Astro aktualności, a w tym - Webb znów w pełnej formie, rakieta SLS może się przeterminować, a inflacji mogło nie być

Zbliża się połowa listopada, niedawno udało się niektórym z nas zobaczyć częściowe zaćmienie Słońca, dużo mniejszej grupie szczęśliwców zaćmienie Księżyca, ale to tylko dlatego, że było widoczne jedynie na zachodniej półkuli. Jednak na tych dwóch zjawiskach atrakcyjność listopadowego nieba się nie kończy.

Zaćmienie Księżyca z 8 listopada 2022 roku, uchwycone w różnych fazach przez znanego wam już astrofotografa Andrew McCarthy'ego (fot: Andrew McCarthy / @cosmic_background)

Następne zaćmienia Księżyca, widoczne z Polski zobaczymy w 2025 roku tuż po częściowych zaćmieniach Słońca. Jednakże na okazję, by zobaczyć pełne zaćmienie Księżyca z terenu naszego kraju w całości, od początku do końca, trzeba będzie poczekać do 2029 roku. Słoneczne pełne zaćmienie w Polsce widoczne będzie dopiero w 2135 roku

Niebo w listopadzie - deszcz meteorów Leonid i gazowe olbrzymy

Na niebie można wypatrywać deszczu meteorów Leonidy (nazwa od gwiazdozbioru Lwa, skąd nadlatują), które mają maksimum 18 listopada. Ich źródłem jest materia pozostawiona na orbicie przez niewielką kometę 55P/Tempel-Tuttle (średnica jądra to tylko 3,6 km), a cechą charakterystyczną bardzo duża szybkość. Leonidy często są jasne i pozostawiają widoczne nawet kilka sekund ślady po przelocie. Trochę w obserwacjach przeszkadzać będzie Księżyc, ale nie ma co się zniechęcać.

Jasny meteor z roju Leonid. Na takie atrakcyjne widoki czychają listopadowi obserwatorzy nieba

Najlepsze warunki do obserwacji deszczu Leonid wystąpią pomiędzy 14 a 21 listopada 2022. Wedle przypuszczeń, może on być w tym roku wyjątkowo obfity

Listopad to wciąż świetny moment do obserwacji Jowisza, który wyróżnia się na nocnym niebie. Obecnie ma jasność -2,7 magnitudo i jest widoczny w gwiazdozbiorze Ryb. Ale i bez tej wiedzy bez problemu go odróżnicie od innych planet, a także jaśniejszych gwiazd. Saturn obecnie jest najlepszym celem do obserwacji wraz z początkiem nocy na zachód i trochę niżej niż Jowisz. Ma jasność 0.7 magnitudo i znajduje się w gwiazdozbiorze Koziorożca. Pod koniec miesiąca ta planeta spotka się z Księżycem.

Jowisz, Neptun i Saturn na listopadowym niebie około godziny 19:42 (źródło: Stellarium)

Również pozostałe gazowe giganty, choć ich obserwacja wymaga dobrych warunków i raczej udania się poza miasto, są dobrze widoczne. Neptuna dostrzeżemy już przez lornetkę pomiędzy Jowiszem i Saturnem, w gwiazdozbiorze Wodnika jako słabo widoczną plamkę o jasności 7,7 magnitudo. Do zaplanowania obserwacji dobrym narzędziem jest aplikacja Stellarium.

Uran, którego tajemnicom poświęcony jest oddzielny materiał, jest w dobrej pozycji do obserwacji, choć na granicy dostrzegalności gołym okiem. Jego jasność jest obecnie największa w ciągu roku, wynosi 5,7 magnitudo, a to oznacza, że z dobrym wzrokiem z daleka od świateł miejskich zdołamy go dojrzeć. Poniżej mapka z dokładną lokalizacją.

Pozycja Urana na listopadowym niebie około godziny 19:42. Najlepiej poszukiwania zacząć od zlokalizowania gromady Plejady, która znajduje się na wschód od Urana (źródło: Stellarium)

To tyle o kosmicznych obserwacjach, pora sprawdzić co ciekawego dzieje się z branży astronomicznej i astronautycznej. O problemach misji Psyche, ukończeniu stacji kosmicznej Tiangong, najsilniejszym rozbłysku gamma, niekontrolowanym spadku chińskiej rakiety na Ziemię, odkryciu nowych potencjalnie niebezpiecznych dla Ziemi asteroid, czy potwierdzeniu sukcesu misji DART już pisaliśmy. Ale to nie wszystko.

Teleskop kosmiczny Webb znowu w formie, czyli rozwiązany problem instrumentu MIRI

Być może przepadła wam informacja z końca września, w której opisywany był problem z instrumentem MIRI w teleskopie Webb. Część aparatury do obserwacji spektroskopowej w średniej podczerwieni miała problemy z poprawnym działaniem. Dotyczyło to na szczęście elementu mechanicznego, a nie optyki, więc dało się problem załagodzić poprzez zmianę strategii obserwacji i wyłączenie jednego z trybów pracy spektroskopu MIRI.

Na miesiąc zapadła cisza w tej sprawie i choć Webb w październiku znowu zachwycił pięknymi zdjęciami, tym razem Filarów Stworzenia, również w średniej podczerwieni z MIRI, to wszyscy zastanawiali się co z tą usterką. NASA tego czasu nie zmarnowała i opracowała procedurę, która umożliwi uniknięcie ewentualnego uszkodzenia instrumentu w problematycznym trybie pracy.

Teleskop kosmiczny Webb ma jedyną i niepowtarzalną okazję, by dokonać obserwacji obszarów biegunowych Saturna. Lepiej by jej nie zmarnował

W samą porę, bo Webb staje przed unikalną okazją do obserwacji Saturna, a szczególnie jego biegunowych obszarów. Dla tego teleskopu to w zasadzie ostatnia chwila, gdy takie obserwacje da się przeprowadzić. Pozycja Saturna niedługo stanie się bowiem na tyle niewygodna dla teleskopu Webb, że obserwacje wspomnianych regionów tej planety będą niemożliwe. I to przez kolejnych 20 lat. A tyle to nawet przy ogromnej dawce szczęścia może nie wytrzymać Webb.

Biegun Saturna z charakterystycznym sześciokątnym układem chmur. Najbliższy cel obserwacji Webba

Możemy być więc pewni, że jedną z kolejnych przełomowych obserwacji teleskopu Webb będą obserwacje Saturna. Szczególnie te spektroskopowe zrealizowane przez instrument MIRI.

Części rakiety SLS dla misji Artemis 1, tak jak jedzenie, mają termin przydatności do użycia

Choć wydaje się to śmieszne, rakieta SLS nie może być w nieskończoność wyprowadzana z hangaru na platformę startową i z powrotem chowana, by przygotować ją do kolejnej próby. I nie chodzi ty o wytrzymałość transportera, który ją wozi, a o termin przydatności jednego bardzo ważnych komponentów tej rakiety.

Mowa o rakietach pomocniczych, czyli tzw. boosterach, które umieszczone są po bokach głównego zbiornika i rakiety. Zapewniają one w chwili startu 75% ciągu SLS. Zaprojektowano je tak, by były zdolne do spełnienia swojej roli przez pewien czas. Po przekroczeniu tego czasu, w imię zasady „należy użyć do”, ryzyko startu rakiety SLS wzrośnie niewspółmiernie. Ten termin mija w grudniu dla obu rakiet. I to dlatego bardzo ważne jest, by start SLS odbył się jak najszybciej.

Huragan Nicole, wiejący z prędkością 132 km/h w okolicy wieży startowej, okazał się niewielkim problemem dla rakiety SLS misji Artemis 1. Uszkodzenia, które da się szybko naprawić, są minimalne

Obecnie termin startu, ze względu na burzę tropikalną, która właśnie przeszła nad Centrum Kosmicznym Kennedy’ego, został przełożony na 16 listopada lub w razie niepowodzenia tej pierwszej daty, na 19 listopada.

Dopalacze rakiety SLS. Od pojedynczych części do gotowego produktu

Czas przez jaki można użyć rakiet pomocniczych, według Cliffa Lanhama z centrum Kennedy’ego, liczy się momentu od złożenia rakiety w jedną całość. Czas ten „oryginalnie wynosił 12 miesięcy, ale został po weryfikacji przedłużony do 23 miesięcy i właśnie się kończy. Dla jednej z rakiet 9 grudnia tego roku, a 14 grudnia dla drugiej z rakiet”.

O tym, że pojazdy kosmiczne mają określony czas, przez który mogą przebywać w kosmosie, to dobrze wiemy. Z kolei wiedza, że nawet czas, gdy element takiego pojazdu po prostu czeka na start, nie jest nieskończony, choć logiczna, mogła umykać nam do tej pory.

Jeśli SLS nie poleci, ani w listopadzie, a tym bardziej w grudniu, to konieczna będzie kolejna weryfikacja stanu rakiet pomocniczych. Być może znowu uda się wydłużyć czas ich przydatności do użycia, albo...? Ale o tym lepiej nie myśleć.

Wszechświat bez etapu kosmicznej inflacji? To możliwe, a teraz wiemy jak to udowodnić

Słowo inflacja bardzo dobrze znamy, jednak nie chodzi tu o problematykę ekonomiczną, a kosmiczną inflację, czyli czas, tuż po powstaniu Wszechświata, gdy przestrzeń nagle bardzo gwałtownie się rozszerzyła. Trwało to bardzo krótko, wręcz niewyobrażalnie, bo od 10^-36 sekundy po Wielkim Wybuchu, do około 10^-33 lub 10^-32 sekundy, ale miało kluczowy wpływ na to jakim jest obecnie Wszechświat wedle naszej obecnej wiedzy o jego ewolucji.

Teoria inflacji powstała na przełomie lat 70. i 80. XX wieku i była chwalona za wyjaśnienie jednorodności wszechświata w skali kosmologicznej, a również za to, dlaczego nie istnieją w naszej rzeczywistości monopole magnetyczne. Objętość Wszechświata w trakcie inflacji zwiększona została o wartość rzędu 10⁷⁸. Etap inflacji pozwolił kosmologom pozbyć się problemów, które w początkowym etapie istnienia wszechświata wynikały z teorii Wielkiego Wybuchu.

O kosmicznej inflacji uczymy się nawet w szkole. Warto jednak pamiętać, że istnienie tego etapu ewolucji Wszechświata wciąż nie zostało jednoznacznie potwierdzone

Mimo wyjaśnienia wielu problemów, inflacja kosmiczna jest na tyle odległym w czasie i egzotycznym epizodem w historii Wszechświata, że nie ma jednoznacznego potwierdzenia co do jej słuszności. Są obserwacje zjawisk, które potwierdzają hipotezę inflacji, są też wątpliwości, które zmuszają do licznych modyfikacji opisującego ją modelu. Nie brakuje też przeciwników inflacji, a jednym z nich jest niedawny noblista Roger Penrose.

Wizualizacja wszechświata widzianego przez pryzmat czasu i odległości. Im dalej siegamy wzrokiem, tym młodszy kosmos widzimy (fot: Pablo Budassi / CC-BY-SA 4.0)

Co gorsza najdokładniejsze obecnie obserwacje jednorodności promieniowania reliktowego, z teleskopu Planck które mają potwierdzać teorię inflacji, jednocześnie są wykorzystywane przez jej przeciwników jako argument przeciwko. Jeden z tych przeciwników Abraham Loeb z Uniwerystetu Harvarda, wraz z kolegami i pracownikami Uniwerystetu w Trydencie oraz Uniwerystetu w Cambridge, niedawno zasugerowali, że wykluczenie potrzeby kosmologicznej inflacji jest możliwe dzięki wykryciu pewnego charakterystycznego sygnału podczas obserwacji nieba.

Tym sygnałem będzie tzw. CGB (Cosmic Graviton Background), czyli kosmiczne tło grawitonowe. I tak jak wcześniej promieniowanie reliktowe (CMB, cosmic microwave background), wykryte w 1965 roku, a potem obserwowane przez kolejne generacje kosmicznych obserwatoriów, COBE, WMAP i Planck, faworyzowało inflację, tak CGB może przyłożyć się do ostatecznego sukcesu tej teorii, albo jej obalenia. Na rzecz nie tak nowej teorii, która zakłada, że zamiast Wielkiego Wybuchu, nastąpiło Wielkie Odbicie od wcześniej kurczącego się Wszechświata.

Obserwacje kosmicznego tła grawitonowego (CGB) wymagają rejestracji fal grawitacyjnych o częstotliwościach sięgających 100 GHz

Jednakże obserwacje CGB nie będą proste. Obecnie mikrofalowe promieniowanie reliktowe pokazuje nam najwcześniejszy etap istnienia Wszechświata jaki możemy zobaczyć. To około 100 milionów lat po Wielkim wybuchu. Dużo bliżej momentu Wielkiego Wybuchu, na niemal sekundę po nim, możemy sięgnąć obserwując neutrina reliktowe z tego czasu. Lecz na tym nie koniec, gdybyśmy byli w stanie zarejestrować grawitony, a dokładnie tło termicznego promieniowania grawitacyjnego, czyli CGB, dotarlibyśmy do momentu, gdy powstała znana nam fizyka, czyli 10-43 sekundy po powstaniu Wszechświata.

Kosmiczne tło grawitonowe pochodziłoby z czasów przed inflacją. Gdyby inflacja miała miejsce, jego obserwacje stałyby się niemożliwe, gdyby jednak takie promieniowanie wykryto, oznaczałoby to, że inflacja nie mogła mieć miejsca. Dziś obserwacje CMB nie są możliwe, ale w przyszłości jest szansa, że poznamy prawdę o początkach Wszechświata.

Obserwacje soczewkowanej supernowej odkryte w danych sprzed lat

Supernowe to końcowe etapy ewolucji masywnych gwiazd, które przysłużyć mogą się nam na różne sposoby. To dzięki nim możemy istnieć, gdyż to eksplozje supernowych rozsiewają ciężkie pierwiastki po galaktyce. Supernowe są też przydatne jako wskaźniki odległości, ze względu na ich specyficzną jasność i sposób jej zmiany w trakcie i po wybuchu. To dlatego astronomowie obserwując supernową mogą mieć pewność, że to tego typu zjawisko, a nie inne, a także na jakim etapie zostało uchwycone.

W miarę upływu czasu supernową można obserwować ją na różnych etapach. Jednakże ostatnio udało się w danych z teleskopu Hubble wykryć coś bardzo rzadkiego. W danych nie tak świeżych, bo sprzed dekady, wykryto oryginalne zjawisko soczewkowania grawitacyjnego. Widać na nim trzy obrazy galaktyki, uchwycone jako trzy obrazy soczewkowane, które reprezentują różne momenty w czasie.

Hubble obserwował soczewkowany obraz supernowej z różnych momentów po wybuchu. Soczewką była gromada galaktyk Abell 370 odległa o 6 miliardów lat świetlnych

W tej galaktyce wykryto właśnie supernową, którą udało się zobaczyć nie tylko tuż po eksplozji, ale na kolejnych obrazach, także w innych momentach czasu, dwa i osiem dni później. I to na pojedynczym obrazie.

Soczewkowanie grawitacyjne to wspaniała pomoc natury, w przełamywaniu ograniczeń technologii obserwacyjnych jakimi dysponują astronomowie

To osiągnięcie świetnie ilustruje fakt, że wszechświat obserwujemy jako zlepek różnych chwil, a soczewkowanie grawitacyjne może przybliżyć nam te chwile bardziej niż pozwala na to tempo upływu czasu. Hubble już miał okazję zarejestrować inne wielokrotne soczewkowanie supernowej i być może w archiwalnych danych kryją się inne podobne tego typu obserwacje.

Z mniej przyjemnych informacji - odkryto kolejne fragmenty Challengera

Tragedia wahadłowca Challenger w 1986, to jedno z dwóch po awarii w Czarnobylu, wydarzeń tamtego roku, które zapamiętaliśmy szczególnie dobrze. Wahadłowiec rozpadł się w wyniku eksplozji rakiety niedługo po starcie, a w efekcie następstw zginęła cała 7-osobowa załoga. Szczątki spadły do oceanu, cześć udało się szybko odzyskać, w tym część załogową, ale ponad połowa z ważącego ponad 220 ton pojazdu nie została odnaleziona.

Fragment filmu, na którym widac nurków odsłaniających fragment poszycia Challengera (źródło: The History Channel)

Okazuje się, że ten bilans jeszcze może się zmienić, bo oto nurkowie realizujący nagrania na potrzeby filmu o Trójkącie Bermudzkim, zamiast na wrak samolotu z czasów II Wojny Światowej, natknęli się na spory element poszycia Challengera. Ma on wymiary co najmniej 4.5 x 4.5 metra, a rzeczywiste jego gabaryty poznamy, gdy zostanie w całości odsłonięty i wydobyty. Spora część tego elementu wciąż jest przykryta przez piasek na dnie.

Koniec misji InSight już bliski, ale sejsmometr znowu zbiera dane

Misja InSight to przedsięwzięcie NASA, które zapisze się jako mieszany sukces, o czym już wspominaliśmy przy okazji porażki jednego z instrumentów, który miał wkopać się pod powierzchnię Marsa. Jednakże na ten projekt i tak należy patrzeć się jak na szklankę w połowie pełną. 

Wzorcowo pracujący od 2018 roku sejsmometr wykrył ponad 1300 trzęsień Marsa, w tym te związane z uderzeniami meteorów w powierzchnię planety.

To oprócz badań lądowników Viking, jedyne dane sejsmograficzne dla Marsa, a zarazem przełomowe. Pozwoliły poznać dokładnie budowę wewnętrzną planety, grubość skorupy, rozmiar i gęstość jądra planety, a także strukturę jej płaszcza. Wcześniej taką wiedzą, potwierdzoną obserwacjami, dysponowaliśmy jedynie dla Ziemi i Księżyca.

Lądownik InSight zasilany jest energią słoneczną i z czasem jego panele pokrywające się pyłem (zdjęcia powyżej) dostarczały jej coraz mniej.

Ostatnia globalna burza pyłowa na Marsie okazała się kropką nad i dla przeznaczenia InSight. NASA przewiduje, że w wyniku nadmiernego zapylenia paneli słonecznych lądownik zamilknie w ciągu kilku najbliższych tygodni, prawdopodobnie przed końcem roku, ale może to nastapić nawet lada dzień.

Na razie jednak, skoro pogoda się poprawiła, znowu uruchomiono sejsmometr, tak by zbierał cenne dane jak najdłużej się da.

Źródło: inf. własna, NASA, Hubble, Reuters, University of Cambridge