Jak „szybko” zachodzą wydarzenia astronomiczne?

15

Widziałem sporo wiadomości o astronomii, ale nie jestem głęboko przekonany, jak to działa i jak ludzie ją obserwują. Zmusiło mnie do myślenia: jeśli chcę na przykład obejrzeć supernową, jak długo będę musiał jej szukać, aby obejrzeć całe „wydarzenie”? Lub wydarzenia takie jak NASA „ widzące coś wychodzącego z czarnej dziury ”, czy „patrzyły” na czarną dziurę , gdy coś wychodziło naprawdę szybko, czy obserwowały to przez miesiące? A może narodziny blackhole?

Teraz znam czarne dziury, które zniknęły za kilka trylionów lat, jestem tylko ciekawy, ile czasu zajmuje astronomom obserwowanie takich wydarzeń.

observational-astronomy

— Washington A. Ramos
źródło

1

Niezupełnie to samo, ale ta liczba w Rau i wsp. 2012 daje pewne wyobrażenie o czasie zanikania niektórych astronomicznych transjentów. Podstawowa zasada jest taka, że zdarzenia nie mogą się zdarzyć szybciej niż czas przejścia światła w różnych regionach. Więc jeśli dysk akrecyjny czarnej dziury 1 dzień świetlny w ciągu zmian jasności, to czas na zmianę 1 dzień. Mniejsze źródła mogą się zmieniać szybciej.

— astrosnapper

Ile czasu zajmuje zapadnięcie się wypalonej gwiazdy? To znaczy, kiedy zaczyna się faktyczne zawalenie?

— db

1

Odpowiedź na to pytanie zależy w dużej mierze od tego, jak zdefiniujesz, kiedy „wydarzenie” zaczyna się i kończy.

— prawdopodobnie_someone

10

Nagle supernowa (i wiele innych interesujących wydarzeń) - błysk neutrin trwający zaledwie ułamek sekundy, ale potem różne aspekty wydarzenia rozgrywają się w ciągu kilku minut, dni, godzin lub lat. Społeczność astronomiczna od kilku lat rozwija coraz bardziej wyrafinowane sposoby radzenia sobie z takimi wydarzeniami na wczesnym etapie. Instrumenty o bardzo szerokim polu widzenia (obserwatoria grawitacyjne, obserwatoria neutrinowe, detektory promieniowania gamma na satelitach) początkowo wykrywają zdarzenia i wprowadzają do sieci pierwsze sieci robotycznych teleskopów, a następnie ludzi i jeszcze większe teleskopy, aby spróbować uzyskać tak dużo informacji, jak możliwe o gwałtownych i szybko rozwijających się wczesnych etapach. Zobacz na przykład http://growth.caltech.edu/

Inne rzeczy są wolniejsze. Wydarzenie „coś wychodzącego z czarnej dziury” (nie do końca to, coś bardzo zbliżającego się do czarnej dziury) zajmuje dużo czasu, była to tylko pierwsza okazja, kiedy zaobserwowali tę czarną dziurę za pomocą odpowiedniego instrumentu .

— Steve Linton
źródło

10

Jak opisano w innych odpowiedziach, większość zdarzeń astronomicznych zmienia się w dość długich skalach czasowych. Nawet supernowa, która zaczyna się nagle, ma kolejną krzywą światła, która osiąga szczyt, a następnie zanika zwykle przez wiele miesięcy. Są jednak krótsze wydarzenia.

W ostatnich obserwacjach fali grawitacyjnej LIGO, inspiracja ostatniego etapu i połączenie podwójnych czarnych dziur lub gwiazd neutronowych generuje wykrywalny sygnał GW przez mniej niż sekundę.

Inne krótkoterminowe obserwacje astronomiczne występują w Układzie Słonecznym. Oczywiście, Słońce i planety poruszają się po niebie w ciągu roku, a Księżyc zmienia swoją fazę w sposób ciągły, powtarzając się co około miesiąc. Sporadyczne zaćmienia Słońca i Księżyca zdarzają się w skali godzin, przy czym zaćmienie Słońca trwa tylko kilka minut. Podobne czasy obowiązują dla innych tranzytów Układu Słonecznego. Okupacje, w których obiekt Układu Słonecznego przechodzi przed gwiazdą, są niemal natychmiastowe dla obserwatora wzrokowego. Ślady meteorów w atmosferze są powszechne i rzadko są widoczne przez ponad kilka sekund.

— amateurAstro
źródło

Ale czy to naprawdę supernowa, która trwa tak długo? Wysięgnik kończy się bardzo szybko, a światło później emitowane jest przez zdmuchnięty materiał. Zwykle uważamy to światło za część supernowej, ale nie wydaje mi się, żeby było to prawdą.

— Loren Pechtel

2

Zauważ też, że chociaż końcowa spirala i połączenie czarnych dziur trwa krócej niż sekundę, „wszystko inne” (gdy oba obiekty zostaną ze sobą połączone grawitacyjnie), prowadzące do tego momentu, zajmuje miliony lat. @LorenPechtel Weź również pod uwagę, że światło może oddalać się od nas, odbijać się od innych materiałów w systemie i odbijać się ponownie w naszą stronę, więc nie jest to promieniowanie „poświatowe”.

— Draco18s nie ufa już SE

@ Draco18s Z czarnymi dziurami w spirali miliony lub miliardy lat, niewielki ułamek sekundy boomu, a potem fala uderzeniowa promieniująca. Trzy efekty, nie jeden.

— Loren Pechtel

1

@LorenPechtel, zgadzam się, że układy binarne wkręcają się bardzo długo, zanim stracą wystarczającą ilość energii, emitując GW do połączenia. Nie zmienia to faktu, że wskazałem, że LIGO może wykryć tylko ostatni krótki impuls najsilniejszego GW prowadzącego do połączenia. Istnienie zdarzenia łączenia oraz istotne szczegóły dotyczące mas, spinów itp. Łączących się obiektów są wydobywane poprzez modelowanie na podstawie tego krótkiego sygnału. Inne obserwacje rozbłysku gamma lub późniejszej emisji promieniowania rentgenowskiego z fali uderzeniowej oddziałującej z otaczającą materią dostarczają dodatkowych informacji i potwierdzeń.

— amateurAstro

1

@LorenPechtel Część mojego komentarza przed twoim imieniem była bardziej skierowana do Amateur. I dodatkowo zawierał tę informację („końcowa spirala i scalenie”), ale wyraźnie wskazałem, że zwiększenie trwało bardzo długo i że w ogóle o tym nie wspomniał. Fakt, że ostatnia spirala i fala uderzeniowa są osobnymi zdarzeniami, nie był istotny.

— Draco18s nie ufa już

3

W naszej galaktyce supernowe widoczne z Ziemi są bardzo rzadkimi zdarzeniami, więc jeśli zaczekasz, aż astronomowie podniosą alarm, gdy zobaczą następną, być może będziesz musiał czekać setki lat. Perspektywy zobaczenia jednej z odległych galaktyk są znacznie lepsze, ale mimo to nie są to codzienne wydarzenia. Szanse na zobaczenie jednego od samego początku, gdy gwiazda zapada się i eksploduje, prawie nie istnieją, ponieważ kiedy wystąpią, muszą osiągnąć znaczną jasność, aby mogły zostać zauważone z Ziemi. Jednak poszukiwanie supernowych jest czymś, co może zrobić dobrze wyposażony amator, ale wymaga dużo cierpliwości. Jeśli chodzi o wiązki cząstek energetycznych, które wysyłają niektóre czarne dziury, nie powstają one z samej czarnej dziury, lecz z materii w dysku akrecyjnym, który jest przyspieszany przez bieguny pola magnetycznego czarnej dziury.

— Michael Walsby
źródło

2

Odpowiedź jest taka, że niektóre zjawiska są niezwykle szybkie. Inni zajmują miliardy lub tryliony lat (lub więcej). Ale większość obserwowanych zdarzeń nie występuje tylko raz. Możemy więc obserwować dłuższe zdarzenia wiele razy i obserwować „migawki” wielu różnych czasów podczas procesu i interpolować, aby uzyskać cały proces jako całość.

— Stilez
źródło

2

Twoje pytanie wydaje mi się bardziej związane z ludzkością niż z astronomią. Definiujemy to, co jest dla nas interesujące: nie ma fizycznego prawa co do tego, co jest „interesujące”.

„Interesująca” część supernowej mogłaby potrwać kilka miesięcy (kiedy jest najjaśniejsza), ale gdybyśmy mogli przewidzieć, kiedy gwiazda była w ciągu dziesięciu lat od zostania supernową, zwiększyłoby to okno „interesujących”.

Słońce było obserwowane przez ludzi tak długo, jak istnieli ludzie. Wciąż uważamy to za interesujące. Wiemy o tym znacznie więcej niż wtedy, gdy ludzie pojawili się na Ziemi.

Krótko mówiąc, długość interesującego wydarzenia zależy wyłącznie od nas, a każdy rodzaj interesującego wydarzenia będzie miał swoją własną typową długość. Może to być milisekunda do tysiącleci.

— CJ Dennis
źródło

1

Wszechświat jest dość solidny, ponieważ jeśli fizyka pozwala na określoną sytuację, zwykle będzie jakieś miejsce lub czas we wszechświecie, w którym taka sytuacja wystąpi. Zatem wszelkie skale czasowe dozwolone przez fizykę, wszechświat będą miały zjawiska astrofizyczne występujące w tych skalach czasowych.

To długa droga do udzielenia odpowiedzi „tak szybko, jak to możliwe i tak wolno, jak to możliwe, i wszystko pomiędzy”.

— Gwiazda neutronowa
źródło