Quanto "velocemente" si verificano eventi astronomici?


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Ho visto alcune notizie sull'astronomia, ma non mi interessa sapere come funziona o come la gente la osserva. Mi ha fatto pensare: se voglio guardare una supernova, per esempio, per quanto tempo dovrò cercarla per vedere l'intero "evento"? O eventi come la NASA " vedere qualcosa che esce da un buco nero ", stavano "guardando" il buco nero quando qualcosa è uscito molto rapidamente o l'hanno osservato per mesi? O forse la nascita di un buco nero?

Ora conosco i buchi neri che svaniscono alcuni miliardi di anni, sono solo curioso di sapere quanto tempo impiegano gli astronomi a osservare tali eventi.


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Non esattamente la stessa cosa, ma questa cifra in Rau et al 2012 dà un'idea del tempo di decadimento di alcuni transitori astronomici. La regola empirica di base è che gli eventi non possono accadere più velocemente del tempo di attraversamento della luce della regione variabile. Quindi, se un accrescimento del buco nero disc 1 giorno luce attraverso cambiamenti di luminosità, allora quello fa il tempo per la variazione 1 giorno. Fonti variabili più piccole potrebbero variare più rapidamente.
astrosnapper,

Quanto tempo impiega una stella bruciata a collassare? Cioè, quando inizia il crollo effettivo?
db

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La risposta a questo probabilmente dipende fortemente da come si definisce quando "l'evento" inizia e finisce.
probabilmente_someone

Risposte:


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Una supernova (e molti altri eventi interessanti) inizia all'improvviso - un lampo di neutrini che dura solo una frazione di secondo, ma poi diversi aspetti dell'evento si svolgono in minuti, giorni, ore o anni. La comunità dell'astronomia da alcuni anni sta sviluppando modi sempre più sofisticati per affrontare presto tali eventi. Gli strumenti con un campo visivo molto ampio (osservatori gravitazionali, osservatori di neutrini, rilevatori di raggi gamma su satelliti) rilevano inizialmente gli eventi e introducono nel circuito prime reti di telescopi robotici, quindi umani e ancora più grandi per cercare di ottenere quante più informazioni possibile sulle prime fasi violente e in rapido sviluppo. Vedi ad esempio http://growth.caltech.edu/

Altre cose sono più lente. L'evento "qualcosa che esce da un buco nero" (non proprio quello, solo qualcosa che viene da molto vicino a un buco nero) richiede molto tempo, questa era solo la prima occasione in cui avevano osservato quel buco nero con lo strumento giusto .


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Come descritto in altre risposte, la maggior parte degli eventi astronomici varia su scale temporali piuttosto lunghe. Anche una supernova, che inizia all'improvviso, ha una successiva curva di luce che raggiunge il picco, quindi decade di solito per molti mesi. Tuttavia, ci sono alcuni eventi più brevi.

Nelle recenti osservazioni sull'onda gravitazionale LIGO, lo stadio finale inspiratorio e fusione di buchi neri binari o stelle di neutroni genera un segnale GW rilevabile per meno di un secondo.

Altre osservazioni astronomiche a breve termine si verificano all'interno del sistema solare. Naturalmente, il Sole e i pianeti si muovono attraverso il cielo nel corso dell'anno e la Luna cambia continuamente fase, ripetendosi ogni mese. Le eclissi solari e lunari occasionali si verificano su una scala temporale di ore, con la totalità che dura solo pochi minuti per un'eclissi solare. Intervalli di tempo simili si applicano ad altri transiti del sistema solare. Le occultazioni, in cui un oggetto del sistema solare passa davanti a una stella, sono quasi istantanee per un osservatore visivo. Le scie meteoriche nell'atmosfera sono comuni e raramente sono visibili per più di qualche secondo.


Ma è davvero la supernova che dura così a lungo? Il boom è finito molto rapidamente, la luce dopo è ciò che viene emesso dal materiale espulso. Normalmente consideriamo quella luce come parte della supernova, ma non credo che sia davvero corretto.
Loren Pechtel,

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Si noti inoltre che mentre la spirale e l'unione finale dei buchi neri dura meno di un secondo, il "tutto il resto" (una volta che i due oggetti sono legati gravitazionalmente l'uno all'altro) che porta a quel momento impiega milioni di anni. @LorenPechtel Considera anche che la luce può allontanarsi da noi, rimbalzare su altro materiale nel sistema e riflettere di nuovo verso di noi, quindi non è solo una radiazione "afterglow".
Draco18s non si fida più di SE

@ Draco18s Con i tuoi buchi neri ci sono milioni o miliardi di anni di spirale, una piccola frazione di secondo di boom e poi l'onda d'urto che si irradia via. Tre effetti, non uno.
Loren Pechtel,

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@LorenPechtel, sono d'accordo, i sistemi binari si muovono a spirale per molto tempo prima di perdere abbastanza energia emettendo GW per fondersi. Ciò non cambia il fatto che ho sottolineato che LIGO può rilevare solo il breve impulso finale del GW più forte che porta alla fusione. L'esistenza dell'evento di fusione e dettagli sostanziali su masse, giri, ecc. Degli oggetti di fusione vengono estratti tramite la modellazione da questo breve segnale. Altre osservazioni di scoppio di raggi gamma o successiva emissione di raggi X da un'onda d'urto che interagisce con la materia circostante forniscono ulteriori informazioni e conferma.
amateurAstro

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@LorenPechtel La parte del mio commento prima del tuo nome era più rivolta ad Amatore. Inoltre, includevo quell'informazione ("la spirale finale e l' unione"), ma stavo specificatamente sottolineando che il vantaggio è durato molto a lungo e che non lo aveva menzionato affatto. Il fatto che la spirale finale e l'onda d'urto siano eventi separati non era rilevante.
Draco18s non si fida più di SE

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Nella nostra galassia, le supernove visibili dalla Terra sono eventi molto rari, quindi se aspetti che gli astronomi lancino l'allarme quando vedranno il prossimo potresti dover aspettare centinaia di anni. Le prospettive di vederne una nelle galassie lontane sono molto migliori, ma anche così non sono eventi quotidiani. Le possibilità di vederne uno fin dall'inizio quando la stella collassa ed esplode sono quasi inesistenti perché quando si verificano devono raggiungere una notevole luminosità per diventare evidenti dalla Terra. Tuttavia, la ricerca di supernova è qualcosa che un dilettante ben equipaggiato può fare, ma richiede molta pazienza. Per quanto riguarda i raggi di particelle energetiche che emettono alcuni buchi neri, non sorgono all'interno del buco nero stesso ma dalla materia nel disco di accrescimento che è accelerata dai poli del campo magnetico del buco nero.


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La risposta è che alcuni fenomeni sono incredibilmente veloci. Altri richiedono miliardi o trilioni di anni (o più). Ma gli eventi più osservati non si verificano solo una volta. Quindi possiamo guardare eventi più lunghi molte volte, e osservare "istantanee" di molte volte diverse durante il processo e interpolare per ottenere poi il processo nel suo insieme.


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La tua domanda mi sembra più sull'umanità che sull'astronomia. Definiamo ciò che è interessante per noi: non esiste una legge fisica su ciò che è "interessante".

La parte "interessante" di una supernova potrebbe essere un paio di mesi (quando è al suo massimo splendore), tuttavia, se potessimo prevedere quando una stella fosse entro dieci anni dalla trasformazione in una supernova, ciò aumenterebbe la finestra di "interessante".

Il sole è stato osservato dagli umani per tutto il tempo in cui gli umani sono esistiti. Lo troviamo ancora interessante. Ora ne sappiamo molto di più rispetto a quando gli umani sono apparsi per la prima volta sulla Terra.

In breve, la durata di un evento interessante dipende interamente da noi e ogni tipo di evento interessante avrà la sua lunghezza tipica. Potrebbe essere da millisecondi a millenni.


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L'universo è piuttosto solido in quanto se la fisica consente una situazione particolare, di solito ci sarà un posto o un tempo nell'universo in cui tale situazione si verificherà. Pertanto, qualsiasi scala temporale consentita dalla fisica, l'universo avrà fenomeni astrofisici che si verificano su tali scale temporali.

Questo è un lungo modo di fornire la risposta "il più velocemente possibile e il più lento possibile, e tutto il resto".

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