BlackHoleFinder – aplikacja do poszukiwania nowopowstałych czarnych dziur – również w języku polskim

Dutch Black Hole Consortium uruchomiło ośmiojęzyczną wersję aplikacji BlackHoleFinder, z której mogą korzystać astronomowie-amatorzy na całym świecie, aby pomóc w poszukiwaniach nowo powstałych czarnych dziur. Wcześniej aplikacja była dostępna tylko w językach holenderskim i angielskim.

Aplikacja BlackHoleFinder

.Teraz dodano hiszpański, niemiecki, chiński, bengalski, polski i włoski, zwiększając liczbę osób, które mogą pomóc w wykrywaniu niezwykle gęstych kosmicznych obiektów, w swoim ojczystym języku. Aplikacja jest dostępna w sklepach z aplikacjami Apple i Android oraz na stronie internetowej [LINK].

Dutch Black Hole Consortium zachęca astronomów-amatorów z całego świata o pomoc naukowcom w identyfikacji źródeł, które są interesujące i powinny być monitorowane – potencjalnych kilonowych (zjawisko astronomiczne polegające na zderzeniu dwóch gwiazd lub gwiazdy neutronowej i czarnej dziury, które jest najprawdopodobniej odpowiedzialne za bardzo krótkie rozbłyski gamma) – oraz źródeł, które potencjalnie są fałszywe. Pierwsza i jak dotąd jedyna obserwacja kilonowej miała miejsce 18 sierpnia 2017 r. – był to krótki błysk światła spowodowany połączeniem się dwóch gwiazd neutronowych.

Jak tłumaczą naukowcy z Radboud University w Holandii, w wyniku tej fuzji powstała czarna dziura o masie gwiazdowej. Ich zdaniem było to wyjątkowe wydarzenie – oprócz błysku światła, w milisekundach poprzedzających połączenie wykryli również fale grawitacyjne. Po raz pierwszy astronomowie byli w stanie wykryć zarówno fale grawitacyjne, jak i promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące z tego samego kosmicznego zdarzenia.

Po wystąpieniu kilonowej emitowane światło szybko zanika, można je wykryć tylko przez kilka dni. Przez co astronomowie muszą działać szybko, kierując teleskopy na fragment nieba, z którego pochodzi sygnał fal grawitacyjnych. Jednak detektory, takie jak LIGO i Virgo, mogą określić lokalizację tylko z dokładnością do setek stopni kwadratowych na niebie (dla porównania, Księżyc w pełni zajmuje około 0,2 stopnia kwadratowego), co jest obszarem znacznie większym niż pole widzenia największych teleskopów.

Aby dokładniej określić lokalizację, badacze zbudowali niestandardowe teleskopy, aby szybko zlokalizować słaby sygnał optyczny związany z wydarzeniem fuzji. Najnowszym z jest czuły układ teleskopów BlackGEM w północnym Chile.

W poszukiwaniu czarnych dziur

Jak tłumacza badacze, gdy tylko wykryty zostanie sygnał fali grawitacyjnej, BlackGEM szybko przeskanuje duży obszar nieba zidentyfikowany przez detektory fal grawitacyjnych. Porównanie tych nowych obserwacji z poprzednimi dostarczy dużej liczby potencjalnych źródeł. Jedno z nich może okazać się związane ze zdarzeniem fal grawitacyjnych – kilonową spowodowaną połączeniem dwóch gwiazd neutronowych i narodzinami nowej czarnej dziury.

„Jednak ze względu na konieczność przeszukania dużego obszaru nieba, fałszywe, nieastronomiczne sygnały mogą czasami prześlizgnąć się przez nasze filtry wyszkolone przez sztuczną inteligencję” – wyjaśnia Steven Bloemen z Radboud University w Holandii.

Zdaniem astronomów, częstą przyczyną fałszywych sygnałów jest światło odbijające się od satelitów komunikacyjnych. – „Ponadto BlackGEM wykrywa również sygnały pochodzenia astronomicznego, ale niezwiązane z kilonowymi, takie jak asteroidy bliskie Ziemi” – dodaje Peter Jonker z Radboud University.

Przez co astronomowie-amatorzy z całego świata są proszeni o pomoc w identyfikacji, które źródła są fałszywe, a które są potencjalnymi kandydatami do dalszych obserwacji. – „Nawet wśród tych sygnałów astronomicznych, które nie są spowodowane kilonową, są zdarzenia związane z czarnymi dziurami” – zaznacza Paul Groot z Radboud University.

.Ze względu na dużą liczbę potencjalnych źródeł astronomowie wykorzystują techniki sztucznej inteligencji, aby skupić się na potencjalnie prawdziwych i zignorować pewne fałszywe. Jednak zdaniem badaczy ludzka percepcja zrobi to dokładniej i pewniej.

„Ludzie są nadal znacznie lepsi w identyfikowaniu wzorców niż nasze algorytmy. Korzystając z aplikacji BlackHoleFinder, astronomowie-amatorzy z całego świata mogą pomóc w szkoleniu naszych algorytmów sztucznej inteligencji w zakresie rozróżniania prawdziwych i fałszywych źródeł oraz szybszego wskazywania najbardziej interesujących z nich” – podkreśla Bloemen.

Astronomowie-amatorzy, którzy udowodnili, że są w stanie dostrzec prawdziwe źródła, mogą teraz rozpocząć dalsze obserwacje za pomocą sieci zrobotyzowanych teleskopów Las Cumbres Observatory (LCO).

„Dyrektor LCO uprzejmie zgodził się, aby fascynacji astronomii mogli uruchamiać swoje teleskopy w celu prowadzenia dalszych obserwacji bezpośrednio z aplikacji BlackHoleFinder, gdy użytkownik uzna to za konieczne. Dostarczy to informacji, które astronomowie będą mogli wykorzystać do ustalenia, czy jedno z rzeczywistych zdarzeń jest kilonową” mówi Jonker.

„Potencjalne sygnały kilonowej mogą pojawić się w dowolnym momencie, w dzień lub w nocy, i szybko ewoluują, więc czas jest najważniejszy. Właśnie dlatego dane BlackGEM są dostępne w BlackHoleFinder na całym świecie zaledwie 15 minut po ich zarejestrowaniu przez teleskop. Globalny zasięg aplikacji jest również kluczowy – dzięki astronomom-amatorom na całym świecie zawsze znajdzie się ktoś, kto szybko sprawdzi nowe dane” – twierdzi Daniëlle Pieterse z Radboud University.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG