įrodymus, paremtus senovės jūros dugno geležies-60 izotopais, kad supernovos pasiglemžė Žemę - viena iš jų maždaug prieš 2,6 milijono metų. Kanzaso universiteto mokslininkas, fizikos ir astronomijos profesorius Adrianas Melottas šias išvadas palaikė Gamta su susijusiu laišku, pavadinimu „Supernovos kaimynystėje“.

Nuo šių išvadų Melottas tęsė supernovų poveikio Žemės biologijai tyrimą. Naujų tyrimų metu pasirodys Astrofizikos žurnalas, KU tyrinėtojas ir jo kolegos teigia, kad apytiksliai manoma, kad maždaug prieš 2,6 milijono metų įvykusios supernovos atstumas turėtų būti sumažintas perpus.

„Dabar yra dar daugiau tos supernovos įrodymų“, - sakė jis. "Laiko įvertinimai vis dar nėra tikslūs, tačiau pasikeitė dalykas, dėl kurio mes parašėme šį dokumentą, yra atstumas. Mes atlikome šį skaičiavimą, nes kiti žmonės atliko darbą, kuris padarė patikslintą atstumo įvertinimą, kuris sumažino atstumą per pusę. Bet dabar , mūsų atstumo įvertinimas panašesnis į 150 šviesmečių ".

Tokiame diapazone sprogusi supernova greičiausiai nepaliestų masinio išnykimo Žemėje, sakė Melottas.

„Žmonės 2003 m. Dokumente įvertino supernovos„ nužudymo zoną “, ir jie pasiekė maždaug 25 šviesmečius nuo Žemės“, - sakė jis. "Dabar mes manome, kad galbūt jis yra šiek tiek didesnis. Jie paliko kai kuriuos efektus arba neturėjo gerų skaičių, todėl dabar manome, kad tai gali būti šiek tiek didesnis atstumas. Mes tiksliai nežinome, ir, žinoma, to nebūtų" Tai nebus sunkus atstumas. Tai būtų laipsniškas pokytis. Tačiau mes manome, kad kažkas panašaus į 40 ar 50 šviesmečių. Taigi, įvykis, įvykęs 150 šviesmečių, turėtų turėti tam tikrą poveikį, bet ne pradėti masinį išnykimą ".

Be atstumo, tarpžvaigždinės sąlygos supernovos metu turėtų įtakos jos mirtingumui biologijai Žemėje.

„Kosminiai spinduliai mėgsta keliauti magnetinio lauko linijomis“, - sakė Melottas. "Jie nemėgsta kirsti magnetinio lauko linijų, nes patiria jėgų neleisti jiems to daryti. Jei yra magnetinis laukas, mes nežinome jo orientacijos, todėl jis gali sukurti kosminio spindulio greitkelį arba galėtų juos užblokuoti. Pagrindinis įdomus atvejis nebuvo greitkelis. Jame buvo daroma prielaida, kad didžiąją dalį magnetinio lauko išpūtė supernovų serija, iš kurios susidarė Vietinis burbulas, o mes ir naujausios supernovos buvome viduje. silpnas, netvarkingas magnetinis laukas. Geriausia analogija, kurią galiu sugalvoti, labiau panaši į važiavimą bekele “.

Tokiu atveju autoriai mano, kad kosminiai spinduliai iš supernovos 150 šviesmečių būtų prasiskverbę į žemutinę Žemės atmosferą.

„Tai yra daug stipresnis dalykas“, - sakė jis. "Kosminiai supernovos spinduliai patektų į žemutinę atmosferą - tai turėtų įtakos troposferai. Iš 45–10 mylių aukščio skverbiasi įvairiausios elementariosios dalelės, ir daugelis miuonų patenka į žemę. melionai yra didesni - tai nėra pribloškiantis, bet įsivaizduokite, kad kiekvienas organizmas Žemėje gauna kelis KT tyrimus per metus. KT tyrimai kelia tam tikrą pavojų. Gydytojas nerekomenduotų atlikti KT, nebent to jums tikrai reikia. "

Melottas sakė, kad vėžys ir mutacijos bus akivaizdžiausios supernovos kosminių spindulių pasekmės Žemės biologijai. Su bendraautoriais - B.C. Thomasas iš Washburno universiteto (2005 m. KU fizikos doktorantas ir neseniai laimėjęs A. Roy Myerso mokslinių tyrimų premijos laureatą), M. Kachelrieß iš Institutt for fysikk Norvegijoje, D.V. Semikozas iš „Observatoire de Paris“, „Sorbonne Paris Cite“ Prancūzijoje ir Nacionalinio mokslinių tyrimų branduolinio universiteto Maskvoje ir „AC Overholt“ (2013 m. KU fizikos doktorantas) MidAmerica Nazarene universitete - Melottas pažvelgė į iškastinius išteklius Afrikoje, geografiškai stabiliausiame žemyne. žemėje pleistoceno metu, kai greičiausiai atsirado supernova.

„Masinio išnykimo nėra, tačiau tuo metu vyksta tam tikras išnykimas ir rūšių kaita“, - sakė jis. "Tai nėra pakankamai rimta, kad galėtume tai vadinti masiniu išnykimu. Galimas tam tikras poveikis, susijęs su supernova. Tai sunkiau pasakyti, nes yra daugybė konkuruojančių padarinių. Net Afrikoje turite klimato pokyčių ir nežinote, ar klimato kaita sukelia matomus padarinius arba jei supernova turi ką nors bendro su klimato kaita “.

Be kosminių spindulių, komanda nustatė, kad supernova maždaug mėnesį būtų danguje nušvitusi mėlyną šviesą.

„Įrodyta, kad tai gana blogas dalykas beveik visiems gyviems organizmams“, - sakė Melottas. "Tai išmeta miegą ir sujaukia jūsų melatonino gamybą. Aš niekada nenorėčiau, kad mano miegamajame būtų mėlynas LED žadintuvas. Įrodyta, kad mėlyni LED gatvių žibintai daro blogą poveikį gyvūnams ir sukelia elgesio pokyčius. Tačiau šis poveikis tik paskutinis maždaug mėnuo. Manau, kad fosilijos įraše niekada nematysite įrodymų.

Anot KU mokslininko, atmosferos jonizacija būtų buvusi rimtesnis supernovos poveikis.

„Atmosferos jonizacija gali padėti pradėti žaibą“, - sakė Melottas. "Kai nusileidžia kosminis spindulys, jis praeina kelią per atmosferą, kur išmuša elektronus iš atomų, ir tai suteikia kelią žaibui pradėti. Mes tikėtume, kad debesys-žemė padidės. žaibas. Tai būtų naudinga vieniems organizmams, o kitiems - blogai. Žaibas yra svarbiausia gaisrų, išskyrus žmones, priežastis. Taigi, mes tikėtumėmės daug daugiau gaisrų ir tai galėtų pakeisti įvairių regionų ekologiją, pvz. medžių dangos praradimas šiaurės rytų Afrikoje, kuris netgi gali būti susijęs su žmogaus evoliucija. Didžiosios lygumos pastaruoju metu daugiausia buvo padengtos žolėmis nuo krūvos gaisrų. Didelis žaibo padidėjimas taip pat reikštų didelį nitratų padidėjimą. iš lietaus ir tai veiktų kaip trąša “.

Iš tikrųjų Melottas sakė, kad prieš 2,6 milijono metų Afrikoje prarado medžių dangą ir padaugėjo pievų, galbūt dėl ​​žaibo sukeltų gaisrų.

„Mes manome, kad įmanoma, kad kosminiai spinduliai galėjo turėti ką nors bendro su tuo“, - sakė jis.

Melottas pridūrė, kad dažnai žmonės klausia, ar jie turėtų bijoti supernovos, kuri šiandien sprogsta netoli Žemės.

„Aš jiems sakau, kad jie turėtų jaudintis dėl globalinio atšilimo ir branduolinio karo, o ne dėl šių dalykų“, - sakė jis. - Nėra nieko, kas būtų pakankamai arti, kad artimiausiu metu sukeltų tokio pobūdžio įvykius “.

Artimiausia potenciali supernova yra Betelgeuse, maždaug už 600 šviesmečių, pasak Melotto.

„Tai daug toliau nei šis, apie kurį mes kalbėjome“, - sakė jis. "Jis yra pakankamai arti, kad būtų įspūdingas ta prasme, kad būtų ryškus ir matytum dienos metu, tačiau nebūtų jokio kenksmingo poveikio".

Adrianas L. Melottas. Žvaigždžių astrofizika: Supernovos kaimynystėje, Gamta (2016). DOI: 10.1038 / 532040a


Netoliese įvykęs didžiulis žvaigždžių sprogimas prieš 30 milijonų metų prilygo 100 milijonų saulės detonacijai

Didžiulė žvaigždė, sprogusi prieš 30 milijonų metų, pastaraisiais metais buvo viena arčiausiai Žemės, kuriai atiteko supernova, sako astrofizikai iš Pietų metodistų universiteto Dalase. Jis buvo matomas kaip šviesos taškas nakties danguje. Šis „Supernova 2013ej“ vaizdas rodo žvaigždę prieš pat sprogimą. Autorius: Govinda Dhungana, SMU

Milžiniškos žvaigždės, prieš 30 milijonų metų susisprogdinusios netoli Žemės esančioje galaktikoje, prieš einant supernovos spindulys buvo 200 kartų didesnis už mūsų saulę, teigia Dalaso Pietų metodistų universiteto astrofizikai.

Staigus smūgis 10 000 kilometrų per sekundę greičiu iš žvaigždės išmetė medžiagą. Tai atitinka 36 milijonus kilometrų per valandą arba 22,4 milijonus mylių per valandą, sakė SMU fizikė Govinda Dhungana, pagrindinė naujos analizės autorė.

Išsami sprogusios žvaigždės šviesos kreivės ir spalvų spektro analizė atskleidė naujos informacijos apie supernovų egzistavimą ir staigų mirtį apskritai, kurios daugelis aspektų mokslininkus jau seniai glumino.

„Yra tiek daug savybių, kurias galime gauti iš ankstyvųjų duomenų“, - sakė Dhungana. "Tai buvo didžiulė didžiulė žvaigždė, deginanti didžiulį kurą. Kai ji galiausiai pasiekė tašką, jo šerdis negalėjo palaikyti gravitacinės traukos į vidų, staiga ji žlugo ir tada sprogo".

Didžiulis sprogimas pastaraisiais metais buvo vienas arčiausiai Žemės, matomas kaip šviesos taškas naktiniame danguje nuo 2013 m. Liepos 24 d., Sakė SMU fizikos profesorius Robertas Kehoe, vadovaujantis SMU astrofizikos komandai.

Netoli mūsų Paukščių Tako esančioje galaktikoje sprogimas, kurį astronomai vadino „Supernova 2013ej“, energijos išmetimu buvo lygus tuo pačiu metu 100 milijonų Žemės saulių detonacijai.

Žvaigždės žvaigždėje žvaigždė buvo viena iš milijardų spiralinėje M74 galaktikoje.

Laikoma artima supernovos standartams, SN 2013ej iš tikrųjų buvo taip toli, kad sprogimo šviesai pasiekti Žemę reikėjo 30 milijonų metų. Tuo atstumu net toks didelis sprogimas buvo matomas tik teleskopais.

Dhungana ir jo kolegos galėjo ištirti SN 2013ej, naudodamiesi retais išsamių duomenų rinkiniais iš septynių antžeminių teleskopų ir NASA „Swift“ palydovo. Duomenys apima laikotarpį nuo supernovos pasirodymo 2013 m. Liepos mėn. Iki daugiau nei 450 dienų.

Komanda išmatavo besikeičiančią supernovos temperatūrą, jos masę, spindulį, įvairių cheminių elementų gausą sprogime ir šiukšlėse bei atstumą nuo Žemės. Jie taip pat įvertino smūgio laiką, ryškų blyksnį nuo sprogimo smūgio bangos.

Pradinė žvaigždės masė buvo maždaug 15 kartų didesnė nei mūsų saulės, sakė Dhungana. Dešimtą dieną po sprogimo jo temperatūra buvo karšta 12 000 Kelvinų (maždaug 22 000 laipsnių pagal Celsijų), nuolat atvėsusi, kol po 50 dienų pasiekė 4500 Kelvinų. Saulės paviršius yra 5800 Kelvinų, tuo tarpu manoma, kad Žemės šerdis yra apie 6000 Kelvinų.

Nauji matavimai paskelbti internete čia, 2016 m. Gegužės mėn Astrofizikos žurnalas, „IIP tipo„ Supernova 2013j “plati spektroskopija ir fotometrija“.

Skleisti naują šviesą supernovoms, paslaptingiems mūsų visatos objektams

Supernovų būna visoje visatoje, tačiau jos nėra iki galo suprantamos. Mokslininkai tiesiogiai nestebi sprogimų, o užfiksuoja kylančios šviesos pokyčius, kai per kelias sekundes ir kelias dienas po sprogimo medžiaga iš sprogusios žvaigždės išmetama.

Tokie teleskopai, kaip SMU robotas ROTSE-IIIb teleskopas McDonald observatorijoje Teksase, stebi mūsų dangų ir ima šviesą kaip ryškėjančią šviesos tašką. Kiti, pavyzdžiui, „Hobby Eberly“ teleskopas, taip pat McDonald, stebi spektrą.

SN 2013ej yra trečioji M74 supernova per vos 10 metų. Tai gana dažnai, palyginti su mūsų Paukščių Taku, kuriame per pastaruosius 400 metų stebėta negausi viena supernova. NASA vertinimu, M74 galaktiką sudaro 100 milijardų žvaigždžių.

Didžiulė žvaigždė, sprogusi prieš 30 milijonų metų, pastaraisiais metais buvo viena arčiausiai Žemės, kuriai atiteko supernova, sako astrofizikai iš Pietų metodistų universiteto Dalase. Jis buvo matomas kaip šviesos taškas nakties danguje. Šiame „Supernova 2013ej“ atvaizde matyti žvaigždė, esanti didžiausio sprogimo metu. Autorius: Govinda Dhungana, SMU

M74 yra viena iš vos kelių dešimčių galaktikų, kurias astronomas Charlesas Messieris pirmą kartą sukatalogavo 1700-ųjų pabaigoje. Jis turi spiralinę struktūrą - taip pat ir Paukščių Tako akivaizdžią formą - rodo, kad ji vis dar formuojasi žvaigždėmis, o ne elipsės formos galaktika, kurioje naujos žvaigždės nebesudaro.

Gali būti, kad planetos skriejo aplink SN 2013ej pirminę žvaigždę, kol ji pateko į supernovą, tokiu atveju sprogimas būtų tuos objektus išnaikinęs, sakė Kehoe.

„Jei būtumėte šalia, iš anksto nežinotumėte, kad yra problema, nes paviršiuje nematote, kad šerdis įkaista ir griūva“, - sakė Kehoe. - Tada staiga jis sprogsta - ir tu paskrudini.

Atstumai iki netoliese esančių galaktikų padeda nustatyti kosminio atstumo kopėčias

Mokslininkai išlieka nežinomi, ar supernovos palieka juodąją skylę, ar neutroninę žvaigždę, pavyzdžiui, milžinišką miesto dydžio atominį branduolį.

„Šerdies griūtis ir tai, kaip ji sukelia sprogimą, yra ypač sudėtinga“, - sakė Kehoe. "Dalis SN 2013ej yra tokia įdomi, kad astronomai gali palyginti įvairius modelius, kad geriau suprastų, kas vyksta. Naudodamiesi dalimi šios informacijos mes taip pat galime apskaičiuoti atstumą iki šio objekto. Tai leidžia mums objekto tipas, su kuriuo galima tyrinėti didesnę visatą, o gal kada nors ir tamsiąją energiją “.

Pasak Vengrijos Konkoly observatorijos ir Segedo universiteto astrofiziko Jozsefo Vinko, buvęs 30 milijonų šviesmečių atstumu, SN 2013ej buvo palyginti netoliese esantis ekstragalaktinis įvykis.

"Atstumai iki netoliese esančių galaktikų vaidina svarbų vaidmenį nustatant vadinamąsias kosminio atstumo kopėčias, kur kiekvienas laiptelis yra žinomo atstumo galaktika."

Vinko pateikė svarbius duomenis iš Konkoly observatorijos ir Vengrijos Baja observatorijos teleskopų ir atliko SN 2013ej atstumo matavimo analizę.

„Netoliese esančios supernovos yra ypač svarbios“, - sakė Vinko. "Paradoksalu, bet atstumus iki artimiausių galaktikų mes žinome ne taip tiksliai, kaip iki tolimesnių. Šiuo konkrečiu atveju mes galėjome sujungti plačius SN 2013ej duomenų rinkinius su kitos supernovos, SN 2002ap, duomenų rinkiniais, kurie abu įvyko M74 , siekiant panaikinti iš tų duomenų gautą bendro atstumo neapibrėžtumą. "

Supernovos spektro analizė yra tarsi pagrindinio mėginio paėmimas

Nors žvaigždės yra statiški objektai, egzistuojantys neribotą laiką, iš tikrųjų jie pirmiausia yra degantis rutulys, kurį skatina elementų, įskaitant vandenilį ir helį, susiliejimas į sunkesnius elementus. Išmetę lengvesnius elementus, jie turi susitraukti šerdyje ir įkaisti, kad sudegtų sunkesni elementai. Laikui bėgant, jie sujungia įvairius periodinės lentelės cheminius elementus, eidami nuo lengviausio iki sunkiausio. Iš pradžių jie sulieja helį į anglį, azotą ir deguonį. Tada šie elementai skatina laipsniškai sunkesnių elementų, tokių kaip siera, argonas, chloras ir kalis, sintezę.

„Tyrimas supernovos spektro laikui bėgant yra tarsi pagrindinio mėginio paėmimas“, - sakė Kehoe. "Pavyzdžiui, mūsų kauluose esantis kalcis buvo išvirtas žvaigždėje. Žvaigždės branduolio sintezė visada kuria vis sunkesnius elementus. Visatos pradžioje buvo tik vandenilis ir helis. Kiti elementai buvo pagaminti žvaigždėse ir Paskutinis sukurtas produktas yra geležis, kuris yra toks sunkus elementas, kurio negalima deginti kaip kuro “.

Dhunganos atlikta SN 2013ej spektro analizė atskleidė daugelį elementų, įskaitant vandenilį, helį, kalcį, titaną, barį, natrį ir geležį.

"Kai mes turime tiek spektrų, kiek turime šios supernovos skirtingu metu, - pridūrė Kehoe, - mes galime žvelgti vis giliau į pradinę žvaigždę, tarsi į rentgeną ar CAT nuskaitymą."

SN 2013ej trumpalaikis egzistavimas buvo tik dešimtys milijonų metų

SN 2013ej spektro nuo ultravioletinių spindulių iki infraraudonųjų spindulių analizė rodo, kad sprogimo šviesa pasiekė Žemę 2013 m. Liepos 23 d. Tai atrado 2013 m. Liepos 25 d. Kalifornijos Licko observatorijos automatinio vaizdavimo teleskopas „Katzman“. Pažvelgus į SMU ROTSE-IIIb užfiksuotus vaizdus, ​​paaiškėjo, kad SMU robotas teleskopas supernovą aptiko keliomis valandomis anksčiau, sakė Dhungana.

„Šie stebėjimai galėjo parodyti greitai ryškėjančią supernovą, kuri prasidėjo vos prieš 20 valandų“, - sakė jis. "Supernovos, vadinamos" smūgio prasiveržimu ", pradžia atitinka momentą, kai vidinis sprogimas trenkiasi per išorinius žvaigždės sluoksnius."

Kaip ir daugelis kitų, SN 2013ej buvo II tipo supernova. Tai didžiulė žvaigždė, vis dar vykdanti branduolių sintezę. Lydant geležį, baigiasi kuras, todėl šerdis sugriūva. Per ketvirtį sekundės žvaigždė sprogsta.

Supernovose yra užrašyta mirtis ir gimimas

Masyvių žvaigždžių gyvenimo trukmė paprastai yra trumpesnė nei mažesnių.

„SN 2013ej tikriausiai gyveno dešimtis milijonų metų“, - sakė Kehoe. "Visatos laikais tai yra akies mirksnis. Tai visai nėra ilgaamžis, palyginti su mūsų saule, kuri gyvens milijardus metų. Nors šios žvaigždės yra didesnės ir turi daug daugiau degalų, jos ją degina tikrai greitai , todėl jie tiesiog tampa vis karštesni, kol jie tiesiog aplaužo ir sudegina “.

Didžiąją savo trumpo gyvenimo dalį SN 2013ej tikriausiai būtų deginęs vandenilį, kuris vėliau susiliejo su heliu, degė kelis šimtus tūkstančių metų, tada galbūt anglį ir deguonį keletą šimtų dienų, kalcį keletą mėnesių ir silicį keletą dienų. .

„Supernovose užrašyta mirtis ir gimimas“, - sakė Kehoe. "Jie sukuria ne tik tuos elementus, iš kurių esame pagaminti, bet ir smūgio bangą, kuri išeina iš sprogimo - iš čia kyla mūsų Saulės sistema".

Ištekanti medžiaga tarpžvaigždinėje erdvėje patenka į medžiagos debesis, todėl ji žlunga ir suformuoja Saulės sistemą.

„Supernovoje ir jos motininėje žvaigždėje pagaminti sunkieji elementai yra tie, kurie sudaro didžiąją dalį žemės planetų, tokių kaip Žemė, ir yra būtini gyvybei“, - sakė Kehoe.

Be fizikų SMU Fizikos katedroje, projekto tyrinėtojams taip pat priklausė mokslininkai iš Segedo universiteto, Segedo, Vengrijos, Teksaso universiteto, Ostino, Teksaso Konkoly observatorijos, Budapešto, Vengrijos ir Kalifornijos universiteto, Berkeley, Kalifornijoje.


Ką daryti, jei filtras yra prieš mus?

Šios galimybės daro prielaidą, kad Didysis filtras yra už mūsų - kad žmonija yra laiminga rūšis, kuri beveik visą kitą gyvenimą įveikė kliūtį. Tai gali būti ne tas atvejis, tačiau gyvenimas gali vystytis iki mūsų lygio visą laiką, tačiau jį sunaikins kokia nors nepažįstama katastrofa. Branduolinės energijos atradimas yra tikėtinas įvykis bet kuriai pažangiai visuomenei, tačiau jis taip pat gali sunaikinti tokią visuomenę. Planetos išteklių panaudojimas pažangiai civilizacijai sukurti taip pat sunaikina planetą: dabartinis klimato kaitos procesas yra pavyzdys. Arba tai gali būti kažkas nežinoma, didelė grėsmė, kurios nematome ir nematome, kol nevėlu.

Niūrus, prieštaringas Didžiojo filtro pasiūlymas yra tas, kad žmonijai būtų blogas ženklas rasti svetimą gyvenimą, ypač svetimą gyvenimą, kurio technologinė pažanga yra panaši į mūsų pačių. Jei mūsų galaktika iš tikrųjų tuščia ir negyva, labiau tikėtina, kad mes jau praėjome Didįjį filtrą. Galaktika gali būti tuščia, nes visa kita gyvybė neišlaikė kažkokio iššūkio, kurį žmonija įveikė.

Jei rasime kitą svetimą civilizaciją, bet ne įvairiausių svetimų civilizacijų knibždantį kosmosą, tai reiškia, kad prieš mus laukia Didysis filtras. Galaktika turėtų būti pilna gyvybės, tačiau ne vienas kitas gyvenimo atvejis rodo, kad daugelį kitų civilizacijų, kurios turėtų būti, sunaikino kokia nors katastrofa, kurios mums ir mūsų ateivių kolegoms dar neteko susidurti.

Laimei, mes neradome jokio gyvenimo. Nors tai gali būti vieniša, tai reiškia, kad žmonijos galimybės išgyventi ilgą laiką yra šiek tiek didesnės nei kitaip.


Padėkos

Šį darbą finansavo (1) Austrijos mokslo fondas (FWF), projekto numeris I428-N16 ir ESF „Eurogenesis“ programa (2), Australijos tyrimų taryba (ARC), projekto numeris DP14100136 ir (3) Japonijos draugija. Mokslo skatinimas (JSPS) KAKENHI stipendijos numeris 26800161. JF pripažįsta Vienos universiteto stipendiją (Abschlussstipendium). Dėkojame Antarkties jūrų geologijos tyrimų įrenginiui, Floridos valstijos universitete, JAV (C. Sjunneskog) už nuosėdų šerdžių tiekimą, P. DeDeckkeriui (ANU) už pagalbą atrenkant JOGMEC (Japonija) šerdis už plutos tiekimą ir P. Martínez Arbizu ir M. Türkay už mazgelių tiekimą. Stabilių izotopų matavimus atliko A. Ritter ir S. Gurlit (HZDR) bei V. Guillouat (CEREGE, Prancūzija). Mes vertiname M. Fröhlicho, S. Akhmadalievo, S. Paveticho, R. Ziegenrückerio ir P. Collono palaikymą. Dėkojame M. Lugaro ir A. Karakui už informaciją apie (super) besimptotines-milžiniškos šakos žvaigždes ir D. Bourlèsą apie pažinties metodus giliavandenėse nuosėdose. Dėkojame D. Schumannui už 60 Fe standartinės medžiagos tiekimą.


Kaip mokslininkai įvertino netoli Žemės esančių supernovų skaičių per pastaruosius 11 milijonų metų? - Astronomija

Publikuotas 2020.11.16 07:22:17 PST pateikė Raudonasis barsukas

NASA, ESA, J. Hesteris, A. Lollas (ASU)

Supernovai galėjo paveikti Žemės klimatą per pastaruosius 40 000 metų.

Medžio žiedo duomenys rodo, kad supernovos sukėlė radijo anglies šuolius.

Ar gali šalia esanti supernova sukelti civilizacijos žlugimą?

Dendrochronologija yra puošnus žodis, skirtas medžių žiedų datavimui, kai medžio amžių galima nustatyti pagal augimo žiedų skaičių per jo kamieną. Tačiau pažvelgus į medžio žiedus galima išmokti daug daugiau nei paprasčiausiai jo amžius.

Kaip ir pirštų atspaudai, medžių žiedai suteikia mokslininkams užuominų, koks buvo pasaulis, kai medis buvo gyvas. Ištyrę medžio žiedus, galime nustatyti, kada medis gyveno, klimato sąlygas, per kurias jis gyveno, ir galbūt tai, kas tuo metu vyko visatoje.

Naujame „International Journal of Astrobiology“ paskelbtame tyrime geomokslininkas Robertas Brakenridge'as iš Kolorado universiteto teigia, kad kelios supernovos galėjo palikti savo pėdsaką Žemės gyvenime per pastaruosius 40 000 metų. Peržiūrėdamas nesuskaičiuojamus medžių žiedų įrašus ir suderindamas juos su žinomais supernovos įvykiais, Brakenridge'as atrado, kad iš aštuonių pastarųjų supernovų, kuriuos jis tyrė, atrodė, kad kiekviena iš jų palieka pėdsaką ant medžių.

Nerimą kelianti dalis? Keturios iš tų supernovų galėjo gerokai sutrikdyti Žemės klimatą, todėl mokslininkai susimąstė, ką kitas supernovos įvykis gali reikšti civilizacijai.

Supernovos yra puikus sprogimas, kurį sukėlė didžiulių žvaigždžių mirtis. Jie yra patys masiškiausi ir energingiausi mokslui žinomi sprogimai, kartais šviečiantys ryškiau nei jungtinė jų galaktikų šviesa. Didžiulė tokio sprogimo metu išsiskirianti energija privertė mokslininkus sunerimti, kad šalia esanti supernova gali sunaikinti gyvybę Žemėje. Tačiau net ir tolimos supernovos gali kelti riziką sugadindamos apsauginį Žemės ozono sluoksnį, sakoma Brakenridge pranešime spaudai.

"Tai yra ekstremalūs įvykiai, ir jų galimas poveikis, atrodo, atitinka medžių žiedų rekordus", - sakė jis.

Brakenridge’s research relies on the scientific art of radiocarbon dating. When carbon atoms in Earth’s atmosphere get struck by cosmic rays from space, they can form a radioactive isotope called carbon-14, or radiocarbon. Some of those carbon isotopes get taken in by plants and animals, leaving a lasting fingerprint that scientists use to date their remains.

When dendrochronologists look at the amount of radiocarbon in tree rings, they expect a steady decline in the isotope as they look at older rings. To their surprise, scientists have discovered a number of cases where the concentration of radiocarbon in tree rings spike. Without any earthly explanations, scientists have looked toward the cosmos for answers.

Many scientists believe these spikes may be caused by solar activity. Violent solar flares can cause the ejection of plasmas and solar particles that bombard Earth’s upper atmosphere and may explain the spikes in radiocarbon. But a handful of scientists believe the answer lives farther out, beyond the comforts of our solar system.

“We’re seeing terrestrial events that are begging for an explanation,” Brakenridge said. “There are really only two possibilities: A solar flare or a supernova. I think the supernova hypothesis has been dismissed too quickly.”

To dig deeper, Brakenridge created a list of recorded supernovas that occurred near Earth over the last 40,000 years. When he compared these records to the carbon fingerprints left in tree rings, eight of the closest matching supernova events coincided with spikes in radiocarbon.

The last time scientists observed a supernova with the naked eye was in 1604, when Johannes Kepler described SN 1604 (Kepler’s Supernova) in De Stella Nova. And the earliest account of a supernova, some believe, is a stone carving in Burzaham, India. The artwork, estimated to be between 4,000 and 6,000 years old, depicts a hunting scene where two people hunt under a sky with two suggestively bright celestial objects. Some researchers think this may represent a supernova estimated to be as bright as the moon that occurred during the same time period.

Astronomers are able to record these past explosions by observing the colorful nebulas they leave behind and estimate when they occurred. However, this method of dating supernovas isn’t an exact science, and estimates can be off by as much as 1,500 years.

This goes to show that when looking at some historical records, scientists rarely can be certain. We may not know the real danger a nearby supernova poses to civilization until it happens. Let’s just hope that doesn’t take place for a very, very long time.


How scientists estimated the number of near-Earth supernovae over the last 11 million years? - Astronomija

ESO Astronomers Contribute towards Resolution of Cosmic Puzzle

Since the discovery of the expansion of the Universe by American astronomer Edwin Hubble in the 1920's, by measurement of galaxy velocities, astronomers have tried to learn how this expansion changes with time.

Until now, most scientists have been considering two possibilities: the expansion rate is slowing down and will ultimately either come to a halt - whereafter the Universe would start to contract, or it will continue to expand forever.

However, new studies by two independent research teams, based on observations of exploding stars ( supernovae ) by ESO astronomers [1] with astronomical telescopes at the La Silla Observatory as well as those of their colleagues at other institutions, appear to show that the expansion of the Universe is accelerating .

The results take the discovery of the cosmological expansion one step further and challenge recent models of the Universe. If the new measurements are indeed correct, they show that the elusive "cosmological constant" , as proposed by Albert Einstein , contributes significantly to the evolution of the Universe. The existence of a non-zero cosmological constant implies that a repulsive force, counter-acting gravity, currently dominates the universal expansion , and consequently leads to an ever-expanding Universe.

This new research is being named as the "Breakthrough of the Year" by the renowned US science journal Science in the December 18, 1998, issue. A Press Release is published by the journal on this occasion. "Fundamental Parameters" of the Universe

Three fundamental parameters govern all cosmological models based on the theory of General Relativity. They are

1. the current expansion rate as described by Hubble's constant , i.e. the proportionality factor between expansion velocity and distance

2. the average matter density in the Universe, and

3. the amount of "other energy" present in space.

From the measured values of these fundamental parameters, the age of the Universe and the geometry of space can be derived.

They have been the focus of a large number of astronomical programmes over the past decades. Many aspects of the currently preferred cosmological model, the Hot Big Bang , have been impressively confirmed by observations of the expansion of the Universe, the cosmic background radiation, and also the explanation of the synthesis of light elements.

Still, our knowledge about the dynamical state of the Universe, as well as the early formation of structures, i.e., of galaxies and stars, is far from complete - this remains a field of active research. Possibly, the simplest way to test our present assumptions in this direction is to measure accurate distances and compare them with the expected cosmic scale. This is where the recent results contribute to our understanding of the Universe. The key role of supernovae

The two research teams, both with participation from ESO [1], have concentrated on the study of rare stellar explosions, during which certain old stars undergo internal incineration. In this process, explosive nuclear fusion burns matter into the most stable atomic nucleus, iron, and releases a gigantic amount of energy.

[Preview - JPEG: 800 x 648 pix - 768k]

[High-Res - JPEG: 3000 x 2431 pix - 8.5Mb]

[Preview - JPEG: 800 x 649 pix - 784k]

[High-Res - JPEG: 3000 x 2432 pix - 8.4Mb]

These photos illustrate the follow-up observations on which the new results described in this Press Release are based. Sky fields with clusters of galaxies are monitored with the 4-m telescope at Cerro Tololo Interamerican Observatory (CTIO) in Chile and spectra are obtained of suddenly appearing star-like objects that may be supernovae. Confirmed Type Ia supernovae are then monitored by ESO telescopes at La Silla and at other observatories.

In PR Photo 50a/98 , a supernova at redshift z = 0.51 [2] (corresponding to a distance of about 10,000 million light-years) is observed on five dates with the SUSI camera at the 3.6-m New Technology Telescope (NTT). The host galaxy is clearly visible and the supernova reaches its maximum brightness around 13 March 1997, after which it fades. In PR Photo 50b/98 of another supernova that was found at the same time, the image of the host galaxy is barely visible, most probably because it is a low surface brightness galaxy . Here, the redshift of the supernova is z = 0.40 (distance 6,000 million light-years) and the brightness peaks around 16 March 1997.

Technical information: All images were obtained through an R (red) optical filtre. The image quality varies somewhat from image to image. Exposure times and seeing values: Photo 50a/98 - 11 March (300 sec 0.73 arcsec) 13 March (600 sec 0.79 arcsec) 16 March (600 sec 0.72 arcsec) 29 March (1200 sec 1.17 arcsec) 5 April (300 sec 0.55 arcsec) and Photo 50b/98 - 11 March (300 sec 0.50 arcsec) 13 March (600 sec 0.81 arcsec) 16 March (600 sec 0.90 arcsec) 29 March (1200 sec 0.83 arcsec) 7 April (300 sec 1.43 arcsec) 7 May (1800 sec 1.22 arcsec).

These explosions, known as Type Ia Supernovae , are distinguished by their very uniform properties, including their intrinsic brightness this makes them ideal for the measurement of large distances, cf. ESO PR Photos 50a/98 and 50b/98 , as well as ESO Press Release 09/95. It is by means of observations of remote objects of this type that the all-important distances could be determined with sufficient accuracy. In particular, coordinated observing campaigns of Type Ia Supernovae were carried out at several of the world's major observatories. In this way it became possible to secure the crucial data that provide the basis of the new analysis. Distances to Type Ia Supernovae are larger than expected

The new observations show that, compared to their nearby twins, distant supernovae appear too dim, even for a Universe which has been freely coasting (i.e. with no change of the expansion velocity) for the last several billion years (corresponding to redshifts of about 0.5).

The only reasonable interpretation of these data implies that the measured distances are larger than what they would be in a "non-braking" Universe. This means that the distances to the supernovae must have increased over and above what they would have been if the rate of expansion did not change with time.

This is only possible by the effect of additional acceleration , i.e., the rate of expansion of the Universe increases with time. The acceleration comes from a repulsive force . This concept was introduced by Albert Einstein , as the cosmological constant . Implications

There are several important implications from this new result. The corresponding, deduced age of the Universe , now about 14,000 - 15,000 million years, no longer conflicts with that of the oldest known stellar objects in globular clusters. Moreover, the spatial geometry of the Universe appears to be "flat" - this is a strong confirmation of inflation (a short phase of very rapid expansion) in the very early Universe.

Ordinary matter, which comprises everything we know - from the atom to the stars - is composed of baryonic matter . It has been realized over the last few years that the matter we observe directly is only a fraction of all mass that is actually present in galaxies and clusters of galaxies, as estimated from measurements of internal motions in these objects. This has been referred to as the "dark matter problem" . Following the new measurements, a new component, "dark energy" (i.e., energy of the vacuum), must be added. It appears that this form of energy is dominating the Universe at the current time.

There is a profound philosophical repositioning of humankind implied by this result. This follows the first step which was taken by Copernicus who in the mid-sixteenth century dislodged us from the centre of the Universe. Not only does the material from which the visible galaxies, stars, the Earth and its inhabitants are made comprise only a small fration of the gravitating mass in the Universe. There is now a new component, the "dark energy" which joins the "dark matter" in shaping the large-scale geometric and dynamical structure.

Clearly, more observations are needed to further support the findings described here. They will soon be forthcoming, especially from new and large telescopes like the ESO Very Large Telescope (VLT) , that has recently delivered its first, impressive results.

But already now, on the verge of the new millenium, we are having a first glimpse of extremely exciting and fundamental aspects in the continuing human quest for the deep truths of nature. Notes:


Ocean circulation

2006: Freshwater flowing into the North Atlantic could shut down the ocean conveyor belt that shuttles warm water toward Western Europe.

2016: The ocean conveyor belt may already be slowing, but it&rsquos not much of a conveyor belt at that.

Last year may have been Earth&rsquos hottest on record (SN: 2/20/16, p. 13). But for one small corner of the globe, 2015 was one of the coldest. Surface temperatures in the subpolar North Atlantic have chilled in recent years and, oddly enough, some research suggests global warming is partly responsible.

An influx of freshwater from melting glaciers and increasing rainfall can slow — and possibly even shut down — the ocean currents that ferry warm water from the tropics to the North Atlantic. About 10 years ago, scientists warned of a possible abrupt shutdown of this &ldquoocean conveyor belt.&rdquo After years of closely monitoring Earth&rsquos flowing oceans, researchers say a sudden slowdown isn&rsquot in the cards. Some researchers report that they may now be seeing a more gradual slowing of the ocean currents. Others, meanwhile, have discovered that Earth&rsquos ocean conveyor belt may be less of a sea superhighway and more of a twisted network of side roads.

The consequences of a sea current slowdown won&rsquot be anywhere near as catastrophic as the over-the-top weather disasters envisioned in the 2004 film The Day After Tomorrow, says Stephen Griffies, a physical oceanographer at NOAA&rsquos Geophysical Fluid Dynamics Laboratory. &ldquoThe doomsday scenario is overblown, but the possibility of a slowing down of the circulation is real and will have important impacts on Atlantic climates,&rdquo Griffies says.

EVERY WHICH WAY Tracking the motion of floating markers dropped into the northwest Atlantic (white-rimmed circles), researchers found that the idea of an ocean conveyor belt is overly simplistic. The markers quickly split up, ending up in many different destinations (solid circles). Amy S. Bower ir kt/Nature 2009

The Atlantic mixing that feeds the currents is powered by differences in the density of seawater. In the simple ocean conveyor-belt model, warm, less-dense surface water flows northward into the North Atlantic. Off Greenland, cold, denser water sinks into the deep ocean and flows southward. This heat exchange, known as the Atlantic overturning circulation, helps keep European cities warmer than their counterparts elsewhere in the world.

Ten years ago, scientists knew from past changes in Earth&rsquos climate that temperature shifts can disrupt this density balance. Freshwater from the shrinking Greenland ice sheet and increased rainfall make the North Atlantic waters less dense and therefore less likely to sink. Investigations into Earth&rsquos ancient climates show that the overturning circulation weakened around 12,800 years ago, probably causing cooling in Europe and sea level rise along North America&rsquos East Coast, as piled-up water in the north sloshed southward.

Tracking sea surface temperatures, researchers reported last year that the Atlantic overturning circulation significantly slowed during the 20th century, particularly after 1970. Comparing the recent slowdown with past events, the researchers reported in March in Nature Climate Change that the rapid weakening of the circulation is unprecedented in the last 1,000 years.

That result isn&rsquot the final word, though, says Duke University physical oceanographer Susan Lozier. Scientists have directly measured the speed of the ocean circulation only since the deployment of a network of ocean sensors in 2004. Earlier Atlantic circulation speed changes have to be gleaned from less reliable indirect sources such as sea surface temperature changes. &ldquoIf you look at the most recent results, there&rsquos a decline, yes,&rdquo she says. &ldquoBut we can&rsquot say that&rsquos part of a long-term trend right now.&rdquo And effects on Europe&rsquos climate could be masked by other factors.

Another challenge is that over the last 10 years, &ldquothe ocean conveyor-belt model broke,&rdquo Lozier said in February at the American Geophysical Union&rsquos Ocean Sciences Meeting in New Orleans. From 2003 through 2005, she and colleagues tracked the movements of 76 floating markers dropped into the North Atlantic and pulled around by ocean waters. If the model was right, these markers should have traveled along the southward-flowing part of the conveyor belt. Instead, the markers moved every which way, the researchers reported in 2009 in Nature.

&ldquoWe went from this simple ribbon of a conveyor belt to a complex flow field with multiple pathways,&rdquo Lozier says. Determining past and possible future effects of climate change on ocean currents will require more measurements and a better understanding of how the ocean truly flows, she says.

Even if the overturning circulation cuts out completely, the resulting cooling effect will probably be short-lived, Griffies says. &ldquoAt some point, even if the circulation collapses, it would only be 10 or 20 years before the global warming signal would overwhelm that cooling&rdquo in Europe, he says. &ldquoThis is not going to save us from a warmer planet.&rdquo

Drought conditions worsened by climate change helped fuel the civil unrest that led to 2011&rsquos Syrian civil war. Global security experts worry that continuing climate change will help spark more conflicts. Christiaan Triebert/Flickr (CC BY 2.0)


Ten Facts About Supernovae

Somewhere in the cosmos, a star is reaching the end of its life. Maybe it’s a massive star, collapsing under its own gravity. Or maybe it’s a dense cinder of a star, greedily stealing matter from a companion star until it can’t handle its own mass.

Whatever the reason, this star doesn’t fade quietly into the dark fabric of space and time. It goes kicking and screaming, exploding its stellar guts across the universe, leaving us with unparalleled brightness and a tsunami of particles and elements. It becomes a supernova.

1. The oldest recorded supernova dates back almost 2000 years

In 185 AD, Chinese astronomers noticed a bright light in the sky. Documenting their observations in the Book of Later Han, these ancient astronomers noted that it sparkled like a star, appeared to be half the size of a bamboo mat and did not travel through the sky like a comet. Over the next eight months this celestial visitor slowly faded from sight. They called it a “guest star.”

Two millennia later, in the 1960s, scientists found hints of this mysterious visitor in the remnants of a supernova approximately 8000 light-years away. The supernova, SN 185, is the oldest known supernova recorded by humankind.

2. Many of the elements we’re made of come from supernovae

Everything from the oxygen you’re breathing to the calcium in your bones, the iron in your blood and the silicon in your computer was brewed up in the heart of a star.

As a supernova explodes, it unleashes a hurricane of nuclear reactions. These nuclear reactions produce many of the building blocks of the world around us. The lion’s share of elements between oxygen and iron comes from core-collapse supernovae, those massive stars that collapse under their own gravity. They share the responsibility of producing the universe’s iron with thermonuclear supernovae, white dwarves that steal mass from their binary companions. Scientists also believe supernovae are a key site for the production of most of the elements heavier than iron.

3. Supernovae are neutrino factories

In a 10-second period, a core-collapse supernova will release a burst of more than 10 58 neutrinos, ghostly particles that can travel undisturbed through almost everything in the universe.

Outside of the core of a supernova, it would take a light-year of lead to stop a neutrino. But when a star explodes, the center can become so dense that even neutrinos take a little while to escape. When they do escape, neutrinos carry away 99 percent of the energy of the supernova.

Scientists watch for that burst of neutrinos using an early warning system called SNEWS. SNEWS is a network of neutrino detectors across the world. Each detector is programmed to send a datagram to a central computer whenever it sees a burst of neutrinos. If more than two experiments observe a burst within 10 seconds, the computer issues an automatic alert to the astronomical community to look out for an exploding star.

But you don’t have to be an expert astronomer to receive an alert. Anyone can sign up to be among the first to know that a star’s core has collapsed.

4. Supernovae are powerful particle accelerators

Supernovae are natural space laboratories they can accelerate particles to at least 1000 times the energy of particles in the Large Hadron Collider, the most powerful collider on Earth.

The interaction between the blast of a supernova and the surrounding interstellar gas creates a magnetized region, called a shock. As particles move into the shock, they bounce around the magnetic field and get accelerated, much like a basketball being dribbled closer and closer to the ground. When they are released into space, some of these high-energy particles, called cosmic rays, eventually slam into our atmosphere, colliding with atoms and creating showers of secondary particles that rain down on our heads.

5. Supernovae produce radioactivity

In addition to forging elements and neutrinos, the nuclear reactions inside of supernovae also cook up radioactive isotopes. Some of this radioactivity emits light signals, such as gamma rays, that we can see in space.

This radioactivity is part of what makes supernovae so bright. It also provides us with a way to determine if any supernovae have blown up near Earth. If a supernova occurred close enough to our planet, we’d be sprayed with some of these unstable nuclei. So when scientists come across layers of sediment with spikes of radioactive isotopes, they know to investigate whether what they’ve found was spit out by an exploding star.

In 1998, physicists analyzed crusts from the bottom of the ocean and found layers with a surge of 60Fe, a rare radioactive isotope of iron that can be created in copious amounts inside supernovae. Using the rate at which 60Fe decays over time, they were able to calculate how long ago it landed on Earth. They determined that it was most likely dumped on our planet by a nearby supernova about 2.8 million years ago.

6. A nearby supernova could cause a mass extinction

If a supernova occurred close enough, it could be pretty bad news for our planet. Although we’re still not sure about all the ways being in the midst of an exploding star would affect us, we do know that supernovae emit truckloads of high-energy photons such as X-rays and gamma rays. The incoming radiation would strip our atmosphere of its ozone. All of the critters in our food chain from the bottom up would fry in the sun’s ultraviolet rays until there was nothing left on our planet but dirt and bones.

Statistically speaking, a supernova in our own galaxy has been a long time coming.

Supernovae occur in our galaxy at a rate of about one or two per century. Yet we haven’t seen a supernova in the Milky Way in around 400 years. The most recent nearby supernova was observed in 1987, and it wasn’t even in our galaxy. It was in a nearby satellite galaxy called the Large Magellanic Cloud.

But death by supernova probably isn’t something you have to worry about in your lifetime, or your children’s or grandchildren’s or great-great-great-grandchildren’s lifetime. IK Pegasi, the closest candidate we have for a supernova, is 150 light-years away—too far to do any real damage to Earth.

Even that 2.8-million-year-old supernova that ejected its radioactive insides into our oceans was at least 100 light-years from Earth, which was not close enough to cause a mass-extinction. The physicists deemed it a “near miss.”

7. Supernovae light can echo through time

Just as your voice echoes when its sound waves bounce off a surface and come back again, a supernova echoes in space when its light waves bounce off cosmic dust clouds and redirect themselves toward Earth.

Because the echoed light takes a scenic route to our planet, this phenomenon opens a portal to the past, allowing scientists to look at and decode supernovae that occurred hundreds of years ago. A recent example of this is SN1572, or Tycho’s supernova, a supernova that occurred in 1572. This supernova shined brighter than Venus, was visible in daylight and took two years to dim from the sky.

In 2008, astronomers found light waves originating from the cosmic demolition site of the original star. They determined that they were seeing light echoes from Tycho’s supernova. Although the light was 20 billion times fainter than what astronomer Tycho Brahe observed in 1572, scientists were able to analyze its spectrum and classify the supernova as a thermonuclear supernova.

More than four centuries after its explosion, light from this historical supernova is still arriving at Earth.

8. Supernovae were used to discover dark energy

Because thermonuclear supernovae are so bright, and because their light brightens and dims in a predictable way, they can be used as lighthouses for cosmology.

In 1998, scientists thought that cosmic expansion, initiated by the big bang, was likely slowing down over time. But supernova studies suggested that the expansion of the universe was actually speeding up.

Scientists can measure the true brightness of supernovae by looking at the timescale over which they brighten and fade. By comparing how bright these supernovae appear with how bright they actually are, scientists are able to determine how far away they are.

Scientists can also measure the increase in the wavelength of a supernova’s light as it moves farther and farther away from us. This is called the redshift.

Comparing the redshift with the distances of supernovae allowed scientists to infer how the rate of expansion has changed over the history of the universe. Scientists believe that the culprit for this cosmic acceleration is something called dark energy.

9. Supernovae occur at a rate of approximately 10 per second

By the time you reach the end of this sentence, it is likely a star will have exploded somewhere in the universe.

As scientists evolve better techniques to explore space, the number of supernovae they discover increases. Currently they find over a thousand supernovae per year.

But when you look deep into the night sky at bright lights shining from billions of light-years away, you’re actually looking into the past. The supernovae that scientists are detecting stretch back to the very beginning of the universe. By adding up all of the supernovae they’ve observed, scientists can figure out the rate at which supernovae occur across the entire universe.

Scientists estimate about 10 supernovae occur per second, exploding in space like popcorn in the microwave.

10. We’re about to get much better at detecting far-away supernovae

Even though we’ve been aware of these exploding stars for millennia, there’s still so much we don’t know about them. There are two known types of supernovae, but there are many different varieties that scientists are still learning about.

Supernovae could result from the merger of two white dwarfs. Alternatively, the rotation of a star could create a black hole that accretes material and launches a jet through the star. Or the density of a star’s core could be so high that it starts creating electron-positron pairs, causing a chain reaction in the star.

Right now, scientists are mapping the night sky with the Dark Energy Survey, or DES. Scientists can discover new supernova explosions by looking for changes in the images they take over time.

Another survey currently going on is the All-Sky Automated Survey for Supernovae, or the ASAS-SN, which recently observed the most luminous supernova ever discovered.

In 2019, the Large Synoptic Survey Telescope, or LSST, will revolutionize our understanding of supernovae. LSST is designed to collect more light and peer deeper into space than ever before. It will move rapidly across the sky and take more images in larger chunks than previous surveys. This will increase the number of supernovae we see by hundreds of thousands per year.

Studying these astral bombs will expand our knowledge of space and bring us even closer to understanding not just our origin, but the cosmic reach of the universe.


Žiūrėti video įrašą: Lietuvos mokslininkai. Vaidutis Kučinskas. Genetikas (Vasaris 2023).