Τα Νέα της Φυσικής του Απριλίου (2023)

Ο φασματογράφος του James Webb βελτιώνει τις μετατοπίσεις των μακρινών γαλαξιών

Το James Webb τελευταία είχε ανακαλύψει αρκετούς αμυδρούς γαλαξίες που υπολογίζονταν ότι είναι οι γαλαξίες με τη μεγαλύτερη μετατόπιση προς το ερυθρό που έχουμε δει ποτέ. Εδώ πρέπει να αναφέρω ότι όσο μεγαλύτερη η μετατόπιση προς το ερυθρό τόσο μεγαλύτερη η απόσταση του γαλαξία από εμάς. Χρησιμοποιώντας τον φασματογράφο (NIRSpec) του James Webb (JWST) μπορούμε να βελτιώσουμε τις μετρήσεις αυτές.

Μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Pablo Arrabal Haro του NOIRLab στην Αριζόνα χρησιμοποίησε το NIRSpec για να παρατηρήσει διάφορους γαλαξίες και να βελτιώσει τις εκτιμήσεις της μετατόπισης προς το ερυθρό. Ένας γαλαξίας, που προηγουμένως πιστεύαμε ότι βρισκόταν σε ερυθρή μετατόπιση ρεκόρ 16,4, βρέθηκε ότι ήταν ένας σκονισμένος γαλαξίας με μετατόπιση ερυθρού 4,9, ενώ ένας άλλος αποκαλύφθηκε ότι είναι σε μετατόπιση ερυθρού 11,4. Η μελέτη επιβεβαίωσε επίσης ότι ορισμένοι άλλοι γαλαξίες είναι από τους πιο μακρινούς γαλαξίες που έχουν δει ποτέ, με οκτώ γαλαξίες να έχουν πλέον αποδειχθεί, από το NIRSpec, ότι έχουν μετατοπίσεις προς το ερυθρό μεγαλύτερη από 10. Για σύγκριση σας αναφέρω ότι ο πιο μακρινός επιβεβαιωμένος γαλαξίας που ήταν γνωστός πριν από την εκτόξευση του JWST ήταν ο Gn-z11, ο οποίος έχει μετατόπιση προς το ερυθρό 11,6.

Η έρευνα περιγράφεται στο arXiv.

Μια πρώτη ματιά στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας σύντηξης της Tokamak Energy

Η Tokamak Energy έδωσε στη δημοσιότητα εικόνες του πιλοτικού εργοστασίου σύντηξης ST-E1, το οποίο πρόκειται να παραδώσει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο στις αρχές της δεκαετίας του 2030. Το εργοστάσιο θα παράγει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει 50.000 σπίτια, παρέχοντας καθαρή ενέργεια σε κωμοπόλεις και θέρμανση σε βιομηχανικά εργοστάσια. Το εργοστάσιο θα ανοίξει το δρόμο για εμπορικές εγκαταστάσεις 500 μεγαβάτ που μπορούν να αναπτυχθούν παγκοσμίως, δίπλα σε μεγάλους πληθυσμούς και βιομηχανικά κέντρα όπου απαιτείται ενέργεια και θερμότητα. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης μπορούν να συνδεθούν με έναν παραδοσιακό στρόβιλο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και την παροχή θερμότητας για πολλαπλές βιομηχανικές χρήσεις. Η σύντηξη διακόπτεται εύκολα, καθώς χρειάζεται συνεχή παροχή καυσίμου, δεν παράγει πυρηνικά απόβλητα μεγάλης διάρκειας ζωής και είναι το αντίθετο της πυρηνικής σχάσης. Ο σφαιρικός σχεδιασμός tokamak της Tokamak Energy είναι πιο αποδοτικός από τα παραδοσιακά σχέδια, με χαμηλότερη επένδυση κεφαλαίου και λειτουργικό κόστος.

Πηγή: First look at Tokamak Energy fusion power plant.

Τα Βαρυτικά κύματα δίνουν λύση στο παράδοξο των πληροφοριών

Δύο φυσικοί στο King's College του Λονδίνου πρότειναν ότι τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να δώσουν μια λύση στο παράδοξο πληροφοριών που δημιουργείται από την ακτινοβολία Hawking των μαύρων τρυπών. O Louis Hamaide και ο Theo Torres πιστεύουν ότι οι πληροφορίες σχετικά με τα αντικείμενα που πέφτουν σε μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να ανακτηθούν μετρώντας τη βαρυτική ακτινοβολία που εκπέμπεται από τις μαύρες τρύπες καθώς τα αντικείμενα εξαφανίζονται σε αυτές. Το πλάτος της ακτινοβολίας κωδικοποιεί τη μάζα του συλλαμβανόμενου αντικειμένου, ενώ η φάση του αποκαλύπτει το χρόνο της σύλληψης. Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές είναι δύσπιστοι σχετικά με την πρακτική χρησιμότητα αυτών των βαρυτικών κυμάτων και αμφιβάλλουν ως προς το αν θα μπορούσαν να γίνουν πρακτικές μετρήσεις.

Η έρευνα περιγράφεται στο Classical and Quantum Gravity.

Παρακολουθώντας την κατάρρευση αστέρων

Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν περισσότερα για τα γεγονότα των σουπερνόβα (CCSNe), τα οποία συμβαίνουν όταν τεράστια αστέρια εκρήγνυνται και αφήνουν πίσω τους ένα αστέρι νετρονίων. Αν και αυτά τα γεγονότα δεν είναι σπάνια στο Σύμπαν, στον Γαλαξία μας συμβαίνουν μόνο μία φορά κάθε 100 χρόνια. Ο Zidu Lin και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο του Tennessee, Knoxville, προτείνουν μια νέα προσέγγιση για την παρακολούθηση των CCSNe που θα επέτρεπε στους επιστήμονες να επικυρώσουν τα μοντέλα του αστικού κύματος που διαδίδεται στο εσωτερικό του αστεριού λίγο πριν την έκρηξη σουπερνόβα. Αυτό το ωστικό κύμα δημιουργεί βαρυτικά σήματα και σήματα νετρίνων που θα μπορούσαν να ανιχνευθούν από το επόμενο CCSN στον Γαλαξία μας. Ωστόσο, η διάκριση μεταξύ μοντέλων κρουστικών κυμάτων θα απαιτήσει μια συνδυαστική ανάλυση δεδομένων, καθώς οι παραδοσιακές μέθοδοι είναι ανεπαρκής.

1. Z. Lin et al., “Characterizing a supernova’s standing accretion shock instability with neutrinos and gravitational waves,” Phys. Rev. D 107, 083017 (2023).