超新星还是GRB?射电观测使天文学家能够发现异常物体

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天文学家第一次发现超新星爆炸,其性质类似于伽马射线爆发,但没有看到任何伽马射线。超大型阵列(VLA)的无线电观测表明,超新星爆炸SN2009bb所发射的物质的速度接近光速。天文学家说,这些罕见爆炸中的超快速度是由“engine”在超新星爆炸的中心,类似于类星体的缩小版。但是天文学家不’认为这种爆炸是独一无二的,并说更多的无线电观测将为找到更多这些神秘爆炸的例子指明方向。

“我们认为,与伽马射线卫星相比,无线电观测将很快成为在附近的宇宙中发现此类超新星的更强大工具,”哈佛大学-史密森天体物理学中心的艾丽西娅·索德伯格(Alicia Soderberg)说。

通常超新星爆炸会爆炸恒星’的材料以大致球形的方式向外移动,其速度虽然快,但仅为光速的3%。在产生伽马射线爆发的超新星中,一些但不是全部喷射出的物质被加速到接近光速。

引擎驱动

当非常大质量恒星核心的核聚变反应不再提供所需的能量来支撑核心抵御其余恒星的重量时,核心灾难性地坍塌成超中子星或黑洞。其余的明星’的材料在超新星爆炸中爆炸进入太空。在过去的十年左右的时间里,天文学家已经确定了一种这样的特殊类型“核心塌陷超新星”是一种伽马射线爆发的原因。

天文学家说,这些罕见爆炸中的超快速度是由“engine”在超新星爆炸的中心,类似于类星体的缩小版。落入堆芯的物质进入围绕新中子星或黑洞的旋转盘。该吸积盘产生从盘的极点以极大速度增强的材料射流。

“这是我们知道超新星爆炸可以将物质加速到这种速度的唯一途径,” Soderberg said.

直到现在,还没有“engine-driven”除了探测超新星发出的伽玛射线外,还没有发现它。

“通过观察其辐射而不是通过伽马射线发现这种超新星是一项突破。随着扩展VLA的新功能即将推出,我们相信我们’与伽马射线卫星相比,未来通过无线电观测会发现更多,” Soderberg said.

为什么没有’有人从这次爆炸中看到伽玛射线吗?“我们知道,伽马射线的发射是在这种爆炸中发出的,而这一爆炸可能已经指向远离地球的方向,因此看不到,”索德伯格说。在那种情况下,通过无线电观测发现这样的爆炸将使科学家在将来发现更多的爆炸。

“Another possibility,” Soderberg adds, “是伽玛射线‘smothered’ as they tried to escape the star. This is perhaps the more exciting possibility since it implies that we can find 和 identify 发动机-driven supernovae that lack detectable gamma rays 和 thus go unseen by gamma-ray satellites.”

科学家希望回答的一个重要问题是,究竟是什么原因导致了“ordinary” 和 the “engine-driven” 核心塌陷超新星e. “必须有一些稀有的物理性质将产生恒星的恒星分开‘engine-driven’从他们更正常的表兄弟姐妹身上爆炸” Soderberg said. “We’d想找出该财产是什么。”

一个流行的想法是,这类恒星的元素浓度异常低,比氢重。然而,索德伯格指出,这颗超新星似乎并非如此。

这项研究将在1月28日的《自然》杂志上发表。

资源: NRAO

巨大的磁环在两颗星之间伸展

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天文学家使用一系列射电望远镜发现了一个巨大的磁环,该磁环从恒星之一向外延伸,该恒星构成了位于英仙座星座的著名双星系统Algol。“这是我们第一次’在太阳以外的任何恒星的磁场中都看到过这样的特征,”爱荷华大学的威廉·彼得森说。

双星系统距离地球93光年,其中一颗恒星的质量约为太阳的三倍,而一颗质量较轻的同伴则以580万英里的距离运行,仅占地球与地球之间距离的6%。太阳。新发现的磁环从质量较弱的恒星的极点出现,并朝着主恒星的方向向外延伸。当第二颗恒星绕着它的伴侣旋转时,一侧—磁环一侧—不断面对质量更大的恒星,就像我们月亮的同一侧始终面对地球一样。

科学家使用包括国家科学基金会在内的一系列射电望远镜对系统进行了极为详细的成像,从而检测到了磁环。’的超长基线阵列,超大阵列和罗伯特·C·伯德·格林银行望远镜,以及德国的埃菲尔斯堡射电望远镜。这些射电望远镜被用作单个观测系统,既提供了出色的细节或分辨力,又具有很高的灵敏度以检测非常微弱的无线电波。当一起工作时,这些望远镜被称为高灵敏度阵列。

Algol肉眼可见,业余天文学家都知道。从地球上看,两颗恒星经常在彼此之前通过,从而引起亮度的显着变化。两人在不到三天的时间内完成了一次这样的日食周期,使其成为业余观察者的热门对象。 1667年,一位意大利天文学家发现了亮度的变化,并于1889年证实了日食二进制的解释。

科学家们说,新发现的磁环有助于解释早期在Algol系统的X射线和射电波长观测中发现的现象。此外,他们现在认为在其他双星系统中可能存在类似的磁性特征。

资源: 尤里克警报

延时电影显示的恒星形状类似于较小的恒星

对于天文学家来说,很难看到大质量的恒星是如何形成的,因为这些恒星很少见,迅速形成并且往往被密密的,多尘的物质所笼罩,从而使它们看不见。但是,使用甚长基线阵列(VLBA)射电望远镜的天文学家能够拍摄到Orion星座中距离1,350光年的一颗巨大年轻恒星发出的光的波长图像。创建了一个‘movie’他们说,这些数据显示出了第一个证据,表明年轻的大质量恒星是由吸积盘形成的,就像较小的恒星形成一样。

加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的马克·克鲁姆霍尔兹说:“这是第一个真正的铁定的证据,表明大质量的年轻恒星被轨道上的吸积盘所包围,并且第一个有力的暗示是,这些盘会发出磁力驱动的风。”

The astronomers, led by Lynn D. Matthews from the Haystack Observatory at 麻省理工学院, were able to see a disk of gas swirling close to the young massive star, known as Source I (said like “Source Eye”) in the high-resolution time-lapse 电影 they created.

通过组合VLBA在2001年3月至2002年12月之间每月间隔拍摄的19个源I的单个图像,这部高分辨率电影揭示了成千上万个主辐射源,它们被认为是自然产生的激光,并被认为是自然产生的激光。巨大的恒星。根据马修斯的说法,整个星系中只有三颗大质量恒星具有一氧化硅脉搏。由于一氧化硅激射器会发出强烈的辐射束,可以刺穿来源I周围的尘埃物质,因此科学家们可以探测靠近恒星的物质,并测量单个气体团块的运动。

Click here to see the time-lapse 电影.

近二十年来,天文学家已经知道,低质量恒星是由磁盘介导的吸积作用形成的,或者是由围绕中心体旋转并受磁风驱动的结构形成的物质形成的。但是,尚无法确定这是否适用于质量比低质量恒星大八到一百倍的大质量恒星。在没有任何硬数据的情况下,理论家提出了许多模型,用于研究如何形成大质量恒星,例如通过较小恒星的碰撞。

“这项工作应排除其中许多,”克鲁姆霍尔兹说。

由于相信大质量恒星是造成宇宙中大多数化学元素的重要因素,而这些化学元素对于类地行星和生命的形成至关重要,因此了解它们的形成方式可能有助于阐明有关生命起源的奥秘。

VLBA由遍布北美的10个射电望远镜天线组成的网络组成,可以认为是直径5,000英里的虚拟望远镜。 VLBA用作变焦透镜,可以穿透大质量恒星周围的尘埃云,它所捕获的图像的清晰度比以前由其他望远镜(包括NASA的哈勃太空望远镜)获得的锐度高1000倍。

团队’该论文发表在1月1日的《天体物理学杂志》上。

标题图片说明:艺术家对Orion Source I周围的热电离气体旋转盘的构想,使该恒星无法看到。气体的冷风从磁盘的上表面和下表面驱动,并通过缠结的磁力线雕刻成沙漏形。图片:Bill Saxton,国家射电天文台/联合大学,公司/国家科学基金会

资源: 麻省理工学院

ALMA望远镜链接第三个天线

好吧,他们’大约1/22: 阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA)计划成为世界上最大的地面观测站之一,成功将其66根天线中的3根连接在一起。这是找出与整个阵列链接在一​​起有关的所有错误的下一步,该错误将在2012年的某个时候发生。

ALMA是一个“microwave”望远镜阵列一旦完全在线,将成为世界上最大的地面观测站。像ALMA这样的望远镜被称为干涉仪,因为它们使用超长基线干涉仪的原理–通过将单独的望远镜链接在一起,可以实现更大的望远镜,有效分辨分开的元件之间的距离。

我们报告了其中两个天线拍摄的第一张图像 早在十一月。收集了来自一对天线的信息,以测试系统的电子功能,但是最新的测试(包括第三个天线)消除了系统本身的误差以及由于大气而蠕变的误差。该测试称为“closure phase”从协调天线接收的信息与噪声信号中获得的信息来说,本质上是天线的自校准。

国家射电天文台(NRAO)主任Fred Fred–这是ALMA系列在北美的贡献组织–在新闻稿中谈到测试时,”这项成功的测试表明,我们正在努力提供清晰,清晰的ALMA图像,这将为观察宇宙打开一个全新的窗口。我们期待在恒星,行星以及星系形成过程中成像。”

ALMA可以收集小于1毫米波长的电磁频谱信息。由于计划中的阵列是如此之大,它最终将能够解析出大爆炸之后形成的一些首个星系的空前图像,并且还将能够捕获围绕恒星的行星的形成,以及有关恒星的信息。恒星生命的后期。

ALMA位于智利的阿塔卡马沙漠,海拔约5,000米(16,500英尺)。这种高而干燥的位置使望远镜可以接收亚毫米级的更多光;地球大气中的水蒸气吸收光谱的这一部分的光。

资源: NRAO新闻稿

探索脉冲星之跳

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一个创新的项目将为澳大利亚的高中学生提供与著名的Parkes射电望远镜合作的机会,该数据很快将为世界各地的学校所用。的 [电子邮件 protected] 该项目允许对脉冲星进行动手远程观测,以产生实时数据,然后该脉冲星成为专业天文学家使用的不断增长的数据库的一部分。“学生可以帮助监视脉冲星并识别异常脉冲星,或检测其旋转中的突然毛刺,”澳大利亚望远镜国家基金会(Australian Telescope National Facility)的协调员Rob Hollow说, [电子邮件 protected] 项目。“它们还可以帮助确定距现有脉冲星的距离。”

最初,该项目仅适用于澳大利亚的学校,但 [电子邮件 protected] 希望能够向全球扩展,使学生能够在监视脉冲星数据方面开展合作。第一次国际会议将于2009年12月7日在英国卡迪夫大学举行。

“我们面临着为高中学生开发和实施模拟射电天文学活动的挑战,这为他们提供了实际使用射电望远镜设施并与专业科学家互动的机会,”霍洛在本周于荷兰莱顿举行的.astronomy(dot Astronomy)会议上说。“我们还希望让学生从事适合自己的科学并且对专业天文学家有用的科学。”

悉尼的学生控制着帕克斯射电望远镜。图片提供:CSIRO R. Hollow
悉尼的学生控制着帕克斯射电望远镜。图片提供:CSIRO R. Hollow

Hollow说,尽管射电天文数据由弯曲的线条组成,但即使没有其他天文仪器产生的精美图片,学生仍会着迷于结果。“效果出奇的好,视觉效果也很不错’成为一个大问题,我们认为,” Hollow said. “但是在看脉冲星时,学生的确获得了脉搏曲线,并且可以立即得到反馈。”

另外,当菜实际响应学生移动时’输入,他们真的变得投入。“There’s a real ‘wow’能够控制望远镜的因素,” Hollow said. “学生们很快就学会了,他们非常喜欢他们为科学做出的贡献。”

最近, 利用学生获得的结果发表了第一篇科学论文。

该程序是远程完成的,学生可以查看望远镜和控制室的网络摄像头。他们直接通过互联网控制望远镜,实时监控数据,并使用Skype与Parkes的天文学家进行通信。

霍洛说,到目前为止,他们已经在28所学校完成了25堂课,为450名学生提供服务。“这个专案不仅仅适合有天赋的学生,” he said, “任何学校都可以申请。”

帕克斯射电望远镜。图片提供:CSIRO R. Hollow
帕克斯无线电天线。图片提供:CSIRO R. Hollow

帕克斯(Parkes)是直径为64 m的无线电天线,建于1961年。霍洛(Hollow)说,该天线已经定期更新,仍处于科学的前沿。最著名的是,帕克斯是从阿波罗登月任务接收视频的。

空心说他看到 [电子邮件 protected] 作为与学生合作的开始。澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)将在短短几年内上线,提供36种12米长的天线。“这样可以进行非常快速的调查,从而可以扩大覆盖范围并提高敏感性,” Hollow said. “From ASKAP, we’将会获得海量数据集,这将为学生和公众参与提供更多机会。

有关更多信息,包括脉冲星的音频“sounds”以及学校和教师的信息,要求以及如何申请 参观 [电子邮件 protected] 网站

微波辐射

在您厨房的微波中,食物通过吸收微波辐射来煮熟(或加热),微波辐射是电磁波频谱中(远)红外与无线电之间的电磁辐射。微波区域相当宽泛,而且有些模糊,因为与无线电的交叠(大约1米或300 MHz)不是很清楚,与亚毫米(或太赫兹)区域的交叠也没有(明显的)。 1毫米或300 GHz)。

In astronomy, by far the most well-known aspect of 微波 radiation is the cosmic 微波 background (CMB), which has a near-perfect blackbody spectrum, of 2.73 K; this peaks at around 1.9 mm (160 GHz – the peak differs when measured by wavelength, from when measured by frequency).

The workhorse detector, in 微波 astronomy (and much of radio astronomy, in general), is the radiometer, whose operation is described in considerable detail on NRAO(国家射电天文台)网页. The particular kind of radiometer which Penzias 和 Wilson used in their discovery of the CMB (at 7.35 cm, well away from the CMB peak) was a Dicke radiometer, designed by Robert Dicke (to search for the CMB!). And it was six differential 微波 radiometers aboard 宇宙背景浏览器(COBE) 它首先检测到CMB各向异性,从而将CMB牢固地建立为最后散射(重质物质和光子解耦时)的高度红移的表面。

The 微波 region, especially the short (millimeter) wavelength end, is a rich region for astrophysics, allowing the study of galaxy formation 和 evolution, stellar 和 planetary system birth, the composition of solar system body atmospheres, in addition to the CMB. 那里 are already several observatories – many consortia – active in these fields; for example CARMA(毫米波天文学研究组合阵列)ALMA(阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列) …天文学家只是爱缩写! (不,这不是首字母缩写词)。

A new kind of 微波 astronomical observatory has recently begun making obserations, the 艾伦望远镜阵列,可提供从500 MHz到11 GHz的瞬时频率覆盖范围(还有许多其他首创)。从许多方面来说,这都是雄心勃勃的技术演示 平方公里阵列.

Some of the many 今日宇宙 stories on 微波 astronomy are 探索宇宙的大规模结构, 银河系中心的暗物质歼灭发现宇宙中最古老,最遥远的水.

在他们之间,天文演员剧集 射电天文学亚毫米天文学 do a nice job of explaining 微波 astronomy!

资料来源:
http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/Radiometers.html
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/
http://www.mmarray.org/
http://www.almaobservatory.org/
http://www.seti.org/ata
http://www.skatelescope.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/Microwave

高中学生发现奇怪的脉冲星状物体

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来自西弗吉尼亚州的一名高中学生发现了一个新的天文物体,一种奇怪的中子星,称为旋转无线电瞬变。西弗吉尼亚州克拉克斯堡的南哈里森高中二年级学生卢卡斯·博利亚德(Lucas Bolyard)在参加一个项目时发现了这一发现,该项目中的学生受过训练,可以搜索罗伯特·C·伯德·格林银行望远镜(GBT)的数据。在已经研究了来自GBT的2,000多个数据图并一无所获之后,Bolyard于3月做出了这一发现。

该项目是Pulsar搜索合作组织(PSC),它使学生可以通过查看来自美国最大的射电望远镜GBT的数据来进行真正的科学研究。

卢卡斯·伯利亚德(Lucas Bolyard)信用:NRAO / AUI / NSF
卢卡斯·伯利亚德(Lucas Bolyard)信用:NRAO / AUI / NSF

“卢卡斯(Lucas)是参与该项目的最热情的学生之一,”西弗吉尼亚大学的天文学家邓肯·洛里默说。“He’他是永不放弃的年轻人之一,他’他非常执着,拥有科学家应具备的所有属性。”

旋转的无线电瞬变被认为类似于脉冲星,超重中子星,它们是爆炸成超新星的大质量恒星的尸体。脉冲星以其类似灯塔的无线电波束而闻名,当中子星旋转时,它们会扫掠太空,并在射束被无线电望远镜扫掠时产生脉冲。当脉冲星连续发射这些无线电波时,旋转的无线电瞬变仅偶尔发射一次,一次突发,两次突发之间长达几个小时。因此,它们很难被发现和观察到,第一个仅在2006年才被发现。

“这颗中子星的旋转非常快,因此您拥有的城市规模与太阳一样大,旋转得非常快,” said Lorimer “它也有一个非常大的磁场,这就是我们用射电望远镜探测到的磁场。”

“这些天体本身和它们告诉我们有关中子星和超新星的信息都很有趣,”来自WVU的Maura McLaughlin说。“We don’不知道是什么使它们与脉冲星不同—为什么它们打开和关闭。如果我们回答这个问题,’可能会告诉我们有关脉冲星环境及其无线电波是如何产生的一些新情况。”

“他们还告诉我们,中子星比我们以前知道的要多,这意味着有更多的超新星爆炸。实际上,我们现在拥有的中子星几乎超过了我们所能探测到的超新星所能解释的数量,” she added.

罗伯特·伯德(Robert C.Byrd)Green Bank望远镜信用:NRAO / AUI / NSF
罗伯特·伯德(Robert C.Byrd)Green Bank望远镜信用:NRAO / AUI / NSF

“我一个周末在家,无事可做,所以我决定再看GBT的一些地块,” Bolyard said. “我看到了一个带有脉冲的图,但是也有很多无线电干扰。脉冲几乎被干扰消除了,” he added.

尽管如此,他还是报告了这一点,并在麦克劳克林和洛里默的候选人名单上进行了重新检查,安排了对脉冲起源的天空区域的新观测。令人失望的是,后续观察没有发现任何迹象,表明该物体不是正常的脉冲星。但是,天文学家向博亚德(Bolyard)解释说,他的脉冲仍然可能来自旋转的无线电瞬变。

确认没有’直到七月。 Bolyard在NRAO’的绿岸天文台和PSC的其他同学。前一天晚上,小组在凌晨用GBT进行了观察,所有人都很累。然后Lorimer向Bolyard显示了他的脉冲的新图,并从原始数据进行了重新处理,表明它是真实的,而不是干扰,并且Bolyard可能是已知的大约30个旋转无线电瞬变之一的发现者。

突然,Bolyard说,他当时’t tired anymore. “那消息使我充满活力,” he exclaimed. “我的朋友们真的很兴奋,因为他们认为我’我会出名的!”

一年前,Bolyard说他不会’还没有想过要成为天文学家,但这给了他第二个想法。“这项发现使我非常兴奋地进入科学领域,” he said. “这是很多艰苦的工作,但值得。”

由NRAO教育官员Sue Ann Heatherly和项目总监Rachel Rosen领导的PSC包括对教师和学生领袖的培训,并将来自GBT的数据包提供给学生团队。该项目涉及教师和学生,帮助天文学家分析1500小时GBT观测数据。 120兆字节的数据是由1700万磅巨型望远镜的70,000个单独指向生成的。保留了约300个小时的观测数据,供学生团队分析。

了解有关PSC和Bolyard的更多信息’s discovery on the 9月18日版的365天文学。

NRAO有一个有关发现的视频。

学生团队使用分析软件来揭示脉冲星的证据。数据的每个部分都由多个团队进行分析。除了学习使用分析软件外,学生团队还必须学习识别污染数据的人为无线电干扰。该项目将持续到2011年。

“学生可以真正浏览以前从未浏览过的数据,”罗森说。在培训中,她补充说,“学生们对他们所学的东西有了很好的掌握’重新审视,他们了解情节背后的科学’re looking at.”

资源: NRAO