Новые карты астероида Психея раскрывают его прошлое

В конце этого года НАСА планирует запустить зонд размером с теннисный корт в пояс астероидов - область между орбитами Марса и Юпитера, где вокруг Солнца вращаются остатки ранней Солнечной системы. Оказавшись в поясе астероидов, космический аппарат нацелится на Психею - крупный, богатый металлами астероид, который, как считается, является древним ядром одной из ранних планет. Зонд, названный в честь своего астероида-цели, проведет около двух лет на орбите и проанализирует поверхность Психеи в поисках подсказок о том, как развивались ранние планетарные тела.

В преддверии этой миссии, которую возглавляет главный исследователь Линди Элкинс-Тантон и ученые-планетологи из Массачусетского технологического института уже получили представление о том, что может увидеть космический аппарат Psyche (Психея), когда достигнет своей цели.

Команда представляет самые подробные на сегодняшний день карты свойств поверхности астероида, основанные на наблюдениях, сделанных с помощью большого массива наземных телескопов на севере Чили. Карты показывают обширные богатые металлами области, простирающиеся по всей поверхности астероида, а также большую впадину, которая, похоже, имеет различную текстуру поверхности между внутренней частью и краем; эта разница может отражать кратер, заполненный более мелким песком и окаймленный более каменистыми материалами.

В целом, поверхность Психеи оказалась удивительно разнообразной по своим свойствам. Его каменистые области могут быть остатками древней мантии, схожей по составу с каменистым внешним слоем Земли, Марса и астероида Веста, или отпечатками прошлых ударов космических камней. Наконец, кратеры, содержащие металлический материал, подтверждают идею предыдущих исследований о том, что на астероиде могли произойти ранние извержения металлической лавы, когда его древнее ядро остывало.

Учёные смогли увидеть Психею более детально, с разрешением около 32 километра на пиксель, используя объединенную мощность 66 радиоантенн Большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) на севере Чили. Каждая антенна ALMA измеряет свет, излучаемый объектом на миллиметровых волнах, в диапазоне, который чувствителен к температуре и некоторым электрическим свойствам поверхностных материалов.

19 июня 2019 года ALMA сфокусировал весь свой массив на Психее, которая вращалась по орбите в поясе астероидов. Собранные данные за этот период были преобразованы в карту теплового излучения на поверхности астероида. Эти же данные были использованы для создания последней трехмерной модели формы Психеи с высоким разрешением.

Исследователи подтвердили, что в целом поверхность Психеи богата металлами, но содержание металлов и силикатов варьируется по всей поверхности. Это может быть еще одним намеком на то, что на ранних стадиях формирования астероида у него могла быть богатая силикатами мантия, которая с тех пор исчезла.

Они также обнаружили, что при вращении астероида материал на дне большой впадины - вероятно, кратера - меняет температуру гораздо быстрее, чем материал вдоль края. Это позволяет предположить, что дно кратера покрыто «прудами» из мелкозернистого материала, подобного песку на Земле, который быстро нагревается, в то время как край кратера состоит из более каменистых, медленно нагревающихся материалов.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0616162424

Марсианский метеорит опровергает теорию формирования планет

Новое исследование древнего метеорита противоречит современным представлениям о том, как скалистые планеты: Земля и Марс, приобретают летучие элементы, такие как водород, углерод, кислород, азот и благородные газы, в процессе своего формирования.

Основное предположение о формировании планет заключается в том, что они сначала собирают эти летучие вещества из туманности вокруг молодой звезды, говорит Сандрин Перон, научный сотрудник, работающий с профессором Суджоем Мухопадхьяем на факультете наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе.

Поскольку в этот момент планета представляет собой шар из расплавленной породы, эти элементы сначала растворяются в океане магмы, а затем дегазируются обратно в атмосферу. Позже хондрические метеориты, врезающиеся в молодую планету, приносят более летучие материалы.

Поэтому ученые ожидают, что летучие элементы в недрах планеты должны отражать состав солнечной туманности или смесь солнечных и метеоритных летучих веществ, в то время как летучие вещества в атмосфере будут поступать в основном из метеоритов. Эти два источника - солнечный и хондрический - можно различить по соотношению изотопов благородных газов, в частности криптона.

Метеорит Шассиньи, упавший на Землю на северо-востоке Франции в 1815 году, является редким и необычным, поскольку считается, что он представляет собой внутреннюю часть Марса.

Проведя тщательные измерения мельчайшего количества изотопов криптона в образцах метеорита с помощью нового метода, исследователи смогли определить происхождение элементов в породе.

Удивительно, но изотопы криптона в метеорите соответствуют изотопам из хондритовых метеоритов, а не из солнечной туманности. Это означает, что метеориты доставляли летучие элементы на формирующуюся планету гораздо раньше, чем считалось ранее, и в присутствии туманности, что опровергает общепринятые представления.

Результаты показывают, что атмосфера Марса не могла сформироваться исключительно за счет газовыделения из мантии, поскольку в этом случае она имела бы хондритный состав. Планета должна была получить атмосферу из солнечной туманности после охлаждения магматического океана, чтобы предотвратить существенное смешивание внутренних хондритных газов с атмосферными солнечными газами.

Новые результаты позволяют предположить, что рост Марса завершился до того, как солнечная туманность была рассеяна излучением Солнца. Но облучение также должно было сдуть атмосферу туманности на Марсе, а это предполагает, что атмосферный криптон должен был каким-то образом сохраниться, возможно, в ловушке под землей или в полярных ледяных шапках. Однако для этого Марс должен был стать холодным сразу после аккреции. Хотя исследование четко указывает на наличие хондритовых газов в марсианских недрах, оно также поднимает некоторые интересные вопросы о происхождении и составе ранней атмосферы Марса.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0616211227

Космический аппарат НАСА наблюдает за каменным «бронежилетом» астероида Бенну

Поверхность астероида Бенну, покрытая валунами, обеспечивает ему защиту от ударов небольших метеоров, согласно наблюдениям кратеров космического аппарата НАСА OSIRIS-REx.

Бенну является «астероидом-обломком», то есть он образовался из кусков гораздо более крупного астероида, который был разрушен в результате древнего столкновения. Фрагменты от столкновения сгруппировались под действием собственной слабой гравитации и образовали Бенну.

Для изучения кратеров на Бенну команда использовала беспрецедентные наборы глобальных данных высокого разрешения: изображения, полученные с помощью набора камер OSIRIS-REx, и данные о высоте поверхности (топография), полученные с помощью лазерного альтиметра OSIRIS-REx, инструмента лазерной дальнометрии (лидар) на космическом аппарате.

Планетологи могут оценить возраст поверхности по количеству и размерам кратеров. Ударные кратеры накапливаются со временем, поэтому поверхность с большим количеством кратеров старше, чем поверхность с их малым количеством. Кроме того, размер кратера зависит от размера импактора, причем большие импакторы обычно образуют большие кратеры. Поскольку мелкие метеоры гораздо более многочисленны, чем крупные метеоры, небесные объекты, такие как астероиды, обычно имеют гораздо больше мелких кратеров, чем крупных.

Крупные кратеры Бенну следуют этой закономерности, причем количество кратеров уменьшается по мере увеличения их размера. Однако для кратеров диаметром менее 2-3 метров наблюдается обратная тенденция: количество кратеров уменьшается по мере уменьшения их размера. Это указывает на то, что на поверхности Бенну происходит что-то необычное.

Исследователи полагают, что обилие валунов на Бенну действует как щит, не позволяя многим мелким метеорам образовывать кратеры. Вместо этого удары, скорее всего, расколят валуны или нанесут на них сколы и трещины. Кроме того, некоторые импакторы, пробившиеся через валуны, образуют кратеры меньшего размера, чем если бы поверхность Бенну была покрыта более мелкими и однородными частицами, как пляжный песок.

Такая активность приводит к тому, что поверхность Бенну изменяется иначе, чем объекты с мелкозернистой или твердой поверхностью.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0617094146

Исследование образования сверхмассивных углеродно-кислородных белых карликов

Белые карликовые звезды (БК) - самые многочисленные представители «звездного кладбища». Широко распространено мнение, что более 97% звезд во Вселенной эволюционируют в БК. Эти многочисленные объекты считаются мощным инструментом для понимания формирования и эволюции звезд, истории нашей галактики и звездных популяций.

В исследовании, опубликованном в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, исследовательская группа под руководством доцента Ву Ченгюаня из Юньнаньских обсерваторий Китайской академии наук изучила формирование сверхмассивных углеродно-кислородных белых карликов (СМУКБК).

Согласно моделям звездной эволюции, БК с массой менее 0,45 M⊙ (масс Солнца) являются гелиевыми (He) БК, а с массой от 0,45 до 1,05 M⊙ - углеродно-кислородными (CO) БК. БК с массой более 1,05 М⊙ могут иметь кислородно-неоновые (ONe) ядра и обычно называются сверхмассивными БК (СМБК).

"СМБК играют ключевую роль в нашем понимании взрывов сверхновых типа Ia, возникновения физических процессов в асимптотической фазе гигантского разветвления, существования высокопольных магнитных БК и возникновения двойных слияний БК", - сказал Ву.

Недавно данные от Gaia показали увеличение СМБК на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, что указывает на возможность существования в СМБК дополнительного механизма задержки охлаждения, такого как кристаллизация и осаждение элементов. Дальнейшие исследования показали, что некоторые СМБК должны были испытать довольно длительные задержки охлаждения, что позволяет предположить, что они являются углеродно-кислородными БК. Однако механизм образования этих СМУКБК все еще остается неясным.

В данной работе исследователи изучили, могут ли слияния массивных углеродно-кислородных БК с гелиевыми БК эволюционировать в СМУКБК. Результаты трехмерного динамического моделирования слияний двойных БК показывают, что это очень быстрый процесс, который может сформировать горячую корону на первичном БК. "Чтобы построить начальные структуры остатков слияния, мы применили метод быстрой аккреции для моделирования процесса слияния в одномерных моделях и получили структуры остатков, похожие на структуры в трехмерных моделях", - сказал Ву.

После построения структур остатков слияния исследователи обнаружили, что их эволюция похожа на эволюцию звезд типа R Coronae Borealis (R CrB). Сжигание гелия в оболочке приводит к росту массы ядра. Конечная масса БК зависит от скорости потери массы ветром во время эволюции после слияния и не может превышать примерно 1,2 M⊙. Остатки с массой ядра более 1,2 M⊙ будут испытывать поверхностное воспламенение углерода, что может окончательно завершить их жизнь в качестве кислородно-неонового БК.

Полученные результаты указывают на то, что по крайней мере некоторые СМБК, которые испытывают сверхдлинные задержки охлаждения, могут возникнуть в результате слияния гелиевого и углеродно-кислородного БК.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0617191534

Являются ли магнитные дуги солнца оптической иллюзией?

В предельном ультрафиолетовом свете Солнце напоминает смятый клубок пряжи. Его поверхность в изобилии покрыта гигантскими лучистыми дугами, известными как корональные петли, парящие в солнечной короне, или внешней атмосфере. Корональные петли считаются основополагающими для работы Солнца. Представление о том, как они формируются, изменяются и перемещаются, является одной из ключевых целей для понимания нашей ближайшей звезды.

По крайней мере, так считали исследователи в течение долгого времени. Физик Солнца Анна Маланушенко и ее коллеги утверждают, что некоторые корональные петли могут быть не тем, чем кажутся. Есть вероятность, что они представляют собой оптические иллюзии, созданные складками или морщинами в гораздо более крупных «листах» солнечного материала, которые учёные называют корональными завесами.

С тех пор как в конце 60-х годов были получены первые изображения корональных петель, ученые строили гипотезы о том, какой может быть их трехмерная структура. Традиционная модель рассматривала их как магнитные «трубы», образованные линиями магнитного поля Солнца. Сами трубки невидимы; мы улавливаем яркий солнечный материал, который течет по ним, как вода по садовому шлангу. Эта модель «садового шланга» корональных петель хорошо согласуется с известной физикой, и не было причин сомневаться в ней, по крайней мере, поначалу. Но со временем стали накапливаться наблюдения, которые не вписывались в эту модель.

Что-то не сходилось, и Маланушенко начала сомневаться в самих наблюдениях. В конце концов, корона Солнца «оптически тонкая», или полупрозрачная, как туман или дым. Она хотела понять, какие оптические фокусы могут происходить в такой среде.

Маланушенко решила смоделировать процесс наблюдения корональных петель с помощью компьютера. Она использовала 3D-симуляцию Солнца, которая первоначально использовалась для изучения вспышек, а затем написала программу для «наблюдения». Она запустила симуляцию, и ее программа сделала двухмерные «снимки» Солнца, подобно тому, как телескопы дают нам реальные двухмерные снимки Солнца. Конечно, на кадрах были видны яркие дуги - искусственные корональные петли на смоделированном Солнце.

Но в отличие от реального Солнца, Маланушенко могла приостановить симуляцию Солнца и посмотреть на трехмерные структуры за ними.

«У меня нет слов, это образование похоже на облака дыма, или, может быть, на вуаль, или на смятые занавески», - говорит физик.

Она создала простую модель, чтобы проиллюстрировать, как вуаль может создавать иллюзию корональных петель. Тень, созданная на стене, представляет собой двухмерное изображение, которое мы видим в солнечные телескопы. Складки и морщины вуали создают узор из более темных и более светлых нитей, в чем-то похожий на изображение, создаваемое настоящими трубообразными нитями.

«Но многие из нитей, которые можно увидеть, — это просто эффект проекции. Они не настоящие», - заявляет Анна Маланушенко.

Учёные поспешили уточнить, что не все корональные петли являются зрительными иллюзиями. Было много случаев, когда структуры, похожие на садовые шланги, действительно образовывались, даже в симуляции, которую изучала Маланушенко.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0618101850

Телескоп ALMA увидел паутину из нитей молекулярного газа в туманности Тарантул

ESO, ALMA, NAOJ, NRAO, M.-R. Cioni / VISTA Magellanic Cloud survey, Cambridge Astronomical Survey Unit

Астрономы при помощи системы радиотелескопов ALMA обнаружили в огромной области звездообразования Тарантул сложную сеть из связанных нитей холодного молекулярного газа. Таким образом, даже в условиях сильных звездных ветров и турбулентности процесс образования новых звезд может протекать достаточно эффективно. Статья будет опубликована в The Astrophysical Journal, препринт доступен на сайте Европейской южной обсерватории.

Эмиссионная туманность Тарантул (или 30 Золотой Рыбы) представляет собой самую яркую область звездообразования в Местной группе галактик. Эта сверхгигантская область ионизированного водорода находится внутри карликовой галактики-спутника Млечного Пути Большого Магелланового Облака и предоставляет ученым уникальную возможность исследования процессов бурного и масштабного звездообразования и влияния звездных ветров и вспышек сверхновых на межзвездную среду. В центре туманности находится молодое (1–2 миллиона лет), компактное (радиус около одного парсека) звездное скопление R136 с необычайно высокой звездной плотностью звезд (более 1,5×10⁴ масс Солнца в кубическом парсеке), которое содержит несколько светил с массами, превышающими сто масс Солнца.

Группа астрономов во главе с Тони Вонгом (Tony Wong) из университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн опубликовала результаты анализа данных наблюдений туманности Тарантул в линиях излучения угарного газа при помощи наземной системы радиотелескопов ALMA, полученных в 2019 году, а также данных инфракрасных наблюдений за туманностью телескопов VISTA и VLT. Ученых интересовали распределение плотности молекулярного газа и турбулентных потоков в туманности вплоть до субпарсекового масштаба.

Радиоизображение туманности Тарантул.
Tony Wong et al. / ALMA , ESO, NAOJ, NRAO

   

Инфракрасное изображение туманности Тарантул.
M.-R. Cioni / VISTA Magellanic Cloud survey, Cambridge Astronomical Survey Unit, ESO

На инфракрасных изображениях выделяются три основных эмиссионных комплекса, два из которых образуют бабочкообразную структуру, вытянутую на северо-восток и юго-запад от скопления R136. Однако на изображениях, построенных по данным ALMA, они преобразуются в сложную сеть из нитевидных газовых структур, при этом многие из самых длинных филаментов ориентированы радиально по отношению к областям, расположенным ближе к центру туманности. Вблизи R136 наблюдается более высокая поверхностная плотность сгустков газа, в то время как менее плотные и несвязанные друг с другом сгустки обнаруживаются по всему молекулярному облаку. Подобная картина может объясняться необычно большой концентрацией массивных звезд в туманности, генерирующих потоки звездного ветра. Газовые структуры с низкой поверхностной яркостью могут быть остатками сгустков, ранее формировавших звезды, или фрагментами более массивных темных облаков.

Посмотреть на другие области рождения звезд в Большом Магеллановом Облаке можно тут.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/16/30-doradus-alma

Астрономы уличили скопление Гиады в сближении с Солнечной системой в прошлом

NASA, ESA, STScI

Российские астрономы определили, что рассеянное звездное скопление Гиады миллион лет назад было в два раза ближе к Солнцу, чем сейчас, а отдельные звезды могли оказаться еще ближе к нашей планетной системе. Подобное сближение могло способствовать миграции комет из внешней части Солнечной системы к орбите Нептуна. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Объекты галактического диска, такие как одиночные звезды, звездные скопления, молекулярные облака, планетные системы, способны при тесном сближении ощутимо гравитационно взаимодействовать друг с другом. В случае Солнечной системы такое гравитационное влияние со стороны массивных объектов способно возмущать орбиты малых тел, таких как кометы, в Облаке Оорта. Из-за этого некоторые кометы могут направиться во внутреннюю часть Солнечной системы, став доступными для наблюдений, и, как следствие, увеличив вероятность появления потенциально опасных объектов в окрестностях Земли. В случае рассеянных звездных скоплений можно выделить три объекта, которые расположены наиболее близко к Солнцу и поэтому интересны на предмет влияния на Солнечную систему в прошлом. Это скопления Коллиндер 185, Движущаяся группа звезд Большой Медведицы и Гиады.

Гиады представляют собой одно из наиболее известных скоплений, так как доступно для наблюдений невооруженным глазом. Скопление находится на расстоянии 153 световых лет от Солнца в созвездии Тельца и обладает приблизительно сферической формой в центральной части (в пределах 33 световых лет) и уплощенной на периферии. В пределах приливного радиуса Гиады содержат 364 звезды, общей массой 276 масс Солнца. Общие размеры скопления больше, чем кажутся на первый взгляд, так как у него были найдены приливные хвосты. Возраст скопления составляет около 650 миллионов лет, таким образом, Гиады могли многократно проходить мимо Солнца, обращаясь вокруг центра Млечного Пути.

Группа астрономов во главе с Сергеем Верещагиным (Sergei V. Vereshchagin) из Института астрономии РАН опубликовала результаты расчетов движения Гиад в гравитационном поле галактики в недавнем прошлом, используя данные каталогов космического телескопа Gaia. Ученые решали упрощенную задачу, рассматривая скопление как объект точечной массы, и хотели понять, могло ли оно сближаться с Солнцем в прошлом.

Схема движения Гиад в гелиоцентрической системе отсчета. Стрелки указывают векторы скорости относительно Солнца в проекции на галактическую плоскость XY
Sergei Vereshchagin et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022

   

Минимальные расстояния сближения звезд Гиад с Солнцем и соответствующие им моменты времени. Черные точки — звезды ядра скопления, серые – из приливных хвостов, красная линия отмечает движение центра Гиад
Sergei Vereshchagin et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022

Оказалось, что примерно один миллион лет назад Гиады действительно приближались к Солнцу, при этом расстояние между нашим светилом и центром скопления составляло 66,5 светового года, а звезды с периферии скопления или из приливных хвостов могли пролетать на расстоянии около 33 световых лет от Солнца. По мнению ученых, такое сближение могло повлиять на параметры орбит комет в самых внешних областях Солнечной системы. Сдвиг точки перигелия оценивается с 3 до 2,6 астрономической единицы для комет с большими полуосями орбит 14210 астрономических единиц, а для более удаленных от Солнца комет положение точки перигелия могло измениться с 35 до 34 астрономических единиц. Подобный эффект мог усилиться при одновременном близком прохождении нескольких звезд скопления мимо Солнца, что могло способствовать миграции комет из внешней части Солнечной системы к орбите Нептуна.

Ранее мы рассказывали о том, как потерянная звезда Плеяд позволила оценить время возникновения легенд о скоплении.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/18/hyades-and-sun

Китайские астрономы создали детальную геологическую карту Луны

NSSC / CAS

Китайские астрономы представили новую наиболее подробную геологическую карту всей поверхности Луны в масштабе 1:2 500 000, которая создана на основе данных, собранных автоматическими аппаратами разных стран. Предполагается, что она карта поможет в дальнейших исследованиях Луны и выборе мест посадки для будущих космических аппаратов, а также пригодится для популяризации науки. Полная версия карты доступна на сайте Национального центра космических наук Китайской академии наук.

С 1990-х годов исследование Луны вступило в новую бурную фазу, в ходе которой к естественному спутнику Земли были запущены около 20 космических аппаратов разных стран, в том числе КНР, Индии и Японии. Благодаря этому ученые получили огромные объемы данных о морфологии и составе поверхности Луны и ее внутренней структуре, что позволяет существенно продвинуться в понимании формирования и эволюции Луны. Структурировать информацию помогают периодически обновляемые геологические карты Луны. Они содержат информацию о геологических пластах, особенностях строения, литологии и возрасте различных участков поверхности Луны, которые отражают эволюцию лунной коры в условиях магматических процессов, ударных воздействий и вулканической деятельности.

15 июня 2022 года группа ученых из различных институтов КНР во главе с Цзиньчжу Цзи (Jinzhu Ji) из Центра лунных и планетных исследований Китайской академии наук представила новую глобальную геологическую карту Луны в масштабе 1:2 500 000, которая стала более информативной по сравнению с предыдущей версией, созданной Геологической службой США.

Новая карта была создана с учетом всех собранных на данный момент автоматическими аппаратами данных наблюдений за Луной и совместима с картой, созданной Геологической службой США. Она включает в себя 12 341 кратеров, 81 ударный бассейн и 17 типов горных пород и построена на основе того, что эволюцию геологических элементов Луны необходимо рассматривать с динамической точки зрения, выделяя эндогенные или экзогенные процессы.

Карта создана в проекции Моллвейде, отдельно показаны стереографические проекции северного и южного полюсов Луны. Ученые ожидают, что карта поможет в дальнейших исследованиях Луны и выбора мест посадки для будущих космических аппаратов. Кроме того, карту можно использовать бесплатно в некоммерческих целях, включая популяризацию науки.

Узнайте, сумеете ли вы отличить Луну от Марса, а Цереру от спутника Сатурна — пройдите наш тест, приуроченный к юбилею первой в истории лунной карты.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/18/moon-map

Астрономы рассмотрели сложные структуры в остаточном диске близкой звезды

К большому удивлению ученых, скопление пыли и обломков, окружающее молодую звезду HD 53143, оказалось сильно вытянуто и сложно организовано: в нем имеются два кольца и как минимум одна планета.

HD 53143 и ее окружение: взгляд художника / ©ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

Молодая солнцеподобная звезда HD 53143 находится от нас на расстоянии 60 световых лет, в южном созвездии Киль. Ее первые наблюдения провели в 2006 году с помощью космического телескопа Hubble, который рассмотрел и окружающий звезду остаточный диск. Такие диски появляются в молодых системах — из обломков и пыли, оставшихся после формирования планет и других крупных тел. Считается, что они представляют собой хаотические скопления более-менее округлой формы, подобные поясу Койпера на далекой периферии Солнечной системы.

Однако новые наблюдения, проведенные с помощью работающих в Чили радиотелескопов ALMA, открыли совершенно иную картину. Астрономам впервые удалось увидеть остаточный диск звезды HD 53143 в миллиметровом диапазоне волн — оказалось, он имеет неожиданно вытянутую форму и сложную внутреннюю структуру. С докладом об этом Мередит Макгрегор (Meredith MacGregor) и ее коллеги выступили на 240-й встрече Американского астрономического общества (AAS). Их статья принята к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters и уже доступна в библиотеке препринтов arXiv.

Композитное изображение системы HD 53143. Красно-оранжевым показаны данные ALMA, синим — Hubble / ©ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor (U. Colorado Boulder); NASA/ESA Hubble, P. Kalas (UC Berkeley); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Вместо округлого диска со звездой в самом центре ученые увидели вытянутый овал и HD 53143, расположенную в одном из его фокусов. Более того, похоже, что ближе к звезде есть еще один диск, слегка развернутый относительно внешнего. «Чтобы такая структура образовалась, — говорит Мередит Макгрегор, — нужна планета или несколько планет, гравитация которых вносит возмущения в движения вещества в диске».

Структура, окружающая HD 53143, оказалась большим сюрпризом для астрономов. Такие диски помогают понять, как формируются планеты и планетные системы, включая нашу собственную. «Остаточные диски — как окаменелости, сохранившиеся со времен образования планет, — добавляет Макгрегор. — Новые результаты показывают, что есть еще масса неизвестного, что можно узнать от них. Это знание позволит понять сложную динамику молодых звездных систем, похожих на нашу Солнечную».
https://naked-science.ru/article/astron … -struktury

На скорости 1,4 миллиона миль в час астрономы обнаружили один из самых быстрых космических объектов в своем роде

The runaway pulsar in supernova remnant G292.0+1.8. (X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.; Optical: Palomar DSS2)

Когда массивные звезды умирают, они не делают этого тихо.

Их смерть — это впечатляющие сверкающие события, которые освещают космос, взрыв сверхновой, который выбрасывает в космос звездные кишки в облаке великолепие. Между тем, ядро звезды-которая-было может остаться, сжавшись в сверхплотную нейтронную звезду или черную дыру.

Если этот взрыв произойдет определенным образом, он может отправить коллапсирующее ядро мчась по Млечному Пути, как летучая мышь из ада, на таких безумных скоростях они могут в конце концов вылететь из галактики начисто, совершив дикое путешествие в межгалактическое пространство.

Это один из тех объектов, которые были новые измерения на основе данных рентгеновской обсерватории Чандра: тип пульсирующей нейтронной звезды, известной как пульсар, разрывает собственные внутренности со скоростью около 612 километров в секунду (или 1,4 миллиона миль в час).

Это один из самых быстрых объектов такого типа, когда-либо обнаруженных. (Самая быстрая из известных звезд Млечного Пути — это не остаток сверхновой, пострадавший от взрыва, а звезда, вращающаяся вокруг Sgr A*, сверхмассивной черной дыры в центре галактики. В самой быстрой точке своей орбиты она движется со скоростью дикие 24 000 километров в секунду.)

«Мы непосредственно видели движение пульсара в рентгеновских лучах, что мы могли сделать только с очень острым зрением Чандры», — сказал астрофизик Си Лун из Гарвардского и Смитсоновского центра. для астрофизики (CfA).

«Поскольку это так далеко, нам пришлось измерить эквивалент ширины четверти на расстоянии около 15 миль, чтобы увидеть это движение».

The обнаружение было сделано путем наблюдения за светящимся остатком сверхновой на расстоянии около 20 000 световых лет, названным G292.0 + 1,8. Предыдущие наблюдения выявили в ней движущийся пульсар. Лонг и его коллеги хотели изучить объект, чтобы увидеть, может ли он раскрыть историю сверхновой, проследив ее движение к центру объекта в обратном направлении.

«У нас есть лишь несколько взрывов сверхновых. которые также имеют надежные исторические записи, связанные с ними, — сказал астрофизик Даниэль Патнод из CfA, — поэтому мы хотели проверить, можно ли добавить G292.0+1.8 к этой группе».

Они изучали изображения. сделан снимок остатка сверхновой в 2006 и 2016 годах, и использовались данные Gaia о его текущем местоположении в Млечном Пути, сравнивая различия в положении пульсара. Эти сравнения выявили кое-что чрезвычайно интересное: кажется, что мертвая звезда движется на 30 процентов быстрее, чем предполагалось по предыдущим оценкам.

Это означает, что ей потребовалось гораздо меньше времени, чтобы добраться от центра остатка сверхновой, что предполагает сама сверхновая произошла гораздо позже. Предыдущие оценки определили дату взрыва сверхновой около 3000 лет назад; по новым оценкам это произошло примерно 2000 лет назад.

Пересмотренная скорость пульсара также позволила команде провести новое подробное исследование того, как мертвая звезда могла быть выброшена из центра сверхновой. . Они придумали два сценария, оба из которых включают схожий механизм.

В первом случае нейтрино выбрасываются при взрыве сверхновой асимметрично. В другом случае мусор от взрыва выбрасывается асимметрично. Однако, поскольку энергия нейтрино должна быть чрезвычайно большой, более вероятным объяснением является асимметричный обломок.

По сути, неравнобокий взрыв может «выбросить» схлопнувшееся ядро мертвой звезды в космос на чрезвычайно высокой частоте. скорости; в этом случае звезда в настоящее время движется со скоростью, превышающей скорость убегания среднего диска Млечного Пути, составляющую 550 километров в секунду, хотя для ее достижения потребуется довольно много времени, и со временем она может замедлиться.

На самом деле, его истинная скорость может быть даже выше 612 километров в секунду, потому что он очень мало движется вдоль нашего луча зрения.

«Этот пульсар примерно в 200 миллионов раз более энергичен, чем движение Земли вокруг Солнца», — сказал астрофизик Пол Плюцински из CfA. «Похоже, он получил мощный толчок только потому, что взрыв сверхновой был асимметричным».

Исследование группы, представленное на 240-м собрании Американского астрономического общества, было принято в The Astrophysical Journal. и доступен на arXiv.
https://rwspace.ru/news/na-skorosti-1-4 … -rode.html

Новые изображения показывают пыль в ближайших галактиках, и вы никогда не видели их такими

(ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, R. Braun/SKA, C. Nieten/MPIfRA Matt Smith/Cardiff University)

Когда мы видим изображения галактик за пределами Млечного Пути, мы обычно видим в первую очередь свет их звезд. Но звезды — далеко не единственный ингредиент, из которого состоит галактика. Думайте о звездах как о кусочках овощей в галактическом бульоне.

Тогда бульон, в котором они плавают, представляет собой межгалактическую среду — не пустое пространство, а заполненное часто разреженными, иногда плотными облаками пыли и газ, дрейфующий между звездами. Поскольку звезды намного ярче, пыль обычно занимает второе место; но та пыль, из которой рождаются звезды, в которую звезды возвращаются, может многое рассказать нам о структуре и активности внутри галактики.

Теперь опубликовано четыре новых изображения, показывающих распределение пыли в четырех ближайших к Млечному Пути галактиках: Больших и Малых Магеллановых Облаках, карликовых галактиках, вращающихся вокруг нашей собственной; галактика Андромеды, большая спиральная галактика на расстоянии 2,5 миллиона световых лет; и галактика Треугольник, спиральная галактика на расстоянии 2,73 миллиона световых лет.

Галактики без пыли и газа как мы их знаем, не существовало бы. Звезды образуются, когда плотный узел материала в холодном облаке молекулярного газа схлопывается под действием силы тяжести, вбирая в себя материал из окружающего его облака. Когда эта звезда умирает, она выбрасывает свой внешний материал обратно в пространство вокруг себя вместе с новыми, более тяжелыми элементами, которые она сплавила за время своей жизни.

Рождающиеся новые звезды включают в себя пыль мертвых звезд, делая каждую последующую генерация звезд немного отличается. Мы действительно все сделаны из звездного вещества — даже звезды.

Но пыль распределена неравномерно. Звездные ветры, галактические ветры и эффекты гравитации могут выталкивать и лепить межзвездную пыль в сложные формы, заполненные полостями. Картирование структур и состава элементов внутри них является важным инструментом для понимания формирования… ну… почти всего.

Новые изображения, представленные на 240-м собрании Американского астрономического общества, были полученные Космической обсерваторией Гершеля Европейского космического агентства в период с 2009 по 2013 год. До запуска Уэбба, который еще не предоставил свои первые научные изображения, Гершель был самым большим инфракрасным телескопом, который когда-либо запускался.

Как и Уэбб, его сверхнизкая рабочая температура означала, что Гершель мог смотреть в дальний инфракрасный диапазон, отображая некоторые из самых холодных и пыльных объектов в космосе, вплоть до температуры около -270 градусов по Цельсию (-454 градуса по Фаренгейту). Сюда входят холодные облака, в которых рождаются звезды, и пыль в межзвездном пространстве.

Однако он был менее приспособлен для обнаружения более рассеянной пыли и газа. Чтобы заполнить пробелы, группа астрономов во главе с Кристофером Кларком из Научного института космического телескопа использовала данные трех других выведенных из эксплуатации телескопов: Планка ЕКА и Инфракрасного астрономического спутника НАСА (IRAS) и Исследователя космического фона (COBE).

Результаты показывают сложные взаимодействия внутри пыли. Газообразный водород отображается красным цветом; это самый распространенный элемент во Вселенной, так что его довольно много. Полости в пыли, где новорожденные звезды сдули ее сильными ветрами, выглядят как пустые области, окруженные зеленым свечением, указывающим на холодную пыль. Синие области представляют более теплую пыль, нагретую звездами или другими процессами.

Галактика Треугольника. (ESA, NASA, NASA-JPL, Caltech, Christopher Clark/STScI, E. Koch/University of Alberta, C. Druard/University of Bordeaux)

Изображения также раскрывают новую информацию о сложных взаимодействиях, которые происходят в межзвездной пыли, говорят исследователи. Тяжелые элементы, такие как кислород, углерод и железо, часто могут прилипать к пылинкам; в очень плотных облаках большинство элементов связано с пылью, что увеличивает отношение пыли к газу. Это может повлиять на то, как свет поглощается и переизлучается пылью.

Однако насильственные процессы, такие как рождение звезд или сверхновые, могут высвобождать излучение, которое разрушает пыль, высвобождая тяжелые элементы обратно в газообразные облака. Это смещает отношение пыли к газу обратно в сторону газа.

Изображения Гершеля показывают, что отношения в галактике могут варьироваться в 20 раз. Это намного больше, чем думали астрономы, важная информация, которая может помочь ученым лучше понять этот цикл.

И они просто невероятно красивы. Кто знал, что суп Андромеды может быть такого ослепительного цвета радуги.
https://rwspace.ru/news/novye-izobrazhe … akimi.html

Формирование и эволюция массивных двойных звезд могут иметь один и тот же механизм в галактиках

Исследовательская группа под руководством профессора Цянь Шенгбана и аспиранта Ли Фусина из Юньнаньских обсерваторий Китайской академии наук обнаружила, что формирование и эволюция массивных двойных звезд в Млечном Пути и Галактике Андромеды (M31) может происходить по одному и тому же механизму.

Массивные двойные звезды содержат по крайней мере одну звезду раннего типа, спектральный тип которой - O, B-тип. Такие бинары обладают высокоэнергетическим излучением, например, рентгеновским, и могут создавать нейтронные звезды или черные дыры.

Когда эти системы эволюционируют до критического состояния, где отношение масс равно единице (двойные бинары), этот бинар имеет самый короткий орбитальный период. Затем соотношение масс в бинере изменится на противоположное, произойдет перенос от менее массивного компонента к более массивному.

Исследователи изучили стадию эволюции V375 Cassiopeia (V375 Cas), массивной двойной звезды, содержащей два компонента B-типа.

Они проанализировали кривые блеска V375 Cas и обнаружили, что она должна подвергнуться позднему переносу массы от менее массивного компонента к более массивному.

Исследователи также обнаружили две массивные близкие двойные галактики с двойными компонентами в M31. M31 - ближайшая спиральная галактика к Млечному Пути и самая большая галактика в Местной группе, а ее структура и металличность очень близки к структуре Млечного Пути.

Между тем, согласно статистике, у этих массивных полуотделенных бинаров есть третье тело с разными периодами. Судя по диаграмме H-R, компоненты массивных бинаров практически являются звездами главной последовательности, а эволюционный возраст вторичного компонента больше, чем у первичного для V375 Cas.

На основе изучения изменений орбитального периода по диаграммам O-C и конфигураций бинаров исследователи обнаружили, что эти массивные двойные бинары находятся на разных стадиях эволюции с похожими соотношениями масс (близкими к единице). Двойной контактный бинар вот-вот вступит в критическую стадию эволюции с наименьшим периодом и быстрым переносом массы. Полуотделенный бинар прошел эту стадию эволюции и не может сформировать контактный бинар на этапе уменьшения орбиты с переносом массы в случае A.

Эволюция массивных бинаров возможна одинаково в Млечном Пути и М31, и эти бинары на особом этапе создают идеальную тестовую площадку для эволюционных моделей массивных бинаров.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0619193257

Физики подтвердили спин-зарядовое разделение в одномерной квантовой жидкости

Ruwan Senaratne et al. / Science, 2022

Физики из Китая и США смогли независимо измерить свойства зарядовых и спиновых волн в одномерной ферми-жидкости, состоящей из атомов лития-6, запертых в оптических ловушках. Они смогли подтвердить спин-зарядовое (спин-плотностное в случае нейтральных атомов) разделение, предсказанное теорией более полувека назад. Исследование опубликовано в Science.

Львиную долю интереса в физике конденсированного состояния представляет изучение разнообразных элементарных возбуждений. Это могут быть волны атомных колебаний (фононы), спиновые волны (магноны), возбуждения электронных вакансий (дырок) и так далее. В строгом смысле даже элементарное возбуждение в твердом теле — это процесс, в котором принимает участие множество тел, а потому их невозможно описать из первых принципов. Вместо этого крайне плодотворным оказался подход, основанный на квазичастицах — эмерджентных объектах, описываемых таким образом, чтобы учесть все нюансы возбуждений в твердых или жидких телах. Подробнее о квазичастицах мы рассказывали в материале «Зоопарк квазичастиц».

Квазичастицами становятся даже фотоны в стекле (они превращаются в поляритоны) и электроны в кристаллах (электрон проводимости). Точно такой же подход применяется и к описанию ферми-жидкостей (холодных электронов, гелия-3): в этом случае фермионы заменяются квазичастицами, которые включают в себя взаимодействия с соседями. Новые квазичастицы остаются фермионами.

Последнее нарушается, когда все частицы в жидкости могут распространяться только вдоль одного из направлений. Теория Томонаги — Латтинжера (иногда просто Латтинжера) предсказывает, что в одномерных квантовых жидкостях (жидкостях Латтинжера) характер низкоэнергетических элементарных возбуждений меняется, и они становятся бозонами. Другим интересным следствием теории стала возможность того, что волны плотности частиц (в случае одномерной электронной жидкости речь идет о волнах зарядовой плотности, поэтому этот термин закрепился даже для нейтральных фермионов) и волны спиновых переворотов имеют различные скорости, и потому способны расщепиться.

Подробная проверка теории Латтинжера стала возможной благодаря прогрессу в области охлаждения и пленения атомов в оптических ловушках. Ультрахолодные атомы играют роль частиц квантовой жидкости, а их статистика определяется суммарным спином всего атома, следовательно, она меняется от изотопа к изотопу. Например, Бин Ян с коллегами использовали атомы рубидия-87, чтобы получить бозонную жидкость Латтинжера. А физики из США и Швейцарии под руководством Рэндалла Хьюлета (Randy Hulet) из Университета Райса охладили газ атомов лития-6, которые обладают фермионной статистикой. Несмотря на подробное исследование зарядовых волн, которое подтвердило теорию Латтинжера, ученые не смогли увидеть их движение отдельно от волн спина.

На этот раз та же группа физиков вместе со своими коллегами из Китая убедилась, что спиновые и зарядовые возбуждения действительно распространяются отдельно в одномерной квантовой жидкости. Эта разница выражена тем сильнее, чем сильнее отталкивание между фермионами. Чтобы заставить нейтральные атомы отталкиваться, ученые выстраивали их в одномерной ловушке в антиферромагнитном порядке (то есть направление спинов атомов поочередно менялось), а затем прикладывали слабое магнитное поле, чтобы вызвать между ними резонанс Фешбаха. Меняя магнитное поле, они меняли длину рассеяния, характеризующую силу отталкивания.

Для измерения зарядовых и спиновых волн по отдельности, авторы использовали брэгговскую спектроскопию. Она заключалась в специфичном возбуждении атомных колебаний с последующим времяпролетным фотографированием атомного облака. Если та или иная волна приобретает большой импульс, это выражается в большем числе атомов, отлетевших от основной части облака после выключения оптической ловушки.

Основная идея раздельного возбуждения зарядовых и спиновых волн основана на различном отклике атомных состояний на отстроенные от резонанса лазерные лучи. В этом случае на атом действует сила, зависящая от того, в какую сторону, красную или синюю, отстроена частота. Если для пары уровней с противоположными спинами это направление одинаково, соседние атомы сместятся в одну сторону. Если же луч настроен ровно на середину между уровнями, то для разных атомов сила будет действовать в разных направлениях. Эти сценарии отвечают возбуждению зарядовых и спиновых волн, соответственно.

(a) Схема энергетических уровней атомов лития-6, использованных в эксперименте. Красным цветом обозначена частота, отстроена одинаково для обоих уровней с различными проекциями спина (длина волны 671 нанометр). Синим цветом обозначена частота, отстроенная для них противоположным образом (длина волны 323 нанометра). (b) Схема облучения одномерных атомных массивов лучами обоих частот. Ниже проиллюстрированы возбуждения (с) волны заряда (плотности) и (d) волны спина.
Ruwan Senaratne et al. / Science, 2022
   
В отличие от предыдущего исследования физики использовали другие уровни атомов лития. Вместе с правильной настройкой углов падения лучей на массив атомов это позволило существенно уменьшить спонтанное некогерентное рассеяние, помешавшее им ранее увидеть сигнал от спиновых волн. Увеличивая взаимодействие между атомами, авторы убедились, что разница в передаваемых импульсах зарядовым и спиновым волнам также растет. Полученные результаты оказались в количественном согласии с нелинейной модификацией теории Латтинжера.

Зависимость максимума брэгговского сигнала, связанного с наиболее вероятность скоростью волны, от длины рассеяния атомов. Красным обозначены волны заряда, синим — волны спина. В невзаимодействующем пределе спин-зарядовое разделение отсутствует.
Ruwan Senaratne et al. / Science, 2022
   
Совсем недавно мы рассказывали про исследование бозонной одномерной жидкости Латтинжера в совершенно иных средах. В нем физики загоняли жидкий гелий в нанопоры.

Марат Хамадеев
https://nplus1.ru/news/2022/06/20/Spin- … separation

Туманность γ Лебедя

Авторы и права: Мин Ксие, Чен Ву, Йижу Жанг и Бенчу Танг
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Звезда-сверхгигант γ Лебедя находится в центре Северного Креста. Этот знаменитый астеризм, расположенный около плоскости Млечного Пути, в созвездии Лебедя, высоко поднимается на небе северного полушария летними ночами. У γ Лебедя есть собственное имя – Садр. Она видна немного ниже центра эффектного звездного пейзажа, цвета которого основаны на изображениях, полученных с широкополосными и узкополосными фильтрами. Поле зрения охватывает область размером почти в 4 градуса (шесть дисков полной Луны), в нем находятся эмиссионная туманность IC 1318 и рассеянное звездное скопление NGC 6910. IC 1318 видна в верхней части картинки, ее форма похожа на два светящихся крыла, разделенных длинной темной пылевой прожилкой, поэтому ее называют туманность Бабочка. Правее γ Лебедя расположена тесная группа молодых звезд – NGC 6910. Расстояние до γ Лебедя – около 560 парсек, или 1800 световых лет, оценки расстояния до IC 1318 и NGC 6910 находится в диапазоне от двух до пяти тысяч световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1838361

Каменные пальцы на Марсе

Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения – Калтех, Космические научные системы Малин
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Что запечатлено правее центра картинки? Поверхность Марса продолжает преподносить новые сюрпризы, недавно были открыты похожие на пальцы каменные острия. Снимки маленьких почти вертикальных каменных структур были получены в прошлом месяце марсоходом Кьюриосити на Марсе. По форме и размерам они похожи на маленьких змей. Наиболее вероятное объяснение их происхождения – отложения минералов из воды, протекающей через щели в камнях. Сравнительно плотные минералы заполнили щели и вышли наружу после того, как окружающие породы были разрушены эрозией. На Земле каменные структуры с подобным происхождением называются худу. Марсоход НАСА Кьюриосити продолжает поиски признаков существования в прошлом воды в кратере Гейл на Марсе, а также проводит геологические исследования, важные для будущих экспедиций с участием людей.
http://www.astronet.ru/db/msg/1838534

«Очень захватывающая» аномалия, обнаруженная в крупном эксперименте, может стать огромной новостью для физики

(Richard Horvath/Unsplash)

Странный разрыв между теоретическими предсказаниями и экспериментальными результатами в крупном исследовательском проекте нейтрино может быть признаком неуловимого «стерильного» нейтрино — частицы настолько тихой, что ее можно обнаружить только по тишине, которую она оставляет после себя.

Аномалия наблюдается не в первый раз, добавляя к предыдущим экспериментальным данным намеки на что-то странное в мире нейтринных исследований. На этот раз оно было обнаружено в ходе Баксанского эксперимента по стерильным переходам (BEST).

Недвусмысленное свидетельство гипотетического стерильного нейтрино могло бы дать физикам надежного кандидата на роль загадочного источника темной материи во Вселенной. С другой стороны, все может просто сводиться к проблеме в моделях, используемых для описания причудливого поведения нейтрино старой школы.

Что также станет важным моментом в истории физики.

«Результаты очень захватывающие», — говорит физик Лос-Аламосской национальной лаборатории Стив Эллиотт.

«Это определенно подтверждает аномалию, которую мы наблюдали в предыдущих экспериментах. очевидно. В настоящее время имеются противоречивые результаты о стерильных нейтрино. Если результаты показывают, что фундаментальная ядерная или атомная физика неправильно понимается, это тоже было бы очень интересно.»

Несмотря на то, что они входят в число самых распространенных частиц в Вселенной, нейтрино, как известно, трудно поймать. Когда у вас почти нет массы, нет электрического заряда и вы сообщаете о своем присутствии только благодаря слабому ядерному взаимодействию, легко беспрепятственно проскользнуть даже через самые плотные материалы.

Призрачное движение нейтрино это не единственное его интересное качество. Квантовая волна каждой частицы трансформируется по мере ее движения, колеблясь между характерными «ароматами», которые перекликаются с их отрицательно заряженными собратьями-частицами — электроном, мюоном и тау.

Исследования осцилляций нейтрино в Лос-Аламосе, США Национальная лаборатория в 1990-х годах заметила пробелы во времени этого переключения, которые оставляли место для четвертого аромата, который не вызвал бы даже пульсации в слабом ядерном поле.

Под покровом тишины , стерильный аромат нейтрино будет заметен только через короткую паузу в его взаимодействиях.

BEST защищен от источников космических нейтрино под милей камня в горах Кавказа в России. Он оснащен двухкамерным резервуаром с жидким галлием, который терпеливо собирает нейтрино, извергающиеся из ядра облученного хрома.

После измерения количества галлия, который превратился в изотоп германия в каждом резервуаре, исследователи могли работать назад, чтобы определить количество прямых столкновений с нейтрино, когда они колебались за счет своего электронного аромата.

Подобно собственной «аномалии галлия» эксперимента в Лос-Аламосе, исследователи подсчитали, что германия от одной пятой до четверти меньше, чем ожидалось, намекая на дефицит ожидаемого количества электронных нейтрино.

Это не означает с уверенностью, что нейтрино ненадолго приобрели стерильный вкус. Многие другие поиски бледной маленькой частицы не увенчались успехом, оставляя открытой возможность того, что модели, используемые для предсказания трансформаций, на каком-то уровне вводят в заблуждение.

Это само по себе неплохо. Исправления в базовой структуре ядерной физики могут иметь значительные последствия, потенциально обнаруживая пробелы в Стандартной модели, что может привести к объяснению некоторых из остающихся больших загадок науки.

Если это действительно признак стерильного нейтрино , мы могли бы, наконец, получить доказательства существования материала, который существует в огромных количествах, но создает лишь гравитационную ямку в ткани пространства.

Будь то сумма темной материи или просто часть ее головоломки зависит от дальнейших экспериментов с самыми призрачными частицами-призраками.

Это исследование было опубликовано в журналах Physics Review Letters и Physical Review C.
https://rwspace.ru/news/ochen-zahvatyva … iziki.html

Астрономический календарь на июль 2022 года

11 июля: SpaceX запустит миссию по доставке грузов Dragon CRS-25 на Международную космическую станцию из Космического центра Кеннеди НАСА во Флориде.

13 июля: Июльское полнолуние наступает в 18:38 по Гринвичу. Оно также будет крупнейшим "суперлунием" года.

28 июля: Новолуние наступает в 17:54 по Гринвичу.

Также запуск запланирован на июль:

Китайская ракета Long March 5B запустит лабораторный модуль Wentian, второй важный элемент китайской космической станции.

Astra запустит третью пару малых спутников CubeSats для миссии NASA со станции космических сил на мысе Канаверал во Флориде.

Ракета Arianespace Vega запустит спутник LARES 2 для итальянского космического агентства. Он стартует с Гвианского космического центра в Куру, Французская Гвиана.

Ракета United Launch Alliance Atlas V запустит шестой геосинхронный спутник инфракрасной системы космического базирования (SBIRS GEO 6). Спутник будет использоваться для обнаружения ракет раннего предупреждения и будет запущен со станции космических сил на мысе Канаверал, штат Флорида.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0621223745

Хаббл делает снимок шарового скопления Terzan 9

На этом усеянном звездами снимке изображено шаровое скопление Terzan 9 в созвездии Стрельца, в направлении центра Млечного Пути. Космический телескоп Хаббл НАСА/ЕКА запечатлел эту сверкающую сцену с помощью широкоугольной камеры 3 и камеры Advanced Camera for Surveys.

Шаровые скопления - это устойчивые, тесно связанные группы, состоящие из десятков тысяч - миллионов звезд. Как видно на этом снимке, сердца шаровых скоплений плотно заполнены звездами. Terzan 9 усеян таким количеством сверкающих звезд, что напоминает море блесток или огромный сундук с золотом.

В центральной части Млечного Пути находится плотно упакованная группа звезд, известная как галактическая выпуклость, которая богата межзвездной пылью. Эта пыль затрудняет изучение шаровых скоплений вблизи центра галактики, поскольку она поглощает свет звезд и может даже изменить видимый цвет звезд в этих скоплениях. Чувствительность Хаббла в видимом и инфракрасном диапазонах волн позволяет астрономам измерить, как меняется цвет звезд из-за межзвездной пыли. Знание истинного цвета и яркости звезды позволяет астрономам оценить ее возраст и тем самым определить возраст шарового скопления.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0621174107

Астрономы открывают десятки новых переменных звезд

Используя телескоп Nanshan One-meter Wide-field Telescope (NOWT), китайские астрономы наблюдали рассеянное скопление звезд под названием NGC 2355 и его окрестности в поисках переменных звезд. Ученым удалось обнаружить 72 новых переменных звезды в этой области космического пространства.

Скопления звезд дают великолепные возможности для изучения эволюции звезд, поскольку они представляют собой группы звезд со схожими свойствами, например, одного возраста, расположенные на одинаковом расстоянии и имеющие одинаковый начальный химический состав. В частности, астрономы часто производят поиски переменных звезд в составе молодых звездных скоплений, что помогает глубже понять звезды, находящиеся на этапе эволюции, предшествующем главной последовательности.

Недавно команда астрономов под руководством Хона Ванга (Hong Wang) из Синьцзянской астрономической обсерватории, КНР, провела обширные поиски переменных звезд в скоплении звезд NGC 2355, используя CCD камеру обсерватории NOWT. Находящееся на расстоянии около 5400 световых лет от нас в направлении созвездия Близнецы, NGC 2355 является рассеянным скоплением возрастом около 900 миллионов лет. К настоящему времени было проведено лишь несколько кампаний по поиску переменных звезд в этом скоплении.

В целом команде Ванга удалось обнаружить 88 переменных звезд в течение 13 ночей фотометрических наблюдений. Оказалось, что 72 из этих 88 светил представляют собой не известные ранее переменные звезды, в то время как остальные являются известными переменными звездами, о которых сообщалось ранее в литературе.

Исследователи классифицировали обнаруженные звезды на основе кривых блеска, а также рассчитали фундаментальные параметры светил. Из этого набора 52 звезды были отнесены к пульсирующим звездам, 26 представляли собой затменные двойные, а 4 были классифицированы как вращающиеся переменные звезды. Для оставшихся 6 переменных звезд принадлежность к определенному классу не удалось установить.

Исследователи также отмечают, что четыре переменные звезды из обнаруженного набора являются членами скопления звезд NGC 2355, в котором по результатам предыдущего исследования, проведенного в 2018 г., было известно 11 переменных звезд. Они расположены на периферии скопления и близки по пространственному расположению и кинематическим свойствам к звездам-членам скопления, указывают авторы.

Работа размещена в онлайн-репозитории arxiv.org.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0621173302

Остатки поглощенных эмбрионов планет обнаружены в «чреве» Юпитера за завесой облаков

Внутри Юпитера находится большое количество остатков зародышей планет, которые газовый гигант поглотил на этапе расширения, когда происходило его превращение в самую крупную планету Солнечной системы, которой он является в настоящее время. Эти выводы были сделаны на основе анализа химического состава вещества планеты, расположенного под слоем облаков внешней части атмосферы, который мы видим, когда наблюдаем Юпитер при помощи телескопа.

«Юпитер был одной из самых первых планет, появившихся в Солнечной системе», - сказала главный автор нового исследования Ямила Мигель (Yamila Miguel) из Лейденского университета, Нидерланды. Однако нам сравнительно мало известно о происхождении Юпитера, добавила она.

В новом исследовании Мигель и ее коллеги наконец смогли «заглянуть» под слой облаков Юпитера, используя данные по гравитационному полю планеты, собранные при помощи зонда Juno («Юнона») НАСА. Эти данные позволили группе составить карту распределения каменистого материала в ядре гигантской планеты, которая, к удивлению исследователей, показала удивительно высокое содержание тяжелых элементов. Согласно авторам, это свидетельствует в пользу гипотезы о формировании Юпитера из относительно крупных зародышей планет.

Существуют две основные гипотезы «сборки» Юпитера. Первая версия предполагает в качестве «строительного материала» небольшие камни размерами в десятки сантиметров, в то время как альтернативный сценарий указывает на сборку из крупных планетных эмбрионов, известных как планетезимали. Поскольку по результатам настоящего исследования в ядре Юпитера было обнаружено повышенное содержание тяжелых элементов, это означает, что сборка планеты происходила из крупных фрагментов, планетезималей, считают Мигель и ее группа, поскольку при сборке планеты из мелких камней процесс сборки ядра завершается сразу после формирования вокруг него плотной атмосферы, так как мелкие камни не способны преодолеть плотный газовый барьер. Крупные планетезимали за счет более мощной гравитации проходили сквозь слой газа и обогащали дополнительно ядро планеты тяжелыми элементами, пояснила Мигель.

Эти выводы помогут при планировании наблюдений экзопланет при помощи новой космической обсерватории James Webb и вносят большой вклад в теорию формирования планет, считают авторы.

Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0621184550

Ученые определили возможный источник красной шапки Харона

Ученые Юго-Западного исследовательского института объединили данные миссии НАСА New Horizons с новыми лабораторными экспериментами и моделированием экзосферы, чтобы выяснить вероятный состав красной шапки на луне Плутона Хароне и пути ее образования.

Ранее учёные предположили, что красноватый материал, похожий на толин, окутавший полюс Харона может быть синтезирован ультрафиолетовым излучением, расщепляющим молекулы метана. Они захватываются после бегства с Плутона и затем замерзают на полярных областях луны во время долгих зимних ночей. Толины - это липкие органические остатки, образовавшиеся в результате химических реакций под действием света, в данном случае ультрафиолетового свечения Лайман-альфа, рассеянного межпланетными молекулами водорода.

Команда реалистично воспроизвела условия на поверхности Харона для измерения состава и цвета углеводородов. Учёные ввели результаты измерений в новую атмосферную модель, чтобы показать, как метан распадается на остатки на северном полярном пятне Харона.

«В нашем эксперименте метан конденсировался в сверхвысоковакуумной камере под воздействием фотонов Лайман-альфа, что позволило с высокой точностью воспроизвести условия на полюсах Харона», - сказал Рэнди Гладстон, член научной команды New Horizons.

Ученые также разработали новую компьютерную симуляцию для моделирования тонкой метановой атмосферы Харона.

Модель указывает на «взрывные» сезонные пульсации в атмосфере Харона, вызванные экстремальными изменениями условий во время долгого путешествия Плутона вокруг Солнца.

Команда ввела результаты ультрареалистичных экспериментов в атмосферную модель, чтобы оценить распределение сложных углеводородов, образующихся при разложении метана под воздействием ультрафиолетового света. В модели полярные зоны в основном генерируют этан - бесцветное вещество, которое не способствует появлению красноватого цвета.

«Мы считаем, что ионизирующее излучение солнечного ветра разлагает полярную изморозь с Лайман-альфа-излучением для синтеза все более сложных, более красных материалов, ответственных за уникальное альбедо на этой загадочной луне. Этан менее летуч, чем метан, и остается замороженным на поверхности Харона еще долго после весеннего восхода Солнца. Воздействие солнечного ветра может преобразовать этан в стойкие красноватые поверхностные отложения, способствующие образованию красной шапки Харона», - сообщают учёные.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0621181443

Астрономы нашли пропущенный в предыдущих обзорах неба необычно яркий квазар

Цветной снимок квазара J1144 из обзора неба SMSS
Christopher Onken / Australian National University

Астрономы обнаружили новый квазар, который оказался самым ярким в оптическом диапазоне квазаром за последние 9 миллиардов лет жизни Вселенной, однако ранее не был замечен обзорами неба из-за своего расположения вблизи плоскости Млечного Пути. Свет от J1144 шел до Земли около 7 миллиардов лет, а в его центре находится активно растущая сверхмассивная черная дыра с массой около 1,9–3,8 миллиардов масс Солнца. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

История исследований квазаров (сокращение от «квазизвездный радиоисточник») началась в 60-х годах прошлого века, когда были определены значения красных смещений для квазаров 3C 273 и 3C 48. Сегодня астрономы знают, что эти яркие точечные источники излучения представляют собой активные ядра очень далеких галактик, содержащих сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие вещество и окруженные аккреционными дисками. К настоящему времени число известных квазаров исчисляется сотнями тысяч, их исследования позволяют разобраться в эволюции галактик и темпах роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Однако ученым нужно постоянно увеличивать выборку известных квазаров для более точных проверок существующих астрофизических и космологических теорий.

Группа астрономов во главе с Кристофером Онкеном (Christopher A. Onken) из Австралийского национального университета сообщила об открытии нового квазара, получившего обозначение SMSS J114447.77-430859.3 (или сокращенно J1144). Первоначально он был найден в оптических данных обзора неба SMSS (SkyMapper Southern Survey) во время поиска симбиотических двойных звезд, дальнейшие спектроскопические исследования квазара велись в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах при помощи телескопов Южноафриканской обсерватории и обсерватории Сайдинг-Спринг, а также телескопа SOAR.

Значение красного смещения для J1144 было оценено в z = 0,83, он оказался самым ярким в оптическом диапазоне квазаром при z>0,4. Его болометрическая светимость составляет 4,7×10⁴⁷ эрг в секунду, что в восемь раз больше, чем у квазара 3C 273. Масса центральной черной дыры оценивается в 1,9–3,8 миллиарда масс Солнца, а отношение болометрической светимости квазара к эддингтоновской светимости составила 1,4.

Положение квазара J1144 и других известных квазаров на диаграмме «Болометрическая светимость — время существования».
Christopher A. Onken et al. / arXiv, 2022
   
Примечательно, что из-за своего расположения на небе вблизи плоскости Млечного Пути квазар ранее был упущен из виду в ходе обзоров неба. Ученые считают его интересной целью для дальнейших наблюдений из-за необычно высокой светимости. В частности, поскольку J1144 характеризуется блеском в К-диапазоне 11,9 звездной величины, то будет доступен для инструмента GRAVITY+, установленного на комплексе телескопов VLT. Учитывая высокую светимость, естественно задаться вопросом, может ли изображение квазара было гравитационно линзировано, однако на данный момент никаких доказательств этому найдено не было.

Ранее мы рассказывали о других необычных объектах из ранней Вселенной — сильно затемненном квазаре из эпохи Реионизации и паутине из шести галактик вокруг квазара.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/21/most-luminous-quasar

Астрономы нашли поглощающий два разных типа планетного вещества белый карлик

NASA, ESA, Joseph Olmsted / STScI

Астрономы впервые обнаружили признаки поглощения белым карликом сразу двух типов планетного вещества — каменистого материала из внутренней части планетной системы и богатого льдом материала из внешней части. При этом общая масса зафиксированных элементов в атмосфере карлика G238-44 намного меньше массы Земли, что указывает на то, что вещества вокруг него не очень много, сообщается на сайте NASA.

Белые карлики, представляющие собой наиболее распространенный финал жизни звезд, способны обладать планетами, пережившими эволюцию родительской звезды после ее схода с главной последовательности. На это указывают загрязнение атмосфер многих белых карликов тяжелыми элементами, избыток инфракрасного излучения, порождаемый теплым околозвездным диском из обломков, эмиссионные линии металлов в спектрах карликов, возникающие из-за горячего газообразного компонента обломочных дисков и даже кандидаты в экзопланеты, обнаруживаемые у белых карликов.

Загрязнение атмосфер белых карликов обычно интерпретируется как результат аккреции на компактный объект планетезималей или фрагментов разрушенных приливными силами экзопланет. Это позволяет делать оценки состава планетного вещества в других звездных системах и сравнивать его с составом планет Солнечной системы, ища различия в механизмах формирования планет. В частности, ученые уже находили в атмосферах карликов фрагменты коры экзопланет, планетезималей, богатых водой, и даже экзотические образцы мантии экзопланет.

Группа астрономов во главе с Тедом Джонсоном (Ted Johnson) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сообщила о первом случае регистрации аккреции на белый карлик фрагментов двух тел различной природы. Целью исследований стал белый карлик G238-44, расположенный на расстоянии 86 световых лет от Солнца. Спектроскопические наблюдения за ним велись при помощи космических телескопов FUSE и «Хаббл», а также наземной обсерватории Кека.

Возможная схема планетной системы с белым карликом G238-44.
NASA, ESA, Joseph Olmsted / STScI
   
Относительное содержание тяжелых элементов, таких как углерод, азот, кислород, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, кальций и железо, найденных в атмосфере G238-44 не соответствует составу ни одного объекта Солнечной системы. Вместо этого данные наблюдений можно интерпретировать, как смесь, состоящую из вещества, похожего на ледяные объекты пояса Койпера, и вещества, богатого металлами и похожего на вещество Меркурия, в соотношении 1 к 1,7. При этом общая масса зафиксированных элементов намного меньше массы Земли, а отсутствие избытка инфракрасного излучения от белого карлика указывает на то, что вещества вокруг него не очень много.

Пока что астрономы не могут дать однозначного объяснения результатам наблюдений. Наиболее вероятное решение проблемы заключается в аккреции на карлик вещества двух различных тел, однако не исключается и версия с одним объектом, содержащим как каменистый материал, так и лед.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы открыли необычный способ замедления старения белых карликов.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/22/wd-ac … wo-objects

Остаток сверхновой: туманность Вуаль

Авторы и права: Крейг Стокс (Обсерватории с удаленным доступом в пустыне Юта)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Десять тысяч лет назад, до начала эпохи письменной истории, в ночном небе внезапно появилось новое светило, которое погасло через несколько недель. Сейчас мы знаем, что это была сверхновая, или взрывающаяся звезда, а облако из расширяющихся остатков взрыва называем остатком сверхновой – туманностью Вуаль. Это глубокое широкоугольное изображение получено с фильтрами, выделяющими излучение серы (показано красным цветом), водорода (зеленым) и кислорода (синим). При обработке с фотографии была удалены звезды, что позволило лучше показать впечатляющие светящиеся волокна Вуали. Туманность Вуаль, известная также как Петля в Лебеде, имеет близкую к круглой форму и покрывает на небе примерно 3 градуса в созвездии Лебедя. Частями большого остатка сверхновой являются известные туманности – Летучая Мышь, Ведьмина Метла и Треугольник Виллиамины Флеминг. Весь остаток сверхновой удален от нас на 1400 световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1838742

Анализ редкого метеорита пролил неожиданный свет на происхождение Марса

Небольшой кусок скалы, который когда-то откололся от Марса и попал на Землю, может содержать подсказки, раскрывающие удивительные подробности формирования красной планеты.

Василий Макаров

NASA

Новый анализ метеорита Шассиньи, упавшего на Землю в 1815 году, показывает, что способ, которым Марс получал свои летучие газы, такие как углерод, кислород, водород, азот и инертные газы, противоречит нашим нынешним представлениям о формировании планет.

Планеты рождаются, согласно современным моделям, из остатков звездного вещества. Звезды образуются из небулярного облака пыли и газа, когда плотный комок материи разрушается под действием силы тяжести. Вращаясь, он собирает на себя все больше вещества из окружающего его облака, чтобы расти.

В результате образуется диск, вращающийся вокруг новой звезды. Внутри этого диска пыль и газ начинают слипаться в процессе, в результате которого растет планета-ребенок. Мы видели, как другие детские планетные системы формировались таким образом, и данные в нашей Солнечной системе свидетельствуют о том, что и она появилась схожим образом около 4,6 миллиарда лет назад.

Но как и когда определенные элементы были включены в состав планет? Эти данные крайне проблематично собрать воедино.

Согласно современным моделям, летучие газы поглощаются расплавленным, образуя планету из солнечной туманности. Поскольку на этой стадии планета очень горячая и мягкая, эти летучие вещества всасываются в глобальный магматический океан, который является формирующейся планетой, а затем частично выделяются в атмосферу по мере остывания мантии.

Позже летучие вещества доставляются с помощью бомбардировки планеты метеоритами. Вещества, связанные с углеродистыми метеоритами (называемыми хондритами), высвобождаются, когда те распадаются при попадании на планету. Таким образом, внутренняя часть планеты должна отражать состав солнечной туманности, а ее атмосфера должна отражать в основном «летучий» вклад метеоритов.

Мы можем определить разницу между этими двумя источниками, взглянув на соотношение изотопов инертных газов, особенно криптона.

И, поскольку Марс сформировался и затвердел относительно быстро примерно за 4 миллиона лет, по сравнению со 100 миллионами лет для Земли, это хороший показатель для тех самых ранних стадий процесса формирования планет. Разумеется, только в том случае, если мы сможем получить доступ к необходимой нам информации — и именно поэтому метеорит Шассиньи стал настоящим подарком из космоса.

Его состав благородного газа отличается от состава марсианской атмосферы, что позволяет предположить, что этот кусок породы оторвался от мантии (и был выброшен в космос, упав в итоге на Землю), так что его состав отражает состав планетарных недр и, следовательно, солнечной туманности.

Однако криптон довольно сложно измерить, поэтому точное соотношение изотопов ускользает от измерения. Однако Перон и ее коллега, коллега-геохимик Суджой Мухопадхай из Калифорнийского университета в Дэвисе, применили новый метод, используя Лабораторию благородных газов Калифорнийского университета в Дэвисе, чтобы выполнить новое точное измерение криптона в метеорите Шассиньи.

Итоги работы были крайне.. странные. Соотношение изотопов криптона в метеорите ближе к соотношению, связанному с хондритами, причем ближе существенно. «Марсианский внутренний состав криптона почти полностью хондритовый, но атмосфера солнечная», — заявил Перон. «Мы в этом уверены».

Это говорит о том, что метеориты доставляли летучие вещества на Марс намного раньше, чем считали ученые, до того, как солнечная туманность была рассеяна солнечным излучением.

Таким образом, порядок событий таков: Марс приобрел атмосферу из солнечной туманности после того, как его глобальный магматический океан остыл; в противном случае хондритные газы и газы туманностей были бы гораздо более перемешаны, чем наблюдала команда.

Однако это таит в себе еще одну загадку. Когда солнечное излучение в конце концов сожгло остатки туманности, оно должно было сжечь и туманную атмосферу Марса. Это означает, что присутствующий позже атмосферный криптон должен был где-то сохраниться. Команда предположила, что это «хранилище» суть полярные ледяные шапки планеты.
https://www.techinsider.ru/science/1546 … nie-marsa/

Радиолокационные наблюдения Венеры дополнили данными с наземного радиотелескопа «Аресибо»

Ученые обработали серию радиолокационных наблюдений Венеры и составили карты ее поверхности с 1988 по 2020 год. Рассказываем о результатах обработки данных планетарных радаров и возможностях радиолокационной астрономии.

Радиолокационное изображение поверхности Венеры, полученное с помощью передатчика Аресибо и приемника Грин-Бэнк. Крупные кольцеобразные структуры – короны, особый тип венерианских вулканов. / © Campbell et al., (NRAO/AUI/NSF); NAIC

Поверхность Венеры, самой близкой к нам планеты, скрыта от прямых наблюдений плотной углекислотной атмосферой и сплошным слоем облаков, состоящих из концентрированной серной кислоты. Пролетая над ночной стороной Венеры, можно заметить слабое и размытое свечение ее ландшафта, раскаленного до 460 градусов Цельсия, а в некоторых участках инфракрасного диапазона можно разглядеть с орбиты детали размером до нескольких километров — и это все, на что можно рассчитывать.

Изображение ночной стороны Венеры с длинной экспозицией, полученное космическим аппаратом Parker Solar Probe (слева) и сопоставленное с картой высот на основе данных аппарата Magellan (справа). Указанная стрелками земля Афродиты — высокогорье, она нагрета чуть меньше, чем окаймляющие ее равнины. «Метель» на левой фотографии — результат действия космических лучей.

Но существует один диапазон электромагнитного излучения, в котором венерианская атмосфера полностью прозрачна, — радиоволны. Помимо проникающей способности, они обладают еще одним уникальным преимуществом. Естественное свечение небесных тел в радиодиапазоне невелико, зато «яркость» и направленность искусственных передатчиков радиоволн бывают огромными. В отличие от всех других диапазонов, в радиодиапазоне небесные тела можно «подсвечивать» — причем как с Земли, так и с космических аппаратов.

Неудивительно, что радиолокация — главный метод картографирования Венеры. Наземные радиолокационные исследования этой планеты начались еще в 1960-1970-х, а позднее к ним присоединились орбитальные аппараты, оснащенные радарами: советские «Венеры» и американские Pioneer-Venus и Magellan. Данные, переданные последним из них, позволили получить первую и пока единственную полную карту Венеры с разрешением до 200 метров.

Долгое время главной радиолокационной обсерваторией был радиотелескоп «Аресибо», который обладал самой большой сплошной антенной (300 метров) и был оснащен мощным передатчиком радиоволн. В 2020 году он разрушился, но за свою более чем полувековую службу успел стать инструментом многих радиолокационных исследований.

Радиотелескоп «Аресибо». Приемник находился над антенной, где удерживался тросами, закрепленными на трех башнях вокруг нее / © Arecibo Observatory

Недавно команда ученых под предводительством Брюса Кэмпбелла выпустила итоги всех радиолокационных наблюдений Венеры с помощью телескопов «Аресибо» и «Грин-Бэнк», проведенных с 1988 по 2020 год. Современная наземная радиолокация немного уступает орбитальной в разрешении, зато ее можно проводить гораздо чаще запусков орбитальных аппаратов.

Ученые обработали данные наблюдений в 1988, 2012, 2015, 2017 и 2020 годах и составили карты поверхности Венеры с разрешением от одного до двух километров. Пока заметных изменений в рельефе планеты и отражающих свойствах ее поверхности не выявили. Тем не менее ученые тщательно охарактеризовали свойства отраженных сигналов, что в будущем позволит точнее спроектировать и настроить радары планируемых космических аппаратов VERITAS и EnVision.

Промежуточный результат обработки данных радиолокации Венеры в 2015 и 2017 годах. Темные полосы исключены из-за сложности трактовки радиолокационных сигналов, поступающих из участков вблизи экватора небесного тела. Яркое пятно вблизи верхнего края диска — венерианские горы Максвелла / © https://iopscience.iop.org/article/10.3 … ac4f43/pdf

Кроме того, ученые продолжают обработку данных: тщательное удаление шума, после которого станет возможно обнаруживать небольшие изменения поверхности и подготовить «список целей» для планируемой венерианской флотилии. К обработке могут подключиться все желающие исследователи; данные доступны здесь.

Технические подробности радиолокации небесных тел примечательны своей сложностью, и все-таки их можно объяснить «на пальцах».

Сначала передатчик отправляет в сторону небесного тела специальным образом рассчитанную серию импульсов радиоизлучения с чередующейся фазой. Длительность каждого импульса составляет несколько микросекунд, а их количество — несколько тысяч. Сигнал, отраженный от ближайшей к приемнику точки на поверхности Венеры, приходит первым. Затем приходят сигналы, отраженные от все более далеких участков диска планеты, а последними — отраженные от рельефа на краях видимого диска. Зная форму исходного сигнала, по форме отраженного сигнала можно точно рассчитать зависимость яркости отражения от расстояния до отражающих областей.

За счет движения планет относительно друг друга сигналы также испытывают допплеровский сдвиг, который можно измерить подобно тому, как радар измеряет скорость автомобиля.

На этот сдвиг накладываются дополнительные сдвиги, вызванные суточным вращением Венеры вокруг ее оси: участки поверхности, движущиеся «от нас», возвращают сигнал чуть пониженной частоты, а участки, движущиеся «к нам», наоборот, ее повышают. С помощью этого явления можно устранить неопределенности ориентации отражающих участков, расположенных на одном и том же расстоянии от приемника.

Иллюстрация радиолокации планет. Сигнал приходит справа и отражается влево. Сначала приходит отражение из субрадарной точки, затем — из все более широких колец вокруг нее. При этом отражения от всех точек на кольце приходят одновременно, но различить их позволяет различный допплеровский сдвиг. Точки в левых половинах колец приближаются к радару, а в правых — удаляются / © http://12apr.su/books/item/f00/s00/z0000012/st036.shtml

Фактически приемник регистрирует «графики» — зависимости яркости отраженного сигнала и его допплеровского сдвига от времени. Первое пропорционально отражающей способности поверхности (каменные россыпи отражают радиоволны лучше, чем ровные лавовые поля), а второе — скорости, с которой эти участки движутся относительно нас. И после обработки сигнал, сначала похожий просто на волны на экране осциллографа, превращается в настоящее изображение.

В будущем ученые планируют развивать возможности радиолокационной астрономии. Ее разрешение может превосходить разрешение телескопа «Хаббл» в несколько раз — к примеру, радиолокация часто используется для рассматривания околоземных астероидов. Но ранее она сталкивалась с существенным ограничением по «дальнобойности». Когда для радиолокации и приема сигнала могли задействовать лишь один и тот же радиотелескоп — «Аресибо», — за время путешествия сигнала «туда и обратно» Земля вместе с приемником успевала отвернуться прочь.

Теперь же достаточно чувствительные приемники распределены по всей планете и могут работать как единое целое. Самый впечатляющий пример такой решетки — будущая обсерватория Square Kilometre Array суммарной площадью один квадратный километр, которую полностью введут в строй около 2027 года.

Разрушение Аресибо не задержит надолго развитие радиолокационной астрономии: в 2024-м радиотелескоп «Грин-Бэнк», уже продемонстрировавший впечатляющие возможности радиолокации, получит передатчик мощностью 500 киловатт. Вскоре вся Солнечная система станет доступна для радиолокации.
https://naked-science.ru/article/astron … aps-series

Астрономы обнаружили «недостающее звено» ударной волны при слиянии галактик

Composite X-ray and optical image of Abell 98. (Arnab Sarkar)

Колоссальная ударная волна, порожденная первыми стадиями столкновения между одними из самых массивных структур во Вселенной, только что была замечена и впервые заснята.

Детект был обнаружен в галактике. скопление Abell 98, представляющее собой крупную структуру, состоящую из трех меньших субскоплений галактик, расположенных на расстоянии более 1,2 миллиарда световых лет от Солнечной системы.

Там огромная газовая нить содержит огромную ударную волну вдоль оси слияния, что теоретически предсказывается как первый «контакт» между двумя субскоплениями галактик, когда они начинают сливаться.

«Благодаря этому открытию мы поймали два субскопления галактики скопления в критической ранней эпохе процесса слияния, с сильным толчком между ними, обеспечивающим недостающее звено для формирования самых массивных структур в нашей Вселенной», — сказал физик и астроном Арнаб Саркар из Университета Кентукки.

Измерение давления поперек ударной волны в Abel 98. (Арнаб Саркар)

Вселенная постоянно находится в процессе взаимодействия и самоорганизации. Это не изолированные сущности, дрейфующие в пространстве, гравитация повсюду, и постоянное притяжение и взаимодействие приводят к образованию скоплений, сверхскоплений, мегаскоплений и нитей, танцующих друг вокруг друга и образующих все более и более крупные структуры.

Эти взаимодействия, конечно, не происходят ни в каких временных масштабах, отдаленно приближающихся к человеческим, но, наблюдая за скоплениями на разных стадиях слияния, астрономы могут реконструировать, как происходят эти столкновения.

В скоплениях галактик, как вы Можете себе представить, гравитационная среда довольно интенсивна, а подскопления сливаются, образуя более крупные структуры внутри общего скопления.

В 2014 году астрономы заметили, что два подскопления внутри Abell 98, названные A98N и A98S, казалось, сливаются, о чем свидетельствует b Точность и температурные сигнатуры в A98N согласуются с шоком слияния между ними.

Саркар и его команда, которые представили свои результаты на 240-м собрании Американского астрономического общества, более внимательно изучили область между два субкластера с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории Чандра. Там они нашли то, что они называют «окончательным свидетельством» ударной кромки к югу от A98N.

Это, по их словам, огромное дело. Хотя межкластерные и внутрикластерные слияния должны быть довольно частыми (потому что Вселенная полна галактических скоплений), слияние на ранних стадиях происходит довольно редко. Мы многое видим на более поздних стадиях, в том числе ударные волны, генерируемые этими экстремальными взаимодействиями, но очень мало, когда скопления сближаются.

Возможно, это потому, что их труднее обнаружить, но обнаружение сделало Саркар и его коллеги могут дать информацию для будущих поисков, предоставив некоторую информацию о том, что искать. И, конечно же, он заполняет некоторые важные пробелы в нашем понимании того, как происходят и развиваются слияния кластеров. Это означает, что мы сможем лучше предсказывать эволюцию скоплений галактик.

«Этот результат важен, потому что разные компьютерные симуляции говорят нам разные вещи о том, что мы должны наблюдать в начале слияние скоплений галактик, — сказал Саркар. «Здесь у нас есть картина того, как на самом деле выглядит этот процесс, и ее можно использовать для обоснования наших теоретических моделей».

Исследование команды было представлено на 240-м собрании Американского астрономического общества. Статья с описанием результатов была отправлена в The Astrophysical Journal и доступна на arXiv.
https://rwspace.ru/news/astronomy-obnar … aktik.html

Мерцание окрестностей черной дыры Галактики позволило понять механизм поглощения ею материи

Внешность может быть обманчива. Нам кажется, что лампа накаливания дает непрерывный поток света, но на самом деле она мерцает с частотой 120 раз в секунду. Поскольку мозг воспринимает информацию лишь в усредненной форме, мы не замечаем колебаний яркости и воспринимаем световой поток как непрерывный – хотя это всего лишь иллюзия.

Несмотря на то, что свет не может покинуть границ черной дыры, яркое свечение газа в ее окрестностях на самом деле также является своего рода мерцанием. В новом исследовании группа во главе с Еленой Мурчиковой (Lena Murchikova) из Института перспективных исследований, Великобритания, смогли использовать это едва различимое мерцание для построения самой подробной на сегодняшний день модели центральной черной дыры нашей Галактики, называемой Стрелец А*, позволяющей получить ценную информацию о структуре и движении этого загадочного объекта.

Впервые исследователи смогли воспроизвести в рамках одной модели всю историю движения газа в центре Млечного пути – начиная от звезд и заканчивая падением на черную дыру. Читая «между строк» (или экстремумов яркости мерцающего света), команда пришла к выводу, что наиболее вероятным является сценарий, в котором черная дыра, лежащая в центре Галактики, питается напрямую за счет газа, падающего на нее с больших расстояний, в то время как альтернативная гипотеза, состоящая в том, что черная дыра медленно «высасывает» материал из обращающегося вокруг нее кольца осколков на протяжении длительного времени, не получила подтверждения.

Модель звездного ветра, построенная командой Мурчиковой, предполагает поглощение материала не из искусственно выглядящего тора, окружающего черную дыру, а из более реалистичного источника – звезд, расположенных в окрестностях центра Галактики и теряющих свой газ прямо на черную дыру. «Когда этот газ падает на черную дыру, мы получаем именно такой характер мерцания, который согласуется с наблюдениями», - объяснила Мурчикова.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0623135504

Ученые обсерватории Аресибо помогают разгадать загадку неожиданного астероида

25 июля 2019 года, получив сигнал тревоги о движущимся на пути к Земле астероиде 2019 OK, ученые-радарщики взяли его на прицел. Он приближался из слепой зоны Земли - солнечного противостояния. У Замбрано-Марина, сотрудника обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, и команды было 30 минут, чтобы получить как можно больше показаний радара. Астероид двигался так быстро, что только за это время он должен был попасть в поле зрения Аресибо.

Астероид попал в заголовки новостей, потому что он появился из ниоткуда и вращался с большой скоростью: от 3 до 5 минут. Это означает, что он входит всего лишь в 4,2 процента известных быстро вращающихся астероидов. Это растущая группа, которая, по словам исследователей, требует большего внимания.

Данные показывают, что астероид, скорее всего, относится к С-типу, состоящему из глины и силикатных пород, или к S-типу, состоящему из силикатных и никель-железных пород. Астероиды С-типа являются одними из самых распространенных и одними из самых старых в нашей Солнечной системе. S-тип - второй по распространенности.

Сейчас Замбрано-Марин изучает информацию, полученную с помощью базы данных планетарного радара Аресибо, чтобы продолжить свои исследования. Хотя телескоп обсерватории вышел из строя в 2020 году, команда Планетарного радара может использовать существующий банк данных, охватывающий четыре десятилетия. Научные операции продолжаются в области космических и атмосферных наук, а сотрудники обсерватории ремонтируют 12-метровые антенны, чтобы продолжить астрономические исследования.

По данным Центра изучения околоземного пространства, известно почти 30 000 астероидов, и хотя лишь немногие из них представляют непосредственную угрозу, существует вероятность того, что один из них значительных размеров может столкнуться с Землей и причинить катастрофический ущерб. НАСА и другие космические агентства запускают миссии по исследованию околоземных астероидов, чтобы лучше понять, из чего они состоят и как движутся, в ожидании того, что в будущем придется отклонить один из них, направляющийся к Земле.

Миссия OSIRIS REx возвращается на Землю с образцом астероида Бенну, который преподнес ученым несколько сюрпризов. А новая миссия НАСА - Double Asteroid Redirection Test (DART) - призвана продемонстрировать возможность перенаправления астероида, используя кинетическую энергию снаряда. Космический аппарат стартовал в ноябре 2021 года и, как ожидается, достигнет своей цели - астероида Dimorphos - 26 сентября 2022 года.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0624090125

Обнаружена звезда, пережившая вспышку сверхновой и оставшаяся невредимой

Сверхновая представляет собой яркий звездный взрыв. Сверхновые, протекающие с участием термоядерных реакций, в частности, предполагают полное разрушение белого карлика, после чего на его месте остается пустота. По крайней мере, на это указывали модели и наблюдения.

Поэтому, когда в новом исследовании ученые обнаружили на месте вспыхнувшей относительно недавно «термоядерной» сверхновой под названием SN 2012Z еще более яркую звезду, чем исходная звезда, они были изумлены и сразу попытались предложить рациональное объяснение.

Эти «термоядерные» сверхновые носят название сверхновых типа Ia, и они играют большую роль при определении космических расстояний, однако механизм таких звездных взрывов до сих пор остается дискуссионным. Астрономы в целом согласны, что эти вспышки связаны с разрушением белого карлика, однако что именно является причиной его взрыва – пока точно не известно. В соответствии с одной из гипотез, материя в двойной системе перетекает на белый карлик со звезды-компаньона, и когда масса белого карлика достигает определенного предела, в ядре запускаются термоядерные реакции и происходит взрыв.

Взрыв SN 2012Z представлял собой необычный подтип сверхновой типа Ia, иногда называемый сверхновой типа Iax. Они представляют собой более тусклый аналог сверхновой типа Ia. Поскольку эти взрывы являются менее мощными и быстро развивающимися, чем сверхновые типа Ia, некоторые ученые предполагают, что данные взрывы можно считать «неудавшимися» сверхновыми типа Ia. Результаты данного исследования позволяют подтвердить эту версию.

В 2012 г. в близлежащей спиральной галактике NGC 1309 вспыхнула сверхновая, которая подробно наблюдалась при помощи космического телескопа Hubble («Хаббл») и стала известна как 2012Z. Однако при дальнейших наблюдениях остатков этого звездного взрыва ученые обнаружили звезду-прародителя сверхновой, которая представляла собой не только более тусклый – но даже более яркий источник.

На протяжении десятилетий ученые считали, что сверхновые типа Ia происходят, когда белый карлик достигает определенного предела массы, называемого пределом Чандрасекара. В последнее время астрономы находят все больше случаев, противоречащих этой модели, поскольку все чаще встречают менее массивные сверхновые типа Ia. Согласно авторам исследования, именно достижение теоретического предела массы белого карлика могло стать причиной взрыва сверхновой типа Ia в случае источника SN 2012Z, в то время как в других случаях звезды могут не достигать предела Чандрасекара.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal; главный автор Кёртис МакКалли (Curtis McCully).
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0624114513

«БепиКоломбо» второй раз увидел Меркурий

Уступы, кратеры и равнины Меркурия, а также штанга магнитометра, сфотографированные камерой Mercury Transfer Module’s Monitoring Camera 2.
ESA / BepiColombo

Аппараты меркурианской исследовательской миссии «БепиКоломбо» успешно совершили второй гравитационный маневр вблизи планеты, пролетев на минимальном расстоянии 200 километров от ее поверхности. В ходе сближения зонды получили снимки Меркурия и данные о его магнитосфере и околопланетной среде, сообщается в твиттере ESA.

Вплоть до недавнего времени Меркурий посещало лишь два исследовательских аппарата — это связано с трудностями перелета к ближайшей к Солнцу планете. «БепиКоломбо» — третья по счету межпланетная миссия по исследованию Меркурия, которая проводится Европейским космическим агентством совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований. Стартовала она осенью 2018 года, в космос отправились два научных аппарата (европейский MPO (Mercury Planetary Orbiter) и японский MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), а также перелетный модуль MTM, выполняющий роль межпланетного буксира.

За почти четыре года «БепиКоломбо» лишь один раз сблизился со своей целью, а также совершил несколько гравитационных маневров вблизи Земли и Венеры. Только в декабре 2025 года зонды выйдут на рабочие полярные орбиты, а годовая научная программа начнется в начале 2026 года.

ESA
   
Утром 23 июня 2022 года аппараты выполнили второй гравитационный маневр вблизи Меркурия, оказавшись на минимальном расстоянии 200 километров от поверхности планеты. Во время сближения три мониторинговые черно-белые камеры «БепиКоломбо» получили снимки планеты, а бортовые инструменты занимались исследованиями магнитных полей и плазменной среды в окрестностях зондов. При этом скорость «БепиКоломбо» относительно Солнца уменьшилась на 1,3 километра в секунду, что приближает аппараты к орбите Меркурия.

О том, какие тайны ближайшей к Солнцу планеты раскроет «БепиКоломбо», можно прочесть в нашем материале «На Меркурий за водой».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/23/bepic … by-mercury

Красноту северного полюса Харона объяснили радиолизом фотолизированного метанового инея*

Цветное изображение Харона, полученное New Horizons, и схема процесса динамического фотолиза метана.
Ujjwal Raut et al. / Science, 2022

Планетологи описали потенциальный механизм окраски северной полярной шапки спутника Плутона Харона в красный цвет. По их мнению, это происходит в два этапа — сначала идет процесс фотолиза ультрафиолетовым излучением осаждающихся на поверхность спутника молекул метана, а затем получившийся иней подвергается радиолизу частицами солнечного ветра, что приводит к образованию толиноподобных соединений. Статья опубликована в журнале Science.

Харон представляет собой самый крупный спутник Плутона, первые детальные снимки которого были получены зондом New Horizons в 2015 году. На цветных изображениях поверхности Харона, собранных бортовой камерой MVIC, заметно, что северная полярная область спутника обладает красноватым цветом, причем распределение интенсивности окраски достигает максимума в регионе, получившем обозначение макула Мордор. Первоначально ученые посчитали, что область может иметь ударное происхождение, однако в дальнейшем возникла другая гипотеза — красноватый цвет может быть связан с толиноподобными соединениями, которые могут возникать в ходе фотолиза метана ультрафиолетовым диффузным излучением в линии Лайман-альфа, возникающим в ходе резонансного рассеяния солнечных фотонов Лайман-альфа на атомах водорода из межпланетной среды. При этом метан попадает на поверхность Харона путем вымораживания из экзосферы, куда изначально он транспортируется из метанового облака, истекающего с Плутона.

Группа планетологов во главе с Уджвалом Раутом (Ujjwal Raut) из Юго-Западного исследовательского института провела ряд лабораторных экспериментов и компьютерного моделирования, чтобы всесторонне проверить теорию динамического фотолиза. Проведенные моделирования касались процессов, идущих в экзосфере Харона, где метан с Плутона способен захватываться в холодные ловушки и перераспределяться по Харону, и учитывают смену сезонов на спутнике. Молекулы метана кратковременно прилипают к поверхности Харона с температурой от 10 до 60 кельвинов и способны десорбироваться с нее, при этом скорость десорбции зависит от температуры. При этом скорости большинства десорбированных молекул метана недостаточно для покидания Харона, поэтому они перемещаются в случайных направлениях, «прыгая» по поверхности спутника. После нескольких таких «прыжков» молекулы часто попадают в криоловушки вблизи того полюса Харона, где царит зима, где они остаются до весны. В лабораторных исследованиях ученые осаждали пленки метана в вакуумной камере на кварцевые микровесы, охлажденные до 10 кельвинов, одновременно подвергая их воздействию ультрафиолетового излучения от лампы. После этого фотолизованные пленки нагревали, имитируя смену сезонов на Хароне, и отслеживали потерю массы пленок.

Распределение продуктов фотолиза по поверхности Харона спадает с удалением от полюса — на широте 45 градусов их вдвое меньше, чем на полюсе. В более низких широтах образуется меньше сложных углеводородов, чем на полюсах. При этом отношение потока конденсирующегося метана к ультрафиолетовым фотонам из межпланетной среды, обозначаемое как φ, никогда не опускается ниже 4 во время зимы в полярном регионе. Полярный иней, богатый метаном, достигает толщины в несколько десятков микрометров в условиях пикового значения φ, равного 30 тысячам, примерно за два года до осеннего равноденствия на Хароне, а концентрация продуктов фотолиза метана в инее меняется от 0,001 (момент равноденствия) до 15 процентов (после равноденствия).

Ученые пришли к выводу, что процесс динамического фотолиза метана на Хароне, при котором разрушение молекул метана конкурирует с осаждением новых молекул, в средних широтах производит сложные углеводороды, а в полярных широтах в основном генерирует этан, который не дает красноватого оттенка. Однако этан менее летуч, тем метан, и процесс радиолиза частицами солнечного ветра фотолизированного инея на полюсах после наступления весны на Хароне может дать более сложные соединения, которые обеспечат красный цвет. При этом сам процесс динамического фотолиза может оказаться не уникальным для Харона, а быть обычным явлением во внешней Солнечной системе. В частности, подобные процессы могут идти на Энцеладе, Европе или Тритоне.

Ранее мы писали о том, как кратеры на Плутоне и Хароне рассказали о недостатке малых тел в Поясе Койпера.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/24/charon-red

Виртуальный позитроний сыграл важную роль в позитрон-молекулярной связи

Jaroslav Hofierka et al. / Nature, 2022

Британские теоретики построили теорию, описывающую связанную систему, состоящую из позитрона и молекулы. Она не только смогла правильно предсказать стабильность этой связи для неполярных молекул, но и довести общую точность вычислений энергии таких систем до одного процента по сравнению с экспериментальными значениями. Ученые показали, что существенную роль при этом играет поляризация электронного облака и сопутствующее ей виртуальное образование позитрония. Исследование опубликовано в Nature.

Стабильность и электрический заряд позитронов — электронных античастиц — сделали возможным их массовое использование в фундаментальной и прикладной науке. В первую очередь физиков интересуют отличия материи от антиматерии, для чего позитроны объединяют с антипротонами для образования антиатомов. Объединение электронов со своими античастицами в позитроний помогает искать нарушения симметрий в чисто лептонных системах, а спектры аннигиляции электрона с позитроном нашли применение в дефектоскопии и позитронно-эмиссионной томографии.

Другой интересной областью применения этих античастиц стала позитронная спектроскопия молекул. Она заключается в связи молекул с позитроном с последующей аннигиляцией. Рождающиеся при этом гамма-кванты позволяют определить энергию связи позитрона в молекуле. Этот метод удалось реализовать уже для 90 молекул.

Теоретическое описание такого процесса задействует аппарат квантовой электродинамики, которая славится своей колоссальной точностью. Она опережает точность экспериментов с антиатомами, однако описать свойства позитрон-молекулярных систем у теоретиков получается гораздо хуже. Из 90 молекул, с которыми удалось провести позитронную спектроскопию, только для шести известны попытки построить теорию в рамках подхода конфигурационных взаимодействий (CI) и метода молекулярной орбитали любой частицы (APMO), результаты которых оказываются заниженными, отличаясь от эксперимента в лучшем случае на 25 процентов, а для неполярных молекул и вовсе неспособны предсказать связывание.

Такое положение дел не устраивало группу британских физиков под руководством Дермота Грина (Dermot Green) из Королевского университета в Белфасте. Они показали, что неточности в существующих методах связаны с необходимостью правильного описания сильных многочастичных корреляций. В своей новой многочастичной теории взаимодействия позитрона с молекулами ученые смогли описать их связь как в полярном, так и в неполярном случае, и довести точность предсказаний до одного процента.

Проблема описания системы позитрон + молекула — это задача многих тел. И, хотя мы можем формально записать уравнения для всех частиц в системе, их точное решение представляет собой неподъемную задачу даже с помощью суперкомпьютеров. Физики испытывают трудности при точном моделировании свойств атомов, не говоря уж про их объединение в молекулы. Поэтому хорошая теория умеет правильно «срезать углы», заменяя полную задачу движением отдельных зарядов в усредненном поле оставшихся частиц (остова).

В случае, когда позитрон оказывается вблизи множества электронов, естественно ожидать, что он будет смещать на себя электронную плотность, другими словами, вызовет поляризацию в молекуле. Поляризация, в свою очередь, будет приводить к частичной экранировке отдельных электрон-позитронных связей. Поскольку речь идет не о классической, а о квантовой электродинамике, физики учитывают поляризацию молекулярного электронного облака через виртуальное возбуждение электрона, оставляющее после себя вакансию (дырку). Этот процесс аналогичен рождению электрон-дырочных пар в полупроводниках и даже электрон-позитронных пар в вакууме.

Электрон в процессе поляризации способен не только перейти на возбужденную орбиталь, но и связаться с античастицей с образованием позитрония. Энергия ионизации молекул, которые исследовали авторы, была больше, чем энергия основного состояния позитрония, поэтому вклад от такого процесса оставался виртуальным. Помимо электрона с позитроном взаимодействовала и дырка, что тоже было учтено в работе.

Диаграммы Фейнмана, описывающие вклад в собственную энергию позитрона от (a) голой поляризации (двойной волнистой линией обозначен фотон, который виртуально распадается на электрон и дырку), а также от процессов взаимодействия (b) электрона и (c) дырки с позитроном
Jaroslav Hofierka et al. / Nature, 2022
   
Физики решали уравнение на собственные функции и собственные значения для оператора энергии позитрона, включавшего в себя два члена. Первый из них представлял собой гамильтониан позитрона в хартри-фоковском (то есть, невозмущенном) поле молекулы в своем основном состоянии, а второй — нелокальный и зависящий от энергии корреляционный потенциал, включающий в себя вклады от виртуальных поляризационных процессов в собственную энергию частицы.

Решение этих уравнений для нескольких полярных молекул, в первую очередь тех, для которых уже существовали предыдущие вычисления, показали прекрасное, до одного процента точности, согласие с экспериментом. Для неполярных молекул (CS₂, CSe₂ и бензола) теория смогла предсказать связанное состояние, хотя точность оказалась меньше (до 20 процентов). Помимо этого, ученые сделали предсказания для формамида и более крупных молекул, оценили вклад в связывание разных орбиталей и уточнили время жизни позитрона в молекуле до аннигиляции, показав, что эффекты поляризации сокращают его на 2-3 порядка до наносекунды.

(a) Сравнение экспериментальных значений энергии связи позитрона с несколькими молекулами с теорией, развитой авторами (красные кружочки). Для некоторых случаев приведены предыдущие расчеты (CI – синие квадратики, APMO – зеленые крестики). Волновые функции позитрона, связанного с различными молекулами: гидридом лития (b), формальдегидом (c) , ацетонитрилом (d), пропионитрилом (e), ацетоном (f), пропаналем (g), ацетальдегидом (h), формамидом (i), CS₂ (j), CSe₂ (k), бензолом (l).
Jaroslav Hofierka et al. / Nature, 2022
   
Античастицы подмешивают не только к молекулам, но и атомам. Недавно мы рассказывали, как европейские физики обнаружили неожиданное сужение ширины спектральных линий антипротонного гелия.

Марат Хамадеев
https://nplus1.ru/news/2022/06/24/positron-in-molecule

Протуберанец около западного лимба

Авторы и права: Мартин Вайс
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Солнечное волокно – огромный поток раскаленной плазмы, удерживаемый над поверхностью активного Солнца петлями магнитных полей. Оно выглядит темным, когда наблюдается на фоне солнечного диска, потому что оно немного холоднее фотосферы Солнца. Та же структура выглядит яркой, если она расположена над солнечным лимбом и видна на фоне темного космического пространства, ее называют солнечным протуберанцем. Если поток замагниченной плазмы проходит перед солнечным диском и простирается за его край, он наблюдается и как волокно, и как протуберанец. Это изображение Солнца крупным планом было получено 22 июня в линии Hα, на нем активная область AR3038 расположена около центра. Около правого края картинки, вблизи западного лимба Солнца видна активная область AR3032. Из-за вращения Солнца область AR3032 приближается к его краю, и часть гигантского волокна над ней становится видна как протуберанец. Как велик протуберанец в AR3032? Чтобы оценить его размер, планета Земля показана около правого верхнего угла картинки.
http://www.astronet.ru/db/msg/1838991

Огромное пятно на Солнце резко увеличилось в размерах

Пятно AR3038 — сегодня самое крупное на Солнце — за сутки выросло еще сильнее и стало в два с половиной раза больше Земли.

©NASA Goddard Space Flight Center

Солнце продолжает приближаться к максимуму нынешнего (25-го с начала наблюдений) цикла активности, который ожидается около 2025 года. На светиле появляются новые пятна, а самое большое из них — AR3038 — увеличивается. Недавно оно внезапно выросло, превысив 30 тысяч километров в поперечнике, сообщил портал мониторинга «космической погоды» Spaceweather.com.

Солнечная активность определяет движения магнитных полей и потоков заряженных частиц далеко вокруг звезды. Эта «космическая погода» может влиять на работу спутников, а иногда — и наземных электронных, и электрических устройств. Поэтому ученые постоянно отслеживают происходящее на Солнце, прежде всего изучают поведение темных пятен на его поверхности.

Пятна на светиле появляются в местах выхода силовых линий магнитных полей. Они замедляют движения раскаленной плазмы, приводя к появлению участков не такой высокой температуры, которые выглядят темными. Количество и активность пятен следует 11-летнему циклу солнечной активности: в периоды минимумов их может не быть вовсе, а в максимумы число может доходить до десятков и даже сотен.

В течение нескольких дней, недель или месяцев они могут «рассасываться», незаметно исчезая. Однако этот процесс может сопровождаться резким разрывом и пересоединением линий магнитного поля, что приводит к возникновению мощных вспышек излучения и выбросам в космос потоков плазмы. В считаные дни они достигают окрестностей Земли, где могут вызывать полярные сияния и геомагнитные бури, сбои в работе электроники и электрических систем.

Пока такую угрозу представляет и пятно AR3038, «направленное» в сторону нашей планеты. Однако оно находится чуть севернее солнечного экватора и довольно быстро перемещается на обратную сторону звезды, так что еще через несколько дней должно полностью скрыться из виду.

Тем временем — и весьма стремительно — продолжается рост пятна. «Вчера AR3038 было большим. Сегодня оно огромно, — пишет Spaceweather.com. — Это быстрорастущее пятно удвоилось в размерах всего за 24 часа». В самом деле, наблюдения показывают, что между 20 и 21 июня диаметр AR3038 увеличилось почти до 32 тысяч километров, став в два с половиной раза больше диаметра Земли.

Впрочем, ученые не ждут от AR3038 опасных сюрпризов. По их словам, энергии этого пятна достаточно максимум для вспышки М-класса. Такие вспышки — не слишком большая редкость и не несут серьезной угрозы для объектов на поверхности Земли. Максимум, чего можно ожидать, — это временные проблемы с радиосвязью в приполярных регионах планеты и, конечно, эффектные сияния.
https://naked-science.ru/article/astron … velichilos

Астрономы находят следы пузырьков, образовавшихся при взрыве умирающих звезд

Международная группа астрономов под руководством Хуана Диего Солера из Итальянского национального института астрофизики (INAF) обнаружила отпечаток пузырьков, образующихся при взрыве умирающих звезд, в структуре газа, пронизывающего нашу галактику. Они сделали это открытие, применив методы искусственного интеллекта к данным обзора HI4PI, который обеспечивает наиболее подробное на сегодняшний день распределение атомарного водорода по всему небу в Млечном Пути. Ученые проанализировали нитевидную структуру в излучении газообразного атомарного водорода. Они предположили, что в ней сохранилась запись динамических процессов, вызванных взрывами древних сверхновых и вращением галактики.

Водород является основным компонентом звезд, таких как Солнце. Однако процесс, в результате которого диффузные облака водородного газа, распространяющиеся по нашей галактике, собираются в плотные облака, из которых в конечном итоге образуются звезды, еще не до конца понятен. Сотрудничество астрономов под руководством Хуана Диего Солера и проекта ECOgal сделало важный шаг в выяснении жизненного цикла сырья для формирования звезд.

Солер обработал данные самого подробного обзора всего неба по излучению атомарного водорода в радиоволнах - HI4PI. Для этого он применил математический алгоритм, обычно используемый при автоматической проверке и анализе спутниковых изображений и онлайн-видео. Из-за размера этих наблюдений было бы невозможно провести такой анализ на глаз. Алгоритм выявил обширную и запутанную сеть тонких нитевидных объектов или нитей. Было обнаружено, что большинство нитей во внутренней части Млечного Пути направлены в сторону от диска нашей галактики.

«Скорее всего, это остатки многочисленных взрывов сверхновых, которые вздымают газ и образуют лопающиеся пузырьки, когда достигают характерного масштаба галактической плоскости, подобно пузырькам, которые выходят на поверхность в бокале игристого вина», - говорит Ральф Клессен, он является главным исследователем проекта ECOgal, цель которого - понять нашу галактическую экосистему от диска Млечного Пути до мест формирования звезд и планет. «Тот факт, что мы видим в основном горизонтальные структуры во внешней части Млечного Пути, где сильно уменьшается количество массивных звезд и, соответственно, меньше сверхновых, говорит о том, что мы регистрируем вклад энергии и импульса от звезд, формирующих газ в нашей галактике».

Межзвездная среда, которая представляет собой материю и излучение, существующие в пространстве между звездами, регулируется образованием звезд и сверхновых, причем последние являются бурными взрывами, происходящими на финальных стадиях эволюции звезд, которые более чем в десять раз массивнее Солнца. Скопление сверхновых очень эффективно поддерживают турбулентность и поднимают газ в расслоенном диске. Обнаружение этих нитевидных структур в атомарном водороде - важный шаг в понимании процесса, ответственного за звездообразование в масштабах галактики.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0624185206

Самую быструю вспышку новой уличили в потере массы за счет ветров

Mark Garlick / Arizona State University

Астрономы при помощи Большого бинокулярного телескопа определили, что Новая Геркулеса 2021, которая оказалась рекордно быстрой вспышкой новой, может быть промежуточным поляром, теряющим массу за счет звездных или аккреционных ветров. В такой системе замагниченный белый карлик перетягивает на себя вещество звезды-компаньона. Статья опубликована в журнале Research Notes of the American Astronomical Society.

Новыми называют резкое увеличение светимости некоторых звезд на несколько порядков. Подобные вспышки происходят в тесных двойных системах, состоящих из белого карлика и обычной звезды, которая может быть красным гигантом или звездой главной последовательности. В системе идет процесс аккреции вещества звезды-донора, которое содержит 90 процентов водорода, на белый карлик. Накопление вещества во внешнем слое карлика сопровождается ростом плотности и температуры, что приводит к инициации реакций слияния ядер водорода в гелия и мощной вспышке, которая не разрушает карлик, а лишь порождает выброс части вещества из внешнего слоя. В дальнейшем процесс повторяется каждые несколько десятков или тысяч лет.

Новая Геркулеса 2021 (V1674 Her) была обнаружена 12 июня 2021 года японским астрономом Сэйдзи Уэдой (Seiji Ueda), пиковая видимая звездная величина вспышки составила 6. Дальнейшие мультиволновые наблюдения за ней позволили определить рекордно быстрое падение яркости за всю историю наблюдения новых, при этом переход от класса Fe II к He/N произошел уже через 5,5 дня после вспышки, а через 17 дней после вспышки в спектре наблюдались небулярные линии излучения. Источник вспышки находится на расстоянии 16,3 тысячи световых лет от Солнца.

Группа астрономов во главе с Чарльзом Вудвордом (Charles Woodward) из Университета штата Аризона опубликовала результаты спектроскопических наблюдений за V1674 Her, проведенных в 2021–2022 годах при помощи Большого бинокулярного телескопа.

Данные наблюдений подтвердили классификацию V1674 Her как неоновой новой, в которой излучение создается горячим белым карликом, ионизирующим околозвездное вещество, богатое гелием. Система может быть промежуточным поляром — подвидом катаклизмической переменной, содержащей замагниченный белый карлик, орбитальный период которого может составлять 501 секунду. Скорость движения выброшенного вещества после вспышки оценивается более чем в 5000 километров в секунду. При этом наблюдения показывают, что в двойной системе генерируются изменчивые сильные ветра, исходящие от звезд или от аккреционного диска вокруг карлика и приводящие к потери массы системой. Дальнейшие наблюдения должны дать представление о скорости аккреции вещества на карлик, силе его магнитного поля и геометрии аккреционного диска, который может быть асимметричным.

Ранее мы рассказывали о том, как рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» впервые увидела «огненный шар» новой звезды, предсказанный теоретически.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/25/very-fast-nova

Прокравшийся мимо Земли астероид оказался прочнее «кучи щебня»

Радиолокационные изображения 2019 OK.
Luisa Fernanda Zambrano-Marin et al. / The Planetary Science Journal, 2022

Астрономы представили результаты радиолокационных и оптических наблюдений за околоземным астероидом 2019 OK, который был обнаружен за сутки до минимального сближения с Землей в 2019 году. Оказалось, что он представляет собой быстровращающееся тело диаметром от 70 до 130 метров, которое обладает высокой прочностью и не деформируется из-за вращения. Статья опубликована в The Planetary Science Journal.

Околоземный астероид 2019 OK был обнаружен 24 июля 2019 года обсерваторией SONEAR (Southern Observatory for Near-Earth Asteroids Research), обладая видимой звездной величиной 14,7. Через сутки он сблизился с нашей планетой на минимальное расстояние 11,2 радиусов Земли (0,00048 астрономической единицы), двигаясь при этом со скоростью 24,53 километров в секунду. Это небесное тело относится к группе Аполлонов, а его орбита характеризуется большим эксцентриситетом (e=0,76) и орбитальным периодом 2,55 лет.

Следующее сближение 2019 OK с Землей произойдет 28 июля 2093 года, минимальное расстояние между объектами составит 0,053 астрономической единицы. Открытие 2019 OK и последующее его обнаружение на архивных снимках обзоров неба Pan-STARRS и ATLAS показало, что тусклые малые тела, находящиеся вблизи точки противостояния, и, как следствие, медленно видимо движущиеся по небу, представляют для современных средств мониторинга опасных для Земли объектов сложную цель для наблюдений.

Группа астрономов во главе с Луизой Фернандой Самбрано-Марин (Luisa Fernanda Zambrano-Marin) из обсерватории Аресибо опубликовала результаты радиолокационных наблюдений за астероидом 2019 OK, проведенных 25 июля 2019 года с помощью 300-метрового радиотелескопа Аресибо на частоте 2380 мегагерц. Наблюдения начались через 41 час после открытия астероида и длились чуть менее трех часов, при этом номинальное расстояние до 2019 OK составляло 3,8 дистанции от Земли до Луны. Ученые также проанализировали данные оптических наблюдений девяти наземных обсерваторий за астероидом в период с 21 февраля 2017 года по 25 июля 2019 года.

Определенный видимый диаметр 2019 OK составил от 70 до 130 метров, что в сочетании с абсолютной звездной величиной H = 23,3 дает значение оптического альбедо от 0,05 до 0,17. Период вращения тела вокруг своей оси составляет от 3 до 5 минут, что делает его быстрым ротатором. Астероид не может быть отнесен к V- или E-типу, вместо этого он относится к C- или S-типу, для которых плотность вещества метеорита-аналога составляет примерно от 2,8 до 3,5 граммов на кубический сантиметр.

Таким образом, 2019 OK не может быть отнесен к телам, представляющим собой «кучу щебня», таких как Рюгу или Бенну, которые связаны только гравитацией. Минимальная когезионная прочность, необходимая для того, чтобы астероид не деформировался из-за скорости вращения, по оценкам ученых составляет не менее 350 Паскалей, а фактическая прочность вещества астероида может быть намного больше.

Ранее мы рассказывали о том, как наземный телескоп VLT разглядел пролетевший мимо Земли на скорости свыше 70000 километров в час двойной астероид.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/27/2019-ok-is-ok

Астрономы увидели начало гибели периодической околосолнечной кометы в деталях

Изображения 323P, полученные телескопами «Субару» (первый снимок), CFHT (2, 3 и 4 снимки), LDT (пятый снимок) и «Джемини-Север» (шестой и седьмой снимки). Нумерация снимков идет слева направо, стрелками показаны антисолнечное направление (−⊙) и отрицательная гелиоцентрическая скорость кометы в проекции на плоскость неба (−V).
Man-To Hui et al. / The Astronomical Journal, 2022

Астрономы при помощи наземных и космических телескопов впервые увидели в деталях процесс разрушения и фрагментации периодической околосолнечной кометы 323P/SOHO из-за сближения с Солнцем. После прохождения перигелия комета потеряла до 10 процентов своей массы в виде пыли и крупных фрагментов, а также покраснела. Статья опубликована в The Astronomical Journal.

Группировка околосолнечных малых тел включает в себя кометы и астероиды, у которых точка перигелия находится ближе к Солнцу, чем у Меркурия (менее 0,31 астрономической единицы). Считается, что такие тела представляют собой типичное конечное состояние астероидов Главного пояса или короткопериодических комет, которые в прошлом испытали влияние на свои орбиты гравитации планет-гигантов или негравитационных сил. Динамическое время жизни околосолнечных объектов составляет менее десяти миллионов лет, так как они часто пересекают орбиты планет земной группы.

Известно, что число наблюдаемых объектов в околосолнечной популяции намного меньше, чем предсказывают динамические модели. В качестве возможных решений этой проблемы предлагаются недостаточная яркость подобных объектов вне перигелия, а также фрагментация за счет нагрева Солнцем. Однако на сегодняшний день нет случаев достаточно подробных наблюдений процесса фрагментации. Наиболее известным примером разрушающегося малого тела вблизи Солнца является астероид (3200) Фаэтон, обладающий длинным пылевым следом.

Группа астрономов во главе с Мань-Tо Хуэем (Man-To Hui) из Гавайского университета опубликовала результаты наблюдений за кометой 323P/SOHO, проведенных в период с декабря 2020 года по март 2021 года при помощи наземных телескопов CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope), LDT (Lowell Discovery Telescope), «Джемини-Север» и «Субару», а также космического телескопа «Хаббл».

323P/SOHO представляет собой периодическую околосолнечную комету, открытую солнечным зондом SOHO в 1999 году. Несмотря на то, что четких признаков кометной активности у нее не наблюдалось, аномальное увеличение яркости вокруг перигелия указывает на всплески активности. Комета совершает один оборот вокруг Солнца за 4,2 года, последний раз прошла перигелий 17 января 2021 года, оказавшись на расстоянии 0,04 астрономической единицы от Солнца, и до недавнего времени никогда на наблюдалась обсерваториями помимо солнечных зондов.

В конце декабря 2020 года, до прохождения перигелия, у 323P/SOHO не было никаких кометных свойств. Однако с февраля по март 2021 года, после прохождения перигелия, у нее появился длинный узкий хвост, состоящий из пыли, с размером зерен не менее миллиметра, со степенным индексом распределения по размерам 3,2. Этот хвост интерпретируется как результат перегрева ядра кометы, при котором оно потеряло 0,1–10 процентов массы ядра.

После прохождения перигелия комета начала краснеть, а в начале марта 2021 года были замечены два отдельных фрагмента ядра, радиусом 20 метров. Радиус самого ядра оценивается в 86 метров, период его вращения — в 0,522 часа, а когезионная прочность вещества ядра — в 10–100 Паскалей. Хотя комета может быть обычной кометой семейства Юпитера, наблюдаемую потерю массы нельзя объяснить только сублимацией летучих веществ. Скорее всего, это вызвано быстрым вращением ядра, а также его сильным перегревом, приводящим к развитию внутренних напряжений. Ученые считают, что в течение следующих двух тысяч лет комета столкнется с Солнцем из-за векового резонанса ν6.

Ранее мы рассказывали о том, как солнечный зонд «Паркер» случайно увидел вырождение кометы.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/27/323p-death

Туманность Гама над Снежными горами

Авторы и права: Ванг Джин
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Туманность Гама такая большая и близкая, что ее трудно увидеть. Это межзвездное облако из светящегося водорода часто избегает обнаружения, потому что на небе она охватывает область размером в 35 градусов – более 70 дисков полной Луны – и большая ее часть довольно тусклая. Показанная здесь эффектная 90-градусная мозаика была специально создана такой широкоугольной и глубокой, чтобы запечатлеть туманность Гама, красное свечение которой видно справа. Изображения были получены в конце прошлого года. Снимки переднего плана, на которых видны Снежные горы Хаба, и дальнего фона, запечатлевшие центральную полосу Млечного Пути, были сделаны одной камерой из одного места – Шангри-Ла в провинции Юннань в Китае. Туманность Гама настолько близка, что до ее ближнего края – 450 световых лет, а до дальнего края – около 1500 световых лет. Туманность со сложной структурой была названа в честь австралийского астронома, охотника за космическими облаками Колина Стэнли Гама (1924-1960), ее происхождение все еще является предметом дискуссий. В наиболее вероятной теории предполагается, что туманность Гама – остаток сверхновой, взорвавшейся несколько миллионов лет назад. Согласно другой теории, туманность – молекулярное облако, сформированное выбросами многочисленных сверхновых и ветрами нескольких массивных звезд.
http://www.astronet.ru/db/msg/1839291

Световые эхо от V838 Единорога

Авторы и права: НАСА, ЕКА, Х.Е.Бонд (Научный институт космического телескопа)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Почему вспыхнула звезда V838 Единорога? По неизвестным причинам в январе 2002 года внешняя оболочка V838 Mon внезапно расширилась, сделав эту звезду самой яркой во всем Млечном Пути. Затем она снова стала слабой, также внезапно. Астрономы раньше никогда не видели подобной звездной вспышки. Известно, что сверхновые и новые звезды, взрываясь, выбрасывают вещество в окружающую среду. При взгляде на эту фотографию V838 Mon кажется, что она также выбросила вещество в окружающее пространство. Однако то, что вы видите на этом снимке, полученном космическим телескопом им. Хаббла – это движущееся от звезды световое эхо яркой вспышки. В случае светового эха свет от вспышки отражается от все более далеких слоев межзвездной пыли, которая изначально окружала звезду. V838 Mon удалена от нас примерно на 20 тысяч световых лет и находится в созвездии Единорога. Диаметр светового эха составляет примерно 6 световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1839181

Что скрывает ночная сторона Венеры: аномальные открытия

В 2017 году астрономам удалось провести детальное исследование ночной стороны одной из самых опасных и негостеприимных планет Солнечной системы — Венеры. Выяснилось, что мрак ночи скрывает загадки и аномалии, объяснить которые современная наука не в силах.

Василий Макаров

Венера — странная и очень опасная планета. Температура в некоторых ее регионах порой достигает 480оС, с неба льют дожди из серной кислоты, а давление на ее поверхности эквивалентно давлению в глубинах земных океанов. Однако Венера уникальна в нашей Солнечной системе совсем по другой причине. День в этом мире длится больше, чем год: для того, чтобы полностью облететь Солнце, планете необходимо 225 дней, тогда как полный поворот вокруг собственной оси занимает 243 дня. Помимо этого, Венера — единственная планета, которая вращается вокруг звезды в направлении, противоположном вращению других планет.

Загадки ночной стороны Венеры

Как эти аномалии сказываются на самой Венере? С точки зрения человека — весьма прискорбно. Из-за столь медленного вращения одна половина планеты получает огромную дозу солнечного тепла и радиации, пока наконец ее не сменит ночная сторона. Международная группа ученых, используя данные, полученные с помощью космического исследовательского аппарата Venus Express, запущенного в космос ESA, недавно обнаружила, что между дневной и ночной сторонами Венеры также наблюдаются весьма существенные различия. Впервые в истории астрономы подробно описали ночную сторону планеты, уникальные облачные структуры и даже загадочные смещения атмосферных слоев, которые удалось разглядеть лишь во мраке ночи.

«Несмотря на то, что атмосферная циркуляция на дневной стороне планеты изучена достаточно широко, о ее ночной стороне нам предстоит узнать еще многое», — утверждает Хавьер Перальта из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy. «Мы обнаружили, что структура облаков на ночной стороне отличается от тех, что на дневной, и во многом зависит от топографии Венеры».

Хотя сама планета вращается невероятно медленно, ветры в венерианской атмосфере дуют в 60 раз быстрее этого — такой феномен получил название «супервращение». Благодаря столь бурным ветрам облака на Венере тоже движутся в атмосфере с высокой скоростью, достигая пика на высокогорье (на высотах от 65 до 72 км). Изучать их было непросто: как известно, наблюдение за ночной стороной Венеры осложняется многочисленными факторами. Перальта объясняет, что облака можно увидеть с орбиты только с помощью их собственного теплового излучения, однако контраст на инфракрасных изображениях был слишком низким, и ученым никак не удавалось составить из них динамическую карту атмосферы. В результате, Venus Express с помощью технологии Visible и инфракрасного тепловизионного спектрометра (VIRTIS) сделал буквально сотни ИК-фотографий на различных длинах волн, что в конечном итоге и позволило исследователям добиться желаемых результатов.

Стационарные волны: аномальные энергетические потоки

Эта схема демонстрирует принцип супервращения в верхних слоях венерианской атмосферы: на дневной стороне оно имеет более однородный характер, а на ночной выглядит нерегулярным и непредсказуемым

Ранее предполагалось, что супервращение происходит на дневной и ночной сторонах планеты единообразно. Однако новое исследование показало, что ночная сторона Венеры обладает собственными, уникальными облачными образованиями и другой морфологией облачного слоя в целом. Ученые обнаружили волнистые нитевидные облака, которых на дневной стороне попросту не было. Кроме того, был замечен аплевеллинг: на Земле этот термин обозначает, что водные слои из глубин океана поднимаются на поверхность; в случае же Венеры то же самое применимо и к облакам.

Эту особенность ночной половины планеты окрестили «стационарные волны». По словам Агустина Санчес-Лавега из Университета дель Паис Васко в Бильбао, Испания, это своего рода гравитационные волны: восходящие потоки, возникающие в нижних слоях атмосферы планеты, не двигаются вслед за вращением планеты. Они сосредоточены по большей части на высокогорье, что говорит о том, что на облака напрямую влияет топография.

Таинственные волны были смоделированы в 3D с помощью данных VIRTIS, а также радиоданных, полученных от другой системы космического корабля, Venus Radio Science experiment (VeRa). Предполагалось, что атмосферные волны являются результатом воздействия сильных ветров, обдувающих топографические объекты — подобный процесс был задокументирован на дневной стороне Венеры. Однако исследования российских зондов, измеривших скорость планетарных ветров, показали, что ветер недостаточно силен, чтобы быть источником подобных атмосферных аномалий. Более того, на южном полушарии некоторые характерные особенности ландшафта и вовсе отсутствуют.

На ночной стороне Венеры астрономы обнаружили таинственные нитевидные образования в атмосфере, изучив ее с помощью VIRTIS

Еще больше астрономов озадачил тот факт, что стационарные волны отсутствуют в средних и нижних облачных слоях Венеры, не появляясь ниже 50 км над поверхностью. Так что пока наука бессильна и не в состоянии указать на источник этих волн восходящей энергии. «Когда мы поняли, что некоторые из облачных образований на снимках VIRTIS не двигаются вместе с атмосферой, у меня перехватило дыхание. Мы с коллегами долго спорили о том, что видим на экранах — реальные данные или результат системной ошибки, пока наконец другая команда во главе с доктором Куямой не обнаружила эти же неподвижные облака на ночной стороне планеты, использовав инфракрасный телескоп NASA (IRTF) на Гавайях. Кроме того, наши результаты подтвердил космический аппарат Akatsuki агентства JAXA, который обнаружил самую большую неподвижную волну в истории наблюдений за планетой сразу же, как достиг орбиты Венеры», — рассказал Перальта.

Заключение

Стационарные волны и прочие планетарные аномалии ночной стороны заставили ученых практически полностью отказаться от более ранних моделей Венеры, так что астрономам вновь пришлось вернуться к расчетам и спешно выстраивать новые теории, которые могли бы объяснить столь странные результаты исследований. Вероятно, в будущем, когда исследовательские миссии соберут больше информации, станут известны и другие тайны ночной стороны одной из самых негостеприимных планет Солнечной системы.
https://www.techinsider.ru/science/3875 … otkrytiya/

Сможет ли Gaia обнаружить черные дыры, проходящие вблизи звезд в Млечном Пути?

Особенность черных дыр в том, что их трудно увидеть. Обычно возможно обнаружить их присутствие только в момент фиксации гравитационного притяжения. И если существуют черные дыры-изгои, просто путешествующие по галактике и не связанные с другим светилом, обнаружить их будет чертовски сложно. Но теперь появился новый потенциальный набор данных для этого.

Gaia только что выпустила свой массивный тройной набор информации, который содержит данные астрометрии для более чем 1,5 миллиардов звезд, около 1% от общего числа звезд в галактике. Согласно новой работе Джеффа Эндрюса из Университета Флориды, возможно, Gaia сможет обнаружить возмущения, вызванные кратковременным взаимодействием черной дыры с одной из 1,5 миллиардов звезд в каталоге.

Светящиеся звезды являются специализацией Gaia, но у многих из них есть «темные компаньоны», которые не так заметны, как их партнеры, излучающие свет. Не все эти темные компаньоны являются черными дырами - некоторые из них могут быть мертвыми звездами, которые уже исчерпали свой запас топлива, но не были достаточно массивными для образования черной дыры.

Gaia сама собирает данные астрометрии, которая определяет положение, движение и величину звезд. Любое взаимодействие, пусть даже мимолетное, с черной дырой потенциально может повлиять на любую из этих метрик. Нужно только понять, что искать.

Эндрюс отмечает, что около 300 000 звезд в каталоге Gaia демонстрируют события ускорения. Но, стоит заметить, что при некоторых весьма поверхностных предположениях о содержании темной материи в Млечном Пути ни одно из этих 300 000 наблюдаемых ускорений, скорее всего, не связано с взаимодействием с черной дырой-изгоем.

Но это не означает, что с помощью Gaia невозможно обнаружить такое взаимодействие. Эндрюс считает это вероятным, если принять во внимание предположения о том, как устроена сама галактика. Черная дыра-изгой, преходяще взаимодействующая со светящейся звездой, - это просто редкое событие, которое, скорее всего, Gaia не зафиксировала в период наблюдений. Но если другой ученый найдет доказательства подобного взаимодействия, то такое открытие станет благом для науки о черных дырах.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0628191527

Астрономы впервые нашли кандидата в спящую нейтронную звезду в двойной системе

Положение J1255 (сиреневый ромб) на диаграмме «Период вращения—рентгеновская активность».
Tsevi Mazeh et al. / arXiv, 2022

Астрономы впервые обнаружили кандидата в спящую нейтронную звезду в короткопериодической двойной системе J1255, которая не аккрециирует вещество звезды-компаньона и не порождает импульсы радиоизлучения. Однако объект может оказаться и очень массивным неактивным белым карликом. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Нейтронные звезды — экзотические астрофизические объекты, по массе сравнимые с Солнцем, но их радиус всего 10—20 километров, что дает плотность вещества, сравнимую или больше плотности атомного ядра. Большинство известных нейтронных звезд представляют собой молодые пульсары, которые генерируют периодические радиоимпульсы. Чем старше звезда, тем больше она замедляет свое вращение и тем меньше она излучает, однако в двойных системах  нейтронные звезды могут вновь раскрутиться за счет аккреции вещества со звезды-компаньона, если та переполнит свою полость Роша. В итоге некоторые нейтронные звезды видны как яркие рентгеновские источники или как «омолодившиеся» миллисекундные пульсары.

Однако в течение долгого времени существования двойной системы до начала процесса аккреции нейтронная звезда мало излучает в электромагнитном диапазоне, что затрудняет ее обнаружение, так как система будет выглядеть как одиночная звезда. Двойственность такой системы может быть выявлена только по гравитационному влиянию на обычную звезду невидимого компаньона, однако при этом нужно исключить возможность того, что компаньон является более тусклой звездой главной последовательности, а затем определить тип компактного объекта — белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра.

Группа астрономов во главе с Цеви Мазе (Tsevi Mazeh) из Тель-Авивский университета сообщила о первом открытии кандидата в спящую нейтронную звезду в короткопериодической двойной системе 2XMM J125556.57+565846.4 (или J1255), расположенной на расстоянии около 1,9 тысячи световых лет от Солнца. Первоначально система была выбрана на основе больших изменений лучевой скорости основной звезды в каталоге данных LAMOST DR6, затем ученые анализировали фотометрические и спектроскопические данные наблюдений за системой космических телескопов TESS и «Swift» и наземных телескопов обсерватории имени Уиппла и обсерватории Калар Альто.

Ученые пришли к выводу, что J1255 состоит из видимой маломассивной звезды F-типа и невидимого компаньона, с массой 1,1–2,1 массы Солнца, который может быть очень массивным неактивным белым карликом или старой нейтронной звездой, которая в прошлом была пульсаром. Версия о том, что компаньон может быть тесной парой, состоящей из белого карлика и красного карлика, или двух белых карликов, была признана маловероятной. Период вращения компонентов в системе оценивается в 2,76 дня, при этом компактный объект гравитационно влияет на звезду F-типа, а также на внешние слои ее атмосферы.

Если система действительно содержит спящую нейтронную звезду, в будущем она окажется ярким источником рентгеновского излучения, а нейтронная звезда может стать вновь миллисекундным пульсаром. Ученые считают, что в Млечном Пути существует большое количество подобных спокойных систем с нейтронной звездой, либо черной дырой, а найти их помогут новые обзоры неба.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы усомнились в открытии кандидата в «блуждающую» неактивную черную дыру звездной массы.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/28/ns-dormant

Астрономы впервые нашли изопропанол в межзвездной среде

GLOSTAR Collaboration, Wikimedia Commons

Астрономы при помощи радиотелескопа ALMA впервые обнаружили молекулы изопропанола и пропанола-1 в межзвездной среде. Они были найдены в горячем ядре крупного молекулярного облака вблизи центра нашей галактики. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

На сегодняшний день в космосе обнаружено 267 различных молекул, в том числе и сложные органические соединения. В частности, в областях звездообразования находили формамид, цианистый этил, этанол и этандиол, а в протопланетных дисках — ацетонитрил, метанол, диметиловый эфир и муравьиную кислоту. В 2014 году в межзвездной среде была найдена молекула изопропилцианида (iC₃H₇CN), обладающая ветвистой структурой, что позволило по-новому взглянуть на химические процессы, идущие в областях звездообразования. Еще астрономы нашли в космосе изопропилцианид, N-метилформамид, мочевину и пропанол, а в прошлом году обнаружили в холодном молекулярном облаке два полициклических ароматических углеводорода. Это показывает, что сложные органические молекулы могут быть распространенным явлением в межзвездной среде, поэтому ученым интересно понять, какие еще подобные молекулы можно найти в космосе, какие из них способны оказываться внутри комет и астероидов, и, в конечном итоге, попадать на планеты.

Группа астрономов во главе с Арно Беллошем (Arnaud Belloche) из Радиоастрономического института Общества Макса Планка сообщила о первом случае регистрации изопропанола (i-C₃H₇OH) и его изомера пропанола-1 (n-C₃H₇OH) в межзвездной среде при помощи системы радиотелескопов ALMA. Целью наблюдений стало горячее ядро Sgr B2(N2) в гигантском молекулярном облаке Стрелец В2, расположенном недалеко от центра Млечного Пути. Данный регион неоднократно становился целью исследований, в нем были найдены спирты (этанол, виниловый спирт и метанол), пропилцианид и этилформиат. Наблюдения за ядром велись в диапазоне частот от 84,1 до 114,4 гигагерц в рамках обзора ReMoCA (Re-exploring Molecular Complexity with ALMA).

Изопропанол хорошо известен человечеству, так как широко используется в промышленности, а также как дезинфицирующее средство в медицине. В случае облака Sgr B2(N2) ученые установили, что изопропанола и пропанола-1 в нем 600 и 350 раз меньше, чем метанола, и в 30 и 20 раз меньше, чем этанола, соответственно. При этом содержание изопропанола относительно его изомера составляет 0,6, что похоже на отношение изомеров для пропилцианида, который ранее обнаруживался в ядре. Это, вероятно, указывает на сходство химических процессов, которые формируют эти семейства молекул. Астрономы считают, что пропанол, в основном, рождается в ледяных оболочках пылинок в результате реакций фотодиссоциации между гидроксилом OH и пропиленом (C₃ H₆), хотя возможны и другие механизмы.

Ранее мы рассказывали о том, как комету Виртанена уличили в перевыработке спирта при сближении с Солнцем.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/28/iso-propanol-alma

Образование голубых звездных систем объяснили удалением газа из массивных галактик в скоплениях

Изображение системы BC1 по данным телескопов «Хаббл» (слева) и GALEX (справа).
Michael G. Jones et al. / arXiv, 2022

Астрономы подтвердили открытие нового класса звездных систем, которые содержат в основном молодые голубые звезды, изолированы от других галактик и обладают малыми запасами газа и малой звездной массой. Все найденные голубые звездные системы находятся в скоплении Девы и могли образоваться из газа, удаленного из массивных галактик во время движения по скоплению галактик. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Системы с исключительно высоким отношением массы газа к массе звезд представляют особый интерес для внегалактической астрономии, так как позволяют разобраться в крайностях процесса формирования галактик. Радиообзоры неба выявили множество богатых газом систем, в которых мало или, возможно, вообще нет звезд, однако трудно отличить карликовые галактики с экстремально малой массой от других классов объектов, таких как следы приливного разрушения галактик или высокоскоростные облака. Попытки понять как именно различать эти объекты привели к открытиям необычных систем SECCO 1 и AGC 226178, которые представляют собой две молодые, голубые, чрезвычайно маломассивные (звездная масса около 10 тысяч масс Солнца), богатые газом и металлами звездные системы в скоплении Девы. После их открытия ученые посчитали, что эти системы не уникальны, а могут быть частью более крупной популяции подобных объектов.

Группа астрономов во главе с Майклом Джонсом (Michael G. Jones) из обсерватории Стюарда сообщила об обнаружении пяти новых кандидатов в голубые звездные системы (BC 1–5) в направлении скопления Девы, аналогичных SECCO 1, что позволяет говорить об открытии нового типа звездных систем. Первоначально интересные цели были найдены в данных обзора NGVS (Next Generation Virgo cluster Survey) и космического телескопа GALEX, в дальнейшем астрономы анализировали данные наблюдений за найденными кандидатами комплекса телескопов VLT, радиотелескопов VLA и GBT и космического телескопа «Хаббл».

Положение найденных BC-систем (и SECCO 1) на рентгеновском снимке участка неба в созвездии Девы по данным телескопа ROSAT.
Michael G. Jones et al. / arXiv, 2022
   
Один из кандидатов представляет собой далекую группу галактик. Остальные системы выглядят очень синими, обладают неправильной формой и часто разбиты на несколько компонентов. В их звездном населении преобладают молодые, яркие, голубые звезды, при этом общая доля звезд в системе очень мала. Наибольший размер компонентов голубых звездных систем оценивается в 2,4 килопарсека, наименьший — в 400 парсек в поперечнике. Они содержат множество богатых металлами областей ионизированного водорода, где формируются звезды.

Несмотря на молодой возраст звездного населения систем три из четырех имеют минимальные (если вообще есть) запасы газа. Кроме того, две системы удивительно изолированы от других галактик в пределах 140 килопарсек. Ученые пришли к выводу, что лучше всего природу голубых звездных систем объясняет механизм формирования за счет удаления газа из родительской массивной галактики давлением среды внутри скопления галактик, после чего новообразованная система должна существовать достаточно долго, чтобы успеть отделиться от своей галактики на сотни килопарсек.

Ранее мы рассказывали о том, как загадочные «желтые шары» оказались связаны с протозвездами средних и больших масс.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/29/blue-stellar-systems

Ближайший внегалактический источник быстрых радиовсплесков породил «бурю» из 53 всплесков

Частотные спектры радиовсплесков, зарегистрированных от FRB 20200120E.
K. Nimmo et al. / arXiv, 2022

Астрономы представили результаты долговременного мониторинга активности необычного внегалактического источника повторяющихся быстрых радиовсплесков FRB 20200120E, который находится в старом шаровом скоплении. Всего за год наблюдений было зарегистрировано 60 новых быстрых радиовсплесков, а в январе прошлого года источник произвел бурю, сгенерировав 53 всплеска за 40 минут. Препринт работы доступен на arXiv.org.

Быстрые радиовсплески — очень яркие, миллисекундные импульсы радиоизлучения, источники которых находятся вне Млечного Пути (за исключением одного кандидата). Их исследования ведутся уже 15 лет, было обнаружено более 600 примеров быстрых радиовсплесков, из которых около 4 процентов источников генерируют не единичные, а повторяющиеся всплески. До сих пор природа этого явления остается предметом бурных споров среди астрофизиков, в частности, считается, что всплески могут быть связан с магнитарами. Чтобы разобраться в механизмах генерации быстрых радиовсплесков, необходимо локализовать их источники и определять их свойства.

На данный момент астрономам известно только пять случаев определения источников повторяющихся быстрых радиовсплесков, которые обнаруживались в областях звездообразования в галактиках с низким или умеренным темпом звездообразования. Одним из наиболее примечательных случаев стал источник FRB 20200120E, ставший ближайшим из известных внегалактических быстрых радиовсплесков, открытых на сегодняшний день, который был найден в старом шаровом скоплении. Светимость всплесков FRB 20200120E на 1–2 порядка меньше, чем у других источников повторяющихся быстрых радиовсплесков, а ширина всплесков необычно мала. Ученые посчитали, что FRB 20200120E плохо вписывается в модель молодого магнитара, рожденного в ходе взрыва сверхновой, вместо этого он может быть магнитаром, рожденным в ходе слияния компактных объектов, или двойной системой.

Группа астрономов во главе с Кензи Ниммо (Kenzie Nimmo) из Нидерландского института радиоастрономии опубликовала результаты мониторинга активности FRB 20200120E, проведенного с помощью 100-метрового радиотелескопа Эффельсберга на частоте 1,4 гигагерца с апреля 2021 года по апрель 2022 года.

Всего было зарегистрировано 60 новых быстрых радиовсплесков, причем 53 из них было зафиксированы в 40-минутный период 14 января 2022 года, что было названо  «бурей», которая похожа на события резкого повышения частоты рентгеновских всплесков, наблюдаемых у магнитаров. Распределение энергии вспышек во время бури описывается степенной функцией с показателем 𝛼=2,39. Всплески FRB 20200120E характеризуются быстрым нарастанием (100 микросекунд) и более медленным затуханием (200 микросекунд), что ограничивает размер излучающей области десятками километров или меньше. В целом, наблюдаемые свойства FRB 20200120E отличаются от других активных источников повторяющихся быстрых радиовсплесков, однако неясно, действительно ли это источник качественно другого типа, поэтому необходимо продолжать наблюдения.

О том, чем могут быть быстрые радиовсплески и почему их интересно изучать можно прочитать в нашем блоге.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/06/29/frb

На Марсе так много радиации, что любые признаки жизни будут погребены на глубине шести футов

West Rim of Endeavour Crater on Mars, false color. (NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU)

Поиск жизни на Марсе, возможно, только что стал намного сложнее.

Пока марсоходы, такие как Curiosity и Perseverance, исследуют поверхность в поисках следов древней жизни, новые данные показывают, что нам, возможно, придется копать намного глубже, чтобы найти их. Любые следы аминокислот, оставшиеся со времен, когда Марс мог быть обитаемым, скорее всего, погребены на глубине не менее 2 метров (6,6 футов) под землей.

Это потому, что Марс с его отсутствием магнитного поля и хрупкая атмосфера, подвергается гораздо более высокой дозе космического излучения на своей поверхности, чем Земля. Мы это знаем, и мы знаем, что космическое излучение разрушает аминокислоты.

Теперь, благодаря экспериментальным данным, мы также знаем, что этот процесс происходит в очень короткие сроки, с геологической точки зрения.

«Наши результаты показывают, что аминокислоты разрушаются космическими лучами в марсианских поверхностных породах и реголите гораздо быстрее, чем считалось ранее», – говорит физик Александр Павлов из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

«Текущий Марс миссии марсохода бурят примерно до 2 дюймов (около 5 сантиметров). На таких глубинах потребуется всего 20 миллионов лет, чтобы полностью разрушить аминокислоты. Добавление перхлоратов и воды еще больше увеличивает скорость разрушения аминокислот». p>

Космическое излучение на самом деле представляет огромную проблему для исследования Марса. Средний человек на Земле подвергается воздействию около 0,33 миллизиверта космического излучения в год. На Марсе это годовое облучение может превышать 250 миллизивертов.

Это высокоэнергетическое излучение, исходящее от солнечных вспышек и энергетических явлений, таких как сверхновые, может проникать в горные породы, ионизируя и разрушая любые органические молекулы, с которыми оно сталкивается.

Давным-давно на Марсе существовало глобальное магнитное поле и гораздо более плотная атмосфера, как у Земли. Есть также доказательства — их много — того, что жидкая вода когда-то находилась на поверхности Марса в виде океанов, рек и озер.

Эта комбинация особенностей предполагает, что Марс мог быть обитаемым (возможно, неоднократно). в его прошлом.

Одним из признаков, указывающих на пригодность Марса для жизни, является присутствие аминокислот. Эти органические соединения не являются биосигнатурами, а являются одними из самых основных строительных блоков жизни.

Аминокислоты объединяются в белки и были обнаружены в космических камнях, таких как астероид Рюгу, и в атмосфере Земли. Комета 67P. Таким образом, они не являются окончательным признаком жизни, но обнаружение их на Марсе было бы еще одной подсказкой, указывающей на возможное появление жизни там когда-то давно.

Павлов и его команда хотели лучше понять вероятность Обнаружив доказательства наличия аминокислот на поверхности Марса, они разработали эксперимент для проверки устойчивости этих соединений.

Они смешали аминокислоты с минеральными смесями, разработанными для имитации марсианской почвы, состоящей из кремнезема, гидратированного кремнезема, или кремнезем и перхлораты (соли), и запечатали их в пробирках, имитирующих марсианскую атмосферу, при различных температурах, подобных марсианским.

Затем команда облучила образцы ионизирующим гамма-излучением, чтобы имитировать доза космического излучения, ожидаемая на поверхности Марса в течение примерно 80 миллионов лет. Предыдущие эксперименты взорвали только аминокислоты без имитаторов почвы. Возможно, это привело к неточным данным о продолжительности жизни аминокислот.

«Наша работа является первым всесторонним исследованием, в котором изучалось разрушение (радиолиз) широкого спектра аминокислот под действием различных факторов, связанных с Марсом. (температура, содержание воды, содержание перхлоратов) и скорости радиолиза», — говорит Павлов.

«Оказывается, что добавка силикатов и особенно силикатов с перхлоратами сильно увеличивает скорость деструкции аминокислот. .»

Это означает, что любые аминокислоты на поверхности Марса раньше, чем примерно 100 миллионов лет назад, вероятно, давно исчезли, превратившись в ничто.

Учитывая, что поверхность Марса не была гостеприимна к жизни, какой мы ее знаем, гораздо дольше — миллиарды лет, а не миллионы — те несколько сантиметров, до которых могут докопаться Любопытство и Настойчивость, вряд ли потратят аминокислоты.

Оба Марсоходы нашли органический материал на Марсе, но поскольку молекулы могли быть произведены вызванные небиологическими процессами, они не могут рассматриваться как свидетельство жизни. Кроме того, исследование группы показывает, что эти молекулы могли быть значительно изменены с момента их образования под действием ионизирующего излучения.

Есть и другие доказательства того, что исследовательская группа могла что-то найти. Время от времени материал из-под марсианской поверхности действительно попадает на Землю. На самом деле, в нем даже были обнаружены аминокислоты.

«Мы идентифицировали несколько аминокислот с прямой цепью в антарктическом марсианском метеорите RBT 04262 в Астробиологической аналитической лаборатории Годдарда, которые, по нашему мнению, произошли на Марсе (а не загрязнение от земной биологии), хотя механизм образования этих аминокислот в RBT 04262 остается неясным», — говорит астробиолог Дэнни Главин из NASA Goddard.

«Поскольку метеориты с Марса обычно выбрасываются с глубины не менее 3,3 фута (1 метр) или более, возможно, аминокислоты в RBT 04262 были защищены от космического излучения».

Возможно, нам придется подождать, пока у нас на Марсе не появится больше инструментов для раскопок, чтобы выяснить это. однако это еще не все.

Исследование опубликовано в журнале Astrobiology.
https://rwspace.ru/news/na-marse-tak-mn … futov.html