Телескоп Gaia открыл свою первую транзитную экзопланету

D. Ducros / ESA

Астрономы, работающие с космической обсерваторией Gaia, подтвердили, что телескоп впервые открыл экзопланету путем наблюдения ее прохождений по диску звезды. Новооткрытый объект представляет собой газовый гигант, расположенный близко к солнцеподобной звезде, сообщается на сайте телескопа.

Космический телескоп Gaia, созданный Европейским космическим агентством, работает на орбите вокруг второй точки Лагранжа в системе «Земля — Солнце» с 2013 года. Обсерватория, работая в оптическом диапазоне, занимается составлением самой подробной трехмерной карты Млечного Пути, определяя параллаксы и собственные и радиальные движения для более чем одного миллиарда звезд. Получаемые телескопом данные позволяют астрономам разобраться в распределении и динамике звезд в нашей галактике, понять механизмы ее формирования и эволюции, а также найти множество ранее неизвестных объектов, таких как астероиды, кометы, скопления и экзопланеты. На текущий момент в свет вышел уже третий каталог данных Gaia, который содержит информацию о 1,8 миллиарда звезд.

Астрономы из консорциума обработки и анализа данных Gaia (DPAC) сообщили о подтверждении первой открытой Gaia экзопланеты при помощи метода транзитной фотометрии. Методика сканирования неба обсерваторией мало подходит для обнаружения экзопланет подобным методом, когда наблюдатель фиксирует периодические небольшие падения яркости звезды из-за прохождения планеты по ее диску. Тем не менее, Gaia может проводить подобные наблюдения, в частности смогла увидеть в 2017 году транзит ранее открытой экзопланеты WASP-19b по диску своей звезды.

Кривая блеска звезды Gaia EDR3 3026325426682637824 по данным телескопа. На нижней картинке выделен транзит экзопланеты по диску звезды.
ESA / Gaia / DPAC / CU7

Новооткрытая экзопланета находится в системе солнцеподобной звезды Gaia EDR3 3026325426682637824 и представляет собой газовый гигант с массой 1,1 массы Юпитера и орбитальным периодом 3,05 земных дня. Чтобы сделать это открытие, ученым пришлось вначале проанализировать фотометрические данные Gaia, собранные в течение 34 месяцев работы телескопа, а затем подтвердить открытие при помощи спектрографа PEPSI, установленного на Большом Бинокулярном телескопе, и космической обсерватории TESS.
Ранее мы рассказывали о том, как Gaia определила момент поглощения Млечным Путем галактики-«сосиски», увидела вспышку фуора и даже нашла возможные источники загадочного сигнала Wow!.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/03/gaia-first-transit

NASA показало новые снимки огромного остатка сверхновой

Изображение туманности Вуаль, сделанное телескопом Хаббл
© ESA/Hubble & NASA, Z. Levay

МОСКВА, 3 апр — РИА Новости. Национальное космическое агентство США опубликовало новый снимок диффузной туманности Вуаль — огромного остатка сверхновой в созвездии Лебедя.

По словам астрономов, при обработке изображения, полученного с телескопа "Хаббл", применили методики, позволяющие выявить мельчайшие подробности, например нити ионизированного газа.

Наблюдения за туманностью провели с помощью прибора Hubble Wide Field Camera 3. Пять различных фильтров и инновационная постобработка помогли улучшить детализацию выбросов дважды ионизированного кислорода (показаны синим цветом), а также ионизированного водорода и азота (показаны красным цветом).

Туманность Вуаль открыл английский ученый Уильям Гершель в конце XVIII века. Она находится примерно в 2100 световых годах от Земли, то есть относительно близко с астрономической точки зрения. Туманность возникла в результате взрыва звезды, случившегося около десяти тысяч лет назад.
https://ria.ru/20210403/sverkhnovaya-1604105253.html

10 самых странных галактических явлений

Неожиданные галактические явления способны наравне удивить как новичков, так и самых опытных из астрономов. Они нарушают прогнозы и ставят в тупик, но при этом расширяют наши знания о том, как работает вселенная. Главное – смотреть в оба и не пропустить их.

Сергей Евтушенко

Галактика Треугольник II – карликовая галактика неподалёку от Млечного Пути, состоящая лишь из тысячи звёзд. Но она вполне способна удивлять – её звёзды движутся с невероятной скоростью. Возможно, из-за того, что в Треугольнике II сконцентрировано огромное количество тёмной материи. Другой вариант – благодаря гравитационному воздействию соседних галактик.

Загадочное галактическое кольцо – объект, который недавно обнаружили венгерские и американские астрономы. Объект, который не должен существовать. Он невообразимо огромен – шириной в пять миллиардов световых лет (Млечный Путь, для сравнения – около 50 тыс.с.л.), и испускает ярчайшие гамма-всплески во всей вселенной. Он не вписывается ни в одну современную теорию, и ставит учёных в тупик.

Tayna – самая древняя и неяркая из всех галактик, найденных на данный момент. Её смогли обнаружить в отдалённом скоплении MACS J0416.1-2403 лишь объединив возможности «Хаббла» и «Спитцера», и назвали словом на языке индейцев аймара – «первенец». Предположительно, она образовалась лишь 400 млн. лет спустя после Большого Взрыва в числе самых первых галактик.

Рождение галактик всегда оставалось чисто теоретической областью – до недавнего времени. Астрономы из Калифорнийского технологического института обнаружили протогалактический диск, всасывающий водород из длинной нити газа, тянущейся от огромной звездной структуры. Это зрелище удалось засечь благодаря удачному расположению двух квазаров, свет которых и отразил галактический «младенец».

Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако – ближайшие соседи Млечного Пути, причём Большое, разумеется, превосходит размером Малое. Как выяснилось, не просто так, ведь оно смогло своровать у своего «брата» несколько миллионов звёзд. Астрономы вычислили это по необычным скоростным характеристикам наблюдаемых ими красных гигантов, а также их нетипичному химическому составу.

Геркулес А – галактика, выдающаяся по ряду причин. Внутри неё притаилась чёрная дыра чудовищной массы, весом в 2.5 миллиарда солнц. Чёрная дыра Млечного Пути весит в тысячу раз меньше. Из центра Геркулеса А вылетают две мощнейших плазменные струи протяжённостью более 1.5 млн. с.л. каждая, испускающие радиоволны. Это делает данную галактику ярчайшим источником радиоволн из всех известных людям.

Самые старые белые карлики Млечного Пут были открыты совсем недавно, в количестве 70 штук. Млечный Путь нельзя назвать юнцом – фактически, он стар как сама вселенная. А найденные белые карлики, возможно, были первыми звёздами в нашей галактике, за которыми последовали сотни миллиардов других.
Ярчайшая галактика из известных нам была найдена с помощью телескопа WISE. Сказать, что WISE J224607.57-052635.0 светится, значит не сказать ничего – она сияет как 300 триллионов солнц. Предполагаемая причина – в чёрной дыре такой тяжести, что сложно представить её существование. Она давно превысила свой порог поглощения и выплёскивает энергию в окружающий пылевой кокон, порождая светящуюся ауру.

Галактика M60-UCD1 совсем невелика – лишь 300 световых лет в длину и около 140 миллионов звёзд. Только вот её чёрная дыра с лёгкостью затыкает чёрную дыру Млечного Пути – масса в 21 миллион солнц против 4 миллионов. Ранее считалось, что масса чёрной дыры напрямую определяет размер галактики, но M60-UCD1 опровергла эту теорию одним своим существованием.

Галактика EGS8p7 возрастом в 13.2 миллиарда лет настолько стара, что мы вообще не должны её видеть. По всем признакам она должна была образоваться ещё в те времена, когда вселенная была заполнена свежесозданным и непроницаемым для излучения галактик нейтральным водородом. Возможно, она была столь яркой и горячей, что реионизировала водород вокруг себя гораздо раньше, чем другие галактики.

Галактика Треугольник II – карликовая галактика неподалёку от Млечного Пути, состоящая лишь из тысячи звёзд. Но она вполне способна удивлять – её звёзды движутся с невероятной скоростью. Возможно, из-за того, что в Треугольнике II сконцентрировано огромное количество тёмной материи. Другой вариант – благодаря гравитационному воздействию соседних галактик.

Галактики крохотные и огромные, подтверждающие существующие гипотезы и разрушающие их в пыль. Каждая подобная находка ценится учёными на вес золота, и служит предметом многочисленных споров. Перед вами — десять самых странных галактических явлений последних лет.
https://www.popmech.ru/science/236131-1 … -yavleniy/

Ученые выдвинули альтернативную теорию об устройстве Вселенной

Датские ученые подвергли сомнению теорию о строении Вселенной. Краткий обзор исследования опубликован на сайте Копенгагенского университета.

Ранее считалось, что Вселенная на 5% состоит из обычной материи, на 25% из темной материи и на 70% из темной энергии. Датские физики считают, что такое соотношение может быть неверным, а темную энергию заменяет темная материя, представленная в виде магнитных сил.

“Мы удалили темную энергию из уравнения и добавили несколько новых свойств темной материи. Эти свойства, похоже, оказывают такое же влияние на расширение Вселенной, как темная энергия”, — объясняет соавтор исследования Стин Харле Хансен.

Согласно новой теории, 25% темной материи наделены особыми качествами, которые делают 70% темной энергии фактически бесполезным. Как следует из выводов научной группы, магнитная сила темной материи влияет на расширение Вселенной так же, как и темная энергия.

При этом ученые признались, что их открытие может быть просто совпадением, а им требуются дополнительные исследования.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/03/ученые-выдвинули-альтернативную-тео/

ALMA отыскала 43 протозвезды в центре Млечного Пути*

Оттоки газа от протозвезд в области центра Млечного Пути по данным ALMA. Газ, движущийся к нам, показан синим цветом, а газ, удаляющийся от нас, показан красным цветом.
ALMA / ESO / NAOJ / NRAO

Астрономы при помощи системы радиотелескопов ALMA отыскали несколько десятков протозвезд, демонстрирующих истекающие от них потоки вещества, в Центральной молекулярной зоне Млечного Пути. Это говорит о том, что даже в неспокойных областях вблизи центра нашей галактики до сих пор образуются молодые звезды. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Проблема звездообразования в Центральной молекулярной зоне Млечного Пути до сих пор остается предметом споров в астрофизике. Эта область размером около 500 парсек содержит запасы газа общей массой около 10⁷ масс Солнца при средней плотности 10⁴ частиц в кубическом сантиметре, однако демонстрирует примерно в десять раз менее активный темп звездообразования, чем предсказывалось на основании наблюдений за ближайшими к нам молекулярными облаками и другими галактиками. Предполагается, что массивные облака в Центральной зоне должны быть прародителями молодых звездных скоплений, но данные наблюдений говорят о малоэффективном процессе звездообразования в них. Считается, что за подобное поведение могут быть ответственны различные процессы, действующие вблизи центра нашей галактики и мешающие образованию новых звезд, например турбулентность.

Группа астрономов во главе с Син Лу (Xing Lu) из Национальной астрономической обсерватории Японии опубликовала результаты анализа данных наблюдений за четырьмя крупными молекулярными облаками в Центральной зоне Млечного Пути при помощи системы радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), проводившихся в апреле и июле 2017 года. Ученые хотели исследовать активность звездообразования в облаках путем поиска молекул, таких как SiO, SO, CH₃OH, H₂CO, HC₃N и HNCO, которые бы указали на отток газа от ранее найденных нескольких сотен кандидатов в молодых протозвезды, тем самым подтвердив их природу.

В итоге исследователи нашли истекающие потоки газа у 43 из 834 исследованных кандидатов, что позволяет называть их протозвездами. Остальные объекты не связаны с иными признаками звездообразования (мазерами или областями HII) и, следовательно, являются кандидатами в беззвездные ядра, которые в дальнейшем способны породить звезды. Ученые пришли к выводу, что аккреционные диски протозвезд, порождающие отток газа, распространены повсеместно в Центральной молекулярной зоне, в которой действительно идут процессы образования звезд как большой, так и малой массы. Кроме того, не было найдено доказательств различий между химическим составом и физическими процессами в ударных волнах, действующих в оттоках от протозвезд в Центральной зоне и в близлежащих облаках газа.

Таким образом, ученые доказали, что даже в неспокойных областях вблизи центра Млечного Пути все еще образуются молодые звезды. Доля протозвезд в этих облаках может составлять всего около пяти процентов от общего числа плотных ядер, что указывает на то, что звездообразование началось всего один миллион лет назад, однако этот временной масштаб может быть недооценен из-за малого объема данных наблюдений. Исследователи надеются лучше разобраться в ходе звездообразования вблизи центра галактики и найти новые протозвезды, проанализировав недавно полученные и более точные данные ALMA.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы отыскали активные протозвезды в ближайших окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, что означает, что процессы звездообразования могут идти даже в самых экстремальных условиях.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/05/alma-stellar-eggs

Ученые изучили состав метеоритов с помощью методов масс-спектрометрии

Ученые из России и Германии исследовали молекулярный состав нерастворимого органического вещества двух метеоритов (углистых хондритов) - Мерчисона и Альенде, чтобы понять их происхождение. Методы масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения показали огромное разнообразие химического состава метеоритов и выявили неожиданные общие черты между метеоритами, принадлежащими разным группам. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific reports.

Углистый хондрит и иллюстрация химии серосодержащих соединений в его составе

Углистые хондриты содержат почти весь спектр органических молекул, известных на Земле, включая нуклеиновые кислоты, которые могли играть ведущую роль в зарождении жизни. Возраст большинства современных метеоритов близок к возрасту Земли, поэтому их состав должен быть схож с составом метеоритов, бомбардировавших земную поверхность в далеком прошлом. И, наряду с кометами, они могут рассматриваться как источник органических соединений, которые, вероятно, послужили основой для будущей биосферы нашей планеты.

По словам старшего научного сотрудника Сколтеха Александра Жеребкера, «геологическую историю Земли можно представить как непрерывный процесс разделения и видоизменения (в том числе и биологического) первичного вещества Солнечной системы, остатки которого до сих пор попадают на Землю в виде метеоритов-хондритов. Однако, несмотря на двухвековую историю изучения органического вещества метеоритов, достаточно полной картины его молекулярного состава до сих пор не получено. Например, отсутствуют систематические данные по исследованию нерастворимого органического вещества метеоритов, хотя оно может составлять до 70% всего органического углерода в этих образцах. И следует полагать, что молекулярная сложность этих веществ должна значительно превышать ту, что представляется из прицельных исследований отдельных классов органических соединений».

Ученые из Сколтеха, МГУ, ГЕОХИ РАН и института Ростока (Германия) применили два метода масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения к изучению состава метеоритов. В Сколтехе над проектом работали ученые из лаборатории масс-спектрометрии Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных: Александр Жеребкер, Юрий Костюкевич, Алексей Кононихин и Олег Харыбин. Работа была выполнена под руководством заведующего лабораторией масс-спектрометрии профессора Сколтеха Евгения Николаева, чл.-кор. РАН, доктора физико-математических наук.

Исследователям удалось установить, что нерастворимое органическое вещество углистых хондритов отличается экстремальным молекулярным разнообразием. «Учитывая близкий возраст метеоритов и Земли, можно с уверенностью утверждать, что органическое вещество углистых хондритов могло выступать источником химических соединений - строительных блоков для формирования биологических молекул и жизни на планете. Однако сам состав метеоритов никакого отношения к живой материи не имеет. Об этом свидетельствуют, например, совершенно разные окислительные профили внеземного органического вещества и аналогичной фракции угля, имеющего биологическое происхождение, – то есть в метеоритах отсутствовали признаки «отбора» соединений», – рассказывает Александр Жеребкер.

Анализ экстрактов углистых хондритов методом масс-спектрометрии изотопного обмена показал наличие серосодержащих соединений со всеми возможными степенями окисления от -2 до +6, причем это не зависело от тепловой истории образца, как считалось ранее. Образцы (метеориты Мерчисон или Альенде) отличались лишь относительным содержанием этих соединений.

Результаты исследования указывают на то, что при формировании различных небесных тел из одних и тех же прекурсоров было сформировано органическое вещество, которое уже в дальнейшем по-разному трансформировалось в зависимости от условий и видов внешнего воздействия.

Источник информации и фото: Сколтех
https://scientificrussia.ru/news/ucheny … ktrometrii

Анимация показывает, почему кольца Сатурна похожи на «миниатюрную солнечную систему»

Если бы инопланетная цивилизация посетила нашу солнечную систему, Сатурн, был бы планетой, которую они бы запомнили.

Семь гигантских колец делают Сатурн самой заметной планетой, вращающейся вокруг Солнца. На снимках планеты это может быть неочевидно, но ледяные и каменные глыбы, составляющие эти кольца, вращаются вокруг Сатурна со скоростью, почти в 70 раз превышающей скорость звука. Более того, каждое кольцо движется в своем собственном темпе.

«В некотором смысле кольцевая система похожа на миниатюрную солнечную систему», — сказал Insider Джеймс О’Донохью, планетолог японского космического агентства JAXA.

«Объекты, близкие к Сатурну, вращаются быстрее, иначе они упадут на его поверхность, в то время как удаленные объекты могут позволить себе двигаться медленнее. То же самое и для планет».

О’Донохью создал анимацию (ниже), которая показывает, как каждое кольцо движется в красивом круговом танце.

Самое медленное, внешнее кольцо Сатурна вращается со скоростью около 16,4 километра в секунду — медленнее, чем вращение самого Сатурна. Внутренние глыбы льда и скал проносятся сквозь космос со скоростью около 23,2 километра в секунду.

Вблизи кольца Сатурна не так хаотичны, как может показаться из-за их скорости. По словам О’Донохью, частицы льда на соседних кольцах движутся со скоростью несколько сантиметров в минуту относительно друг друга.

Но в целом кольца обладают всего 1/5000 массы нашей Луны.

«Другими словами, наша Луна может быть использована для создания 5000 кольцевых систем Сатурна», — сказал О’Донохью. «Это подчеркивает, насколько тонкими и хрупкими являются кольца Сатурна».

Источники: Фото: (NASA/ESA, A. Simon/GSFC/M.H. Wong/University of California, Berkeley/OPAL Team)
https://rwspace.ru/news/animatsiya-poka … stemu.html

Новое исследование порождает сомнения в составе 70 процентов нашей Вселенной

До сих пор исследователи считали, что темная энергия составляет почти 70 процентов постоянно ускоряющейся, расширяющейся Вселенной.

В течение многих лет этот механизм был связан с так называемой космологической постоянной, разработанной Эйнштейном в 1917 году, которая относится к неизвестной космической силе.

Но поскольку космологическая постоянная, известная как темная энергия, не может быть измерена напрямую, многие исследователи, включая Эйнштейна, сомневались в ее существовании, не имея возможности предложить жизнеспособную альтернативу.

До сих пор. В новом исследовании, проведенном учеными Копенгагенского университета, была протестирована модель, которая заменяет темную энергию темной материей в виде магнитных сил.

«Если то, что мы обнаружили, окажется точным, это перевернет нашу веру в то, что то, что, как мы думали, составляет 70 процентов Вселенной, на самом деле не существует. Мы удалили темную энергию из уравнения и добавили еще несколько свойств темной материи. Это, по-видимому, оказывает такое же влияние на расширение Вселенной, как и темная энергия», – объясняет Стин Харле Хансен, доцент Центра космологии института Нильса Бора.

Обычное понимание того, как распределяется энергия Вселенной, состоит в том, что она состоит из пяти процентов нормальной материи, 25 процентов темной материи и 70 процентов темной энергии.

В новой модели исследователей 25-процентная доля темной материи наделяется особыми качествами, которые делают 70-процентную долю темной энергии избыточной.

– Мы мало что знаем о темной материи, кроме того, что это тяжелая и медленная частица. Но потом мы задались вопросом – а что, если темная материя обладает каким-то качеством, аналогичным магнетизму? Мы знаем, что когда обычные частицы движутся, они создают магнетизм. И магниты притягивают или отталкивают другие магниты – так что, если это то, что происходит во Вселенной? Что это постоянное расширение темной материи происходит благодаря какой-то магнитной силе?” – спрашивает Стин Хансен.

Вопрос Хансена послужил основой для новой компьютерной модели, в которую исследователи включили все, что они знают о Вселенной, включая гравитацию, скорость расширения Вселенной и X, неизвестную силу, которая расширяет Вселенную.

«Мы разработали модель, которая работала из предположения, что частицы темной материи имеют тип магнитной силы, и исследовали, какое влияние эта сила окажет на Вселенную. Оказывается, это будет иметь точно такой же эффект на скорость расширения Вселенной, как и при воздействии темной энергии», – объясняет Стин Хансен.

Однако многое в этом механизме еще предстоит понять исследователям.

И все это должно быть проверено в лучших моделях, которые учитывают больше факторов.

– Честно говоря, наше открытие может быть просто совпадением. Но если это не так, то это действительно невероятно. Это изменило бы наше представление о составе Вселенной и о том, почему она расширяется. Насколько нам известно, наши представления о темной материи с типом магнитной силы и идея о темной энергии одинаково дикие. Только более детальные наблюдения определят, какая из этих моделей более реалистична. Таким образом, будет невероятно интересно повторно протестировать наш результат.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/05/новое-исследование-порождает-сомнен/

Обнаружена связь между солнечной активностью и климатическим режимом Ла-Нинья

Новое исследование демонстрирует связь между окончаниями солнечных циклов и переходами от климатического режима Эль-Ниньо к режиму Ла-Нинья в Тихом океане, что подтверждает влияние солнечной активности на сезонные изменения погоды на Земле.

Если эта связь подтвердится, это может значительно повысить прогнозируемость крупнейших событий типа Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые оказывают большое сезонное влияние на материковую погоду. Например, в южной части США во время господства Ла-Ниньи поддерживается более теплая и сухая погода, в то время как северная часть США в это время становится более холодной и влажной.

Активность Солнца характеризуется числом солнечных пятен, связана с магнитными полями нашего светила и изменяется в соответствии с 11-летним циклом. Однако этот цикл не имеет четко выраженных начала и конца. Неопределенная продолжительность конкретного цикла создает проблемы для ученых, пытающихся соотнести 11-летний цикл солнечной активности с событиями, происходящими на Земле.

В новом исследовании группа ученых во главе с Робертом Дж. Лимоном (Robert J. Leamon) положилась вместо этого на более точный 22-летний цикл, связанный с Солнцем. Этот цикл начинается, когда противоположно заряженные магнитные полосы, охватывающие Солнце, появляются в окрестностях полюсов нашей звезды, согласно недавним исследованиям. В течение этого цикла полосы мигрируют к экватору – при этом солнечные пятна сдвигаются на средние широты. Цикл завершается, когда полосы встречаются в центре, взаимно уничтожая друг друга в ходе события, называемом исследователями «терминатором». Эти «терминаторы» позволяют точно отмечать окончание одного цикла и начало следующего.

В своей работе Лимон и его группа наложили терминаторы, имевшие место в период с 1960 г. по 2011 г., на данные по температурам поверхностного слоя воды в тропической части Тихого океана за этот же период времени и нашли пять совпадений между терминаторами и сменой климатического режима с Эль-Ниньо (когда температура морской воды у поверхности выше средней) на Ла-Нинья (когда температура морской воды у поверхности ниже средней) и наоборот. Согласно авторам, вероятность случайного совпадения составляет лишь 1 к 5000.

Работа опубликована в журнале Earth and Space Science.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0406204448

"Хаббл" открыл двойные квазары*

© NASA / European Space Agency / J. Olmstead of the Space Telescope Science Institute
Художественное представление двух квазаров, находящихся в процессе слияния

МОСКВА, 6 апр — РИА Новости. Американские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, сообщили о первом обнаружении двойных квазаров. Сразу два таких объекта зафиксировал космический телескоп "Хаббл" в ранней Вселенной. Возраст каждого из них составляет не менее 10 миллиардов лет.

Квазары — одни из самых ярких объектов в видимой Вселенной. Считается, что они представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Он и является источником исключительно мощного излучения, в десятки и сотни раз превышающего суммарную светимость всех звезд таких галактик, как наша.

Квазары разбросаны по всей Вселенной. В основном это очень древние объекты, формировавшиеся на ранних этапах ее развития, но расположены они так далеко, что их свет доходит до Земли только сейчас. Ученые считают, что среди них немало двойных систем, но только с появлением телескопа "Хаббл" стало возможным разглядеть внутри очень яркого пятна два отдельных объекта.

Открыли двойные квазары специалисты из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. Сначала, используя наблюдения космической обсерватории Gaia Европейского космического агентства и данные Слоановского цифрового небесного обзора, они составили перечень возможных пар квазаров в ранней Вселенной.

Прежде всего они выделяли те объекты, которые демонстрировали легкие колебательные движения. Эти колебания, по словам исследователей, могли свидетельствовать о случайных флуктуациях света, поскольку каждый член пары квазаров менял яркость. Затем направили на них "Хаббл". Из четырех намеченных целей, две подтвердились.

"По нашим оценкам, в далекой Вселенной на каждые тысячу одиночных квазаров приходится один двойной, — приводятся в пресс-релизе Иллинойсского университета слова первого автора статьи, профессора астрономии Юэ Шеня (Yue Shen). — Так что найти эти двойные квазары — все равно что иголку в стоге сена".

Авторы считают, что расположенные рядом друг с другом квазары находятся в центрах сливающихся галактик, и со временем могут объединиться в сверхмассивные черные дыры, породив при этом гравитационные волны.

Изображения "Хаббла" показывают, что квазары внутри каждой пары находятся на расстоянии всего около 10 тысяч световых лет друг от друга. Для сравнения, Солнце находится на расстоянии 26 тысяч световых лет от сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики.

"Квазары оказали огромное влияние на формирование галактик во Вселенной, — говорит еще один участник исследования Надя Закамска (Nadia Zakamska) из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе. — Обнаружение двойных квазаров в эту раннюю эпоху важно, потому что теперь мы можем проверить наши давние идеи о том, как черные дыры и их родительские галактики развивались совместно".

Ученые уверены в своем результате, хотя и говорят, что есть небольшая вероятность того, что снимки "Хаббла" захватили двойные изображения одного и того же квазара, разделенные в процессе гравитационного линзирования. Это явление происходит, когда гравитация массивной галактики на переднем плане разделяется и усиливает свет от фонового квазара на два зеркальных изображения. Однако исследователи заявляют, что этот сценарий маловероятен, потому что "Хаббл" не обнаружил никаких галактик переднего плана рядом с двумя парами квазаров.

Чтобы убедиться в правильности своих результатов авторы провели дополнительные наблюдения с помощью телескопов Gemini Национальной исследовательской лаборатории оптико-инфракрасной астрономии NOIRLab, которые подтвердили выводы ученых.
https://ria.ru/20210406/kvazary-1727079036.html

Пылевые волокна в NGC 1947

Авторы и права: ЕКА/Космический телескоп им.Хаббла и НАСА, Д.Росарио; Благодарность: Л.Шац
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Далеко на южном небе, в созвездии Золотой Рыбы, расположена удаленная от нас на 40 миллионов световых лет галактика NGC 1947. На ярком звездном фоне видны полосы поглощающей свет космической пыли, пронизывающей центральные области пекулярной галактики. В спиральных галактиках звезды, газ и пыль очерчивают спиральные рукава и вместе вращаются вокруг центра, однако в NGC 1947 движение пыли и газа не совпадает с движением звезд. Это сложное несогласованное движение позволяет предположить, что видимые волокна газа и пыли могли сформироваться после того, как NGC 1947 поглотила другую галактику в течение последних 3 миллиардов лет ее эволюции. На четком изображении, полученном Космическим телескопом им.Хаббла, видны окруженные дифракционными лучами звезды Млечного Пути и более далекие галактики. На расстоянии до NGC 1947 картинка охватывает область размером около 25 тысяч световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1733308

Полёт на 55 миллионов световых лет в центр чёрной дыры

Астрономы создали масштабную визуализацию космоса. Зрители могут совершить путешествие от Земли к сверхмассивной чёрной дыре, расположенной на расстоянии 55 миллионов световых лет. Займёт это действие меньше 50 секунд.

За последние десятилетия учёные совершили множество открытий, раздвинув границы видимого космоса. Одним из ключевых событий стала первая фотография чёрной дыры, что ознаменовало переход к новым инструментам изучения далёких звёзд и галактик. Европейская южная обсерватория решила показать весь путь от Земли до самой первой запечатлённой учёными чёрной дыры, расположенной в галактике M87.

Астрономы поясняют, что пока нет никакой возможности преодолеть такое расстояние в реальности, поскольку до объекта 55 миллионов световых лет. Это значит, что даже кажущаяся невозможной скорость света не способна доставить человека к этому объекту. Путешествие стартует в обсерватории ALMA в Чили, а затем переносит зрителя по просторам Вселенной: он пролетает сквозь созвездия, чтобы приблизиться к галактике M87 и погрузиться в ядро чёрной дыры.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/07/полёт-на-55-миллионов-световых-лет-в-цен/

Тысячи галактик с активным звездообразованием в ранней Вселенной

На этом снимке запечатлено действие, разворачивавшееся миллиарды лет назад в ранней Вселенной – сверкающие галактики, в которых вспыхивают сверхновые и яркие джеты, испускаемые со стороны черных дыр.

Гигантский европейский радиотелескоп LOFAR обнаружил десятки тысяч новых звезд, рождающихся в далеких галактиках, с беспрецедентной точностью, сообщают ученые в новом исследовании.

Используя методы, включающие экстремально долгую экспозицию и поле обзора размером с 300 размеров полной Луны, ученые смогли различить галактики, подобные Млечному пути, в древней Вселенной.

«Свет со стороны этих галактик шел по Вселенной в течение миллиардов лет, прежде чем достичь Земли; это означает, что мы видим галактики в таком состоянии, в каком они находились миллиарды лет назад, то есть в то время, когда происходило формирование основной части их звезд», - сказал Филипп Бест (Philip Best) из Британского университета в Эдинбурге, Шотландия, который возглавлял исследовательскую группу.

Телескоп LOFAR объединяет сигналы, принимаемые 70 000 индивидуальными тарельчатыми антеннами, расположенными в разных странах, от Ирландии до Польши, и связанными высокоскоростной оптоволоконной сетью.

Исследователи наблюдали слабый, низкоэнергетический свет, невидимый человеческому глазу, который испускается со стороны сверхвысокоэнергетических частиц, путешествующих в космосе со скоростью, близкой к скорости света. Наблюдение этого света позволяет астрономам изучать взрывы сверхновых, столкновения между скоплениями галактик и активными черными дырами, которые ускоряют эти частицы в составе ударных волн или джетов.

Наблюдая на протяжении продолжительного времени одни и те же участки неба и объединяя полученные данные для формирования одного снимка с очень высокой продолжительностью экспозиции, исследователи смогли обнаружить радиоизлучение, идущее со стороны взрывающихся звезд.

Самые далекие обнаруженные объекты относятся к эпохе, когда возраст Вселенной составлял всего лишь один миллиард лет. В настоящее время возраст нашего мира оценивается в 13,8 миллиарда лет, пояснили авторы.

Телескоп наблюдал широкий участок неба в Северном полушарии, при этом эквивалентная продолжительность экспозиции составила в 10 раз больше, чем продолжительность экспозиции, используемой при составлении первой карты космоса в 2019 г., добавили исследователи.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0408214134

Более 5000 тонн внеземной пыли падает на Землю ежегодно

Каждый год на нашу планету падает пыль, источниками которой являются кометы и астероиды. Эти частицы пыли межпланетного происхождения проходят сквозь нашу атмосферу и наблюдаются в ней как «падающие звезды». Некоторые из таких частиц достигают поверхности Земли в форме микрометеоритов.

В новом исследовании ученые международной программы, проводимой на протяжении более чем 20 лет, определили, что примерно 5200 тонн таких микрометеоритов достигает поверхности планеты ежегодно.

Микрометеориты всегда падали на нашу планету. Эти частицы межпланетной пыли родом с комет и астероидов представляют собой крохотные осколки размерами от нескольких десятых до нескольких сотых долей миллиметра, которые прошли сквозь атмосферу и достигли поверхности Земли.

Для сбора и анализа микрометеоритов было предпринято в общей сложности 6 экспедиций, возглавляемых Жаном Дюпра (Jean Duprat) из Национального центра научных исследований (фр. Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS), Франция. Эти исследования были проведены на протяжении последних двух десятилетий в окрестностях франко-итальянской антарктической научной станции «Конкордия» (купол С). Купол С представляет собой идеальное место для сбора образцов микрометеоритов, поскольку характеризуется низкой скоростью накопления снега и почти полным отсутствием пыли земного происхождения.

В ходе этих экспедиций было собрано достаточное количество внеземных частиц (размерами от 30 до 200 микрометров), чтобы измерить их ежегодный поток, который соответствует массе, накапливаемой на поверхности Земли на площади в один квадратный метр.

Если применить полученные командой результаты ко всей планете, то общий годовой поток микрометеоритов составляет 5200 тонн. Микрометеориты являются главным источником внеземной материи на поверхности Земли, намного обгоняя по скорости накопления более крупные космические объекты, такие как обычные метеориты, для которых годовой поток не превышает 10 тонн.

Сравнение потока микрометеоритов с теоретическими прогнозами подтверждает, что источниками большинства микрометеоритов, достигающих Земли, являются кометы (80 процентов), а остальная пыль является продуктом фрагментации астероидов, добавили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters; главный автор Дж. Рохас (J. Rojas).
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0409061133

Астрономы отыскали два новых кандидата в двойные квазары*

H. Hwang, N. Zakamska, Y. Shen / NASA, ESA

Астрономы при помощи наземных и космических телескопов обнаружили два кандидата в двойные квазары, которые существовали во времена, когда возраст Вселенной составлял три миллиарда лет. Расстояние между сверхмассивными черными дырами в одном из кандидатов оценивается в 11,4 тысячи световых лет. Статья опубликована в журнале Nature.

Считается, что в ранней Вселенной события слияния галактик происходили достаточно часто, что приводило к образованию двойных систем из центральных сверхмассивных черных дыр, которые в итоге сливались в одну черную дыру. Поиск таких систем, где расстояние между черными дырами составляет несколько килопарсек, при значениях красного смещения z>2 важен для разрешения загадки механизмов образования и быстрого роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, в настоящее время не существует ни одной подтвержденной двойной системы при z>2, где расстояние между черными дырами было бы меньше 10 килопарсек (около 33 тысяч световых лет).

Группа астрономов во главе с Юэ Шенем ( Yue Shen) из Иллинойсского университета сообщила об открытии двух двойных квазаров J0749+2255 и J0841+4825 при z> 2, которое было сделано при анализе данных наблюдений за 15 интересными кандидатами при помощи космических телескопов Gaia и «Хаббл», а также обзора неба SDSS и других наземных телескопов. Сами квазары представляют собой ядра двух активных галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры, поглощающие вещество.

Значение красного смещения для J0749+2255 составило 2,17, а для J0841+4825 — 2,95, что означает, что квазары существовали, когда возраст Вселенной составлял около 3 миллиардов лет. В случае J0841+4825 астрономам удалось оценить расстояние между квазарами, которое составило 11,4 тысячи световых лет. Ученые отмечают, что существует вероятность того, что мы наблюдаем два изображения одного и того же квазара, созданные гравитационной линзой, находящейся между нами и квазаром, однако она достаточно мала — около пяти процентов. Существует также вероятность того, что это физическая пара квазаров, образованная не в результате слияния двух галактик.

Полученные результаты позволили дать оценку распространенности подобных систем при z>2: около десяти процентов наблюдаемых оптических квазаров могут содержать двойные системы сверхмассивных черных дыр, разделенных расстоянием в несколько килопарсек. Ожидается, что окончательно подтвердить открытия позволят будущие наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Ранее мы рассказывали о том, как ученые открыли самый далекий радиогромкий квазар, аномально массивную черную дыру в ранней Вселенной и паутину из шести галактик вокруг квазара.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/08/double-quasar

Ускоренное расширение Вселенной объяснили самовзаимодействием темной материи

Космологическое ускорение частицы расширяющейся Вселенной (в относительных единицах) в зависимости от масштабного фактора в симуляциях со взаимным отталкиванием частиц темной материи (цветные точки) и в теоретической модели с космологической постоянной (сплошная линия).
Loeve K., Nielsen K. S. & Hansen S. H. / The Astrophysical Journal, 2021

Физики с помощью симуляций протестировали альтернативную модель ускоренного расширения Вселенной — отказались от космологической постоянной и постулировали существование сил отталкивания между частицами темной материи, которые действуют на масштабах порядка мегапарсеков и по величине пропорциональны квадрату дисперсии скоростей. Оказалось, что такой подход позволяет воспроизвести поведение Вселенной в общепринятой модели с космологической постоянной. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Современные астрофизические наблюдения показывают, что Вселенная расширяется ускоренно — то есть удаленные галактики со временем разлетаются все быстрее. Этот факт требует физической интерпретации, ведь гравитация — взаимодействие, которое считается доминирующим на крупных масштабах, — лишь притягивает объекты друг к другу. В стандартной космологической модели ускоренное расширение описывают при помощи космологической постоянной — величины, которая описывает плотность энергии чистого вакуума (темной энергии) в уравнениях Общей теории относительности и обеспечивает отталкивание между далекими объектами.

Такой подход удобен, поскольку позволяет объяснять наблюдения, постулируя в модели всего один числовой параметр, однако у него есть и существенные недостатки. Так, космологическую постоянную приходится подбирать на основе самих же наблюдений и не удается вычислить независимо — например, в рамках квантовых представлений энергия вакуума оказывается на множество порядков выше, или вообще не может быть предсказана.

Это мотивирует ученых придумывать альтернативные модели, которые объясняли бы ускоренное расширение Вселенной, но не привлекали для этого космологической постоянной. Некоторые физики предлагают модифицировать теорию гравитации, другие — предположить, что расширение Вселенной неоднородно, а мы просто оказались в области, которая расширяется быстрее среднего, третьи — отказаться от ускоренного расширения как такового и искать ошибку в измерениях, которые о нем свидетельствуют. Тем не менее модель с космологической постоянной пока остается предпочтительной.

Физики из Института Нильса Бора под руководством Стина Хансена (Steen Hansen) предложили и проанализировали еще одно объяснение ускоренному расширению Вселенной. Авторы предположили, что темная материя, помимо гравитационного притяжения друг к другу и обычным частицам, испытывает еще и силу самоотталкивания, которая проявляется на межгалактических масштабах (порядка мегапарсеков).

Эту силу исследователи положили пропорциональной квадрату дисперсии скоростей частиц в галактиках (что делает ее в некотором смысле похожей на магнитную силу Лоренца между движущимися заряженными частицами) и обратно пропорциональной квадрату расстояния между разлетающимися галактиками (подобно гравитационной или кулоновской силе). Остальные параметры (кроме космологической постоянной, принятой равной нулю) физики позаимствовали из общепринятой модели.

Затем авторы проводили компьютерные симуляции эволюции распределения темной матери в области размером в 96 мегапарсеков, заполненной 2,1×10⁶ частицами массами в 1,6×10⁹ солнечных, между красными смещениями в z=20 и z=0,6 (в стандартной космологии последнее отвечает масштабу, на котором происходит переход от гравитационного замедления к космологическому ускорению). При этом числовой коэффициент, характеризующий величину отталкивания между частицами, исследователи подбирали так, чтобы результаты симуляции наилучшим образом описывались теорией с участием космологической постоянной.

Оказалось, что с помощью альтернативной модели можно воспроизводить прогнозы, которые дает стандартная космология — а значит, вероятно, и объяснять данные наблюдений. При этом, однако, не удается заменить пропорциональность силы квадрату дисперсии скоростей на линейный или кубический закон — оба случая дают существенное расхождение с общепринятой теорией.

Согласованность альтернативных космологических моделей со стандартной: если отталкивание пропорционально первой или третьей степени дисперсии скоростей, наблюдаются существенные расхождения.
Loeve K., Nielsen K. S. & Hansen S. H. / The Astrophysical Journal, 2021

Отмечается, что для серьезного сравнения альтернативной теории со стандартной нужно не просто «подгонять» параметры новой модели под старую, а, наоборот, искать и проверять различия в их прогнозах — на текущий момент, по словам авторов, данные крупномасштабных наблюдений практически не отдают предпочтения ни одной из них, и требуются более детальные исследования.

Кроме того, постулирование самоотталкивания темной материи может стать проблемой на меньших масштабах — например, в галактиках или галактических кластерах: если отталкивание будет сильнее гравитационного притяжения, то альтернативная модель не сможет описать существование таких структур.

За последнее время мы рассказывали и о других альтернативных космологических моделях. Так, в 2018 году британский физик предложил заменить темную материю и темную энергию отрицательной массой, а в 2019 ученые установили, что хамелеонная гравитация наравне с ОТО описывает формирование галактик.

Николай Мартыненко
https://nplus1.ru/news/2021/04/08/no-co … l-constant

Мессье 106

Авторы и права: НАСА, Архив космического телескопа им.Хаббла, Национальная обсерватория Китт-Пик;
Авторские права на данные от любителей астрономии и их обработку: Роберт Гендлер
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Недалеко от Большой Медведицы в окружении звезд созвездия Гончих Псов находится это небесное сокровище – туманность, открытая в 1781 году французским астрономом Пьером Мешеном, который известен как один из создателей метрической системы мер. Позднее туманность была добавлена в каталог его друга и коллеги Шарля Мессье под номером 106. Современные глубокие телескопические наблюдения показали, что этот объект представляет собой островную вселенную – спиральную галактику диаметром в 30 тысяч световых лет, находящуюся на расстоянии в 21 миллион световых лет, далеко за звездами Млечного Пути. На эффектном портрете галактики, смонтированном из изображений, полученных любительскими и профессиональными телескопами, хорошо видны молодые голубые звездные скопления и красноватые области звездообразования, очерчивающие спиральные рукава галактики, и яркое ядро в центре. На снимке также запечатлены замечательные красноватые струи светящегося водорода. Внизу справа видна маленькая галактика-спутник – NGC 4248, а по всему полю зрения разбросаны более далекие галактики. M106, известная также как NGC 4258 – одна из самых близких к нам активных сейфертовских галактик, свечение которых можно наблюдать во всех спектральных диапазонах от радиоизлучения до рентгеновских лучей. Считается, что мощное излучение активных галактик объясняется падением вещества на массивную центральную черную дыру.
http://www.astronet.ru/db/msg/1733646

Когда погаснет Солнце: эра тьмы

Светило, которому обязаны своим существованием и наша планета, и ее биосфера, и человеческая цивилизация, с точки зрения астрономов вполне банально.

Алексей Левин

Согласно общепринятым оценкам, Солнце возникло 4,59 млрд лет назад: разумеется, наше дневное светило родилось не на пустом месте. Его матерью было исполинское газопылевое облако, состоящее в основном из молекулярного водорода, которое под действием собственного тяготения медленно сжималось и деформировалось, пока не превратилось в плоский диск. Не исключено, что имел место и отец в лице космического события, которое увеличило гравитационную нестабильность облака и подхлестнуло его коллапс (таковым могла оказаться встреча с массивной звездой или же взрыв сверхновой). В центре диска возникла сфера из светящейся плазмы с температурой поверхности в несколько тысяч градусов, переводившая в тепло часть своей гравитационной энергии.

Новорожденное светило продолжало сжиматься, все больше разогревая свои недра. Через несколько миллионов лет их температура достигла 10 млн градусов Цельсия, и там начались самоподдерживающиеся реакции термоядерного синтеза. Юная протозвезда превратилась в нормальную звезду главной последовательности. Вещество ближней и дальней периферии диска сгустилось в холодные тела — планеты и планетоиды.

Вот кое-какие паспортные данные Солнца. Возраст — 4,59 млрд лет; масса — 1,989х1030 кг; средний радиус — 696 000 км; средняя плотность — 1,409 г/см^3 (плотность земной материи в четыре раза выше); эффективная температура поверхности (вычисленная в предположении, что Солнце излучает как абсолютно черное тело) — 5503˚С (в пересчете на абсолютную температуру — 5778 кельвинов); суммарная мощность излучения — 3,83х1023 кВт.

Поскольку Солнце вращается вокруг собственной оси не как единое целое, строго определенных суток оно не имеет. Поверхность его экваториальной зоны делает полный оборот за 27 земных суток, а приполярных зон — за 35 суток. Осевое вращение солнечных внутренностей еще сложнее и во всех деталях пока неизвестно.

В химическом составе солнечного вещества, естественно, доминируют водород (примерно 72% массы) и гелий (26%). Чуть меньше процента составляет кислород, 0,4% — углерод, около 0,1% — неон. Если выразить эти соотношения в количестве атомов, то получается, что на миллион атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 850 атомов кислорода, 360 — углерода, 120 — неона, 110 — азота и по 40 атомов железа и кремния.

Солнечная механика

Слоистую структуру Солнца нередко сравнивают с луковицей. Эта аналогия не слишком удачна, поскольку сами слои пронизаны мощными вертикальными потоками вещества и энергии. Но в первом приближении она приемлема. Солнце светит за счет термоядерной энергии, которая генерируется в его ядре. Температура там достигает 15 млн градусов Цельсия, плотность — 160 г/см^3, давление — 3,4х10¹¹ атм. В этих адских условиях осуществляется несколько цепочек термоядерных реакций, составляющих протон-протонный цикл (p-p-цикл). Этим именем он обязан начальной реакции, где два протона, столкнувшись, порождают ядро дейтерия, позитрон и электронное нейтрино.

В ходе этих превращений (а их довольно много) сгорает водород и рождаются различные изотопы таких элементов Периодической системы, как гелий, бериллий, литий и бор. Три последних элемента вступают в ядерные реакции либо распадаются, а гелий остается — вернее, остается его основной изотоп гелий-4. В результате оказывается, что четыре протона дают начало одному ядру гелия, двум позитронам и двум нейтрино. Позитроны немедленно аннигилируют с электронами, а нейтрино покидают Солнце, практически не реагируя с его веществом. Каждая реакция p-p-цикла высвобождает 26,73 мегаэлектронвольта в форме кинетической энергии рожденных частиц и гамма-излучения.

Если бы протосолнечное облако состояло исключительно из элементов, возникших в ходе Большого взрыва (водорода и гелия-4 с очень малой примесью дейтерия, гелия-3 и лития-7), то этими реакциями все бы и закончилось. Однако композиция протосолнечного вещества была намного богаче, неоспоримым доказательством чему служит хотя бы наличие железа в солнечной атмосфере. Этот элемент, как и его ближайшие соседи в менделеевской таблице, рождается только в недрах гораздо более массивных светил, где температуры достигают миллиардов градусов. Солнце к ним не относится. Если железо там все-таки имеется, то лишь потому, что первичное облако уже было загрязнено и этим металлом, и еще многими другими элементами. Все они образовались в ядерных топках гигантских звезд прежних поколений, взорвавшихся сверхновыми и разбросавших продукты своей творческой деятельности по всему космическому пространству.

Это обстоятельство не сильно меняет вышеприведенную схему внутрисолнечного термоядерного синтеза, но все-таки привносит в нее кое-какие поправки. Дело в том, что при 15 млн градусов водород может превратиться в гелий и в углеродно-азотно-кислородном цикле (CNO-цикл). В его начале протон сталкивается с ядром углерода-12 и порождает ядро азота-13 и квант гамма-излучения. Азот распадается на ядро углерода-13, позитрон и нейтрино. Ядро тяжелого углерода опять-таки сталкивается с протоном, из чего происходят азот-14 плюс гамма-квант. Азот заглатывает третий протон с выделением гамма-кванта и кислорода-15, который трансформируется в азот-15, позитрон и нейтрино. Ядро азота захватывает последний, четвертый протон и раскалывается на ядра углерода-12 и гелия-4. Суммарный баланс такой же, как и в первом цикле: четыре протона в начале, альфа-частица (она же ядро гелия-4), пара позитронов и пара нейтрино в конце. Плюс, естественно, такой же выход энергии, без малого 27 МэВ. Что до углерода-12, то он в этом цикле вообще не расходуется, исчезает в первой реакции и снова появляется в последней. Это не топливо, а катализатор.

Реакции CNO-цикла внутри Солнца идут довольно вяло и обеспечивают лишь полтора процента общего выхода энергии. Однако забывать их не стоит хотя бы потому, что иначе расчетная мощность потока солнечных нейтрино будет заниженной. Загадки нейтринного излучения Солнца очень интересны, но это вполне самостоятельная тема, которая не укладывается в рамки данной статьи.

Ядро совсем молодого Солнца на 72% состояло из водорода. Модельные расчеты показали, что сейчас на его долю приходится лишь 35% массы центральной зоны ядра и 65% — периферийной. Ничего не поделаешь, выгорает даже ядерное топливо. Впрочем, его хватит еще миллиардов на пять лет. Процессы в термоядерной топке Солнца иногда сравнивают со взрывом водородной бомбы, но сходство здесь весьма условно. Десятки килограммов начинки мощных ядерных бомб имеют мощность в мегатонны и десятки мегатонн тротилового эквивалента. А вот солнечное ядро при всей его гигантской массе вырабатывает всего около ста миллиардов мегатонн в секунду. Нетрудно сосчитать, что средняя мощность энерговыделения составляет шесть микроватт на килограмм — человеческое тело производит тепло в 200 000 раз активней. Солнечный термояд не «взрывается», а медленно-медленно «тлеет» — к великому нашему счастью.

Лучистый перенос

Внешняя граница ядра находится приблизительно в 150 000 км от центра Солнца (0,2 радиуса). В этой зоне температура снижается до 9 млн градусов. При последующем охлаждении реакции протон-протонного цикла прекращаются — у протонов недостает кинетической энергии для преодоления электростатического отталкивания и слияния в ядро дейтерия. Реакции CNO-цикла там тоже не идут, поскольку их температурный порог даже выше. Поэтому на границе ядра солнечный термояд сходит на нет.

Ядро окружено мощным сферическим слоем, который заканчивается на вертикальной отметке в 0,7 солнечного радиуса. Это лучистая зона (англ. radiative zone). Она заполнена водородно-гелиевой плазмой, плотность которой по мере движения от внутренней границы зоны к внешней сокращается в сотню раз, от 20 до 0,2 г/см^3. Хотя внешние плазменные слои холоднее внутренних, температурный градиент там не настолько велик, чтобы возникли вертикальные потоки вещества, уносящие тепло от нижних слоев к верхним (такой механизм теплопереноса называется конвекцией). В надъядерном слое никакой конвекции нет и быть не может. Выделяемая в ядре энергия проходит сквозь него в виде квантов электромагнитного излучения.

Как это происходит? Рожденные в центре ядра гамма-кванты рассеиваются в его веществе, постепенно теряя энергию. До границы ядра они добираются в виде мягкого рентгена (длина волны порядка одного нанометра и энергия 400−1300 эВ). Тамошняя плазма для них почти непрозрачна, фотоны могут преодолеть в ней расстояние всего лишь в доли сантиметра. При столкновении с ионами водорода и гелия кванты отдают им свою энергию, которая частично уходит на поддержание кинетической энергии частиц на прежнем уровне, а частично переизлучается в виде новых квантов большей длины. Так что фотоны постепенно диффундируют через плазму, погибая и рождаясь вновь. Блуждающие кванты легче уходят вверх (где вещество менее плотно), нежели вниз, и поэтому лучистая энергия перетекает из глубин зоны к ее внешней границе.

Поскольку в зоне лучистого переноса вещество неподвижно, она вращается вокруг солнечной оси как единое целое. Но лишь до поры до времени. Во время перемещения к поверхности Солнца фотоны проходят все более длинные дистанции между столкновениями с ионами. Это означает, что разница в кинетической энергии излучающих и поглощающих частиц все время возрастает, ведь солнечная материя на бóльших глубинах горячее, чем на меньших. В результате плазма дестабилизируется и в ней возникают условия для физического перемещения вещества. Зона лучистого переноса переходит в конвективную зону.

Зона конвекции

Она начинается на глубине в 0,3 радиуса и простирается вплоть до поверхности Солнца (вернее, его атмосферы). Ее подошва нагрета до 2 млн градусов, в то время как температура внешней границы не достигает и 6000˚С. От лучевой зоны ее отделяет тонкий промежуточный слой — тахоклин. В нем происходят интереснейшие, но пока не слишком изученные вещи. Во всяком случае есть основания считать, что движущиеся в тахоклине потоки плазмы вносят основной вклад в формирование солнечного магнитного поля. Нетрудно вычислить, что зона конвекции занимает около двух третей объема Солнца. Однако масса ее очень невелика — всего два процента солнечной. Это и естественно, ведь солнечное вещество по мере удаления от центра неотвратимо разрежается. У нижней границы зоны плотность плазмы равна 0,2 плотности воды, а при выходе в атмосферу она уменьшается до 0,0001 плотности земного воздуха над уровнем моря.

Вещество в конвективной зоне перемещается весьма запутанным образом. От ее подошвы восходят мощные, но медленные потоки горячей плазмы (поперечником в сотню тысяч километров), скорость которых не превышает нескольких сантиметров в секунду. Навстречу им опускаются не столь могучие струи менее нагретой плазмы, скорость которых измеряется уже метрами в секунду. На глубине в несколько тысяч километров восходящая высокотемпературная плазма разделяется на гигантские ячейки. Наиболее крупные из них имеют линейные размеры порядка 30−35 тысяч километров — их называют супергранулами. Ближе к поверхности образуются мезогранулы с характерным размером в 5000 км, а еще ближе — в 3−4 раза меньшие гранулы. Супергранулы живут около суток, гранулы — обычно не более четверти часа. Когда эти продукты коллективного движения плазмы добираются до солнечной поверхности, их легко увидеть в телескоп со специальным фильтром.

Атмосфера

Она устроена довольно сложно. Весь солнечный свет уходит в космос с ее нижнего уровня, который называют фотосферой. Основным источником света служит нижний слой фотосферы толщиной в 150 км. Толщина всей фотосферы составляет около 500 км. Вдоль этой вертикали температура плазмы снижается от 6400 до 4400 К.

В фотосфере постоянно возникают области пониженной (до 3700 К) температуры, которые светятся слабее и обнаруживаются в виде темных пятен. Количество солнечных пятен изменяется с периодом в 11 лет, но они никогда не покрывают больше 0,5% площади солнечного диска.

Над фотосферой расположен хромосферный слой, а еще выше — солнечная корона. О существовании короны известно с незапамятных времен, поскольку она превосходно видна во время полных солнечных затмений. Хромосферу же открыли сравнительно недавно, лишь в середине XIX века. 18 июля 1851 года сотни астрономов, собравшихся в Скандинавии и окрестных странах, наблюдали, как Луна закрывает солнечный диск. За несколько секунд до появления короны и перед самым концом полной фазы затмения ученые заметили у края диска светящийся красный полумесяц. Во время затмения 1860 года удалось не только лучше рассмотреть такие вспышки, но и получить их спектрограммы. Спустя девять лет английский астроном Норман Локьер назвал эту зону хромосферой.

Плотность хромосферы крайне мала даже по сравнению с фотосферой, всего 10−100 млрд частиц на 1 см³. Зато нагрета она сильнее — до 20 000˚С. В хромосфере постоянно наблюдаются темные вытянутые структуры — хромосферные волокна (их разновидность — всем известные протуберанцы). Они представляют собой сгустки более плотной и холодной плазмы, поднятой из фотосферы петлями магнитного поля. Видны и участки повышенной яркости — флоккулы. И наконец, в хромосфере постоянно появляются и через несколько минут исчезают продолговатые плазменные структуры — спикулы. Это своего рода путепроводы, по которым материя перетекает из фотосферы в корону.

Корона — самая горячая часть атмосферы, ее температура достигает нескольких миллионов градусов. Этот нагрев можно объяснить с помощью нескольких моделей, базирующихся на принципах магнитной гидродинамики. К сожалению, все эти процессы очень сложны и изучены весьма слабо. Корона также насыщена разнообразными структурами — дырами, петлями, стримерами.

Солнечные проблемы

Несмотря на то что Солнце — это самый крупный и самый заметный объект земного неба, нерешенных проблем в физике нашего светила хватает. «Мы знаем, что магнетизм Солнца чрезвычайно сильно влияет на динамику его атмосферы — к примеру, порождает солнечные пятна. Но как он возникает и как распространяется в плазме, еще не выяснено, — отвечает на вопрос "ПМ" директор американской Национальной солнечной обсерватории Стивен Кейл. — На второе место я бы поставил расшифровку механизма возникновения солнечных вспышек. Это кратковременные, но крайне мощные выбросы быстрых электронов и протонов, сочетающиеся с генерацией столь же мощных потоков электромагнитного излучения самых разных длин волн. О вспышках собрана обширная информация, однако разумных моделей их возникновения пока нет. Наконец, надо бы понять, какими способами фотосфера подпитывает энергией корону и разогревает ее до температур, которые на три порядка превышают ее собственную температуру. А для этого, прежде всего, необходимо как следует определить параметры магнитных полей внутри короны, поскольку эти величины известны далеко не в полной мере».
https://www.popmech.ru/science/7853-put … -my-obyaz/

Кратер астероида на Земле дает подсказки о марсианских кратерах

Исследовательская группа под руководством Геттингенского университета обнаружила проседание дна кратера от чашеобразного слоя вулканического пепла, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Journal of Geophysical Research Planets.

Nördlinger Ries возрастом почти 15 миллионов лет - это кратер, образовавшийся от столкновения с астероидом, заполненный озерными отложениями. Его структура сравнима с кратерами, которые сейчас исследуются на Марсе. Помимо различных других отложений на краю впадины, заполнение кратера в основном образовано слоистыми глинистыми отложениями. Неожиданно группа исследователей во главе с Геттингенским университетом обнаружила слой вулканического пепла в кратере астероида. Кроме того, команда смогла показать, что земля под кратером в долгосрочной перспективе опускается, что дает важную информацию для исследования кратеров на Марсе, таких как древние озера Гейла и Езеро, которые в настоящее время исследуются марсоходы НАСА Curiosity и Perseverance Rovers.

До сих пор предполагалось, что эти озерные отложения располагались на устойчивом дне кратера. То же самое можно сказать и о кратерных отложениях на Марсе, хотя некоторые из них имеют значительно наклонные толщи отложений. Слои этих кратерных отложений выглядят на поверхности в виде кольцевидных структур. Однако точное понимание основных условий и временных взаимосвязей отложений важно для реконструкции химического развития кратерного озера и обитаемости возможных форм жизни, которые могли развиваться там в прошлом.

Впервые исследователи смогли обнаружить слой вулканического пепла в озерных отложениях кратера толщиной 330 метров, заполняющего реку Рисс. «Это удивительно, поскольку вулканические породы здесь не ожидались, поскольку круглый бассейн был идентифицирован как кратер астероида, - говорит первый автор, профессор Гернот Арп из Центра наук о Земле Геттингенского университета. - Пепел был принесен из вулкана на 760 километров дальше на восток в Венгрии. Возраст пепла можно датировать 14,2 миллиона лет назад», - добавляет его коллега и соавтор Иштван Дункл.

Зола, которая за это время превратилась в богатые азотом силикатные минералы, демонстрирует удивительно прочную чашевидную геометрию: на краю бассейна зола находится на текущей поверхности земли, а в центре бассейна - на поверхности на глубине около 220 метров. Последующая систематическая оценка бурения и геологического картирования теперь также выявила расположение концентрических колец - «пластов обнажения» - для заполнения кратера Рисс, с самыми старыми отложениями на краю и самыми последними в центре.

Расчеты показывают, что такую геометрию напластования нельзя объяснить только тем, что подстилающие озерные отложения оседают. Фактически, необходимо было учитывать дополнительное проседание примерно на 135 метров. Это можно объяснить только явлениями проседания коренной породы кратера, которая имеет трещины на несколько километров глубиной. Хотя необходимы дальнейшие исследования для объяснения точных механизмов этого проседания дна кратера, простой модельный расчет уже может показать, что проседание такой величины в основном возможно из-за явления оседания трещиноватых подземных пород. Это означает, что наклонные пласты в заполнении кратеров на Марсе теперь могут быть лучше объяснены, по крайней мере, для кратеров, которые показывают тесную своевременную связь образования кратеров, затопления водой и отложений.

[Фото: eurekalert.org]

Источник: wwweurekalert.org
https://scientificrussia.ru/news/krater … h-kraterah

Экстремальные пульсары могут испускать намного больше излучения, чем предполагалось

Согласно новому обзору пульсара в Крабовидной туманности на расстоянии около 6500 световых лет, события, известные как «гигантские радиоимпульсы», сопровождается увеличением рентгеновского излучения.

Это означает, что пульсары намного более энергичны, чем предполагалось; это также имеет значение для понимания загадочных быстрых радиовсплесков (FRB), которые вспыхивают за миллионы световых лет в межгалактическом пространстве.

Радиопульсары — странные звездные объекты. Это тип компактного объекта, известного как нейтронная звезда — плотное коллапсировавшее ядро массивной звезды, которая превратилась в сверхновую.

Многие нейтронные звезды ничем не примечательны, но пульсары… ну, они пульсируют. Они быстро вращаются, испуская струи радиоизлучения со своих полюсов; звезды пульсируют, как стремительный космический маяк, в масштабе времени всего в миллисекунды.

Не все пульсары ведут себя одинаково. Некоторые из них испускают гигантские радиоимпульсы — чрезвычайно короткие, миллисекундные импульсы радиоизлучения, которые намного сильнее обычных излучений мертвой звезды.

Пульсар в центре живописной Крабовидной туманности — это звезда, которая стала сверхновой чуть менее 1000 лет назад. Это один из самых молодых известных нам пульсаров с периодом вращения 30 раз в секунду.

Он также мощный гигантский генератор импульсов и единственный известный нам объект, где эти гигантские импульсы сопровождаются увеличением излучения за пределами радиоволн.

Поэтому международная группа астрономов во главе с Теруаки Эното из кластера новаторских исследований RIKEN в Японии отправилась на поиски волн других длин. Со всего мира они координировали одновременные наблюдения пульсара с помощью радио- и рентгеновских телескопов, чтобы увидеть, смогут ли они обнаружить увеличение рентгеновского излучения в радиоимпульсах.

Спустя три года ученые обнаружили сигнал, достаточно сильный и ясный, чтобы подтвердить, что пульсар в Крабовидной туманности действительно испускал около 4 процентов дополнительного рентгеновского излучения своими гигантскими радиоимпульсами, что позволяет предположить, что астрономы сильно недооценили силу этого явления.

То, что наблюдала команда, согласуется с магнитным пересоединением — высвобождением энергии, которое возникает, когда силовые линии магнитного поля вокруг звезды ломаются и повторно соединяются. Это то, что происходит на Солнце постоянно; результат — солнечная вспышка.

Гигантские радиоимпульсы также были предложены в качестве низкоэнергетической версии загадочных радиосигналов из других галактик, известных как быстрые радиовсплески. Подобно гигантским радиоимпульсам, быстрые радиовсплески (в основном) случайны и длятся всего миллисекунды — но они исходят гораздо дальше и намного мощнее.

Исследование команды опубликовано в журнале Science.

Источники: Фото: (NASA/ESA; J. Hester/ASU and M. Weisskopf/NASA/MSFC)
https://rwspace.ru/news/ekstremalnye-pu … galos.html

Земля почти лишилась кислорода 2,3 миллиарда лет назад

Согласно новому исследованию, переход Земли к постоянной насыщенной кислородом атмосферой был остановленным процессом, который занял на 100 миллионов лет больше, чем считалось ранее.

Когда Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад, в атмосфере почти не было кислорода. Но 2,43 миллиарда лет назад кое-что произошло: уровень кислорода начал расти, а затем падать, что сопровождалось масштабными изменениями климата, включая несколько оледенений.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature 29 марта, продлевает Великое событие окисления, на 100 миллионов лет. Оно также может подтвердить связь между оксигенацией и резкими колебаниями климата.

«Мы только сейчас начинаем понимать сложность этого события», — сказал соавтор исследования Андрей Беккер, геолог из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Возникновение кислорода.
Кислород, возникший во время Великого события окисления, был произведен морскими цианобактериями, типом бактерий, которые производят энергию посредством фотосинтеза. Основным побочным продуктом фотосинтеза является кислород, и ранние цианобактерии в конечном итоге произвели достаточно кислорода, чтобы навсегда изменить облик планеты.

Подпись этого изменения видна в морских осадочных породах. В бескислородной атмосфере эти породы содержат определенные виды изотопов серы. (Изотопы — это элементы с различным числом нейтронов в ядрах.) Когда возникают кислородные пики, изотопы серы исчезают, потому что химические реакции, которые их создают, не происходят в присутствии кислорода.

Ученые обнаружили, что после третьего оледенения атмосфера сначала была бескислородной, затем уровень кислорода поднимался и снова падал. Уровень кислорода снова поднялся 2,32 миллиарда лет назад — точка, в которой ученые ранее считали, что повышение было постоянным. Но в более молодых породах Беккер и его коллеги снова обнаружили падение уровня кислорода. Это падение совпало с окончательным оледенением, которое ранее не было связано с атмосферными изменениями.

«Атмосферный кислород в то время был очень нестабильным, поднимался до относительно высоких уровней и упал до очень низких уровней», — сказал Беккер.

Цианобактерии против вулканов.
Исследователи все еще выясняют, что вызвало все эти колебания, но у них есть некоторые идеи. Одним из ключевых факторов является метан, парниковый газ, который более эффективно удерживает тепло, чем углекислый газ.

Сегодня метан играет небольшую роль в глобальном потеплении по сравнению с углекислым газом, потому что метан вступает в реакцию с кислородом и исчезает из атмосферы в течение примерно десяти лет, тогда как углекислый газ остается в течение сотен лет. Но когда в атмосфере почти не было кислорода, метан существовал намного дольше и выступал в качестве более важного парникового газа.

Таким образом, последовательность оксигенации и изменения климата, возможно, выглядела примерно так: цианобактерии начали вырабатывать кислород, который реагировал с метаном в атмосфере в то время, оставляя после себя только углекислый газ.

Этого углекислого газа было недостаточно, чтобы компенсировать согревающий эффект потерянного метана, поэтому планета начала охлаждаться. Ледники расширились, и поверхность планеты стала ледяной и холодной.

Однако спасением планеты от постоянного замораживания стали подледниковые вулканы. Вулканическая активность в конечном итоге повысила уровень углекислого газа до уровня, достаточного для того, чтобы снова нагреть планету. И хотя производство кислорода в покрытых льдом океанах замедлилось из-за того, что цианобактерии получали меньше солнечного света, метан из вулканов и микроорганизмов снова начал накапливаться в атмосфере, еще больше нагревая землю.

Источники: Фото: (Jim Sugar/Getty Images)
https://rwspace.ru/news/zemlya-pochti-l … nazad.html

Ровер «Curiosity» раскрыл интригующие подробности климата древнего Марса

Оказалось, что Красная планета не сразу превратилась в безжизненную пустыню. Ее поверхность несколько раз пересыхала, но затем вода возвращалась снова.

В то время как марсоход «Perseverance» с дроном «Ingenuity» только готовятся к старту своих миссий на Красной планете, их предшественник «Curiosity» продолжает исследовать основание горы Шарп высотой несколько километров в центре кратера Гейла.

«Используя данные инструмента ChemCam, мы проанализировали крутой рельеф горы Шарп и выяснили, что климат в этом регионе сменялся засушливыми и влажными периодами, прежде чем поверхность Марса полностью лишилась воды около 3 миллиардов лет назад», – рассказывает Уильям Рапен из Университета Тулузы (Франция), ведущий автор исследования, представленного в журнале Geology.

Художественное изображение Марса 4 миллиарда лет назад. Credit: ESO

Орбитальные космические аппараты, изучающие Марс, уже неоднократно предоставляли информацию о минеральном составе склонов горы Шарп, однако только сейчас подробные наблюдения осадочных слоев с поверхности планеты позволили раскрыть условия, в которых они образовались.

«При продвижении вверх по наблюдаемым склонам, высотой несколько сотен метров, типы слоев радикально меняются. Протяженные толстые косослоистые структуры, которые лежат над отложенными озерами глинами, сформировавшими подножие горы Шарп, являются признаком миграции созданных ветром дюн во время длительного засушливого периода. Над ними видны чередующиеся тонкие хрупкие и устойчивые слои, характерные для речных пойменных отложений и говорящие о временном возвращении влажного периода», – отмечают авторы исследования.

Вид на холмы на склонах горы Шарп с различными типами слоев, указывающими на чередование периодов сухого и влажного климата. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Таким образом, климат Марса, вероятно, претерпел несколько крупномасштабных колебаний между засушливыми условиями и средой с реками и озерами, пока на нем окончательно не установился наблюдаемая сегодня безжизненная пустыня.

В рамках расширенной миссии марсоход «Curiosity» планирует взобраться на подножие горы Шарп и пробурить различные пласты. Это позволит проверить предположение планетологов и, возможно, более подробно охарактеризовать эволюцию древнего марсианского климата, раскрыв причины его колебаний.
https://in-space.ru/rover-curiosity-ras … ego-marsa/

11 апреля с Землей сблизится 30-метровый астероид

Астероид 2021 GT3, относящийся к группе Аполлона, открыт 6 апреля 2021 года.

Согласно данным Центра по изучению космических объектов в ближнем космосе NASA, 11 апреля 2021 года вблизи нашей планеты со скоростью 24 километра в секунду промчится астероид 2021 GT3, размер которого может достигать 33 метров.

В момент максимального сближения, которое состоится в 0:33 по московскому времени, расстояние от Земли до 2021 GT3 составит примерно 256 тысяч километров, что меньше среднего расстояния до Луны (384 тысячи километров).

Орбита Земли обозначена синим, астероида 2021 GT3 белым, пунктиром – орбиты Меркурия, Венеры и Марса. Credit: Ин-Спейс

Астероид 2021 GT3, обнаруженный 6 апреля 2021 года, относится к группе Аполлона. Один оборот вокруг Солнца он совершает за 650 земных дней или 1,78 земных года, максимально удаляясь от него на 378 миллионов километров и приближаясь на 61 миллион километров.

На данный момент астрономам не удалось точно определить размер объекта, однако исходя из расчетов он составляет от 15 до 33 метров. Стоит отметить, что, согласно высокоточным орбитальным вычислениям, выполняемым в Лаборатории реактивного движения NASA, угрозы столкновения астероида 2021 GT3 с Землей нет.
https://in-space.ru/11-aprelya-s-zemlej … -asteroid/

О влиянии энергии нейтронов, рождаемых ядерным взрывом, на траекторию астероида

В новой работе коллаборация ученых из США изучила влияние энергии нейтронов, образующихся при взрыве ядерного заряда, на траекторию астероида, отклоняемого от Земли.

Ученые сравнили результирующее отклонение астероида при использовании нейтронов, формируемых двумя различными источниками, отражающими особенности нейтронов, образующихся соответственно при ядерном и термоядерном взрывах. Цель исследования состояла в выяснении влияния энергии нейтронов, высвобождаемых в результате ядерного взрыва, на траекторию отклоняемого астероида – что позволит выбрать нейтроны с оптимальной энергией и повысить эффективность будущих миссий данного типа.

Согласно главному автору Лансингу Хорану (Lansing Horan) из Технологического института ВВС США, команда изучала именно нейтронное излучение, поскольку оно обладает более высокой проникающей способностью, по сравнению с рентгеновским излучением.

«Это означает, что нейтроны могут нагреть участки поверхности астероида большей площади, а потому являются более эффективными для отклонения астероида, чем рентгеновское излучение», - сказал он.

Нейтроны различных энергий могут взаимодействовать с одним и тем же материалом при помощи различных механизмов. Изменяя распределение и интенсивность этого энергетического воздействия, можно оказывать влияние на результирующее отклонение астероида.

Проведенное исследование показало, что профили энергетического воздействия – которые показывают расположение областей поверхности астероида, где энергетическое воздействие на него неодинаково – могут отличаться друг от друга при использовании нейтронов двух различных энергий, сравниваемых в данной работе. Когда энергетическое воздействие распределяется неравномерно, это говорит о формировании локальных участков испарения или фрагментирования материала астероида, которые обусловливают результирующее изменение траектории космического камня.

В своей работе Хоран и его группа использовали компьютерное моделирование ядерного взрыва на поверхности астероида при помощи программы Monte Carlo N-Particle (MCNP) radiation-transport code и гидродинамического кода 2D and 3D Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE3D). Для расчетов была использована модель 300-метрового шарообразного астероида из диоксида кремния (SiO2), представленного как сотни концентрических сферических слоев, состоящих из сотен тысяч конических элементов – которые являются элементарными ячейками для отображения энергетического воздействия на космический камень со стороны нейтронного излучения, связанного с ядерным зарядом.

Исследование опубликовано в журнале Acta Astronautica.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0411111919

Новые данные по молекулам, связанным с жизнью на других планетах

Поиски жизни на других планетах получили новый импульс к развитию, после того как ученые в новой работе выявили спектральные признаки для почти 1000 молекул атмосферных газов, которые могут участвовать в производстве или потреблении фосфина, указывается в недавно опубликованной статье.

Ученые уже давно предполагали, что фосфин – химическое соединение, состоящее из одного атома фосфора, окруженного тремя водородными атомами (PH3) – может являться признаком жизни в атмосферах каменистых планет, похожих на Землю, где он образуется в результате биологической активности бактерий.

Поэтому, когда в прошлом году одна научная группа заявила об обнаружении фосфина в атмосфере Венеры, это могло стать первым обнаруженным признаком наличия жизни на другой планете – хотя бы в форме примитивных, одноклеточных микроорганизмов.

Но не всех исследователей убедили те данные по наличию фосфина в венерианской атмосфере. Некоторые ученые высказали сомнение в том, что фосфин в атмосфере Венеры был сформирован в результате биологической активности, другие ученые поставили под сомнение сам факт обнаружения фосфина.

Теперь в новой работе команда во главе с Хуаном К. Запата-Трухильо (Juan C. Zapata Trujillo) из Сиднейского университета, Австралия, сделала большой вклад в развитие поисков жизни на других планетах, продемонстрировав, как первичное обнаружение потенциальной биосигнатуры (молекулы, указывающей на наличие жизни) может быть подтверждено и дополнено последующими поисками генетически связанных с нею молекул.

В своей работе ученые описывают использование вычислительных, квантовохимических алгоритмов с целью создания картотеки инфракрасных спектральных «отпечатков пальцев» для 958 молекул, содержащих фосфор.

Спектральные признаки новых молекул обычно ищутся для каждой молекулы индивидуально, и этот процесс может занимать несколько лет. Однако команда использовала в своей работе «высокоэффективную вычислительную квантовую химию», чтобы спрогнозировать спектры 958 молекул в течение всего лишь пары недель.

«Хотя этому новому набору данных не хватает точности для выполнения на его основе новых обнаружений, тем не менее, он может помочь избежать ложной идентификации, поскольку выявляет возможность того, что несколько разных молекул могут характеризоваться похожими друг на друга наборами спектральных линий – например, при наблюдениях в низком разрешении при помощи некоторых телескопов вода и спирт могут быть практически неотличимы друг от друга», - рассказала соавтор работы доктор Лаура Маккемиш (Laura McKemmish) из Школы химии Сиднейского университета.

Полученные данные помогут при идентификации новых молекул при помощи мощных космических обсерваторий нового поколения, таких как обсерватория James Webb («Джеймс Уэбб») НАСА, которую планируется запустить в космос уже в этом году, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0411103840

Ученые обнаружили еще одно необычное свойство пульсаров

Согласно новому обзору пульсара в Крабовидной туманности на расстоянии около 6500 световых лет от нас, астрономы зафиксировали редкое событие, известное как «гигантские радиоимпульсы», сопровождается увеличением рентгеновского излучения.

Василий Макаров

Радиопульсары — странные создания. Это разновидность объекта, известного как нейтронная звезда: плотного сколлапсировавшего ядра массивной звезды, которая превратилась в сверхновую.

Многие нейтронные звезды ничем не примечательны, но пульсары... Что ж, они в самом деле пульсируют. Эти объекты вращаются с огромной скоростью, испуская струи радиоизлучения со своих полюсов; когда эти струи ориентируются, чтобы пролететь мимо Земли, создается эффект пульсации, словно в небе светит космический маяк, мерцающий со скоростью в считанные миллисекунды.

Не все пульсары ведут себя одинаково. Некоторые из них испускают те самые гигантские радиоимпульсы — чрезвычайно короткие, миллисекундные импульсы радиоизлучения, которые намного сильнее обычных излучений мертвой звезды.

Крабовидный пульсар в центре живописной Крабовидной туманности — это звезда, которая стала сверхновой чуть менее 1000 лет назад. Это один из самых молодых известных нам пульсаров с периодом вращения 30 раз в секунду.

Это также мощный генератор гигантских импульсов, и это единственный известный нам объект, для которого эти гигантские импульсы сопровождаются увеличением излучения за пределами радиоволнового спектра. В случае Крабовидного пульсара увеличивается даже оптический спектр света.

Поэтому международная группа астрономов во главе с Теруаки Эното из кластера новаторских исследований RIKEN в Японии отправилась на поиски волн других длин. Со всего мира они координировали одновременные наблюдения пульсара с помощью радио- и рентгеновских телескопов, чтобы увидеть, смогут ли они обнаружить увеличение рентгеновского излучения в гигантских радиоимпульсах.

Спустя три года ученые наконец-то обнаружили сигнал, достаточно сильный и ясный, чтобы подтвердить, что пульсар в Крабовидной форме действительно испускал около 4% дополнительного рентгеновского излучения. Это позволяет предположить, что мы сильно недооценили силу этого явления.

«Наши измерения, — сказал Эното, — показывают, что эти гигантские импульсы в сотни раз более энергичны, чем считалось ранее».

На самом деле мы не знаем, что вызывает гигантские радиоимпульсы, поэтому это очень интересная информация. По словам исследователей, это 4-процентное увеличение соответствует увеличению оптического излучения, а значит излучение с более высокой энергией имеет такое же спектральное распределение этой самой энергии, что и обычные импульсы. Уже одно данное обстоятельство помогает сузить круг поисков.

Эффект, который наблюдала команда, согласуется с магнитным пересоединением — высвобождением энергии, которое возникает, когда силовые линии магнитного поля вокруг звезды ломаются и соединяются снова. Это то, что Солнце делает все время; в результате возникают солнечные вспышки.

Гигантские радиоимпульсы также были предложены в качестве низкоэнергетической версии загадочных радиосигналов из других галактик, известных как быстрые радиовсплески (FRB). Как и гигантские радиоимпульсы, быстрые радиовсплески (в основном) случайны и длятся всего миллисекунды, но при том намного мощнее.

В прошлом году астрономы впервые обнаружили FRB, исходящий из нашей собственной галактики и излучаемый магнитаром — это тип нейтронной звезды с действительно очень сильным магнитным полем. Между пульсарами и магнитарами на удивление мало пересечений, хотя некоторые астрономы полагают, что магнитары могли развиться из пульсаров.

Возможно, существует более одного механизма, производящего FRB, поэтому загадка все еще далека от разгадки. Однако новое исследование добавляет к ней еще один возможный ключ. Некоторые FRB повторяются; если бы они производились с помощью механизма, аналогичного системе гигантских радиоимпульсов, звезды тускнели бы слишком быстро. А это означает, что, по крайней мере, за некоторыми быстрыми радиовсплесками стоит какой-то другой механизм, но мы не можем полностью исключить гигантские радиовсплески пульсаров для других.
https://www.popmech.ru/science/688583-u … -pulsarov/

Куда исчез Тунгусский метеорит

Существует весьма любопытная гипотеза о том, почему вот уже больше столетия никто не может найти кратер таинственного гостя из космоса.

Василий Макаров

Ранним утром 30 июня 1908 года некий объект с чудовищным грохотом приземлился в Сибири. В результате 2150 квадратных километров леса (это примерно 80 миллионов деревьев) превратились в груды обгорелых щепок и обломков. Свидетельства очевидцев описывают сияющий шар, из-за которого в домах разбивались окна и осыпалась штукатурка. Позже исследователи охарактеризовали это событие как взрыв метеора, мощность которого составила 30 мегатонн, на высоте от 10 до 15 километров.

Хотя сам кратер так и не был обнаружен, поиски фрагментов руды метеоритного происхождения продолжаются до сих пор. Но большой астероид, состоящий преимущественно из железа и входящий в атмосферу Земли под небольшим углом и затем снова скрывшийся в космосе, как раз мог произвести подобный разрушительный эффект не оставив никаких следов.

«Мы изучили условия прохождения астероидов диаметром 200, 100 и 50 метров, состоящих из трех типов материалов — железа, камня и водяного льда, через атмосферу Земли с минимальной высотой траектории в диапазоне от 10 до 15 километров, — говорят авторы этой теории и в частности астроном Даниил Хренников из Сибирского федерального университета. — Полученные результаты подтвердили нашу идею, объясняющую одну из давних проблем астрономии – Тунгусского явления, которое до сих пор не получило разумных и всесторонних интерпретаций. Мы утверждаем, что инцидент в Тунгуске был вызван железным астероидным телом, которое прошло через атмосферу Земли и вернулось к околосолнечной орбите».

Ледяное тело — гипотезу, предложенную российскими исследователями в 1970-х годах, было довольно просто исключить. Тепло, генерируемое трением об атмосферу на такой скорости, полностью расплавило бы ледяное тело еще на подлете. Каменный метеор также с высокой долей вероятности рассыплется на куски из-за повышения давления, когда воздух проникает внутрь летящего тела через микротрещины. Лишь железные метеоры достаточно устойчивы, чтобы сохранить свою целостность.

То есть наиболее вероятный виновник — железный метеорит от 100 до 200 метров в поперечнике, который пролетел 3000 километров сквозь атмосферу. При таких характеристиках его скорость должна была составлять 7 м/с, а высота полета — 11 километров.

Эта модель объясняет сразу несколько характеристик Тунгусского явления. Отсутствие ударного кратера обусловлено тем, что метеор попросту не упал на Землю. Отсутствие железного мусора также объясняется высокой скоростью, поскольку объект будет двигаться слишком быстро и будет слишком горячим, чтобы терять вещество. Исследователи заявили, что любая потеря массы может быть вызвана сублимацией отдельных атомов железа, которые будут выглядеть точно так же, как и обычные земные оксиды – так что выделить их из почвы нельзя.
https://www.popmech.ru/science/577744-k … m=main_big

Сверхновая звезда SN 2021hiz в спиральной галактике IC 3322A уже достигла блеска +13,6 зв. вел.

Вспышка была обнаружена 30 марта 2021 года в 11:36 мск. вр. на Паломарской обсерватории в рамках проекта Zwicky Transient Facility с помощью 1,2-м камеры Шмидта имени Самуэля Ошина как объект +17,7 зв. вел. 31 марта 2021 года с помощью спектрографа Goodman, установленного на 4,1-метровом телескопе Southern Astrophysical Research Telescope в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо был получен ее спектр (aalert.in/AOcSg). Он согласуется со спектром очень молодой сверхновой типа Ia.

С учетом расстояния до галактики в 46 млн световых лет, максимально возможный ее блеск составит порядка +12,5 зв. вел. (если на луче зрения нет пыли). Координаты вспышки: R.A. = 12h25m41.675s, Decl. = +07°13’42.26″ (J2000). Блеск галактики +12,9 зв. вел., угловые размеры 3,4′ x 0,4′. Поисковые карты прилагаются.

Вспышки типа Ia происходят в двойных системах, когда происходит гравитационный коллапс белого карлика после превышения предела Чандрасекара из-за «воровства» материи с близкой звезды-компаньона. Эта категория сверхновых используется в качестве «стандартных свечей», так как в максимуме своего блеска они всегда имеют одну и ту же светимость, что в свою очередь позволяет определять расстояния до галактики-прародительницы.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/10/сверхновая-звезда-sn-2021hiz-в-спиральной-гал/

Несколько забавных фактов о Новой Кассиопеи 2021 (V1405 Cas)

Новая Кассиопеи 2021 (V1405 Cas), снятая 25 марта 2021 года. Автор снимка: Михаэль Егер; Параметры: 350 mm f/4,2 + QHY600, Halpha RGB 15/6/6/6min

Несколько забавных фактов о Новой Кассиопеи 2021 (V1405 Cas), в которые трудно поверить, но это действительно так:

1) Звезда CzeV3217 (скорее всего является прародителем вспышки) была добавлена в Международный каталог переменных звезд AAVSO VSX 9 марта 2021 года, за 9 суток до обнаружения вспышки Новой звезды! Поскольку каталог AAVSO VSX теперь загружается на сервер Vizier (электронная база данных астрономических объектов) два раза в месяц, а не каждую неделю, как раньше, в момент открытия Новой 19 марта 2021 года она еще не числилась в Vizier как переменная звезда, и запрос по координатам ее не выдавал;

2) Мало кому известно, что CzeV3217 не является затменно-переменной типа W UMa, а период 0,376938 суток, ошибочен! Доказательство: кривая блеска CzeV3217 за 6 лет с 2015 по 2021 год по данным проекта ATLAS (здесь). Видно, что звезда показывает хаотичную переменность: уровень максимума блеска не сохраняется, как должно быть у затменно-переменных типа W UMa, а меняется от месяца к месяцу. Более того, поиск периода по данным того же ATLAS не выдает пика на указанном периоде, а если свернуть с ним кривую блеска, получится совершенно хаотический график;

3) Космическая обсерватория Gaia 31 марта 2021 года наконец-то пронаблюдала Новую Кассиопеи 2021 года во вспышке и зарегистрировала ее как транзиент. Объект был добавлен на Transient Name Server как AT 2021hkn и в список транзиентов Gaia как Gaia21bpe. По ссылке можно посмотреть ее архивную кривую в данных Gaia и убедиться, что она раньше не была затменно-переменной типа W UMa.

Новая звезда была обнаружена 18 марта 2021 года в 13:09 мск. вр. любителем астрономии из Японии Юджи Накамурой при блеске +9,6 зв. вел. Прародителем вспышки скорее всего является звезда CzeV3217 с блеском около +15-й зв. вел. Она находится от нас на расстоянии около 5500 световых лет.

Координаты новой звезды: R.A. 23h24m47.60s, Decl. +61°11’14.0″ (J2000.0). Звезда находится в довольно живописной области неба, вблизи рассеянного звездного скопления М52 и эмиссионной туманности NGC 7635 «Пузырь». Текущий блеск новой около +8,0 зв. вел. cогласно оценкам, опубликованным на сайте Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд .
https://aboutspacejornal.net/2021/04/10/несколько-забавных-фактов-о-новой-кас/

Рассеянное скопление звезд NGC 1348 раскрывает астрономам свои секреты

Анализируя данные, собранные при помощи различных астрономических обзоров неба, исследователи провели исчерпывающее фотометрическое и кинематическое исследование рассеянного скопления звезд, известного как NGC 1348. Это новое исследование раскрывает важную информацию о параметрах изученного скопления.

Рассеянные скопления, сформированные из одного и того же гигантского молекулярного облака, представляют собой группы звезд, расположенных в пространстве достаточно свободно, но в то же время гравитационно связанных между собой. К настоящему времени в составе Млечного пути было обнаружено свыше 1000 таких структур, и ученые до их пор не прекращают поиски галактических рассеянных скоплений звезд. Расширение списка известных скоплений этого типа и подробное их изучение поможет глубже понять формирование и эволюцию Галактики.

Расположенное на расстоянии около 6000 световых лет от нас, скопление звезд NGC 1348 представляет собой галактическое рассеянное скопление, возраст которого составляет не менее 50 миллионов лет. Хотя скопление звезд NGC 1348 было открыто в 1790 г., оно до сих пор оставалось недостаточно хорошо изученным, поскольку его подробные наблюдения проводились лишь несколько раз.

Команда астрономов под руководством Девендры Бишта (Devendra Bisht) из Китайского университета науки и технологии подробно изучила скопление звезд NGC 1348, чтобы получить более ясное представление о его свойствах. С этой целью команда проанализировала данные, собранные при помощи спутников Gaia («Гея») ЕКА и WISE НАСА, а также телескопа Pan-STARRS1. Исследование было дополнено данными, собранными при помощи обзоров неба UKIRT InfraRed Deep Sky Surveys (UKIDSS) и AAVSO Photometric All-Sky Survey (APASS).

Команда идентифицировала 438 звезд, являющихся членами скопления NGC 1348 с вероятностью свыше 50 процентов, яркость которых составляла не ниже 20-й величины. Выбранный набор звезд был использован для определения фундаментальных параметров скопления.

Радиус скопления звезд NGC 1348 по результатам расчетов команды Бишта составил примерно 18,48 светового года, или 7,5 угловой минуты, в то время как приливный радиус достигал около 30 световых лет. Средняя величина собственного движения звезд скопления составила соответственно около 1,27 и -0,73 угловой миллисекунды в год для движения в направлениях склонения и прямого восхождения.

Согласно авторам работы, скопление звезд NGC 1348 расположено на расстоянии около 8500 световых лет от нас, то есть значительно дальше, чем считалось ранее. Возраст скопления, оценка которого была произведена на основе сравнения диаграммы цвет-звездная величина с теоретическими изохронами, составил около 160 миллионов лет, отмечают авторы.

Исследование опубликовано на сервере препринтов arxiv.org.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0413125559

Все черные дыры любят поесть, но каждая делает это по-своему

В жизненных циклах всех сверхмассивных черных дыр (СМЧД), расположенных в центрах галактик, вероятно, имеются периоды, когда эти черные дыры поглощают материю из их непосредственных окрестностей. Но на этом сходства заканчиваются. К такому выводу пришли британские и нидерландские астрономы, наблюдая при помощи сверхчувствительного радиотелескопа один хорошо изученный участок неба.

Астрономы изучают активные галактики, начиная с 1950-х гг. В центрах активных галактик имеются СМЧД, поглощающие материю. Во время таких активных фаз эти объекты часто излучают экстремально мощное радио-, инфракрасное (ИК), ультрафиолетовое (УФ) и рентгеновское излучение.

В новом исследовании астрономы обратили свое внимание на все активные галактики, расположенные в границах хорошо изученного участка неба под названием GOODS-North, лежащего в направлении созвездия Большой Медведицы. До настоящего времени эта область космического пространства изучалась в основном при помощи космических телескопов, работающих в оптическом, ИК и УФ свете. К этим данным в новой работе исследователи добавили данные наблюдений, проведенных при помощи сети чувствительных радиотелескопов, включая британскую обсерваторию e-MERLIN national facility и сеть European VLBI Network (EVN).

Благодаря проведенному систематическому исследованию, астрономы выяснили три основных момента. Во-первых, оказалось, что ядра галактик различных типов демонстрируют различную активность. Некоторые черные дыры являются экстремально «прожорливыми», поглощая максимальное количество материала; другие СМЧД «жуют» свою пищу медленнее, в то время как некоторые черные дыры и вовсе «голодают».

Во-вторых, иногда фаза аккреции совпадает с фазой формирования новых звезд, а иногда – нет. Если в галактике продолжается звездообразование, активность в ядре труднее обнаружить.

В-третьих, в результате аккреционных процессов, протекающих в ядре, могут испускаться или не испускаться радиоджеты – вне зависимости от скорости, с которой черная дыра поглощает свою «пищу».

Согласно главному автору исследования Джеку Рэдклиффу (Jack Radcliffe) из Преторийского университета, ЮАР, проведенные наблюдения также показывают, что радиотелескопы оптимальны для изучения «привычек питания» черных дыр далекой части Вселенной. «Это – хорошие новости, поскольку завершение строительства радиотелескопов SKA уже не за горами, и они позволят нам глубже всматриваться во Вселенную и получать новую информацию об особенностях ее устройства».

Две публикации по результатам этого исследования увидели свет в журнале Astronomy & Astrophysics.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0413141002

Богатая углеродом и паром атмосфера горячего юпитера подтвердила механизм планетарной миграции

ESA, NASA

Горячие юпитеры действительно образуются из газовых гигантов, которые мигрируют на близкие к своим звездам орбиты — к такому выводу пришли астрономы, обнаружив богатую углеродсодержащими соединениями и водяным паром атмосферу у экзопланеты Осирис. Статья опубликована в журнале Nature.

Горячие юпитеры представляют собой газовые гиганты, которые находятся очень близко к своим звездам. Подобные экзопланеты очень удобно открывать как при помощи транзитного метода, так и метода радиальных скоростей, а их атмосферы представляют для ученых природные лаборатории с точки зрения исследования химических и физических процессов, идущих в газовых оболочках экзопланет в условиях экстремального облучения со стороны звезды. Кроме того, существует две версии происхождения подобных экзопланет (формирование там, где они находятся сейчас или же формирование планеты далеко от звезды с последующей миграцией к ней) и чтобы понять, какая из них более достоверная, ученым необходимы большие объемы данных наблюдений.

Группа астрономов во главе с Паоло Джакоббе (Paolo Giacobbe) из Итальянского национального института астрофизики опубликовала результаты анализа наблюдений в период с 2018 по 2019 год за горячим юпитером HD 209458b (или Осирис) в ближнем инфракрасном диапазоне при помощи спектрографа GIANO-B, установленного на 3,6-метровом наземном телескопе TNG (Telescopio Nazionale Galileo). Сама экзопланета обладает массой 0,69 масс Юпитера и находится на расстоянии всего 7 миллионов километров от своей солнцеподобной звезды, которая расположена в 153 световых годах от нас.

Ученые смогли пронаблюдать четыре прохождения планеты по диску своей звезды, в ходе которых телескоп регистрировал свет звезды, прошедший сквозь атмосферу планеты и несущий информацию о ее составе. В результате были найдены молекулы воды, окиси углерода, цианистого водорода, метана, аммиака и ацетилена со статистической значимостью от 5,3 до 9,9 сигма. Проведенные моделирования показали, что обилие углерода в атмосфере Осириса с отношением углерода к кислороду, близким или большим 1, можно объяснить тем, что экзопланета образовалась в области за границей конденсации водяного пара, между границей конденсации CO2 (около 5-8 астрономических единиц от звезды) и CO (около 30-40 астрономических единиц от звезды), а затем мигрировала к своей звезде, не аккрецируя на себя богатое кислородом вещество из окружающей среды.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые заподозрили горячий сатурн WASP-39b в миграции к своей звезде, исследовав его атмосферу, и нашли необычного долгопериодического газового гиганта у другой звезды.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/12/plane … on-confirm

Юпитер использовали как детектор темной материи

Rebecca Leane and Tim Linden / arxiv.org, 2021

Физики впервые проанализировали гамма-излучение Юпитера в поисках следов аннигиляции темной материи. По мнению ученых, газовые гиганты в ходе движения сквозь галактическое гало могут захватывать и накапливать частицы темной материи за счет своей большой массы и малой температуры. В ходе анализа исследователи изучали данные, накопленные за 12 лет работы космического гамма-телескопа «Ферми», но не нашли в них убедительных доказательств избытка гамма-квантов, источником которых могла бы быть темная материя. Однако, на нижней границе диапазона чувствительности телескопа физики смогли зарегистрировать пик интенсивности гамма-излучения Юпитера, который требует дополнительного анализа с помощью телескопов нового поколения. Препринт статьи доступен на сайте arxiv.org.

Физики уже очень давно заняты поиском избыточной материи неизвестного происхождения, о которой мы косвенно знаем по целому ряду наблюдаемых явлений. Так, существование такой формы материи, которая напрямую не участвует в электромагнитном взаимодействии, но при этом составляет 85 процентов массы материи во Вселенной, позволило бы объяснить аномально высокую скорость вращения внешних областей галактик, эффекты гравитационного линзирования и даже особенности в неоднородностях реликтового излучения. Именно эта гипотетическая форма материи и получила название темной, но обнаружить ее напрямую пока не удалось, несмотря на обилие экспериментов по ее регистрации.

Обнаружить темную материю пытаются на самых разных масштабах изучаемых объектов с большим разнообразием механизмов ее взаимодействия с обычной материей. Так, следы темных бозонов промежуточной массы ищут в энергетических спектрах атомов, существование легчайших частиц темной материи ограничивают в экспериментах с атомными часами, а сверхтяжелые темные частицы предлагают детектировать с помощью большого количества самых настоящих маятников. Все эти эксперименты, однако, предполагают, что темная материя даст о себе знать, взаимодействуя с детектором на Земле. Но есть и иной подход: обнаружить и изучить темную материю можно, наблюдая за ее естественными скоплениями рядом с массивными объектами, к которым она бы притягивалась за счет гравитационного взаимодействия. В том числе и для этого физики регистрируют астрофизические нейтрино, которые могут родиться в компактных галактиках-спутниках в ходе аннигиляции темной материи.

Похожий подход к поиску темной материи выбрали Ребекка Лин (Rebecca Leane) из Стэнфордского университета и Тим Линден (Tim Linden) из Стокгольмского университета. Физики предположили, что объектом, притягивающим и накапливающим в больших объемах темную материю, может быть Юпитер, и что его можно использовать для прямого поиска следов существования этой формы вещества. В пользу такого выбора говорят три фактора: Юпитер одновременно тяжелый, холодный и расположен близко к Земле. Большая масса позволяет сильнее притягивать темную материю, относительно малая температура (к примеру, в сравнении с Солнцем) означает, что частицами темной материи не будет передаваться много кинетической энергии, а значит большие ее объемы будут удерживать вокруг Юпитера. Наконец, близость к Земле позволяет регистрировать больший поток гамма-квантов, которые, по устоявшемуся мнению физиков, могут появляться в ходе распада рожденных при аннигиляции темной материи долгоживущих частиц. Именно промежуточные частицы делают возможным такой подход к регистрации темной материи: последняя должна накапливаться в центре Юпитера, а эти частицы способны покинуть его плотные слои и распасться уже за его пределами, в то время как сами гамма-кванты не смогли бы выбраться из центра планеты.

Схематичное изображение аннигиляции темной материи в центре Юпитера с рождением промежуточных долгоживущих частицы и их распадом на гамма-кванты
Rebecca Leane and Tim Linden / arxiv.org, 2021

В ходе анализа ученые изучали данные, накопленные космическим гамма-телескопом «Ферми» за 12 лет наблюдений. Для определения вклада Юпитера в зарегистрированное телескопом гамма-излучения физики наблюдали за участком неба в окрестности 45 градусов от самой планеты, а в качестве фона брали усредненные данные за то время, когда газовый гигант находился за пределами этой области небосвода. По разности фона и наблюдений исследователи судили о том, сколько гамма-квантов определенной энергии прилетало в телескоп непосредственно от Юпитера. В результате для большей части энергетического диапазона ученым не удалось обнаружить существенного вклада Юпитера в спектр регистрируемого гамма-излучения.

Данные по гамма-илучению в энергетическом диапазоне от 1 до 3 гигаэлектронвольт в окрестности Юпитера. Слева сверху – с учетом Юпитера, справа сверху – фон, слева снизу – разность данных и фона, справа снизу – Юпитер в рамках разрешающей способности телескопа Fermi
Rebecca Leane and Tim Linden / arxiv.org, 2021

   

Данные по гамма-илучению в энергетическом диапазоне от 10 до 15 мегаэлектронвольт в окрестности Юпитера. Слева сверху – с учетом Юпитера, справа сверху – фон, слева снизу – разность данных и фона, справа снизу – Юпитер в рамках разрешающей способности телескопа Fermi
Rebecca Leane and Tim Linden / arxiv.org, 2021

Исключением оказались данные, полученные для гамма-квантов с энергией между 10 и 15 мегаэлектронвольт — нижним пределом возможностей детектора на телескопе «Ферми». В этом диапазоне энергий вклад Юпитера оказался существенным, особенно для энергий менее 11.2 мегаэлектронвольт: для этого диапазона можно со статистической точностью в 4,6σ сказать, что газовый гигант излучал избыточные гамма-кванты. Тем не менее, авторы относятся к полученным данным с настороженностью, ведь наблюдения на самом краю допустимых энергий телескопа «Ферми» обладают очень большой погрешностью. Ученые считают, что полученные данные необходимо проверить при запуске обсерваторий AMEGO и e-ASTROGAM, которые будут идеально подходить для регистрации гамма-квантов с энергией в несколько мегаэлектронвольт. Однако уже сейчас на основании полученных данных физикам удалось наложить ограничения на взаимодействие темной материи с обычным веществом, которые на порядки превосходят ранее полученные пороги.

Полученные ограничения на сечение рассеяния темной частицы в зависимости от массы
Rebecca Leane and Tim Linden / arxiv.org, 2021

Не удивительно, что исследователи хотят убедиться в достоверности полученных данных: недавно мы рассказывали о том, как эксперимент ANAIS не воспроизвел результаты другого эксперимента по поиску темной материи DAMA/LIBRA, который вот уже почти 20 лет сообщает о следах регистрации темных частиц. А подробнее про то, почему для физиков так важна темная материя, можно почитать в нашем материале «Невидимый цемент Вселенной».

Никита Козырев
https://nplus1.ru/news/2021/04/13/jupiter-dark-matter

Альнитак и туманность Пламя

Авторы и права: Обсерватория с удаленным доступом Алентежу
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: От чего светится туманность Пламя? Туманность расположена в созвездии Ориона и удалена от нас на 1500 световых лет. Светящаяся область, пересеченная темными пылевыми полосами, выглядит похожей на вздымающийся огонь. Однако горение – быстрое соединение с кислородом, не может служить причиной свечения туманности Пламя. Яркая звезда Альнитак – самая восточная в Поясе Ориона, которая видна у левого края картинки, своим мощным излучением отрывает электроны от атомов в огромном облаке водорода, образующего туманность Пламя. Свечение возникает, когда электроны и атомы ионизованного водорода рекомбинируют. Картинка, запечатлевшая туманность Пламя (NGC 2024), смонтирована из изображений, полученных в трех диапазонах видимого света, для лучшей проработки деталей к ним была добавлена длинная экспозиция в узкой полосе света, излучаемого только водородом. Туманность Пламя – часть комплекса молекулярных облаков в Орионе – области звездообразования, включающей знаменитую туманность Конская Голова.
http://www.astronet.ru/db/msg/1734091

Удалось получить фото астероида, пролетевшего «исключительно близко» к Земле

Астероид пролетел над Землей на расстоянии всего 26 876,04 км всего через четыре дня после открытия.

Астероид, известный как 2021 GW4, пролетел со скоростью 30 094,73 км/ч, мимо нашей планеты — в девять раз быстрее, чем пуля из винтовки.

2021 GW4 пролетел мимо нас всего на 7% расстояния между Землей и Луной. Кроме того, он был намного ближе к нам, чем некоторые искусственные геостационарные спутники, которые обычно вращаются на расстоянии около 35 405,57 км. Ближайший пролет астероида произошел в 9:01 по восточному времени.

Астроном Джанлука Маси, основатель проекта «Виртуальный телескоп», написал на своем веб-сайте, что астероид подошел «исключительно близко» к Земле.

Астрономы считают, что космический камень диаметром от 3,5 до 7,7 метра, что означает, что он относительно невелик.

Из-за своего размера астероид был не виден невооруженным глазом, когда проетал мимо, но астрономы смогли запечатлеть его в телескопы.

Фотография ниже была сделана сразу после 20:00. ET в воскресенье на Маси с использованием одной 180-секундной экспозиции на 17-дюймовом телескопе PlaneWave.

GW4 2021 года можно увидеть как одно белое пятно в центре фотографии, выделенное стрелкой. В то время он находился примерно в 299 337,98 км. Размытые линии вызваны светом звезд.

Маси написал, что подлет GW4 2021 года был безопасным. «Астероиды такого размера, которые подходят так близко, относительно редки, но до сих пор в этом году у нас было четыре объекта, которые находились на таком расстоянии от центра Земли: GW4 2021 является самым большим из этих четырех камней», — сказал он.

На данный момент Центр НАСА по изучению объектов, сближающихся с Землей, обнаружил более 25 000 астероидов. Считается, что около 1000 из них имеют размер более 1 км, но большинство из них меньше.
https://rwspace.ru/news/udalos-poluchit … zemle.html

Путешествие по рентгеновскому небу с телескопом «Спектр-РГ»

К началу апреля 2021 года российская орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» осмотрела уже 50% площади небесной сферы в ходе третьего обзора из восьми запланированных. На борту обсерватории работают два рентгеновских телескопа: российский ART-XC имени М.Н. Павлинского и телескоп eROSITA, созданный в Германии. Карта всего неба в рентгеновских лучах, построенная телескопом eROSITA, уже сейчас содержит миллионы источников рентгеновского излучения. За 15 месяцев практически непрерывной работы по сканированию неба детекторы телескопа зарегистрировали около миллиарда рентгеновских фотонов.

В честь Дня космонавтики и 60-летия первого полета человека в космос вместе с Институтом космических исследований РАН представляем панорамную карту всего неба с обзором 360 градусов и приглашаем в путешествие по рентгеновскому небу. С увеличением экспозиции растет чувствительность обзора, увеличивается число вновь открытых рентгеновских источников, появляется возможность строить их энергетические спектры и исследовать их переменность во времени.

По-прежнему внимание астрономов привлекает уникальная карта неба в рентгеновских лучах, опубликованная после первого обзора всего неба в июне 2020 года. Сегодня мы демонстрируем эту карту в проекции «от наблюдателя» на сайте орбитальной обсерватории «Спектр-РГ».

На карте можно наблюдать громадное количество квазаров, ядер активных галактик, рентгеновских пульсаров, звезд нашей Галактики с коронами в тысячи раз более яркими, чем у нашего Солнца, а также протяженные объекты: скопления галактик, заполненные невидимым темным веществом и горячим (десятки миллионов градусов) межгалактическим газом, остатками вспышек сверхновых и горячей (сотни тысяч и даже миллионы градусов) межзвездной плазмой и плазмой в гало нашей Галактики.

Хорошее угловое разрешение (~30 угловых секунд) и высочайшая чувствительность телескопа позволили нанести на карту более миллиона компактных источников и десятки тысяч протяженных. Лишь самые яркие из них видны на карте как точки. Увидеть остальные объекты не позволяет разрешение карты, они сливаются, добавляя к яркости диффузного излучения Галактики и к излучению неразрешённой части внегалактического рентгеновского фона. Но и тех источников, что мы видим, немало — десятки тысяч. Можно легко увеличивать интересующие зрителя участки изображения. Интересно путешествовать вдоль плоскости Галактики, наблюдая зону сильного поглощения рентгеновских лучей холодным атомарным и молекулярным газом, концентрирующимся к этой плоскости.

Эта зона окружена многочисленными яркими галактическими источниками рентгеновского излучения. В основном, это тесные двойные звездные системы, одна из компонент которых представляет собой нейтронную звезду или черную дыру. Нормальная звезда, входящая в двойную систему, теряет массу за счет сильного звездного ветра или за счет перетекания вещества через внутреннюю точку Лагранжа. Падение этого вещества на релятивистскую звезду приводит к выделению в аккреционном диске и на поверхности нейтронной звезды гравитационной энергии, разогреву падающего вещества до огромных температур и излучению рентгеновских лучей. В самом центре карты находится сверхмассивная черная дыра с массой 4 миллиона солнечных масс (в настоящее время это достаточно слабый рентгеновский источник). По экватору картинки проходит плоскость нашей Галактики Млечный Путь.

Самые интересные источники подписаны. Карта многоцветная, и различные цвета сразу позволяют судить о характерной энергии приходящих фотонов. На ней представлены все рентгеновские фотоны (их 400 миллионов), зарегистрированные детекторами eROSITA в диапазоне энергий от 300 электрон-вольт (эВ) до 2.3 килоэлектрон-вольт (кэВ) за первые полгода непрерывного сканирования неба. Красный цвет соответствует фотонам с энергией 0.3–0.6 КэВ, зеленый — 0.6–1 кэВ, синий — 1–2.3 кэВ. Для простоты понимания можно сказать, что эти три диапазона энергий соответствуют, например, температуре излучающего горячего вещества 3–6 миллионов градусов (красный цвет); 6–10 миллионов градусов (зеленый) и 10–25 миллионов градусов (синий цвет).

Российские и немецкие ученые, обрабатывающие громадные потоки данных, создали эту карту. Её основные авторы — член-корреспондент РАН Марат Гильфанов, академики РАН Рашид Сюняев и Евгений Чуразов с российской стороны, доктора наук Герман Бруннер, Андреа Мерлони и Джереми Сандерс с немецкой. За первичную обработку и калибровку данных с российской стороны отвечал к.ф.-м.н. Павел Медведев (ИКИ РАН), эффекты «виртуальной реальности» добавил доктор Конрад Деннерл, а к.ф.-м.н. Роман Кривонос (ИКИ РАН), адаптировал карту для сайта обсерватории «Спектр-РГ». Рентгеновское небо продолжает удивлять ученых. Каждый день eROSITA детально исследует большой круг на небе шириной в 1 градус. За полгода, прошедшие со времени предыдущего наблюдения определенной полоски, примерно 5 рентгеновских источников из 5000 (в среднем) в ней увеличивают или уменьшают свою яркость более чем в 10 раз. Еще большее количество рентгеновских объектов меняет за полгода свою яркость в 2 или 3 раза.

Рентгеновское небо меняется на глазах. Видны вспышки звезд, подобные вспышкам на Солнце, появление рентгеновских транзиентов (аккрецирующих нейтронных звезд и черных дыр в тесных двойных звездных системах) в нашей Галактике, переменность ядер активных галактик. Уже обнаружено около десятка приливных разрушений звезд, пролетающих вблизи сверхмассивных черных дыр и снабжающих их свежим веществом для аккреции. Эта колоссальная по масштабности переменность интереснейших астрономических объектов производит сильное впечатление. О наиболее интересных изменениях на небе исследователи сообщают астрономам всего мира, чтобы наблюдения в оптическом, радио-, инфракрасном и гамма-диапазонах пролили дополнительный свет на природу самых удивительных событий во Вселенной.

Работа над картой продолжается, и по мере накопления данных мы надеемся обозначить на ней положение наиболее интересных рентгеновских источников на нашем небе. Напомним, что эта карта является — и ещё десятилетия будет являться лучшей в мире.

С картой можно ознакомиться здесь - http://plan.srg.cosmos.ru/panorama
https://aboutspacejornal.net/2021/04/13/путешествие-по-рентгеновскому-небу-с/

Звездная «обратная связь» позволила определить возраст молодой туманности

В южном небе, на расстоянии примерно 4300 световых лет от Земли, лежит туманность RCW 120, гигантское сверкающее облако из газа и пыли. Это облако, известное как эмиссионная туманность, сформировано из ионизированных газов и излучает свет в различных длинах волн. Международная команда под руководством исследователей из Университета Западной Вирджинии, США, изучила влияние «обратной связи» со стороны звезд – процесса, посредством которого звезды переносят энергию обратно в окружающий их газ. Эти наблюдения показали, что звездные ветра вызывают стремительное расширение данной области пространства, благодаря чему исследователи смогли наложить ограничения на возраст этой области. Собранные данные показывают, что возраст туманности RCW 120 должен составлять менее 150 000 лет, что является очень небольшим возрастом для объектов такого рода.

На расстоянии примерно 7 световых лет от центра туманности RCW 120 лежит граница этого облака, где формируется большое количество новых звезд. Но что является причиной их формирования?

Для ответа на этот вопрос группа под руководством Маттео Луизи (Matteo Luisi) подробно изучила строение туманности RCW 120 при помощи инфракрасной самолетной обсерватории SOFIA (the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) НАСА. В центре этой туманности лежит одна большая массивная звезда, испускающая мощные звездные ветра в окружающее пространство. Наблюдая туманность в линии рассеянного ионизированного углерода [CII], исследователи смогли проследить звездную «обратную связь» и выяснить скорость вызываемого ею движения материи. Согласно авторам, туманность RCW 120 расширяется со скоростью 15 километров в секунду, что является невероятно высокой скоростью расширения для эмиссионной туманности. Исходя из скорости этого расширения, команда Луизи выяснила, что туманность гораздо моложе, чем предполагалось – ее возраст составляет всего лишь около 150 000 лет. Используя эту оценку возраста туманности, команда пришла к выводу, что центральная массивная звезда «зажгла» своими звездными ветрами периферийные зоны туманности сравнительно недавно – а это, в свою очередь, означает, что положительная обратная связь эффективно «работает» на малых временных масштабах, а следовательно, она могла в значительно большей степени ускорять формирование новых звезд на ранних стадиях эволюции Вселенной.

Работа опубликована в журнале Science Advances.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0414194701

«Кьюриосити» опроверг предположение о монотонной аридизации климата Марса в гесперианское время

William Rapin et al., / Geology, 2021

Марсоход «Кьюриосити» нашел в кратере Гейл переслаивание эоловых и субаквальных отложений. Чередование толщ указывает на колебания Марса между засушливыми и влажными периодами. Это опровергает предположение о монотонной аридизации климата в гесперианское время, пишут авторы в журнале Geology.

В современной аридной и холодной среде Марса доминируют эоловые процессы, но когда-то взаимодействие воды с подстилающими породами было обычным явлением на поверхности Красной Планеты. По космическим снимкам в рельефе уже были отдешифрированы речные долины, а роверы нашли озерно-аллювиальные отложения и установили закономерности диагенеза.

С 2012 года марсоход «Кьюриосити» миссии NASA «Марсианская научная лаборатория» колесит по планете. В центре внимания миссии — ударный кратер Гейл диаметром 150 километров, который вмещает толщи осадочных отложений мощностью пять километров. Этот геологический архив с записями условий среды частично эродирован и выражен в рельефе в виде возвышенности (неофициально известной как гора Шарп). Подошва отложений датирована гесперией (3,6 миллиардов лет) и сложена озерными аргиллитами формации Мюррей, которые перекрыты сульфатсодержащей толщей.

Группа исследователей из Франции и США под руководством Уильяма Рапина (William Rapin) проанализировала слоистые отложения с сульфатами и предложила модель эволюции условий осадконакопления. Литолого-фациальный анализ был выполнен по снимкам прибора ChemCam, которые сделал марсоход «Кьюриосити» во время подъема по склону горы Шарп. Для привязки обнажений к стратиграфической колонке изображения были интегрированы с цифровой моделью рельефа, созданной на основе снимков камеры HiRISE орбитального космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter.

Анализ структур и текстур осадочных пород указал на две пачки отложений, разделенных поверхностью несогласия. В основании залегает толща с черепицеобразными косыми сериями. Авторы интерпретирует наносы как наложенные друг на друга дюны. В верхней части эоловой пачки слои простираются горизонтально, что может указывать на снижение скорости седиментации. Отложения ветрового переноса увенчаны дефляционной поверхностью, она маркирует перерыв в накоплении осадков. Перекрывают этот горизонт линзовидные пласты песчаников и аргиллиты. Авторы объясняют пачку наносов как комплекс аллювиальных отложений с русловыми и пойменными фациями.

Поверхность несогласия (выделена жёлтым цветом) между эоловыми (ниже по разрезу) и аллювиальными отложениями
William Rapin et al., / Geology, 2021

Результаты позволили реконструировать геологическую историю 3,6 миллиарда лет назад. Аридизация климата на Марсе высушила стоячие воды озера. На месте водоема возникает дюнное поле, где ветер перевевает отложения. После длительного безводного периода количество осадков возрастает, климат становится более гумидным. Эоловые процессы прерывают колебания уровня грунтовых вод. В днище кратера врезается водоток, и осадконакопление возобновляется в речной долине. Работа указывает на неоднократную смену сухих и влажных периодов в гесперианское время. Предыдущие исследования осадочной толщи горы Шарп предполагали усыхание среды без климатических флуктуаций.

Ранее мы писали о ледниковых периодах на Марсе, массивных лавинах на склонах кратеров и публиковали инструкцию по управлению марсоходом.

Елена Гарова
https://nplus1.ru/news/2021/04/14/wet-dry-mars

Каталог образцов лунного грунта миссии «Чанъэ-5» выложили в открытый доступ

CNSA

Китайские ученые, работающие с лунным грунтом, добытым автоматической станцией «Чанъэ-5», опубликовали в открытом доступе результаты анализа и фотоснимки первой партии образцов, извлеченных из контейнера, доставленного на Землю. Каталог доступен на отдельном сайте.

Задачей «Чанъэ-5» было получение проб грунта из области вблизи вулкана Пик Рюмкера на видимой стороне Луны и его последующая доставка на Землю. Миссия стартовала в ноябре 2020 года, а в начале декабря два модуля совершили успешную высадку на Луну, после чего состоялась перегрузка контейнера с грунтом на орбитальный служебный модуль, который 16 декабря 2020 года доставил его на Землю. Таким образом, в распоряжение земных ученых попали 1,73 килограмма лунного грунта, собранного как с поверхности естественного спутника Земли, так и с глубины до метра, причем возраст реголита составляет 1,2 миллиарда лет — он моложе, чем образцы, привезенные астронавтами миссий «Аполлон».

13 апреля 2021 года Китайское национальное космическое управление объявило, что завершило исследование первой партии добытых образцов лунного грунта и опубликовало полученные данные и снимки в открытом доступе. На данный момент доступна информация по 18 различным образцам, которые содержат крупинки как микронных, так и миллиметровых размеров, добытых с поверхности Луны. Образцы представляют собой частицы брекчии, базальта, стекла и мелкой пыли, в их составе были найдены пироксен, плагиоклаз, ильменит, оливин, полевой шпат и шпинель.

CNSA

   

CNSA

   

CNSA

   

CNSA

   

CNSA
   
Работа «Чанъэ-5» не была завершена после доставки лунного реголита на Землю — сейчас служебный модуль миссии находится на гало-орбите вокруг первой точке Лагранжа в системе Солнце — Земля и ждет новых научных задач, которые могут быть связаны с наблюдениями за Солнцем или астероидами.
В настоящее время на обратной стороне Луны работает другая китайская автоматическая миссия — «Чанъэ-4», которая недавно отыскала необычные валуны.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/15/change-5-regolith

Изменены представления о загадочной девятой планете Солнечной системы

Изображение: Tom Ruen / ESO / Wikimedia Commons

Астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун из Калифорнийского технологического института в Пасадене опубликовали новые подробности о гипотетической девятой планете Солнечной системы, которые изменяют представления о ее местонахождении. Согласно ученым, которые в 2016 году впервые предположили ее существование, загадочная планета Х летит по более эксцентричной, то есть более вытянутой орбите. Результаты расчетов, доступные в репозитории arXiv и принятые к публикации в The Astrophysical Journal Letters, помогут найти планету, если та действительно существует.

Главным доказательством служила видимая кластеризация орбит шести экстремальных транснептуновых объектов (ЭТНО), которые никогда не приближаются к Солнцу ближе чем на 30 астрономических единиц (а.е.) и могут удаляться от него больше чем на 150 а.е. (за а.е. условно принимается среднее расстояние от Земли до Солнца). Орбиты ЭТНО расположены так, что их линии апсид, соединяющие ближайшую к Солнцу точку орбиты с самой отдаленной точкой, находятся примерно под одним и тем же углом. Такое выравнивание объясняется существованием некоего крупного тела, гравитация которого влияет на ЭТНО.

Поскольку с того времени было открыто больше ЭТНО, в 2019 году астрономы пересмотрели данные. Масса планеты должна быть всего в пять раз больше массы Земли (а не в десять раз), а ее орбита характеризовалась малым эксцентриситетом. Однако теперь Батыгин и Браун вновь обновили свою гипотезу, в этот раз учитывая, какое влияние планета должна была оказывать на ледяные тела Облака Оорта за все время существования Солнечной системы.

Солнце, вероятно, сформировалось в звездообразующем облаке вместе с другими звездами. В этих условиях вокруг молодой Солнечной системы должно было бы возникнуть внутреннее облако Оорта, поскольку проходящие рядом звезды толкали бы ледяные тела к Солнцу. Новые симуляции показали, что Девятая планета за миллиарды лет существования должна влиять на орбиты тел в облаке, которые бы смешивались с ЭТНО пояса Койпера и демонстрировали орбитальную кластеризацию, которая, однако, слабее, чем у транснептуновых тел.

По словам ученых, в совокупности полученные результаты показывают, что для объяснения наблюдаемых данных требуется планета Х с более отдаленной и вытянутой орбитой, чем это предполагали предыдущие исследования. В то же время эксцентриситет не может быть слишком велик, потому что он бы изменил наблюдаемую картину кластеризации.
https://lenta.ru/news/2021/04/15/nineplanet/

Галактика, джет и знаменитая черная дыра

Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения – Калтех, Коллаборация Телескопа горизонта событий
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: В яркой эллиптической галактике Мессье 87 (M87) находится сверхмассивная черная дыра, изображение которой впервые получено на планете Земля Телескопом горизонта событий. Гигантская галактика расположена в скоплении галактик в Деве, удаленном от нас на 55 миллионов световых лет. На инфракрасном изображении, полученном космическим телескопом им.Спитцера, М87 окрашена в голубые оттенки. М87 в основном выглядит похожей на облако, без выраженных деталей структуры, однако на изображении видны детали релятивистских джетов, выбрасываемых из центральной области галактики. Джеты показаны на врезке вверху справа, они протянулись на тысячи световых лет. Более яркий джет справа приближается к нам и находится близко от луча зрения. Направленный в противоположную сторону джет не виден, а на картинке запечатлена дуга из вещества, которую он освещает. На врезке внизу справа показано историческое первое изображение черной дыры. Она расположена в центре гигантской галактики и релятивистских джетов. На изображении, полученном телескопом им.Спитцера, черная дыра не разрешается. Она окружена падающим на нее веществом, которое дает энергию релятивистским джетам, выбрасываемым из центра активной галактики M87.
http://www.astronet.ru/db/msg/1734608

Самый яркий взрыв сверхновой за всю историю человечества

Астрономы еще точно не знают, что же конкретно они нашли при изучении объекта ASASSN-15lh. Но что бы это ни было, перед нами самая яркая вспышка сверхновой, когда-либо зафиксированная в истории человечества. И может, одна из самых странных.

Популярная механика

Согласно статье, опубликованной в Science, эта сверхновая расположена от нас на расстоянии в 3,8 миллиардов световых лет. Она в два, а то и в три раза ярче, чем все сверхновые, когда-либо зафиксированные в известной нам Вселенной.

Насколько же она яркая? Если бы она находилась на расстоянии 1000 световых лет от Земли, то сумела бы разрушить наш озоновый слой. Если бы она находилась на расстоянии 3000 световых лет, то была ярче полной Луны в ночном небе. А если бы она находилась на другой конце нашей галактики, то все равно ее было бы видно даже днем.

Пока ученые не понимают, что могло вызвать настолько яркую вспышку, но наиболее вероятным виновником подобного события называют гигантскую звезду с мощнейшим магнитным полем в 10−100 триллионов раз мощнее, чем у Земли. Это так называемый магнетар, сверхмощная разновидность нейтронной звезды, испускающая интенсивное магнитное поле.

Но есть еще один странный факт: у этой невероятно яркой сверхновой в облаке взорвавшегося газа практически нет следов водорода или гелия. Сейчас исследователи говорят, что в спектре есть свидетельства, говорящие о присутствии кислорода, но это пока не подтверждено. Как говорят сами астрономы, такая аномалия достаточно странна, и до этого практически не наблюдалась.

Есть и другая возможная причина такого явления: вероятно, сверхмассивная черная дыра в центре той галактики, где случился взрыв сверхновой, вступила в контакт с очень большой звездой и разорвала ее, в результате чего произошел колоссальный взрыв. Но Тодд Томпсон, главный автор опубликованной статьи, считает, что здесь есть определенные трудности. «ASASSN-15lh не похожа ни один прежде зафиксированный случай разрушения звезды черной дырой. Опять же там нет доказательств присутствия водорода и гелия, что для такой ситуации странно»

А вот дальше, возможно, начнется самое интересное. Чтобы определить, с чем они имеют дело, астрономы станут наблюдать за яркостью и спектром сверхновой. И если яркость не упадет со временем, то, как говорит Томпсон, «вот тогда мы сильно забеспокоимся, так как в этом случае сама классификация этого события как сверхновой окажется под вопросом». Таким образом, тогда новый взрыв, или что бы это ни было, станет совершенно уникальным и абсолютно непонятным событием, которое никогда прежде не было зафиксировано в истории человечества, и наука столкнется с новым классом астрономических явлений, который пока не сможет объяснить.
https://www.popmech.ru/science/234918-s … vechestva/

Телескопы объединились для беспрецедентных исследований знаменитой черной дыры

Рисунок 1. Комбинированное изображение, показывающее, как выглядела радиогалактика M87 во всем электромагнитном спектре во время кампании Телескопа горизонта событий в апреле 2017 года по получению первого изображения черной дыры. Данные во всем спектре были собраны командой из 760 ученых и инженеров из почти 200 учреждений из 32 стран или регионов с использованием 19 обсерваторий на Земле и в космосе для регистрации излучения во всем спектре. Это изображение показывает огромные масштабы, охватываемые черной дырой и ее мощным джетом, направленным на нас. Источник: EHT Multi-Wavelength Science Working Group; the EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); the EVN; the EAVN Collaboration; VLBA (NRAO); the GMVA; the Hubble Space Telescope, the Neil Gehrels Swift Observatory; the Chandra X-ray Observatory; the Nuclear Spectroscopic Telescope Array; the Fermi-LAT Collaboration; the H.E.S.S. collaboration; the MAGIC collaboration; the VERITAS collaboration; NASA and ESA. Composition by J.C. Algaba.

В апреле 2019 года ученые опубликовали первое изображение черной дыры в галактике М87, полученное с помощью телескопа EHT. В статье, опубликованной в апреле этого года в The Astrophysical Journal Letters, обнародованы данные 19 обсерваторий, представляющие наиболее полный одновременный многоволновой спектр этой черной дыры. Они должны дать беспрецедентное понимание процессов, происходящих в центре галактики М87, а также улучшить тесты общей теории относительности Эйнштейна. В работе большого коллектива ученых принимала участие Евгения Кравченко из лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов МФТИ.

Огромная гравитация сверхмассивной черной дыры приводит к выбросу струи плазмы, которая перемещается на огромные расстояния со скоростью, близкой к скорости света. Такие струи плазмы, называемые джетами, излучают энергию во всем электромагнитном спектре, от радиоволн до видимого света и гамма-лучей. Вид этого спектра различен для каждой черной дыры, и выявление его особенностей дает решающее представление о ее свойствах (например, о вращении и выделяемой энергии). Но вид спектра меняется со временем. Для того чтобы это компенсировать, ученые скоординировали наблюдения на самых мощных телескопах мира на земле и в космосе, собирая излучение во всем спектре. Это исследование — самая крупная кампания одновременных наблюдений за сверхмассивной черной дырой, имеющей джеты.

Каждый телескоп предоставил информацию о поведении и влиянии черной дыры с массой 6,5 миллиарда солнечных в центре M87, которая находится примерно в 55 миллионах световых лет от Земли. Данные были собраны командой из 760 ученых и инженеров из почти 200 учреждений из 32 стран или регионов. Наблюдения велись с конца марта до середины апреля 2017 года.

Первые результаты показали, что интенсивность света, излучаемого веществом вокруг сверхмассивной черной дыры M87, на момент наблюдений была самой низкой из когда-либо зафиксированных. Это создало идеальные условия для наблюдения за «тенью» черной дыры, а также позволило изолировать свет от областей, близких к горизонту событий, от тех, что находятся на расстоянии десятков тысяч световых лет от черной дыры. Комбинация данных с телескопов даст возможность ученым провести исследования в некоторых из наиболее важных и сложных областей астрофизики. Например, можно использовать эти данные для улучшения тестов общей теории относительности Эйнштейна. В настоящее время мало что известно о веществе, вращающемся вокруг черной дыры и выбрасываемом джетами, в частности о его свойствах, определяющих излучаемый свет. Это является серьезным препятствием для проведения тестов.

Связанный с этим вопрос, который рассматривается в сегодняшнем исследовании, касается происхождения энергичных частиц, называемых «космическими лучами», которые постоянно бомбардируют Землю из космоса. Их энергия в миллионы раз выше, чем та, которая может быть получена на самом мощном ускорителе на Земле, Большом адронном коллайдере. Считается, что огромные струи, запускаемые из черных дыр,  являются наиболее вероятным источником космических лучей с самой высокой энергией, но есть много вопросов о том, как это происходит. Поскольку космические лучи излучают свет в результате столкновений, гамма-лучи с наивысшей энергией могут точно указать место, где это происходит. Данное исследование показывает, что эти гамма-лучи не образуются вблизи горизонта событий — по крайней мере, так было в момент наблюдений в 2017 году. Ключом к решению этого вопроса будет сравнение с наблюдениями 2018 года и новыми данными, собираемыми в настоящее время.

Евгения Кравченко, одна из участников работы, старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов МФТИ, рассказывает: «Мне посчастливилось участвовать в этом глобальном исследовании. Данные наблюдений М87 с помощью интерферометра VLBA на частотах 24 и 43 ГГц, обработанные мной, лучшим образом вписались в собираемый массив информации. Я получила огромное удовольствие и опыт от работы в таком огромном коллективе. Например, был организован так называемый спринт, когда практически непрерывно в течение трех суток проводилось суммирование результатов и в режиме онлайн была написана большая часть статьи».

«Мы знали, что первое прямое изображение черной дыры будет новаторским, — говорит Казухиро Хада из Национальной астрономической обсерватории Японии, соавтор данной работы, — но, чтобы получить максимум от этого замечательного изображения, нам нужно узнать все, что в наших силах, о поведении черной дыры с помощью наблюдений во всем электромагнитном спектре».

«Изучение ускорения частиц действительно является центральным для нашего понимания как изображения EHT, так и струй во всем их разнообразии, — добавляет соавтор Сера Маркофф из Амстердамского университета. — Этим джетам удается транспортировать энергию, выделяемую черной дырой, в масштабах больше, чем родительская галактика, как огромный силовой кабель. Наши результаты помогут рассчитать количество переносимой энергии и влияние, которое джеты черной дыры оказывают на окружающее пространство».

Оригинальная публикация: Event Horizon Telescope Science Multi-Wavelength Science Working Group et al.: Broadband Multi-wavelength Properties of M87 During the 2017 Event Horizon Telescope Campaign, The Astrophysical Journal Letters, 911, L11, April 14, 2021,  doi:10.3847/2041-8213/abef71

Текст основан на пресс-релизе ЕНТ: https://eventhorizontelescope.org/blog/ … black-hole

Видео: Начинаясь с уже ставшего культовым изображения M87, сделанного EHT, видео знакомит зрителей с данными каждого телескопа. В каждом последующем кадре показаны данные в многократном увеличении как длины волны наблюдений, так и физического размера. Последовательность начинается с EHT-изображения черной дыры в M87, представленного в апреле 2019 года (данные были получены в апреле 2017 года), и сменяется изображениями с других радиотелескопов со всего земного шара, перемещаясь наружу в поле зрения на каждом шаге (шкала ширины квадратов дана в световых годах в правом нижнем углу). Затем вид меняется на телескопы, которые регистрируют излучение в оптическом диапазоне (Хаббл и Свифт), ультрафиолетовом свете (Свифт) и рентгеновских лучах (Чандра и NuSTAR). Экран разделяется, чтобы показать, как эти изображения, покрывающие одновременно одинаковую площадь неба, соотносятся друг с другом. Последовательность заканчивается показом того, что гамма-телескопы на Земле и Ферми в космосе регистрируют от этой черной дыры и ее джета.

Информация и фото предоставлены пресс-службой МФТИ
https://scientificrussia.ru/news/telesk … ernoj-dyry

Метеориты раскрыли состав первичных атмосфер каменистых планет

Считается, что в основном они состояли из газов, выделяемых с поверхности планеты в результате интенсивного нагрева от продолжающейся аккреции и следующей за ней вулканической активности.

В рамках лабораторных исследований, направленных на понимание первичных атмосфер планет земной группы, ученые провели нагрев образцов наиболее первозданных метеоритов в высокотемпературной печи и проанализировали выделившиеся газы. Оказалось, что полученные результаты лишь незначительно отличаются от предположений, основанных на современных теоретических моделях. Выводы планетологов представлены в журнале Nature Astronomy.

«Полученная нами информация важна и необходима для корректной оценки данных предстоящих наблюдений атмосфер экзопланет с помощью телескопов и инструментов будущего поколения», – рассказывает Мэгги Томпсон, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (США).

Процессы, вносящие вклад в формирование атмосферы ранней Земли, в представлении художника. Credit: Dan Durda/Southwest Research Institute

Считается, что первичные атмосферы каменистых миров в основном состоят из газов, выделяемых с поверхности планеты в результате интенсивного нагрева от продолжающейся аккреции и следующей за ней вулканической активности. Именно этот процесс авторы исследования пытались смоделировать в лаборатории, чтобы наложить на него некоторые экспериментальные ограничения.

Образцами для лабораторных опытов стали три метеорита, относящиеся к углеродистым хондритам CM-типа. Их состав считается репрезентативным для материала, из которого сформировалась Солнечная система.

«Эти метеориты, отличающиеся от другим типов стойкостью к нагреву, являются остатками от строительных блоков, которые сформировали планеты. Они удерживают некоторые из наиболее примитивных компонентов и могут рассказать нам о составе Солнечной системы во время ее становления», – пояснила Мэгги Томпсон.

Образцы из трех метеоритов – Мерчисон, Джбилет Винсельван и Агуас Заркас – проанализированных в рамках исследования. Credit: M. Thompson

Используя печь, ученые нагрели образцы до 1200 градусов по Цельсию, а затем, с помощью масс-спектрометра, проанализировали выделяющиеся из заключенных в них минералов газы. Оказалось, что водяной пар является преобладающим газом, также значительным было количество окиси углерода и углекислого газа. Кроме этого, хотя и в меньших объемах, выделялись водород и сероводород.

Некоторые модели первичных атмосфер предполагают изобилие в них «солнечных элементов» водорода и гелия, то есть состав, подобный Солнцу.

«Однако, исходя из полученных данных, можно ожидать, что водяной пар будет преобладающим газом, за которым следуют монооксид углерода и диоксид углерода, что в основном согласуется с большинством теоретических моделей. Содержание «солнечных элементов» справедливо для больших планет размером с Юпитер, которые создают свои атмосферы из туманности, однако более мелкие миры накапливают свои оболочки в большей степени от дегазации», – отметила Мэгги Томпсон.

Формирование протопланет во внутренней и внешней областях Солнечной системы в представлении художника. Credit: Mark Garlick

Авторы исследования отмечают, что их выводы могу быть применены для первичных атмосфер каменистых планет не только Солнечной системы, но и миров за ее пределами.
https://in-space.ru/meteority-raskryli- … yh-planet/

Астрономы опровергли связь между гигантскими и повторяющимися быстрыми радиовсплесками


Teruaki Enoto, Goddard Space Flight Center

В роли повторяющихся быстрых радиовсплесков не могут выступать гигантские радиовсплески, порождаемые молодыми нейтронными звездами. К такому выводу пришли астрономы, три года наблюдавшие за пульсаром в Крабовидной туманности при помощи космических и наземных телескопов. Статья опубликована в журнале Science.

Пульсары представляют собой быстровращающиеся нейтронные звезды, обладающие мощным магнитным полем, которые образуются на финальном этапе жизни массивных звезд. В области магнитных полюсов пульсара рождается радиоизлучение, а из-за вращения звезды земной наблюдатель видит периодические всплески (пульсации) излучения. Некоторые пульсары также демонстрируют всплески оптического, рентгеновского и гамма-излучения, кроме того, для небольшой доли пульсаров наблюдаются гигантские радиоимпульсы, для которых плотность потока излучения в десятки и сотни раз выше, чем в случае типичных радиоимпульсов. Подобные события представляют серьезный интерес для астрофизиков, так как не только несут информацию не только о процессах, связанных с нейтронными звездами, но и предлагались в качестве одного из возможных источников загадочных быстрых радиовсплесков на космологических расстояниях.

Группа астрономов во главе с Теруаки Эното (Teruaki Enoto) из научно-исследовательского института RIKEN в Токио опубликовала результаты наблюдений за пульсаром в Крабовидной туманности (или Крабе) при помощи рентгеновского телескопа NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), установленном на борту МКС, в период с 2017 по 2019 год. Сама туманность является остатком сверхновой, расположенным примерно в 6500 световых годах от Солнца в созвездии Тельца, а находящийся в ней пульсар PSR B0531+21, вращающийся с частотой 30 оборотов в секунду, был первоначально обнаружен по наблюдениям за гигантскими радиоимпульсами. В ходе новой работы ученые хотели обнаружить возможное усиление рентгеновского излучения во время гигантских радиоимпульсов от пульсара в Крабе, которые фиксировались 34-метровым радиотелескопом Космического центра Кашима и 64-метровой радиотелескопом Центра дальней космической связи Усуда.

В итоге ученые зарегистрировали около 26 тысяч гигантских радиоимпульсов от пульсара в Крабе и выявили с большой статистической значимостью (5,4 сигма) усиление рентгеновского излучения на 3,8 процента от типичного уровня излучения пульсара, которое происходило во время этих событий. Это согласуется с увеличением на 3,2 процента излучения от пульсара в оптическом диапазоне во время гигантских радиоимпульсов, открытым ранее, таким образом, полная энергия, излучаемая во время гигантских радиоимпульсов, в десятки и сотни раз выше, чем считалось ранее.

Исследователи сделали еще один важный вывод, касающийся быстрых радиовсплесков. Если подобные события связаны с пульсарами и сопровождаются увеличением рентгеновского излучения, аналогичным пульсару в Крабе, то будет наблюдаться быстрое затухание потока радиоизлучения, что несовместимо с наблюдениями за такими источниками всплесков, как FRB 121102. Таким образом, полученные результаты не подтверждают ранее предлагавшуюся связь между гигантскими радиовсплесками и источниками повторяющихся быстрых радиовсплесков.

Ранее мы рассказывали о том, как впервые был зафиксирован возможный быстрый радиовсплеск от магнитара в Млечном Пути, где находится самая массивная нейтронная звезда и как сбой в работе пульсара был объяснен неоднородностью вращения внутренних слоев.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/17/nicer-crab

Зонд New Horizons сфотографировал самый далекий рукотворный объект

NASA / Johns Hopkins APL / Southwest Research Institute

Команда зонда New Horizons опубликовала снимок самого далекого рукотворного объекта — космического аппарата «Вояджер-1». Фотография приурочена к моменту достижения New Horizons отметки расстояния в 50 астрономических единиц от Земли, сообщается на сайте NASA.

New Horizons был запущен в космос в 2006 году и впервые в истории получил снимки системы Плутона, а также Аррокота — объекта Пояса Койпера, который был признан планетезималью, оставшейся со времен формирования Солнечной системы. В настоящее время станция ведет исследования пылевой и плазменной среды Пояса Койпера, наблюдает за отдаленными объектами и собирает данные о поведении солнечного ветра и межзвездных ионов за пределами орбиты Марса.

18 апреля в 15:42 по Московскому времени станция достигнет отметки в 50 астрономических единиц (7,5 миллиардов километров) от Земли и станет пятым аппаратом, который смог это сделать. В настоящее время сигнал от New Horizons до Земли и обратно идет почти 14 часов. Чтобы отметить это событие, ученые опубликовали снимок звездного поля, сделанный New Horizons 25 декабря 2020 года. На нем отмечено положение «Вояджера-1» — самого далекого рукотворного объекта в мире, который в данный момент находится на расстоянии более 152 астрономических единиц от Солнца. На момент съемки расстояние между аппаратами составляло 18 миллиардов километров, сам «Вояджер-1» гораздо тусклее фоновых звезд и далеких галактик, поэтому разглядеть его крайне трудно. Определить координаты «Вояджера-1» и, соответственно, район съемки, команде New Horizons удалось благодаря постоянному радиообмену «Вояджера-1» данными с Землей.

NASA / Johns Hopkins APL / Southwest Research Institute

Ожидается, что в мае этого года New Horizons исследует дистанционно три объекта Пояса Койпера, а летом попробует подобрать себе новую цель для пролета. К сожалению, о том, что аппарат преодолел гелиопаузу, мы не узнаем — он сможет проработать лишь до отметки в сто астрономических единиц из-за ограниченного ресурса радиоизотопного термоэлектрического генератора.

Ранее мы рассказывали о том, как благодаря станции ученые уточнили как формировались планетезималей, подтвердили существование водородной стены и узнали много нового о Плутоне.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/16/New-H … -voyager-1

Идея закольцованной Вселенной — плоской и бесконечной

Проанализировав данные о древнейшем излучении во всей Вселенной, физики остались в недоумении и предположили, что мироздание может быть замкнуто в петлю.

Василий Макаров

Представьте себе, что вы отправляетесь в космическое путешествие. Вы проплываете мимо Марса, Нептуна, Плутона, пронзаете пространство Млечного пути, вылетаете за пределы галактики, затем галактического кластера... Что же ждет дальше?

Весьма вероятно, что в конечном итоге вы вернетесь на исходную.

Ученые утверждают, что существует небольшая вероятность того, что Вселенная замкнута и представляет собой своего рода петлю. Все дело в том, что команда повторно проанализировала данные о космическом излучении, которое считается старейшим явлением во всей известной нам вселенной и, возможно, помнит еще Большой взрыв. И в данных этих обнаружилась странная аномалия.

Обзор данных эксперимента Европейского космического агентства выявил значительно больше случаев гравитационного линзирования микроволнового света (который и составляет космическое фоновое излучение), чем ожидалось. Это особенно озадачивает, потому что ученые в настоящее время не могут объяснить, как именно гравитация могла бы искривить этот микроволновый свет.

Чтобы учесть расхождения в своих расчетах, ученые добавили переменную A_lens в свою модель Вселенной. Но команда признает, что ее трудно согласовать с прочими известными параметрами, такими как общая теория относительности Эйнштейна. И вот почему: полученное стандартное отклонение 3,5 сигма намного ниже интервала в 5 сигма, на который физики полагаются для подтверждения теории.

Доказательства замкнутой системы мироздания есть и в другом документе космологов Кембриджского университета: когда они сравнил свои результаты с другими наборами данных, то вывели идею плоской, бесконечной Вселенной. В результате все еще больше запутались.

Подтверждение этой теории создаст огромную проблему для физиков и разрушит многие наши представления о Вселенной. Только время и большее число исследований помогут нам наконец докопаться до истины и понять, в какой Вселенной мы живем.
https://www.popmech.ru/science/520824-m … m=main_big

Обнаружена новая суперземля, вращающаяся вокруг красного карлика

Ученые обнаружили суперземлю, которая вращается вокруг звезды GJ 740 - красного карлика, расположенного примерно в 36 световых годах от Земли, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Astronomy&Astrophysics.

В последние годы было проведено исчерпывающее исследование красных карликов, чтобы найти экзопланеты на орбите вокруг них. Эти звезды имеют эффективную температуру поверхности от 2400 до 3700 К (более чем на 2000 градусов холоднее Солнца) и массу от 0,08 до 0,45 массы Солнца. В этом контексте группа исследователей во главе с Борхой Толедо Падроном, докторантом Северо-Очоа-Ла-Кайша в Институте астрофизики Канарских островов (IAC), специализирующимся на поиске планет вокруг звезд этого типа, обнаружила суперземлю, которая вращается вокруг звезды GJ 740, красного карлика, расположенного примерно в 36 световых годах от Земли.

Планета вращается вокруг своей звезды с периодом 2,4 дня, а ее масса примерно в 3 раза больше массы Земли. Поскольку звезда находится так близко к Солнцу, а планета так близко к ней, эта новая суперземля может стать объектом будущих исследований с телескопами очень большого диаметра к концу этого десятилетия.

«Это планета со вторым по величине орбитальным периодом вокруг звезды этого типа. Масса и период указывают на скалистую планету с радиусом около 1,4 радиуса Земли, что может быть подтверждено в будущих наблюдениях со спутника TESS», - поясняет Борха Толедо Падрон, первый автор статьи. Данные также указывают на присутствие второй планеты с периодом обращения 9 лет и массой, сопоставимой с массой Сатурна (около 100 масс Земли), хотя сигнал ее лучевой скорости может быть связан с магнитным циклом звезды (аналогично Солнцу), поэтому необходимы дополнительные данные, чтобы подтвердить, что сигнал действительно вызван планетой.

Миссия Кеплера, признанная одной из самых успешных в обнаружении экзопланет с использованием метода транзита (который представляет собой поиск небольших изменений яркости звезды, вызванных переходом между ней и нами планет, вращающихся вокруг нее), обнаружила всего 156 новых планет вокруг холодных звезд. По его данным, было подсчитано, что у этого типа звезд в среднем 2,5 планеты с орбитальным периодом менее 200 дней. «Поиск новых экзопланет вокруг холодных звезд обусловлен меньшей разницей между массой планеты и массой звезды по сравнению со звездами более теплых спектральных классов (что облегчает обнаружение сигналов планет), а также большим количеством этих тип звезд в нашей Галактике», - комментирует Борха Толедо Падрон.

Холодные звезды также являются идеальной целью для поиска планет методом лучевых скоростей. Этот метод основан на обнаружении небольших изменений скорости звезды из-за гравитационного притяжения планеты на орбите вокруг нее с помощью спектроскопических наблюдений. С момента открытия в 1998 году первого сигнала лучевой скорости экзопланеты вокруг холодной звезды до настоящего времени с помощью метода лучевых скоростей было обнаружено 116 экзопланет вокруг этого класса звезд. «Основная трудность этого метода связана с интенсивной магнитной активностью звезд этого типа, которая может давать спектроскопические сигналы, очень похожие на сигналы экзопланет», - говорит Джонай И. Гонсалес Эрнандес, исследователь МАК, который является соавтором статьи.

[Фото: eurekalert.org]

Источник: wwweurekalert.org
https://scientificrussia.ru/news/obnaru … go-karlika

«Хаббл» наблюдает искажение космического света

Этот необычный снимок скопления галактик Абель 2813 (также известного как ACO 2813) хорошо передает изящество разнообразных форм галактик, однако помимо этого он является отличной иллюстрацией одного очень важного в астрономии физического принципа. Этот снимок наглядно демонстрирует концепцию гравитационного линзирования.

Среди крохотных точек, спиралей и овалов, которые отражают разные формы галактик, входящих в состав скопления, мы можем отчетливо видеть несколько «полумесяцев». Эти изогнутые светящиеся дуги отнюдь не являются изогнутыми столь же замысловато галактиками. Они являются хорошим примером явления, известного как гравитационное линзирование.

Гравитационное линзирование происходит, когда масса объекта искажает траекторию света. Эти изогнутые «серпы» и S-образные фигуры представляют собой свет, излучаемый галактиками, которые расположены позади скопления галактик Абель 2813. Это скопление галактик имеет настолько большую массу, что оно действует как гравитационная линза, искажая траекторию света, идущего от более далеких галактик. Эти искажения могут наблюдаться в различных формах, таких как длинные линии или дуги.

Эти наблюдательные доказательства того факта, что масса вызывает изменение траектории света, используются учеными для доказательства положений Общей теории относительности Эйнштейна.

Представленное изображение является компиляцией наблюдений, выполненных при помощи камер Advanced Camera for Surveys и Wide Field Camera 3 космического телескопа Hubble («Хаббл»).
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0419124430

Искусственный интеллект классифицирует 27 миллионов галактик

Искусственный интеллект (ИИ) классифицировал на основе огромного количества фотографий 27 миллионов галактик с точностью 97 процентов.

Галактика NGC 1365. © DECam, DES Collaboration

Ученые из Пенсильванского университета (Penn) разработали искусственный интеллект (ИИ), который самостоятельно классифицировал 27 миллионов галактик. Согласно публикации в журнале Monthly Notices  of the Royal Astronomical Society, эта нейронная сеть создала самый большой каталог галактик за всю историю.

Команда Хесуса Вега-Ферреро и Хелены Домингес Санчес три года назад с помощью более ранней версии ИИ создала каталог с 600 тысячами галактик. Теперь же значительное расширение исходных данных и более высокое качество сделали возможным глобальное расширение этого каталога.

Сканирование неба DES (Dark Energy Survey)

Каталог галактик основан на данных сканирования неба DES (Dark Energy Survey), которые уже содержат в себе несколько миллионов изображений астрономических объектов в высоком качестве. Несмотря на высокое разрешение изображений, показанные галактики часто имеют размер всего в несколько пикселей.

Поэтому на первом этапе ИИ осуществляет определение, является ли объект спиральной галактикой, такой как Млечный Путь, или эллиптической галактикой, состоящей из гораздо более старых звезд. Затем ИИ исследует, смотрим ли мы на галактику с Земли фронтально, сверху или сбоку.

Классифицированы слабо светящиеся объекты

По сравнению с предыдущим каталогом были классифицированы объекты, которые имеют свечение до 1000 раз слабее, чем объекты, классифицированные ранее. Как показали контрольные подсчеты, точность ИИ в классификации галактик составила порядка 97 процентов. Количество ложноотрицательных и ложноположительных результатов составили несколько процентов для каждой из этих групп.

По словам ученых, это показывает, что технология подходит и для еще более крупных каталогов. Поэтому в будущем с помощью ИИ планируется создать каталог, содержащий до 600 миллионов галактик. И это должно помочь ответить на оставшиеся без ответа вопросы о формировании галактик вообще.
https://kosmos-x.net.ru/news/iskusstven … 04-19-6336

Центр Галактики в инфракрасном свете

Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения – Калтех, Космический телескоп им.Спитцера, Сьюзан Столовы (Научный центр им.Спитцера/Калтех) и др.; Переобработка: Джуди Шмидт
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Как выглядит центр нашей Галактики? В видимом свете центр Млечного Пути закрыт поглощающими свет облаками из пыли и газа. Однако эта эффектная картинка демонстрирует, как инфракрасные камеры Космического телескопа им.Спитцера заглядывают за пылевые облака, позволяя увидеть множество звезд в области центра Галактики. Четкое изображение смонтировано из нескольких кадров и представлено в искусственных цветах. Более старые, холодные звезды показаны голубоватыми цветами, красные и коричневые светящиеся облака пыли связаны с молодыми, горячими звездами в звездных яслях. Недавно было обнаружено, что в самом центре Млечного Пути возможно формирование новых звезд. Центр Галактики находится на расстоянии в 26700 световых лет в созвездии Стрельца. На этом расстоянии картинка охватывает область размером около 900 световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1735205

Астрономы подсчитали, сколько звезд из антиматерии в нашей Галактике

Вселенная. Фотография НАСА
© Фото : NASA

МОСКВА, 21 апр — РИА Новости. Французские астрофизики на основе анализа данных космического гамма-телескопа Fermi вычислили верхний предел количества антизвезд — звезд, состоящих из антивещества, которые могут существовать в Млечном Пути, и наметили среди источников гамма-излучения 14 кандидатов в антизвезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

По современным представлениям, в первые мгновения после Большого взрыва образовались вещество и антивещество, которые аннигилировали, породив реликтовое космическое излучение. Но изначально вещества во Вселенной оказалось на одну миллиардную долю больше, чем антивещества. После взаимной аннигиляции вещества и антивещества эта миллиардная доля осталась, и из нее сложена вся материальная часть Вселенной.

Однако среди ученых существует мнение, что во Вселенной со времен ее образования могли сохраниться непроаннигилировавшие сгустки антивещества. Более того, чисто теоретически, за миллиарды лет эти сгустки антивещества могли собраться вместе, образовав антизвезды, а возможно, и антигалактики.

Первым свидетельством того, что некое оригинальное антивещество сохранилось, стало обнаружение в 2018 году магнитным альфа-спектрометром AMS-02, установленным на борту МКС, среди миллиардов ядер гелия космических лучей нескольких ядер антигелия. Кроме того, спутниковые эксперименты показали наличие в первичных космических лучах антипротонов, составляющих менее одного процента от общего количества частиц.

Исследователи из Института исследований астрофизики и планетологии (IRAP) Тулузского университета во главе с Симоном Дюпурке (Simon Dupourqué) предложили использовать для поиска антизвезд гамма-лучи, которые могут образоваться в том числе, когда обычное межзвездное вещество падает на поверхности антизвезды, а частицы и античастицы сталкиваются и аннигилируют.

Гамма-лучи образуются и при других астрофизических явлениях, таких как пульсары, квазары или гамма-всплески, но каждый из этих источников обладает своим характерным спектром. Поэтому среди 5787 источников гамма-излучения, собранных за 10 лет наблюдений космического гамма-телескопа Fermi в каталог LAT (Large Area Telescope), авторы отобрали те, которые не связаны с объектами, принадлежащими к установленным классам источников гамма-излучения, и со спектром, совместимым с аннигиляцией барионов и антибарионов.

Таких источников — кандидатов в антизвезды в каталоге LAT оказалось 14. Один из них, по мнению авторов, мог произвести антигелий, зафиксированный прибором AMS-02.
Объединив свои расчеты с моделированием процесса аккреции вокруг антизвезд, исследователи получили верхний предел количество антизвезд в нашей Галактике. С учетом чувствительности телескопа Fermi он равен 2,5 х 10-6. То есть на один миллион обычных звезд будет приходиться не более 2,5 антизвезд, при условии, что антизвезды обладают свойствами, сходными с обычными звездами. Еще больше антизвезд может находиться за пределами основного галактического диска Млечного Пути, где их гамма-излучение очень трудно обнаружить.

В любом случае, авторы отмечают, что пока у них нет никакой достоверной информации о существовании сколько-нибудь заметных количеств антивещества во Вселенной, а все их построения чисто теоретические.
https://ria.ru/20210421/antizvezdy-1729299584.html

Искривленные магнитные поля Центавра А

Авторы и права: Оптика: Широкоугольная камера Европейской Южной обсерватории; Субмиллиметровый диапазон: Институт радиоастрономии Макса Планка/Европейская Южная обсерватория/эксперимент APEX/А. Вайсс и др.; Рентгеновский и инфракрасный диапазоны: НАСА/Обсерватория Чандра/Р. Крафт; Лаборатория реактивного движения – Калтех/Дж. Киин; Текст: Джоан Шмелц (Ассоциация университетов для космических исследований)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Когда галактики сталкиваются, что происходит с их магнитными полями? Чтобы попытаться выяснить это, НАСА использовало летающую на самолете Боинг-747 обсерваторию SOFIA. Она наблюдала поляризованное излучение пыли, которое позволяет установить направление магнитного поля, в соседней галактике Центавр A. Необычная форма Центавра А обусловлена столкновением двух галактик, а джеты появились из-за аккреции газа на центральную сверхмассивную черную дыру. На этой картинке показаны зарегистрированные по данным обсерватории SOFIA магнитные силовые линии. Они наложены на изображения в видимом свете (показано белым цветом) от Европейской Южной обсерватории, в субмиллиметровом диапазоне (оранжевый) от телескопа APEX, в рентгеновских лучах (синий) от обсерватории Чандра и в инфракрасном свете (красный) от космического телескопа им.Спитцера. Обнаружено, что магнитные поля параллельны полосам пыли во внешних частях галактики, однако искривлены около центра. Гравитационные силы около черной дыры ускоряют ионы и усиливают магнитное поле. После столкновения соединились массы двух галактик и произошло усиление их магнитных полей. Эти результаты способствуют лучшему пониманию процессов эволюции магнитных полей в ранней Вселенной, когда слияния галактик происходили чаще.
http://www.astronet.ru/db/msg/1735526

Экзопланеты, которые хочется посетить

Астрономы продолжают открывать всё новые планеты за пределами Солнечной системы. Не все они пригодны для жизни в нашем понимании этого термина, но каждая из них по-своему потрясающая. Если бы нам были доступны космические путешествия за пределы родной системы, мы бы с радостью изучили многие из этих экзопланет.

Сергей Евтушенко

Миры, вращающиеся в других звёздных системах манят к себе с неизменной силой. В конце концов, что может быть более захватывающим, чем сделать шаг по другой планете? Ну или по крайней мере взглянуть на неё с орбиты, если это раскалённый газовый гигант.

Давайте рассмотрим десятку самых интересных экзопланет, открытых астрономами, и немного помечтаем о том, как человечество рано или поздно до них доберётся.

Фомальгаут b, получившая странное прозвище «планета-зомби», вращается вокруг самой яркой звезды ночного неба – собственно, Фомальгаута. По размеру эта планета близка к Марсу и Земле, она была «слеплена» из космической пыли совсем недавно и движется по очень странной зигзагообразной орбите.

TrES-2b – официально самая чёрная из всех планет, известных учёным. Этот газовый гигант отражает менее одного процента света собственной звезды, что делает его чернее угля, чёрной акриловой краски или сажи.

KOI-314c – предположительно самая лёгкая из известных нам экзопланет, миниатюрный газовый гигант лишь на 60% крупнее Земли и в основном состоящий из водорода и гелия.

Kepler-70b побил сразу несколько космических рекордов. Во-первых, температура его поверхности составляет порядка двух тысяч градусов по Цельсию, а во-вторых это планета, ближайшая к своей звезде из всех известных.

OGLE-2005-BLG-390L b – планета, знаменитая не только непроизносимым названием. Эта каменная сверхземля, вращающаяся вокруг красного карлика в созвездии Скорпион, – самая удалённая из всех известных нам экзопланет. Она находится на расстоянии 28 тысяч световых лет от Земли.

COROT-7 b обладает огромной массой, но при этом делает полный оборот вокруг своей звезды – год – лишь за 20 часов. Освещённая сторона планеты представляет из себя вечно бурлящий лавовый океан. Неосвещённая, скорее всего, закована в корку льда.

Kapteyn b – старейшая из всех известных нам экзопланет, старше Земли на 8 миллиардов лет. Это делает её потенциально интересным кандидатом на возникновение жизни, возможно даже разумной.

BD+20 1790b – предположительно самая молодая планета из известных астрономам, сформировавшаяся около 35 миллионов лет назад. Несмотря на столь юный по космическим меркам возраст, свежесозданная планета обладает мощным магнитным полем.

GJ 1214b – первая «сверхземля», обнаруженная у красного карлика. Предположительно, целиком покрыта водой, причём необычной комбинацией горячего льда и сверхтекучих жидкостей. Цвет планеты при этом остаётся красным.

Kepler 10с – крупнейшая каменистая планета из найденных на данный момент, размером с Сатурн или Нептун. Она в два с половиной раза больше Земли и примерно в 17 раз тяжелее.
https://www.popmech.ru/science/233518-1 … ain_middle

Что «Вояджер 2» нашел в космосе за пределами Солнечной системы

Ученые наконец-то проанализировали данные о путешествии Voyager 2 в межзвездное пространство и сделали ряд удивительных открытий.

Василий Макаров

Voyager 1 и 2 были запущены в августе и октябре 1977 года соответственно, и должны были исследовать отдаленные уголки Солнечной системы и пространство за ее пределами. Эта миссия в результате подарила нам огромное количество знаний о далеких планетах и снимки ранее неизвестных лун. Даже спустя свыше 40 лет после их запуска, космические корабли продолжают предоставлять ученым беспрецедентную информацию о том, как устроена Вселенная.

Звездный ветер

В 2012 году Voyager 1 стал первым космическим кораблем, достигшим межзвездного пространства. В прошлом году Voyager 2 присоединился к своему коллеге, достигнув границы системы – эта дистанция в 119 раз больше расстояния от Земли до Солнца. По словам исследователей, переход от нашей солнечной системы к межзвездному пространству может занять менее одного дня. Данные об успехе Voyager 2 были опубликованы 4 ноября в серии из пяти статей в журнале Nature Astronomy.

Космическое излучение пытается проникнуть в нашу звездную систему, но достигает Земли лишь 30%. Voyager 1 и 2 смогли изучить изменения в магнитных полях внутри и вне нашей солнечной системы.

Два космических корабля достигли межзвездного пространства в разные периоды солнечной активности, что означает, что условия вдоль границы заметно отличались друг от друга. Voyager 1 достиг межзвездной границы во время солнечного минимума, в то время как Voyager 2 сделал это во время солнечного максимума, периода повышенной активности звезды. Исследователи также обнаружили, что солнечный материал «просачивался» в межзвездную среду. «Эта ситуация сильно отличалась от того, что произошло с Voyager 1, где следы вещества почти не наблюдались», рассказал Том Кримигис из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса на пресс-конференции 31 октября.

В случае с Voyager 1 команда увидела противоположный эффект: межзвездные частицы активно просачивались в нашу систему. Исследователи надеются вновь проанализировать данные в ближайшем будущем, чтобы понять, как и почему эти частицы выскальзывают из «захвата» Солнечной системы.

Тайны космоса

Схема путешествия "Вояджеров"
NASA\Вести

Еще одним удивительным открытием стал тот факт, что направление магнитных полей как внутри, так и снаружи гелиопаузы было выровнено, как и в случае с Voyager 1. Леонард Бурлага из NASA пояснил, что дважды увидеть такое выравнивание – огромная редкость для астрономов. Voyager 2 также обнаружил, что в межзвездном пространстве сила магнитного поля была выше.

Сама гелиопауза оказалась намного тоньше и более гладкой, чем ожидалось. Также выяснилось, что межзвездная среда, спрятанная вблизи пограничного слоя, где встречаются солнечные и межзвездные ветры, намного более горячая и непредсказуемая, чем считалось ранее. Стало ясно, что и сам пограничный слой может быть более сложным, с несколькими субслоями различной температуры, плотности и скорости движения частиц.

Миссии Voyager 1 и 2 осталось около пяти лет, прежде чем корабли исчерпают ресурс своих научных инструментов. Многое еще лишь предстоит исследовать, так что расшифровка данных подогревает интерес  исследовать межзвездное пространство еще быстрее, дальше и глубже.
https://www.popmech.ru/science/519974-c … rom=main_1

10 спутников Солнечной системы, подходящих для колонизации

Когда мы думаем о колонизации ближнего космоса, сперва на ум приходит Марс. Но многие луны нашей родной Солнечной системы также неплохо подошли бы для созданий колоний. На ряде из них, возможно, присутствует жидкая вода, а на других не исключено наличие жизни, хотя бы и в виде микроорганизмов. Какие же небесные тела могли бы нас приютить?

Сергей Евтушенко

Европа. Эта луна Юпитера – один из первых кандидатов на наличие внеземной жизни. Она покрыта плотной ледяной коркой, под которой, возможно, находится бескрайний океан. Внутри Европы – плотное каменное ядро, что немаловажно для условий развития жизни. Ближайшее исследование луны НАСА планирует на 2025 год, чтобы определить, какие из теорий могут оказаться реальностью.

Титан. Крупнейший спутник Сатурна – место по меньшей мере интересное, наполненное метановыми озёрами и реками. Дышать там, правда, не получится, а температуру в -179 °C  удастся пережить лишь в защитных костюмах. Еду придётся растить под искусственным светом, ведь Титан получает лишь от 1/300 до 1/1000 света Солнца по сравнению с Землёй… Зато какой простор для исследований!

Миранда. От крупнейшего к малому, ведь Миранда – меньший из пяти крупных спутников Урана (всего их 27). Это место с крайне неровным рельефом, огромными утёсами и глубокими каньонами. Там отсутствует атмосфера, так что потребуется защита от радиоактивных частиц, выделяемых магнитосферой Урана. Зато под обильно покрывающим поверхность льдом, как и на Европе, может находиться жидкая вода.

Энцелад. Шестой по размеру спутник Сатурна не только покрыт льдом, но и извергает частицы льда в космос посредством своеобразных гейзеров. Станция «Кассини» изучила эти частицы, обнаружив жидкую воду, азот и углероды. Именно эти элементы в сочетании с источником энергии являются «кирпичиками» жизни. Осталось лишь узнать, что именно находится подо льдом Энцелада.

Харон. Когда зонд «Новые горизонты» достиг Плутона, кроме всего прочего он отослал на Землю потрясающие снимки его крупнейшей луны – Харона. Они вызвали ажиотаж и бурные споры о том, есть ли на Хароне геологическая активность. Трещины на его поверхности могут подтвердить эту теорию, но более подробное изучение возможно только при наличии полноценной колонии.

Мимас. Этот спутник Сатурна из-за примечательного внешнего вида в шутку называют «Звездой смерти». Мимас – очередной кандидат на жидкий подлёдный океан (на глубине 24-29 км под поверхностью) и геологическую активность. Особых доказательств этому нет, так что остаётся лишь лететь, колонизировать и проверять.

Тритон. Снимки, сделанные станцией «Вояджер-2» в августе 1989 года показали, что крупнейшая луна Нептуна, Тритон, в основном состоит из камня и замёрзшего азота, а под поверхностью возможна жидкая вода. Это чрезвычайно холодное (-235 °C!) и недружелюбное место, предоставляющее немало загадок для учёных. Например, отражающие свет участки поверхности из некоего гладкого металлообразного вещества.

Ганимед. Крупнейший спутник не только Юпитера, но и вообще любой планеты всей солнечной системы. Под его поверхностью, разумеется, подозревают наличие жидкой воды. Ганимед - единственная из всех лун, которая обладает собственным магнитным полем, а также тонкой кислородной атмосферой. В 2022 ЕКА планирует запустить миссию по исследованию Ганимеда, Каллисто и Европы, из которых именно Ганимед наиболее подходит для колонии.

Каллисто. Вторая по величине луна Юпитера по размеру примерно равна Меркурию. Возможна вода под поверхностью. Тонкая атомсфера из диоксида углерода. Возможно, присутствует кислород, но для этого требуется более детальное изучение. Каллисто находится на приличном расстоянии от Юпитера, что снижает испускаемую им радиацию – это может стать важным фактором для колонизации.

Луна. Разумеется, база на нашей родной Луне может и должна стать отправной точкой для всех прочих полётов. Кристофер Маккей, астробиолог из НАСА, мечтает о стабильной базе уже в следующем десятилетии. Он считает, что перед колонизацией Марса стоит подумать о «прототипе» на Луне, и надеется, что его в этом поддержат частные компании и агентства.

Без высадки проверить наличие воды или тем более жизни попросту невозможно, так что до колонизации так или иначе придётся отправлять множество исследовательских миссий. Для ряда лун потребуется лишь умеренная модификация окружающей среды и защита от внешних факторов, для других — самая что ни на есть продвинутая, но все они определённо представляют высокий научный интерес.
https://www.popmech.ru/science/260102-1 … rom=main_2

Учёные выяснили, как создаётся загадочная ядерная материя

Сотрудники НИИ Ядерной физики МГУ в составе большой международной коллаборации учёных из Лаборатории Джеферсона (США) приняли участие в уникальном эксперименте по изучению спиновой структуры протона при малых переданных импульсах (0.012 ГэВ < Q2 < 1.0 ГэВ). Учёные выяснили, каким образом нуклоны (протоны и нейтроны) создаются кварками и глюонами, являющимися на сегодняшний день фундаментальными строительными блоками ядерной материи. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Ядерная материя – гипотетическое вещество, идеализированная система нуклонов, взаимодействие которых пока еще не выяснено до конца. Предположительно ядерная материя состоит из огромного количества протонов и нейтронов, удерживаемых вместе только ядерными силами. Обычно спиновая структура нуклонов исследуется в экспериментах по рассеиванию поляризованных элементарных частиц и поляризованных ядер. Эти результаты сравниваются с предсказаниями квантовой хромодинамики и теориями, описывающими сильное ядерное взаимодействие.

«К сожалению, после обработки данных эксперимента мы не смогли прийти к окончательному пониманию спиновой структуры протона, но он подтвердил верность правила сумм Герасимова – Дрелла – Херна (фундаментального предсказания квантовой теории поля) и для данного диапазона переданного нуклонам импульса», –  рассказал старший научный сотрудник НИИЯФ МГУ Вадим Дроздов.

Информация предоставлена пресс-службой МГУ

Источник фото: http://www.sinp.msu.ru/ru
https://scientificrussia.ru/news/uchyon … a-materiya

Астрономы выяснили размеры нейтронной звезды, чтобы узнать ее внутреннее строение

Новые наблюдения позволили оценить размеры нейтронной звезды массой 1,4 солнечной всего в 26 километров — похоже, ее плотности недостаточно, чтобы вещество в ядре превращалось в «кварковую материю».

©NASA’s Goddard Space Flight Center

В конце жизни массивные звезды коллапсируют под собственной тяжестью, вспыхивая сверхновыми. На их месте образуется черная дыра, а если размеров звезды для этого недостаточно, остается нейтронная звезда. Такие объекты обладают исключительной плотностью: масса Солнца и даже больше может быть сжата до размеров крупного города, пары десятков километров.

Считается, что нейтронные звезды обладают определенной структурой. Снаружи их окружает слабая водородно-гелиевая атмосфера, затем начинается кора. Далее давление нарастает вплоть до ядра, где даже атомы разрушаются, электроны и протоны сливаются, образуя «суп» из вырожденной нейтронной материи огромной плотности. Состояние внутреннего ядра, находящегося в самом центре такой звезды, вовсе неизвестно. Возможно, здесь не сохраняются и нейтроны, разваливаясь на отдельные составляющие и превращаясь в кварковую плазму.

©NASA’s Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab

Самый очевидный способ выяснить это — точно измерить массы и диаметры разных нейтронных звезд, чтобы вычислить плотность и проверить, «выживут» ли нейтроны при таких условиях. Недавно такие наблюдения ученые провели для звезды PSR J0740+6620 (J0740), расположенной в созвездии Жираф, в 3600 световых годах от нас. О них астрономы доложили на встрече Американского физического общества, прошедшей онлайн. Статьи готовятся к публикации, а пока о работе сообщается в пресс-релизе, распространенном NASA.

Масса J0740 оценивается в 2,1 массы Солнца, а чтобы выяснить ее диаметр, авторы использовали рентгеновский телескоп NICER, работающий на борту МКС. Эта звезда быстро вращается, делая почти 350 оборотов в секунду, выбрасывая узкие потоки излучения из своих магнитных полюсов. Каждый раз, когда эти лучи оказываются направлены на нас, J0740 вспыхивает — как яркий пульсар.

©NASA’s Goddard Space Flight Center

Кроме того, огромная гравитация нейтронной звезды способна сильно искажать траектории фотонов, так что часть света с противоположной стороны может достигать нас, огибая ее поверхность. Из-за этого она способна выглядеть больше своих реальных размеров, а излучающие участки никогда не уходят из видимости, лишь меняя видимую яркость. NICER позволил измерить такие колебания с разрешением более 100 наносекунд.

Исходя из собранных данных, две независимые команды астрофизиков из Нидерландов и США подсчитали диаметр J0740 (1, 2). Они дали оценки в 24,8 и 27,4 километра соответственно, хотя эти цифры лежат в пределах разброса, допустимого в обоих расчетах. В любом случае эта нейтронная звезда оказывается далеко не такой плотной, как можно было предположить. А значит, внутреннее ядро ее вряд ли сжато достаточно сильно для того, чтобы превратиться в чистую кварковую материю.

По-видимому, оно сохраняет более сложную структуру: возможно, вещество в этом случае включает смесь отдельных нейтронов, протонов и кварков. Впрочем, расчеты еще предстоит провести на основе новых данных о размерах J0740.

Любопытна еще одна находка, сделанная учеными. Считается, что, поскольку излучающие участки расположены на разных полюсах нейтронной звезды, лучи от них должны ориентироваться в противоположных направлениях. Однако NICER показал, что они находятся на одном полушарии и лучи расходятся под углом. Ученые считают, что так проявляют себя невероятно мощные магнитные поля J0740.
https://naked-science.ru/article/astron … e-stroenie

Первый метеорный дождь в году начинается! Вот как не пропустить

Первый весенний метеорный дождь достигнет своего пика в четверг утром.

Метеорный поток Лирид, который случается ежегодно в конце апреля, происходит, когда Земля проходит через хвост кометы Тэтчер. Когда обломки этой кометы попадают в атмосферу нашей планеты, они сгорают, оставляя на небе полосы, видимые невооруженным глазом в течение нескольких секунд.

На пике Лирид люди могут увидеть от 10 до 20 метеоров каждый час. По данным НАСА, эти метеоры часто оставляют за собой «светящиеся шлейфы пыли» при распаде.

На этой неделе Луна более чем наполовину полна, поэтому обнаружить падающие звезды будет сложнее. Вот несколько советов, как поймать лирид в действии.

Выходите рано утром в четверг, до восхода Солнца.

Лучшее время, чтобы увидеть Лириды — ранние утренние часы в четверг, 22 апреля, перед восходом Солнца.

Если подождать, пока зайдет растущая луна — будет легче обнаружить метеоры и их пылевые шлейфы. В противном случае яркое свечение почти полной Луны (в четверг будет 68 процентов полной) может скрыть полосы метеоров.

Отправляйтесь в район подальше от города или уличных фонарей. Не нужно брать с собой телескоп или бинокль, поскольку метеорные потоки лучше всего видны невооруженным глазом.

«Лягте на спину так, чтобы ноги смотрели на восток, и смотрите вверх, захватывая как можно больше неба», — говорится на сайте НАСА. «Примерно через 30 минут в темноте ваши глаза адаптируются, и вы начнете видеть метеоры».

Падающие метеоры могут появиться где угодно на небе, но если вам нужна точка отсчета, посмотрите на похожее на арфу созвездие Лиры, из которого и появляются Лириды. (Так они и получили свое название.)

Если вы пропустите шоу в четверг утром, в пятницу все равно будут метеоры. Фактически, метеорный поток Лириды в этом году продлится до 30 апреля. Обычно он заканчивается к 25 апреля.

Один из старейших известных метеорных потоков.

Человечество знает о метеорном потоке Лирид почти три тысячелетия: по данным НАСА, первое наблюдение относится к 687 году до нашей эры в Китае.

Метеоры происходят от кометы Тэтчер, названной в честь астронома, который впервые идентифицировал космический камень в 1861 году.

Тэтчер делает оборот вокруг Солнца за 415 лет (мы не увидим ее снова до 2276 года). Облетая Солнечную систему, хвост Тэтчер оставляет за собой след из обломков и оставшихся частиц кометы.

Каждый апрель Земля проходит сквозь обломки кометы и в течение двух недель подвергается бомбардировке кометным мусором, что создает ослепительный метеорный дождь.

После Лирид в этом году еще предстоит увидеть 11 метеорных потоков. Одна из самых популярных — Персеиды — достигнет пика в ночь на 11 августа.
https://rwspace.ru/news/pervyj-meteorny … ustit.html

Составлена новая карта периферийных областей Млечного пути

Астрономы при помощи данных, собранных с использованием телескопов НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА), составили новую карту всего неба, отражающую звездный состав периферии нашей Галактики. Известная как галактическое гало, эта зона лежит за пределами спиральных рукавов, формирующих характерный центральный диск Млечного пути, и содержит лишь относительно небольшое число звезд. Хотя это гало может выглядеть редконаселенным, на самом деле оно, как считается, содержит большие количества темной материи – таинственной и невидимой субстанции, на которую приходится основная часть массы Вселенной.

Данные для составления этой новой карты были получены при помощи миссии Gaia («Гея») ЕКА и аппарата Near Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) НАСА, миссия которого в период с 2009 г. по 2013 г. носила название WISE.

Эта новая карта демонстрирует, что небольшая карликовая галактика-спутник Млечного пути, называемая Большим Магеллановым Облаком (БМО), движется по нашей галактике, словно корабль по воде, оставляя характерный след в «кильватере». БМО расположено на расстоянии около 160 000 световых лет от Земли, а масса этой галактики составляет менее одной четверти от массы Млечного пути. Несмотря на то, что ранее уже были составлены подробные карты внутренних областей галактического гало, эта новая карта впервые демонстрирует с таким же высоким уровнем деталей периферийные области гало, в которых расположен «кильватерный след» БМО – на расстоянии между 200 000 и 325 000 световых лет от галактического центра. Предыдущие исследования намекали на существование такого «кильватерного следа», однако эта новая карта всего неба подтверждает существование гипотетической структуры, а также позволяет подробно рассмотреть ее форму, размер и месторасположение.

Это возмущение материала гало также позволяет астрономам сравнить между собой различные модели темной материи и оценить их адекватность. Анализ структуры «кильватерного следа» БМО, обнаруженного в этом исследовании, показал его соответствие гипотезе темной материи, указывают исследователи. Используя одну из современных моделей темной материи, называемую гипотезой холодной темной материи, астрономы получили в результате расчета структуру «кильватерного следа» БМО, близкую к наблюдаемой в действительности. В настоящее время авторы и их коллеги из других научных учреждений США тестируют альтернативные гипотезы темной материи на соответствие результатам этих новых наблюдений.

Исследование опубликовано в журнале Nature; главный автор Чарли Конрой (Charlie Conroy), профессор Гарвардского университета, США, и сотрудник Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0422215240

Ближайшая к Земле черная дыра оказалась одной из самых крохотных*

Ученые открыли одну из самых крохотных черных дыр, известных науке на настоящее время – и одну из самых близких к Земле.

Исследователи окрестили ее «Единорогом», отчасти потому, что она является уникальной в своем роде, а также еще и потому, что эта черная дыра была обнаружена на небе в направлении созвездия Единорог.

«Когда мы взглянули на собранные данные, эта черная дыра – Единорог – неожиданно привлекла наше внимание», - сказал главный автор исследования Тхаринду Джаясингх (Tharindu Jayasinghe), студент докторантуры Университета штата Огайо, США.

Эта черная дыра является компаньоном красного гиганта, то есть эти два объекта гравитационно связаны между собой. Ученые не могут видеть черную дыру – по определению, эти объекты являются абсолютно черными, не только при наблюдениях в видимом свете, но и при наблюдениях в любом диапазоне электромагнитного спектра.

Но в этом случае астрономы смогли наблюдать звезду-компаньона черной дыры. Эта звезда ранее неоднократно наблюдалась при помощи наземных и космических телескопов, однако предположение о существовании в ее окрестностях черной дыры-компаньона до сих пор не выдвигалось.

Когда Джаясингх и его коллеги проанализировали наблюдения этого красного гиганта, они нашли, что неизвестный объект гравитационно воздействует на звезду и обусловливает периодические изменения ее формы. Одна из возможностей состояла в том, что загадочным компаньоном является черная дыра, однако ее масса должна была быть, согласно расчетам команды, очень невелика – менее 5 масс Солнца. Обычно во Вселенной черные дыры такой массы представляют большую редкость, подчеркнули авторы работы. Лишь недавно астрономы пришли к выводу, что черные дыры таких масс могут существовать.

Более подробно изучив скорость красного гиганта, его орбитальный период и характер воздействия на него приливных сил со стороны черной дыры, астрономы смогли прийти к выводу, что имеют дело с черной дырой массой порядка трех масс Солнца.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0422210927

Темную материю предложили изучать по температуре экзопланет*

Rebecca Leane and Juri Smirnov / Physical Review Letters, 2021

Физики предложили использовать экзопланеты в качестве детекторов темной материи путем наблюдения за их температурой. Согласно исследованию ученых, процесс аннигиляции частиц темной материи в центрах тяжелых небесных тел должен нагревать эти объекты. Для темных частиц с массой порядка мегаэлектронвольта этот нагрев, по мнению исследователей, может быть зарегистрирован с помощью космических телескопов нового поколения. Авторы работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters, предсказывают, что такие наблюдения позволят усилить существующие ограничения на взаимодействие темной материи с веществом более чем на 6 порядков, а также расскажут о плотности темной материи в галактическом гало.

Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, из-за чего ее нельзя увидеть напрямую. Тем не менее она обладает массой, а значит — может взаимодействовать с обычной материей посредством гравитации, и, возможно, через иные экзотические механизмы. Предположение о существовании такой формы материи позволяет физикам объяснить очень много явлений, которые иначе кажутся парадоксальными. К таким явлениям, к примеру, относятся аномально высокие скорости вращения периферических областей галактики, эффекты гравитационного линзирования с неизвестным источником скрытой массы и даже странности в неоднородностях распределения реликтового излучения.

Пока что физикам не удается напрямую увидеть взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом во многочисленных экспериментах с попытками ее прямой регистрации. Но именно такие эксперименты необходимы для того, чтобы понять природу темных частиц. Согласно обнаруженным косвенным следам существования темной материи, ее общая масса составляет 85 процентов от массы всей материи во вселенной. При этом существенная ее доля располагается в так называемых галактических гало (причем чем ближе к центру галактики — тем ее больше) и не дает галактикам разлетаться. Этим фактом уже пытались воспользоваться в экспериментах, в которых физики пытались зарегистрировать темные частицы в процессе движения Земли сквозь галактическое гало, но их последние результаты говорят об отсутствии следов регистрации темной материи.

Точками потенциального скопления частиц материи могут быть и менее крупномасштабные астрономические объекты: темная материя из галактического гало может рассеиваться и притягиваться тяжелыми планетами, нейтронными звездами или белыми карликами. В случае планет, температура которых относительно мала и не позволяет частицам темной материи приобрести достаточно энергии для преодоления их гравитации, темные частицы будут накапливаться в их центрах в очень больших количествах. Ранее поиск таких скоплений уже провели для Юпитера, наблюдая за его гамма-излучением высоких энергий, а теперь одна из авторов той работы Ребекка Лин (Rebecca Leane) из Стэнфордского университета и Юрий Смирнов (Juri Smirnov) из Университета штата Огайо предложили использовать в этих же целях экзопланеты. Физики показали, что в поиске темной материи могут помочь измерения температуры экзопланет, к классу которых они отнесли как просто планеты за пределами Солнечной системы, так и планеты-сироты (без звездной орбиты) и коричневые карлики, находящиеся в единой системе со звездой. Для этого ученые использовали тот факт, что взаимодействие продуктов аннигиляция темной матери в центрах экзопланет должно нагревать саму экзопланету, причем чем ближе планета к центру галактики — тем больше этот эффект за счет увеличения плотности распределения темной материи.

Результаты моделирования температуры известных экзопланет с и без учета нагрева за счет аннигиляции темной материи на различном расстоянии от галактического центра. JWST – нижний предел возможностей регистрации космической обсерватории «Джеймс Уэбб»
Rebecca Leane and Juri Smirnov / Physical Review Letters, 2021

Помимо низкой температуры, исследователи указали на ряд преимуществ экзопланет для таких поисков темной материи. Так, уже сейчас развернута огромная кампания по поиску экзопланет, причем темпы их открытия только растут: большая их часть была обнаружена за последние 5 лет, а всего на настоящий момент было открыто 4324 экзопланет, и еще 5695 кандидатов находятся в процессе изучения. Это значит, что у физиков будет большой простор для регистрации температуры таких объектов, и он будет только расти, ведь число экзопланет в нашей Галактике должно достигать 300 миллиардов. Кроме того, экзопланеты имеют большую площадь поверхности, а значит ее температуру можно измерить на большем расстоянии в сравнении с теми же нейтронными звездами. Для проверки возможностей таких измерений физики использовали характеристики космической обсерватории «Джеймс Уэбб», которая уже совсем скоро позволит наблюдать за экзопланетами в инфракрасном диапазоне, а значит и судить об их температуре.

Результаты моделирования температуры газовых гигантов и коричневых карликов малых и промежуточных масс для трех различных профилей распределения темной материи в галактическом гало в зависимости от расстояния объекта до галактического центра. Цветные пунктирные линии – температура без учета вклада темной материи. JWST – нижний предел возможностей регистрации космической обсерватории «Джеймс Уэбб»
Rebecca Leane and Juri Smirnov / Physical Review Letters, 2021

Чтобы понять, какой вклад в температуру той или иной экзопланеты может вносить темная материя, физики вычисляли возможное количество захватываемых экзопланетой темных частиц разной массы, пользуясь тремя различными профилями распределения плотности темной материи в галактическом гало. По этому количеству физики могли судить о том, какой поток тепла будет вырабатываться в ходе аннигиляции темных частиц на фотоны или другие частицы в центре экзопланет, который, в свою очередь, зависел от сечения взаимодействия темной материи с обычной материей. Моделирование показало, что чувствительность «Джеймса Уэбба» позволит наблюдать за изменениями температур коричневых карликов малых и промежуточных масс на расстоянии порядка 0,1 килопарсека от галактического центра, где вклад темной материи в нагрев планеты должен быть существенен. В этом случае ученые смогут получить ограничения на сечение рассеяния темных частиц на протоне до порядка 10-37 квадратных сантиметров для темных частиц с массой порядка десятков и сотен мегаэлектронвольт, что на 6 порядков больше существующих ограничений. Наблюдения за газовыми гигантами, согласно выводам физиков, также позволят усилить существующие ограничения, но лишь на 3 порядка.

Потенциальные ограничения на сечение рассеяния темных частиц на протоне в зависимости от их массы при наблюдении за температурой коричневых карликов (синие линии) и газовых гигантов (черные линии)
Rebecca Leane and Juri Smirnov / Physical Review Letters, 2021

Подробнее про то, какую роль темная материя играет в современной физике и почему ученым так важно ее зарегистрировать, можно почитать в нашем материале «Невидимый цемент Вселенной».

Никита Козырев
https://nplus1.ru/news/2021/04/23/dark-exoplanets

Физики измерили волновую функцию экситона*

M.K.L. Man et al / Science, 2021

Физики провели визуализацию волновых функций экситонов в монослое диселенида вольфрама с помощью измерения импульсов у выбитых из них электронов. Для определения импульсов электронов они применяли технику фотоэлектронной спектроскопии с угловым и временным разрешением. Исследование опубликовано в Science Advances, доступен также препринт.

Экситонами называют связанные состояния электронов и дырок, то есть незаполненных вакансий в спектре электронных состояний в кристалле, которые можно описывать как квазичастицы. Экситоны проявляются как корреляция состояний электрона, который был возбужден светом и переведен из валентной зоны в зону проводимости, и дырки, которая осталась после этого в валентной зоне. С их помощью физики изучают разнообразные физические явления такие, как бозе-конденсацию, топологические изоляторы и сверхтекучесть.

Взаимодействие между электроном и дыркой похоже на притяжение между ядром и электроном. В частности, волновые функции частиц в экситоне демонстрируют те же угловые зависимости, что и волновые функции электронов в атомах. Однако, несмотря на многолетнюю историю экспериментального исследования экситонов методами спектроскопии, сканирующей туннельной микроскопии и электронной микроскопии, физикам не удавалось измерить их волновые функции ни в координатном, ни в импульсном представлениях.

Коллаборация физиков из Японии, Индии и США под руководством Кешав Дани (Keshav Dani) из Окинавского института науки и технологий попробовала визуализировать волновую функцию электронов, формирующих экситон, измеряя свойства электронов, выбиваемых импульсом света в диапазоне экстремального ультрафиолета с энергией фотонов, равной 21,7 электрон-вольт. Для этого ученые нанесли монослой диселенида вольфрама на тонкий буферный слой гексагонального нитрида бора, который находился на кремниевой подложке. Все операции с полученной структурой проводились при температуре 90 кельвинов.

Прежде чем возбуждать в диселениде вольфрама экситоны, авторы исследовали его зонную структуру и дисперсионные соотношения (то есть зависимость энергии электрона от его импульса). Для этого они выбивали излучением электроны из валентной зоны и определяли их энергию и импульс с помощью техники фотоэлектронной спектроскопии с угловым и временным разрешением. Полученные данные подтвердились численными расчетами.

Затем физики облучали структуру фотонами с энергией 1,72 электрон-вольт, что приводило к резонансному возбуждению A-экситонов. Спустя некоторое время такой экситон распадался на один из трех экситонов другого типа, которые уже измерялись с помощью фотоионизации и последующей фотоэлектронной спектроскопии.

Вероятность встретить в спектрометре электрон с тем или иным импульсом связана с вероятностным распределением по импульсам экситонного электрона. Это означает, что, считая число электронов, пойманных с некоторым импульсом, можно сделать вывод об абсолютном квадрате волновой функции в импульсном представлении. Из нее, в свою очередь, с помощью преобразования Фурье можно рассчитать волновую функцию в координатном представлении, которая описывает плотность вероятности встретить частицу в пространстве и потому позволяет оценить размеры экситона.

Эту идею реализовали авторы работы. В результате эксперимента они смогли восстановить волновую функцию электрона в обратном и прямом пространствах, а также сравнить ее с расчетами. Оказалось, что распределение вероятности встретить электрон простирается на несколько десятков элементарных ячеей монослоя.

Абсолютный квадрат волновой функции электрона в обратном пространстве, восстановленный из измерения импульсов фотоэлектронов (A) и рассчитанный численно (B). (С) Волновая функция в координатном представлении, наложенная на решетку диселенида вольфрама.
M.K.L. Man et al / Science, 2021
   
Кроме этого, по измерению времени пролета электрона в детекторе физики восстановили дисперсионные соотношения электрона в экситоне. Они выяснили, что связь энергии с импульсом связанных электронов очень похожа на таковую у электронов в валентной зоне. Последняя была измерена и рассчитана в самом начале эксперимента. Обе дисперсионные зависимости убывают с ростом импульса.

Дисперсионные соотношения электронов в валентной зоне (синий), в экситоне (желтый) и в зоне проводимости (красный). В последнем случае зависимость теоретическая.
M.K.L. Man et al / Science, 2021

Авторы надеются, что развитая ими методика позволит изучать другие типы экситонов, а также более сложные связанные состояния, например, трионы и биэкситоны. Физики ожидают, что подобные эксперименты можно будет провести в большом количестве других кристаллов помимо диселенида вольфрама, а также что разрешающей способности установки хватить, чтобы в принципе изучать когерентную динамику возбуждений в твердых телах.

Ученым удается визуализировать волновые функции у все большего числа объектов. Ранее мы рассказывали, как это удалось сделать для состояний квантовых точек на поверхности бислоя графена и для димера гелия.

Марат Хамадеев
https://nplus1.ru/news/2021/04/23/wf-exciton

Неизвестный космический объект: происхождение метеорита Almahata Sitta

Осколок метеорита Almahata Sitta (AhS), упавший на Землю 13 лет назад, мог быть частью неизвестного астероида размером примерно с Цереру. К такому выводу в 2020 году пришли ученые из Юго-Западного исследовательского института, США.

Екатерина Бельчикова

Unsplash

На нашу планету ежегодно попадает тысячи космических осколков, а это значит, что каждый год есть тысячи шансов узнать что-то новое о нашей планетной системе

AhS был найден в Судане в 2008 году. Ученые рассказывают, что это лишь одна из 600 частей астероида, который 13 лет назад вошел в атмосферу Земли и взорвался. С помощью инфракрасного микроскопа авторы недавнего исследования обнаружили гидратированные минералы в составе AhS. Это говорит о том, что на родительском объекте, на протяжении длительного времени присутствовала вода.

Это очень важно, так как именно минералы могут рассказать ученым о метаморфизме, происходящем на родительском объекте метеорита. Они «регистрируют» геологическую активность, раскрывая историю формирования космического тела. «Спектральный анализ выявил ряд гидратированных минералов, в частности амфибол, которые указывают на длительный период изменения воды на родительском астероиде диаметром не менее 643 и до 1770 километров», — отмечают авторы исследования. Ученые сравнивают размеры родительского тела AhS с Церерой, карликовой планетой в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.

В своей работе исследователи также отмечают, что амфиболы крайне редко встречаются в составе углистых хондритов - метеоритов, которые в основном и попадают на Землю. Ранее амфиболы были идентифицированы только в метеорите Альенде. «AhS — это уникальный источник информации о материалах формировавших Солнечную систему», — резюмируют авторы.
https://www.popmech.ru/science/656233-m … go-obekta/

В древнем метеорите снова нашли воду

Японские физики изучили фрагменты метеорита Саттерз-Милл — обломки древнего астероида, ровесника Солнечной системы — и нашли в нем воду, а также определили место появления на свет.

Фрагменты метеорита Саттерз-Милл / ©Wikimedia Commons

Обилие воды на нашей планете остается одной из самых любопытных загадок современной науки. Она могла содержаться в том же веществе, из которого сформировалась сама Земля, или образоваться в ходе геологических процессов. Но все-таки главной гипотезой остается внеземная, согласно которой воду принесли на молодую планету многочисленные кометы и астероиды. Очередным ее подтверждением стала новая работа ученых из Университета Ритсумейкан в японском Киото. Их статья опубликована в журнале Science Advances.

Акира Цутияма (Akira Tsuchiyama) и его коллеги изучили останки знаменитого метеорита Саттерз-Милл, который взорвался над США в 2012 году. Впоследствии удалось собрать около 90 фрагментов общим весом примерно в килограмм. Оказалось, это был углистый хондрит. Если не считать водорода и гелия, состав таких астероидов повторяет состав Солнца, поэтому считается, что они образовались вместе с ним, из того же протопланетного вещества. Ранее в них уже обнаруживали и воду, что делает такие древние тела одними из главных кандидатов на роль «доставщиков воды» для молодой Земли.

Снеговые линии углекислого газа и СО указывают на область, в которой сформировался древний астероид / ©Akira Tsuchiyama, Ritsumeikan University

Исследовав фрагменты хондрита Саттерз-Милл, японские ученые заметили в нем кристалл кальцита, в котором сохранилось крошечное включение воды и углекислого газа. Это говорит о том, что астероид сформировался на достаточном удалении от Солнца, где эти вещества могли кристаллизоваться. Эта дистанция проходила дальше снеговой линии воды и углекислого газа — расстояния от звезды, на котором летучее вещество начинает переходить в твердую фазу, — но ближе, чем снеговая линия для моноксида углерода.

4,6 миллиарда лет назад, в эпоху формирования Солнечной системы, когда образовался и этот астероид, снеговые границы находились еще дальше нынешних. Скорее всего, он появился, находясь за пределами современной орбиты Юпитера, и долгое время оставался там, пока случайная игра гравитации не вытолкнула его в окрестности Земли. Такое, вероятно, происходило со множеством других хондритов в далеком прошлом, и «на борту» они вполне могли приносить еще больше воды на нашу планету.
https://naked-science.ru/article/astron … ashli-vodu

Астрономы отследили полет упавшего на Землю метеорита на 22 миллиона лет назад

2 июня 2018 года астероид 2018 LA врезался в Землю в пустыне Калахари, и теперь ученые смогли выяснить, откуда он возник 22 миллиона лет назад.

Впервые все путешествие метеорита к Земле было нанесено на карту, таким образом, и это только второй раз, когда у нас когда-либо была возможность наблюдать астероид в космосе до того, как он войдет в атмосферу и станет метеоритом.

Основываясь на ранних наблюдениях, анализе найденных фрагментов метеорита и различных других факторах, новое исследование указывает на происхождение 2018 LA из астероида Веста — второго по величине астероида в Солнечной системе и единственного, который иногда можно увидеть с Земли не вооруженным глазом.

«Анализ метеорита показывает, что он был глубоко погребен под поверхностью Весты до того, как его выбросило много лет назад», — говорит астроном Адриен Девильпойс из Университета Кертина в Перте.

«Это достижение является дополнением к зондам, возвращающим образцы, таким как Hayabusa2. Это исследование позволяет нам постепенно отображать состав пояса астероидов, и мы можем получить лучшее представление о типе материала, из которого состоят опасные для Земли астероиды».

Ключом к анализу стали изображения астероида 2018 LA, полученные телескопом ANU SkyMapper в Австралии. Эти изображения были добавлены вместе с данными с других телескопов и кадрами местного видеонаблюдения, показывающими последние несколько мгновений до падения в Ботсване, чтобы выяснить, откуда взялся метеорит.

Обнаруженные фрагменты дали больше подсказок: были использованы методы, включая спектроскопию и микротомографию, чтобы определить, совпадают ли породы с камнями из метеорита 2015 Саричичек, который также прибыл из Весты.

Различные фрагменты 2018 LA. (ANU)

«Миллиарды лет назад два столкновения Весты с другими космическими телами создали семейство крупных и опасных астероидов. Недавно обнаруженные метеориты дали нам ключ к разгадке того, когда эти столкновения могли произойти», — объясняет один из членов группы, астроном Института SETI Питер Дженнискенс.

Отображение метеоритов до их происхождения в космосе с помощью химического анализа и компьютерного моделирования также говорит нам больше об их происхождении — бассейне Венении на Весте, откуда камни отсоединились.

«Самые старые известные материалы, обнаруженные как на Весте, так и в метеорите, — это зерна циркона, которые датируются в 4,5 миллиарда лет, во время ранней фазы Солнечной системы», — говорит астроном Кристофер Онкен из Австралийского национального университета (ANU).

Данные показывают, что когда астероид 2018 LA году вошел в атмосферу Земли, он двигался со скоростью около 60 000 километров в час. У него был бы диаметр 1,5 метра и вес около 5700 килограммов.

В конечном итоге было обнаружено 23 фрагмента метеорита, когда исследователи вычислили место падения в Центральном заповеднике Калахари,в.

Исследование опубликовано в Meteoritics and Planetary Science.

Источники: Фото: (Снимки Skymapper астероида 2018 LA (Кристиан Вольф и его коллеги / ANU)
https://rwspace.ru/news/astronomy-otsle … nazad.html

Скорость вращения стареющих звезд оказалась необычно высокой

Ученые обнаружили, что скорость вращения нескольких близлежащих стареющих звезд необычно высока. Это заставило их усомниться в справедливости имеющихся представлений о том, как стареют светила, в четверг сообщила пресс-служба Бирмингемского университета со ссылкой на статью в журнале Nature Astronomy.

“Мы уже предполагали в прошлом, что некоторые стареющие звезды могут вращаться быстрее, чем это предсказывает теория магнитного торможения. Собранные нами данные показывают, что этот механизм торможения ослабляется для большинства звезд. Это не соответствует результатам теоретических расчетов, построенным на базе наблюдений за молодыми светилами”, – заявил научный сотрудник Бирмингемского университета (Великобритания) Оливер Холл, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Скорость вращения светил вокруг своей оси уже больше полувека считается одним из самых важных их свойств. Этот параметр позволяет ученым вычислить возраст звезды, уточнить ее класс, а также выяснить, есть ли у нее спутники и как часто в ее недрах возникают так называемые звездотрясения. Как правило, молодые светила движутся быстрее вокруг своей оси, чем стареющие звезды, что указывает на то, что их вращение постепенно замедляется.

Как объясняет Холл, этот феномен традиционно связывается с тем, что магнитные поля Солнца и других светил захватывают частицы материей солнечного ветра, которые выбрасываются с их поверхности, и вращают их вместе со звездой. В результате этого светила постепенно теряют энергию вращения подобно тому, как это делают фигуристы, вытягивающие вперед руки или ноги.

В прошлом астрономы считали это правило незыблемым свойством звезд, однако наблюдения последних десятилетий говорят о том, что это далеко не всегда так. В частности, ученые обнаружили, что некоторые звезды могут раскручиваться, перетягивая на себя материю соседних светил, а ядро Солнца по пока нераскрытым причинам вращается быстрее, чем его внешние оболочки.

Неожиданные последствия открытия

Открытие этого необычного свойства нашего светила, как отмечает Холл, заставило его команду максимально точно измерить скорость девяти десятков близлежащих звезд, находящихся на примерно тех же стадиях развития, что и Солнце. Их возраст, по оценкам астрономов, составлял от 1 млрд до 13 млрд лет, при этом подавляющее большинство из них были похожими на Солнце по температуре поверхности, массе и спектральным характеристикам.

Астрономы измерили скорость их вращения двумя способами: подсчитав число пятен на поверхности светил, а также проследив за тем, как часто в их недрах происходили звездотрясения. Так ученые называют особые низкочастотные колебания в недрах звезд, их частота зависит от скорости вращения звезд. В свою очередь эти волны особым образом влияют на яркость и структуру спектра светил, что позволяет отслеживать их при помощи мощных оптических телескопов.

Когда астрономы сопоставили скорости, вычисленные по звездотрясениям и пятнам, они обнаружили, что для относительно молодых светил эти значения совпали, тогда как для стареющих звезд они существенно разошлись. В целом эти наблюдения показали, что старые звезды вращаются значительно быстрее, чем на то указывает классическая теория, причем степень расхождения между реальностью и расчетами растет по мере увеличения возраста звезды.

Подобное несоответствие теории и практики, как считают ученые, можно объяснить тем, что действие магнитного поля на вращение светила постепенно ослабляется по мере старения звезды. Это может быть связано с возрастными изменениями в характере движения материи внутри звезд, которые в свою очередь связаны с выработкой магнитных полей и их пространственной конфигурацией.

Как надеются ученые, в ближайшем будущем они смогут изучить свойства магнитных полей молодых и старых звезд. Анализ и сопоставление этих данных помогут астрономам понять, как именно меняется работа недр светила и как подобные изменения могут повлиять на поведение недр Солнца и жизнь человечества.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/22/скорость-вращения-стареющих-звезд-ок/

«Hubble» сфотографировал одну из самых ярких звезд Галактики

Несмотря на свои размеры и светимость, большое расстояние до AG Киля и окружающая ее пылевая завеса делают звезду невидимой невооруженным глазом.

Космический телескоп «Hubble» получил самый детальный на сегодня снимок одной из самых ярких звезд Млечного Пути – гигантской AG Киля, которая при рождении превосходила по массе Солнце в 100 раз, но за последние несколько тысяч лет значительно «похудела».

«AG Киля окружена расширяющейся оболочкой из газа и пыли массой в 10 солнечных. Протяженность туманности составляет около пяти световых лет, что сравнимо с расстоянием от Солнца до звезды Альфа Центавра», – отмечают на сайте космического телескопа.

Снимок звезды AG Киля, полученный космическим телескопом «Hubble». Credit: NASA, ESA and STScI

AG Киля классифицируется как яркая голубая переменная. На данный момент точное расстояние до нее не установлено и находится в диапазоне от 15 тысяч до 20 тысяч световых лет. С учетом этой неопределенности и переменности звезды ее светимость колеблется от миллиона до 1,5 миллиона солнечных при верхней границе расстояния, и на 40% меньше указанных значений при нижней.

Согласно теоретическим моделям AG Киля, вероятно, завершит свое существование яркой вспышкой сверхновой типа IIb. Ожидаемая продолжительность ее жизни составляет от 5 до 6 миллионов лет.

Окружение AG Киля. Звезда находится в центре снимка. ESA/Hubble, Digitized Sky Survey 2

https://in-space.ru/hubble-sfotografiro … galaktiki/

Новый шаг на пути к пониманию природы темной энергии

Коллаборация extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) опубликовала свои новейшие научные результаты. Эти результаты включают два новых исследования, посвященных темной энергии, которые были выполнены группами, возглавляемыми соответственно профессорами Гунбо Чжао (Zhao Gongbo) и Юйтином Вангом (Wang Yuting) из Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук (National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences, NAOC).

Исходя из наблюдений, проведенных при помощи обзора неба eBOSS, команда профессора Чжао выяснила подробности истории расширения космоса и роста уровня структурированности в гигантском объеме Вселенной прошлого, соответствующем расстояниям от 0,7 до 1,8 миллиарда световых лет от нас.

В этом исследовании были использованы возможности метода, предполагающего анализ по нескольким характерным признакам, который облегчил систематизацию наблюдений. Этот метод был разработан совместно профессорами Чжао и Вангом.

«В этой работе произведено обнаружение присутствия темной энергии на уровне значимости 11 сигм, что является самым убедительным доказательством существования темной энергии, полученным при помощи обзоров галактик, - сказал профессор Чжао. – Наблюдения, проведенные в рамках проекта eBOSS, согласуются с моделью динамической темной энергии, построенной нашей командой в ходе анализа результатов наблюдений, выполненных при помощи проекта eBOSS четыре года назад».

Одной из самых больших сложностей, возникающих при попытке анализа космологических процессов с использованием данных, собранных с помощью обзоров галактик, является анализ данных, в частности, разработка новых методов, направленных на повышение статистической точности и облегчение систематизации. Обзор неба eBOSS, представляющий собой первый обзор галактик, который предполагает наблюдения галактик разных классов в границах обширного объема космического пространства, делает возможным проведение анализа по нескольким характерным признакам.

«Перекрестное соотнесение галактик различных классов представляет собой эффективный способ снижения статистических неопределенностей, при этом одновременно удается облегчить систематизацию, и в результате становится возможным получение надежных выводов о природе процессов космологического масштаба», - сказал профессор Ванг.

Темная энергия доминирует в современной Вселенной, поэтому очень важным является выяснение ее природы. Коллаборация eBOSS, которая включает 30 ведущих астрономических научных институтов по всему миру, включая NAOC, была сформирована для изучения проблемы темной энергии. В ходе работы коллаборации, продолжающейся с 2014 г., было снято свыше 1 миллиона спектров в диапазоне красных смещений 0,6.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0424222731

Влияние солнечных вспышек на магнитосферу Земли

Земля окружена системой магнитных полей, известной как магнитосфера. Эта обширная система, напоминающая по форме комету, отклоняет заряженные частицы, идущие со стороны Солнца, экранируя нашу планету от губительных потоков космических частиц и солнечного ветра (потоков заряженных частиц, исходящих из верхней атмосферы Солнца), которые при отсутствии магнитосферы могли бы привести к разрушению атмосферы.

Несмотря на то, что в ходе предыдущих исследований было собрано значительное количество доказательств влияния солнечного ветра на магнитосферу Земли, однако влияние солнечных вспышек (то есть внезапных извержений электромагнитного излучения со стороны Солнца) до сих пор остается недостаточно изученным. Солнечные вспышки представляют собой мощные взрывы, которые могут длиться от нескольких минут до нескольких часов и обнаруживаются при наблюдениях в рентгеновском или оптическом диапазонах.

В новом исследовании группа под руководством Джинга Лю (Jing Liu) из Шаньдунского университета, Китай, провела анализ влияния солнечных вспышек на магнитосферу Земли. В этой работе сделан важный шаг на пути к более глубокому пониманию динамики геопространства. Геопространство, часть космоса, расположенная ближе всего к Земле, включает верхнюю часть атмосферы, ионосферу (то есть ионизированную часть атмосферы) и магнитосферу.

«Магнитосфера расположена над ионосферой и представляет собой полностью ионизированную область космоса, лежащую на высоте более 1000 километров над землей, - рассказал профессор Лю. – Эта область окружена космическим ветром, и на нее оказывают влияние магнитные поля Земли и солнечного ветра».

Магнитосфера обычно описывается как «защитный барьер», экранирующий Землю от потоков солнечного ветра и других частиц, однако несколько предыдущих исследований показали, что, когда магнитное поле солнечного ветра оказывается направленным противоположно полю солнечного ветра, магнитные линии этих двух полей могут «соединяться». В результате некоторая доля частиц солнечного ветра может напрямую проникнуть в пространство, окружающее Землю.

Используя численное моделирование и наблюдательные данные, Лю и коллеги смогли раскрыть влияние солнечных вспышек на динамику магнитосферы и электродинамическое взаимодействие между магнитосферой и ионосферой. В частности, они наблюдали резкий рост уровня фотоионизации полярной E-области ионосферы на высотах между 90 и 150 километров над поверхностью планеты, обусловленный солнечными вспышками. Это явление оказывало значительное влияние на геопространство, включая снижение уровня выделения джоулевой теплоты в верхних слоях атмосферы Земли, изменения структуры конвекции, протекающей в магнитосфере, и изменения в картине формирования полярных сияний, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0424204306

Первые наблюдения силуэта звезды, растянутой в «спагетти»

На протяжении десятилетий астрономы замечали вспышки электромагнитного излучения, идущего со стороны черных дыр. Они предполагали, что эти вспышки являются результатом разрыва звезды на части, но никогда прежде не имели возможности наблюдать в действительности потоки материала разорванной звезды. Теперь в новом исследовании группа астрономов под руководством Джакомо Канниццаро (Giacomo Cannizzaro) из Нидерландского института космических исследований впервые смогла наблюдать спектральные линии поглощения, обусловленные струями материала звезды, вытягиваемой в «спагетти».

Большинство звезд в нашей Вселенной «умирают по естественным причинам». Они либо теряют в космос внешние оболочки, либо просто остывают из-за недостатка топлива, а некоторые звезды взрываются как сверхновые. Однако звездам, населяющим внутренние области родительских галактик, повезло значительно меньше. Они находятся под угрозой быть разорванными на тонкие нити под действием гравитации сверхмассивной черной звезды, лежащей обычно в центре галактики. Экстремально мощная гравитация черной дыры оказывает настолько более сильное влияние на одну сторону звезды, по сравнению с другой ее стороной, что в результате звезда оказывается разорванной на части. Астрономы любят называть этот процесс «превращением в спагетти», но в научных публикациях им приходится использовать более формальный термин - «событие приливного разрыва».

После того как звезда превратилась в «спагеттину», она продолжает падение на черную дыру, вызывая при этом появление короткого импульса излучения. Астрономы замечают такие вспышки на протяжении нескольких десятилетий, и основываясь на теоретических соображениях, они приходят к выводу, что имеют дело с событиями приливного разрыва. Однако в действительности исследователям прежде никогда не доводилось наблюдать реальные потоки материала, которые бы не только излучали свет, но и частично блокировали свет, излучаемый иными источниками, расположенными позади них.

В своем новом исследовании группа Канниццаро сообщает о первых в истории науки наблюдениях спектральных линий поглощения материала над одним из полюсов черной дыры. Изначально было очевидно, что эта черная дыра окружена диском из аккрецируемого материала, однако линии поглощения над одним из полюсов черной дыры указывают на наличие длинной «нити», закручивающейся многократно вокруг черной дыры, подобно пряже, накрученной на веретено.

Исследователи точно знают, что черная дыра обращена к ним одним из своих полюсов, так, что при наблюдениях с Земли мы смотрим «сверху» на этот полюс, поскольку в ходе наблюдений удалось обнаружить рентгеновское излучение. Аккреционный диск является единственной частью системы черной дыры, которая излучает в рентгене. Если бы астрономы смотрели на диск «сбоку», они бы не увидели рентгеновского излучения. Дополнительным подтверждением этому является также то, что при наблюдениях этой черной дыры не наблюдается допплеровского смещения линий, регистрируемого при наблюдениях черной дыры «сбоку», когда одна часть ее материала, вращаясь в составе диска, движется в сторону наблюдателя, а другая часть материала движется при этом в противоположную сторону, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0425155025

«Индженьюити» прислал первое цветное изображение Марса с воздуха

NASA / JPL-Caltech

Первый внеземной дрон «Индженьюити» прислал цветную фотографию Марса, сделанную в ходе его второго полета в атмосфере Красной планеты. На нем видна тень вертолета, кончики его посадочных опор, а также следы колес ровера «Персеверанс», сообщается на сайте NASA.

«Индженьюити» был доставлен на Марс ровером «Персеверанс», который нашел для вертолета подходящий аэродром и высадил его там, а затем отъехал на точку наблюдений за полетами. 19 апреля 2021 года дрон совершил первый в истории управляемый полет на Марсе, продемонстрировав, что подобные аппараты способны работать в разреженной атмосфере. 22 апреля аппарат провел в воздухе 51,9 секунды, успев за это время подняться на высоту пять метров и пролететь на этой высоте суммарно четыре метра, совершив при этом три поворота вокруг собственной оси.

В ходе второго полета дрон вел фотосъемку окружающей местности не только при помощи своей навигационной черно-белой камеры, но и цветной. 23 апреля команда инженеров опубликовала первый цветной снимок Марса, полученный дроном, который был сделан с высоты 5,2 метра от поверхности планеты. На нем видна тень вертолета, кончики его посадочных опор, а также следы ровера на песке.

25 апреля дрону предстоит третий по счету и более сложный полет — он должен будет подняться на высоту в пять метров, затем отлететь 50 метров в сторону, развернуться и вернуться в первоначальную точку, пролетев таким образом сто метров. При этом максимальная скорость полета будет увеличена с 0,5 до 2 метров в секунду, а общее время полета составит около 80 секунд.

Об особенностях полетов дронов на Красной планете читайте в нашем материале «Марсианский винт».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/24/color-mars-from-air

«Желтые шары» оказались связаны с протозвездами средних и больших масс

Местоположения «желтых шаров», рассмотренных в работе, в Млечном Пути.
Charles Kerton / Iowa State University, NASA

Астрономы смогли разобраться в природе «желтых шаров» — необычных компактных объектов, найденных гражданскими учеными на снимках телескопа «Спитцер». Оказалось, что они представляют собой области вокруг формирующихся протозвезд средних и больших масс и в дальнейшем могут стать пузырями или иными яркими туманностями. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

«Желтые шары» (Yellowballs) — небольшие (диаметром около одного светового года) округлые объекты, которые были найдены в 2012 году на изображениях, полученных в среднем инфракрасном диапазоне волн космическим телескопом «Спитцер. Их обнаружили в рамках проекта гражданской науки The Milky Way Project, который работает на портале Zooniverse. Природа этих объектов до сих пор точно не установлена, хотя в 2015 году появилась теория о том, что они могут представлять собой молодые области фотодиссоциации, заполненные газом и связанные с областями звездообразования. Интерес к «желтым шарам» со стороны ученых привел к выпуску второго каталога данных проекта The Milky Way Project (MWP DR2), который содержит данные о 6176 найденных объектах такого типа, а также включает в себя каталог пузырей и ударных волн, созданных OB-звездами.

Группа астрономов во главе с Грейс Вольф-Чейз (Grace Wolf-Chase) из Планетологического института США опубликовала результаты анализа выборки из 516 «желтых шаров» из данных каталога MWP DR2. Ученых интересовали свойства этих объектов и их связь с областями звездообразования.

Пример «желтого шара» (слева) и пузыря, созданного излучением звезд, (справа) на инфракрасных изображениях, полученных «Спитцером».
NASA / JPL-Caltech

Исследователи пришли к выводу, что «желтые шары» действительно могут быть связаны с процессом образования звезд средних и больших масс и представляют собой компактную область фотодиссоциации, сформированную вокруг протозвезды. Около 20-30 процентов этих объектов связаны с с массивными звездами и могут в дальнейшем образовывать расширяющиеся области HII, которые порождают пузыреобразные структуры. Остальные представляют собой области формирования звезд средних масс, где протозвезда все еще активно аккрецирует на себя вещество, и могут быть предшественниками туманностей Хербига (Ae/Be).

В дальнейшем ученые намерены составить полный каталог «желтых шаров», проанализировав всю доступную выборку из найденных объектов, что позволит лучше разобраться в свойствах и эволюции областей звездообразования.

Ранее мы рассказывали о том, как любители науки помогли ученым отыскать новых кандидатов в коричневые карлики и гигантские радиогалактики.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2021/04/24/yellow-balls-stars

Планетарная туманность Mz3: туманность Муравей

Авторы и права: Р.Сахай (Лаборатория реактивного движения) и др., Наследие космического телескопа им.Хаббла, ЕКА, НАСА
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Почему этот "муравей" так не похож на шар? Ведь планетарная туманность Mz3 – это оболочка, сбрасываемая звездой, похожей на наше Солнце, то есть объектом, определенно имеющим форму шара. Почему же тогда истекающий со звезды газ порождает туманность, похожую на муравья, форма которой не имеет ничего общего с шаром? Данные, которые могут помочь ответить на этот вопрос – чрезвычайно высокая – до 1000 километров в секунду – скорость выбрасываемого газа, гигантские размеры структуры, достигающие одного светового года, наличие сильного магнитного поля у звезды, которую можно найти в центре туманности. Один из возможных ответов – внутри Mz3 может скрываться еще одна звезда меньшей светимости, которая обращается вокруг яркой звезды на очень малом расстоянии от нее. Другая гипотеза – своим направлением потоки газа обязаны вращению центральной звезды и ее магнитному полю. Астрономы надеются, что благодаря сходству центральной звезды с Солнцем исследование истории этого гигантского космического "муравья" позволит заглянуть в будущее нашего Солнца и Земли.
http://www.astronet.ru/db/msg/1736238

Что происходит с кометами в конце жизни

https://aboutspacejornal.net/wp-content … kXan41.jpg
Два главных фрагмента кометы 73P/Schwassmann-Wachmann в одном поле зрения в появлении 2006 года
Автор фото: М. Егер

Снимки космического телескопа "Хаббл" показывают в деталях, как распадалась комета 73P/Schwassmann-Wachmann в появлении 2006 года

В прошлом астероид 2015 TB145, вероятно, был кометой. А сейчас это "мёртвая" комета, которая на одном из радиолокационных изображений удивительно похожа на череп

Судьба комет в Солнечной системе может быть разной. Многие ядра долгопериодических комет подходят к Солнцу всего один или несколько раз, после чего из-за гравитации планет-гигантов улетают навсегда.

Другие хвостатые странницы, многократно возвращаясь к нашей звезде, постепенно истощаются (у них заканчиваются доступные для испарения льды). Активность таких объектов снижается и, наконец, они становятся внешне не отличимы от астероидов. Считается, что в популяции околоземных астероидов несколько процентов таких вот скрытых комет, последствия от столкновений которых с Землёй мягче.

Наконец, кометы могут распадаться, в некоторых случаях показывая неповторимое зрелище. Два главных фрагмента кометы 73P/Schwassmann-Wachmann в появлении 2006 года очень красиво смотрелись на совместных фотографиях.
https://aboutspacejornal.net/2021/04/24/что-происходит-с-кометами-в-конце-жизн/nggallery/image/rxh35vbtl-41/

Бетельгейзе подвергли томографии

Конвективные ячейки на поверхности звезды-сверхгиганта (симуляция)
Dr. Bernd Freytag / Uppsala University

Используя технику томографии звездных атмосфер, ученые приблизились к пониманию причин Великого потемнения Бетельгейзе — самого сильного падения ее яркости за всю историю современных наблюдений. По мнению ученых, причиной стало совместное действие возникшей у основания атмосферы ударной волны и восходящих конвективных потоков на видимой стороне звезды. В результате над поверхностью звезды образовалось молекулярное облако с пониженной прозрачностью, что и привело к потемнению. Работа принята к публикации в A&A Letters.

Бетельгейзе — десятая по яркости звезда неба, а в инфракрасном диапазоне — наиболее яркая. Это также ближайший к земле представитель сверхгигантов — звезд значительной массы, примерно от 10 до 40 солнечных, находящихся на поздней стадии звездной эволюции. Такие звезды чрезвычайно велики в размерах, в сотни раз превышая Солнце и имеют огромную светимость. Красные сверхгиганты, к которым относится Бетельгейзе, могут иметь весьма низкую по звездным меркам температуру фотосферы — примерно от 3500 до 4000 кельвин.

Огромные размеры и крайне малая плотность поверхностных слоев способствуют развитию неустойчивостей и пульсаций, с интенсивным звездным ветром и эпизодами сильного истечения вещества. Это делает красные сверхгиганты интересными для астросейсмологических исследований объектами.

Бетельгейзе меняет свою видимую величину примерно от 0,2 до 1,5 с периодом в 410-430 дней. Менее выражены колебания с периодами 2000 дней и 185 дней. Природа этих циклов, по-видимому, кроется в совместном влиянии каппа-механизма и осцилляций, вызванных работой гигантских конвективных ячеек в атмосфере, присущих гигантам и сверхгигантам.

В феврале 2020 года падение яркости в очередном цикле было особенно сильным — почти до звездной величины 1,7. Фактически, за короткий срок, несколько месяцев, звезда потускнела в видимом диапазоне в 2,8 раза (полная светимость при этом изменилась мало, так как холодные красные сверхгиганты излучают в основном в инфракрасном диапазоне).

В отношении этого события — Великого потемнения 2019-2020 годов, существует несколько гипотез: формирование пылевых облаков над видимой стороной звезды, временное падение температуры фотосферы на несколько сотен кельвин или появление обширных пятен.

Вверху: потемнения на диске Бетельгейзе в цикле 2019-2020 годов. Внизу: кривая блеска
Кавказская Горная обсерватория ГАИШ МГУ

Астрофизики из Бельгии, Германии, Франции и Швеции под руководством Катерины Кравченко (Kateryna Kravchenko) из Института внеземной физики Общества Макса Планка в Германии на протяжении пяти лет: с ноября 2015 года по сентябрь 2020 года проводили наблюдения звезды на 1,2-метровом телескопе Меркатора в обсерватории на острове Ла-Пальма в Испании. Наблюдения велись с использованием спектрографа HERMES на длинах волн от 380 до 900 нанометров.

Телескоп Меркатора
Wikipedia

При обработке данных ученые использовали разработанный ранее метод томографии звездных атмосфер. В соответствии с моделью атмосферы Бетельгейзе (использовалась одномерная модель MARCS, модифицированная под характеристики звезды) они распределили наблюдаемые спектральные линии по группам по глубине возникновения в атмосфере. Авторы назвали это «наложением масок» на спектр. Всего использовалось пять масок: от С1 для внутреннего слоя фотосферы до С5 для наружного.

Далее, по доплеровскому сдвигу спектральных линий, физики рассчитали усредненные радиальные скорости (относительно центра звезды) в каждом из этих пяти слоев. По градиенту скорости между слоями можно судить о процессах сжатия, либо расширения в фотосфере. Выяснилось, что волны сжатия-расширения почти точно соответствуют изменениям на кривой блеска звезды, хотя и с временной задержкой. Расширение соответствует потемнению.

Кривая блеска Бетельгейзе (серым цветом, черными квадратами показана температура фотосферы по линии оксида титана), радиальные скорости в слоях фотосферы относительно ядра звезды (цвета соответствуют разной глубине) и перепады скорости между наружным слоем С5 и другими слоями. Отрицательные значения на последнем графике означают расширение атмосферы
Kravchenko et. al. / A&A letters, 2021

В последнем цикле активности, в котором и наблюдалось Великое потемнение, перепады скоростей между слоями оказались велики, более чем в 2 раза выше по сравнению с предыдущими циклами. По мнению ученых, это говорит о быстром расширении наружного слоя. Необычайно мощное расширение и истечение вещества они объяснили влиянием двух различных механизмов. Первый из них связан с возникновением в атмосфере звезды ударных волн. Дело в том, что в двух предыдущих Великому потемнению циклах активности наблюдались эпизоды с удвоением линий поглощения в спектре. Это явление известно для переменных красных гигантов (например переменных типа Миры) в максимуме блеска. Вызвано оно механизмом, описанным Мартином Шварцшильдом в 1954 году и связано с подъёмом из глубины сферически симметричной ударной волны.

«Сценарий Шварцшильда» для возникновения двойных спектральных линий поглощения. Три кривые показывают направление движения различных слоев фотосферы. С определенного момента (фаза = 0,9) нижний слой, движущийся вниз, к основанию фотосферы, встречает фронт ударной волны и начинает двигаться вверх, вызывая синее смещение спектральных линий. В это же время вышележащие слои все еще двигаются вниз, а в их спектре линии поглощения смещены в красную область. В итоге, в спектре звезды наблюдаются обе линии сразу
Alvarez et. al. / A&A, 2000

Авторы предполагают, что этот механизм работает и в случае с Бетельгейзе, хотя в целом для красных супергигантов, в отличие от красных гигантов, он не характерен, в их атмосферах более сложная динамика, а ударные волны далеки от симметричных. Тем не менее, по мнению авторов, в январе 2019 года в основании атмосферы Бетельгейзе зародилась мощная ударная волна, вызвавшая сначала сильное сжатие фотосферы, а с мая 2019 года — не менее интенсивное расширение. В это же время в конвективных ячейках на всем видимом полушарии Бетельгейзе происходило преимущественно восходящее движение. Совместно оба эти процесса и привели к обширному выбросу.

Впрочем, даже если принять что выброшенное восходящим движением вещество имело максимальную измеренную авторами работы скорость (семь километров в секунду), за время Великого потемнения (240 дней) оно не смогло бы уйти достаточно далеко, чтобы охладиться с образованием пыли (около 200 солнечных радиусов от поверхности звезды, при необходимых 700). Авторы предполагают, что истинной причиной потемнения была не пыль, а образовавшееся при охлаждении потока облако нейтральных молекул со сниженной прозрачностью. Подобные облака, в виде сплошной оболочки, бывают у красных гигантов асимптотической ветви.

Ранее мы рассказывали, что по всей видимости Бетельгейзе лишь недавно вышла на стадию горения гелия в ядре и едва ли превратится в сверхновую в ближайшую сотню тысяч лет.

Илья Беликов
https://nplus1.ru/news/2021/04/27/shock-wave

Ледяные облака согревали Марс в древности

Американские ученые проверили гипотезу, согласно которой парниковые газы из водяного льда помогали древнему Марсу сохранять теплый и засушливый климат.

Облака водяного льда на Марсе сегодня / © JPL, NASA

Сегодня Марс — сухой и холодный мир. Однако миллиарды лет назад там были реки и озера, хотя планета получала в три раза меньше солнечного света. Так как же Марс мог быть достаточно теплым, чтобы удерживать воду в жидком состоянии? Авторы нового исследования — ученые из Университета Чикаго и Лаборатории реактивного движения при Калифорнийском технологическом институте — считают, что в древности Красная планета сохраняла теплый и засушливый климат благодаря особым ледяным облакам, которые создавали парниковый эффект. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые использовали глобальную климатическую модель, чтобы проверить способность «облачной теплицы» согревать планету, подобную Марсу, и поддерживать среднегодовую температуру в 265 кельвинов — достаточную для низкоширотных озер. Эту модель предлагали еще несколько лет назад, но от нее пришлось отказаться, поскольку она работает, только если на планете есть пространственно неоднородные поверхностные источники воды (реки, озера, искусственные водохранилища, пруды).

Поэтому некоторые специалисты предлагали альтернативные сценарии: к примеру, что столкновение с огромным астероидом могло высвободить достаточно кинетической энергии, чтобы нагреть Марс. Как показали другие расчеты, этот эффект сохранится всего на один-два года, а год или два, в то время как следы древних рек и озер говорят о том, что потепление там присутствовало как минимум сотни лет. Но американские ученые решили вернуться к отвергнутой ранее идее: по их мнению, на Марсе даже в самый влажный его период было намного меньше воды, чем на на нашей планете сегодня, однако его водный цикл, вероятно, позволял частицам воды оставаться в воздухе до года.

Если ледяной покров покрывал бы большую часть Марса, это создало поверхностную влажность, благоприятную для облаков на малой высоте, которые, как считается, несильно нагревают планеты или даже охлаждают, отражая солнечный свет. Но когда есть только участки льда — например, на полюсах или вершинах гор — воздух у поверхности становится суше. Подобные условия удобны для «высоких» облаков, как раз помогающих сохранять тепло. Даже небольшое количество облаков в атмосфере способно значительно повысить температуру, создавая парниковый эффект, подобный углекислому газу в атмосфере.

«В нашей модели облака ведут себя не по-земному. Согласно ей, как только воду переместить в атмосферу раннего Марса, она останется там довольно долго — около года, — и это создает условия для долгоживущих высотных облаков», — сказал Эдвин С. Кайт, возглавлявший исследование. В результате климат будет засушливым, а средняя относительная влажность поверхности, по оценкам ученых, составит 25%. Источниками озер в такой среде могут выступать тающий лед или грунтовые воды.

Подтвердить эту гипотезу должен недавно прибывший на Марс ровер Perseverance, который на прошлой неделе впервые получил кислород из атмосферы Красной планеты. «Марс важен, ведь это единственная известная нам планета, которая имела способность поддерживать жизнь, а затем потеряла ее, — добавил Кайт. — Долгосрочная климатическая стабильность Земли замечательна. Мы хотим понять все механизмы, которые могут ее нарушить, и все способы, чтобы сохранить».
https://naked-science.ru/article/astron … -drevnosti

Астрономы обнаружили возможные звезды из антиматерии

Полтора десятка «подозрительных» источников гамма-лучей могут указывать на существование «антизвезд», состоящих из антивещества.

©NASA GSFC

Антивещество ничем не отличается от вещества, кроме знака определенных взаимодействий — например, заряда. Считается, что после рождения Вселенной вещество и антивещество появились примерно в равных количествах. Лишь впоследствии неизвестные процессы привели к тому, что сегодня мы живем в мире, состоящем из обычных барионов, а антивещество не обнаруживается в сколько-нибудь заметных количествах. Проблема барионной асимметрии остается одной из главных нерешенных загадок физики.

Впрочем, антивещество не только получают искусственно: определенная доля позитронов (антиэлектронов) и антипротонов обнаруживается в составе космических лучей. Самыми сложными объектами из антивещества, которые удалось синтезировать, остаются ядра антигелия. Их присутствие заметил и работающий на борту МКС детектор AMS. Происхождение ядер антигелия в космосе остается предметом дискуссий. По одной из версий, они могут выбрасываться целыми звездами, состоящими из антивещества.

14 источников гамма-лучей — кандидатов в «антизвезды», — найденных в данных Fermi / ©Simon Dupourque, IRAP

Такие звезды известны лишь в теории, и на деле их непросто отличить от обычных: антивещество излучает точно так же, как вещество. Однако они должны притягивать к себе частицы из окружающего пространства. Падая на поверхность «антизвезды», они аннигилируют и выбрасывают дополнительное излучение, которое вполне возможно выделить в наблюдениях далеких звезд. Недавно ученые провели такую работу, использовав данные космического гамма-телескопа Fermi. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Physical Review D.

Симон Дюпор (Simon Dupourqué) и его коллеги рассмотрели около 5800 источников гамма-излучения и у 14 из них обнаружили избыток гамма-фотонов в той области энергий, которая может указывать на протекание аннигиляции антивещества. Опираясь на эти цифры, авторы оценили возможное количество «антизвезд», которые можно зарегистрировать в Млечном Пути.

Если они существуют в пределах плоскости Галактики, где могут притягивать сравнительно большие количества вещества, то на 400 тысяч известных звезд приходится по одной еще невыявленной «антизвезде». Если же «антизвезды» находятся выше или ниже этой плоскости, их гамма-излучение далеко не так заметно. Тогда, исходя из числа обнаруженных кандидатов, таких звезд должно быть намного больше — одна из десяти.

Впрочем, астрономам еще предстоит надежно доказать, что «антизвезды» существуют и что зарегистрированные гамма-лучи не появились в результате какого-либо иного физического процесса. В частности, авторы не до конца опровергли связь этих источников с пульсарами и черными дырами, от которых могут исходить такие гамма-фотоны.
https://naked-science.ru/article/astron … ntimaterii

Ботсванский метеорит оказался частью астероида Веста*

Фрагменты метеорита, найденные в Калахари
Peter Jenniskens et al. / Meteoritics and Planetary Science, 2021

Группа ученых из SETI обнаружила, что астероид 2018 LA, фрагменты которого были найдены в 2018 году в Ботсване, раньше был частью крупнейшего астероида Солнечной системы — Весты. Анализ химического состава найденного фрагмента позволил установить примерный возраст крупного ударного кратера астероида, Вененейи. Статья опубликована в журнале Meteoritics and Planetary Science.

2 июня 2018 года астероид 2018 LA вошел в атмосферу Земли и взорвался над западной Африкой. За движением астероида наблюдала исследовательская группа из Австралийского национального университета с помощью телескопа ANU SkyMapper. Астрономами был прослежен весь путь астероида — от видимой слабой точка света, движущейся среди звезд, до распада двухметрового космического тела спустя 8 часов в атмосфере Земли. Это третий случай, когда околоземной объект был обнаружен еще до падения на нашу планету. Основываясь на астрономических наблюдениях, исследователи из Института SETI и Финской сети наблюдений за болидами (FFN) установили зону падения метеорита. Это оказалась территория национального парка «Центральная Калахари» в Ботсване. Почти сразу после падения метеорита группа геологов из Геофизического института Ботсваны вместе с учеными из других стран начали поиски его уцелевших обломков. Первым был обнаружен фрагмент массой 17,92 грамм около озера Мотопи Пан (Motopi Pan), название которого получил и метеорит. Команда вернулась в Ботсвану в октябре 2018 года и обнаружила еще 22 небольших осколка метеорита. Эти находки имели разнообразный внешний вид.

Стоит иметь в виду, что треть всех метеоритов, упавших на Землю, относятся к особому классу HED, источник происхождения которых — второй по величине астероид Солнечной системы Веста (Vesta). Известно, что большинство метеоритов этой группы возникло в результате нескольких значительных столкновений астероида с протопланетными небесными телами, после которых на поверхности Весты образовалось два крупных кратера — Вененейя (Veneneia) и Реясильвия (Rheasilvia). Это произошло около 22 миллиона лет назад. Сравнение метеоритов этой группы позволяет лучше разобраться в истории изменения минерального и химического состава материнской породы и точно датировать столкновения одного из крупнейших астероидов с протопланетами.

Недавно группа ученых из разных стран во главе с Питером Дженнискенсом (Peter Jenniskens), астрономом из Института SETI, сообщила, что метеорит Motopi Pan также относится к классу HED. Ученые проследили историю его происхождения на основании ранних астрономических наблюдений и анализа химического и изотопного состава найденных обломков.

Команда уточнила некоторые астрометрические данные. До входа в атмосферу земли астероид 2018 LA представлял собой твердый объект с альбедо (диффузная отражательная способность) ~0.25, диаметром 156 сантиметров и весом около 5700 килограммов. Были рассчитаны период вращения астероида (224 ± 40s), скорость и время его перемещения — от 22 до 23 миллионов лет со скоростью около 60 000 километров в час.

Анализ обломков метеорита Motopi Pan с помощью методов спектроскопии и микротомографии показал их большое сходство с породой другого метеорита, Sariçiçek, упавшего в Турции в 2015 году. Новый метеорит, так же, как и Sariçiçek, принадлежит к классу HED и состоит из трех сложных минералов: говардита (H), эвкрита (E) и диогенида (D). Куски эвкрита в метеоритах HED содержат затвердевшую лаву с поверхности Весты, диогениты представляют собой минералы из горных пород, погребенных под поверхностью астероида, а говардиты — смесь двух других типов горных пород, образовавшуюся при столкновении небесных тел с Вестой. Анализ структуры и минералогического состава найденных фрагментов при помощи спектроскопии отражения и вычисления содержания полиароматических углеводородов в образцах подтвердили разнообразие химического и минералогического состава пород. Астероид 2018 LA сформировался в виде брекчии или cмеси отдельных кусков горных пород, происходящих из разных частей Весты.

Рентгеновская компьютерная томография осколка метеорита MP-01. Показано одно поперечное сечение (7 μm/voxel). Светлые оттенки — металлы и сульфиды железа, темные — преимущественно силикаты.
Peter Jenniskens et al. / Meteoritics and Planetary Science, 2021

Происхождение 2018 LA из Весты подтвердили и динамические исследования. Ученые вычислили точную орбиту астероида, которая согласуется с происхождением из внутренней части пояса астероидов около Весты. 2018 LA был доставлен на околоземную орбиту через вековой резонанс (secular resonance).

Ученые также вычислили приблизительные место происхождения и возраст метеорита. Предполагалось, что Motopi Pan произошел из ударного кратера Антония (Antonia) в Реясильвии, который стал источником метеорита Sariçiçek, однако это не так. На основе анализа изотопов свинца (U-Pb, уран-свинцовый метод) в зернах циркона одного из фрагментов метеорита исследователи обнаружили, что он затвердел на поверхности Весты около 4563 миллиона лет назад. Датирование фосфатов (Pb—Pb) показала другой возраст — около 4234 миллиона лет. Такого изменения не произошло с метеоритом Sariçiçek. Вычисления показали, что фосфатные зерна в составе метеорита Motopi Pan пережили еще одну стадию плавления. Ученые предположили, что порода расплавилась в результате первого столкновения, когда образовался кратер Вененейя (около 4234 миллиона лет назад), а разброс породы в открытом космосе произошел уже позже, после второго столкновения и образования кратера Реясильвия. Предположительно, источник метеорита Motopi Pan — небольшой (диаметром 10,3 километров) кратер Рубрия (Rubria) в Реясильвии.

Исследования фрагментов небольших метеоритов, которые достигают поверхность Земли, не только помогают проследить геологическую историю Весты. В дальнейшем они могут прояснить историю других протопланетных тел, в результате которых образовались планеты Солнечной системы. По мнению астронома Адриена Девильпойса (Hadrien Devillepoix) из Университета Кертина в Перте, исследование также «позволяет постепенно отображать состав пояса астероидов, чтобы получить лучшее представление о типе материала, из которого сделаны астероиды, представляющие угрозу для Земли».

Ранее мы рассказывали, как при помощи приемника SPHERE, установленного на телескопе VLT в Чили, было получено новое изображение астероида Веста по детализации сопоставимое со снимками, сделанными зондом Dawn.

Катерина Кузнецова
https://nplus1.ru/news/2021/04/29/motopi-pan

Ученые придумали необычный способ оценки скорости расширения Вселенной

© NASA / Dana Berry
Художественное представление поглощения нейтронной звезды черной дырой

МОСКВА, 29 апр — РИА Новости. Ученые предложили новый способ измерения скорости расширения Вселенной на основе совместного наблюдения гравитационных волн и световых сигналов, возникающих при столкновении черных дыр и нейтронных звезд. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Скорость расширения Вселенной, один из ключевых параметров космологии, астрофизики оценивают с помощью коэффициента, который связывает расстояние до любого внегалактического объекта со скоростью его удаления, — постоянной Хаббла. По своей физической сути это локальное ускорение.

Традиционно ученые используют для его оценки два метода. Первый базируется на анализе флуктуаций космического микроволнового фона — реликтового излучения, оставшегося от Большого взрыва; а второй — на случайном появлении сверхновых в удаленных галактиках. Согласно первому методу, величина постоянной Хаббла равна 67,4, а второму — 74 километра в секунду на мегапарсек. Естественно, астрономы обеспокоены этим серьезным несоответствием и постоянно ищут новые способы измерений.

Исследователи из Великобритании, Швеции и Нидерландов предложили метод, основанный на совместном наблюдении взрывов света и гравитационной ряби в ткани космоса, вызванных столкновениями черной дыры и нейтронной звезды. Авторы смоделировали на компьютере 25 тысяч подобных столкновений и обнаружили, что к 2030 году гравитационно-волновые обсерватории смогут ощущать рябь в пространстве-времени от трех тысяч из них, а примерно в ста таких случаях телескопы также увидят сопутствующие взрывы света.
Ученые считают, что этих данных будет достаточно, чтобы обеспечить новое, полностью независимое измерение скорости расширения Вселенной, достаточно точное и надежное, чтобы подтвердить или опровергнуть необходимость создания новой физики.

"Столкновение нейтронной звезды с черной дырой — катастрофическое событие, вызывающее рябь пространства-времени, известную как гравитационные волны, которые мы теперь можем обнаружить на Земле с помощью таких обсерваторий, как LIGO и Virgo, — приводятся в пресс-релизе Университетского колледжа Лондона слова первого автора статьи астрофизика Стивена Фини (Stephen Feeney). — Мы еще никогда не видели свет от таких столкновений, но повышение чувствительности оборудования, регистрирующего гравитационные волны, вместе с новыми детекторами в Индии и Японии, приведет к огромному скачку вперед с точки зрения того, сколько таких событий мы сможем обнаружить. Это невероятно интересно и должно открыть новую эру в астрофизике".

Чтобы рассчитать постоянную Хаббла, необходимо знать расстояние до астрономических объектов, а также скорость, с которой они удаляются. Анализ гравитационных волн показывает, как далеко до места столкновения. Чтобы определить, с какой скоростью удаляется галактика, в которой произошло столкновение, астрономы измеряют величину красного смещения, то есть то, как длина волны света, производимого источником, растягивается при движении. По мнению авторов, взрывы света, сопровождающие столкновения, позволят точно определить красное смещение галактики, в которой произошло столкновение.

"Если наши предположения верны, многие из этих столкновений не вызовут взрывов — черная дыра поглотит звезду, не оставляя следов. Но в некоторых случаях небольшая черная дыра сначала разорвет нейтронную звезду, прежде чем поглотить ее, оставляя за пределами дыры материю, которая испускает электромагнитное излучение", — продолжает доктор Фини.

Из двух существующих вариантов оценки скорости расширения Вселенной "звездный" метод более удобный, так как для него, в отличие от измерения микроволнового фона, не нужно задействовать полную теорию Вселенной. Однако для того, чтобы решить, какой из двух способов более точный, нужен еще хотя бы один независимый метод проверки, которым, по мнению авторов, может стать предложенный ими метод.
https://ria.ru/20210429/vselennaya-1730506397.html

Аполлон-17: серп Земли

Авторы и права: Аполлон-17, НАСА; Восстановление – Тоби Орд
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: На этой эффектной фотографии наша прекрасная планета выглядит как освещенный Солнцем серп на фоне черного космического пространства. С необычной точки зрения Земля кажется маленькой, а ее изображение похоже на вид в телескоп далекой планеты, которая целиком попадает в поле зрения. Экипажи Международной космической станции могут постоянно любоваться видами нашей планеты, однако с низкой околоземной орбиты они наблюдают ее с гораздо более близкого расстояния. Станция обращается вокруг планеты за 90 минут, под ней проплывают облака, океаны и континенты, а вдали можно увидеть дугу края диска Земли. Эта фотография, восстановленная с помощью цифровой обработки, демонстрирует вид, доступный лишь для 24 человек, совершивших полеты к Луне и обратно между 1968 и 1972 годами по программе Аполлон. Оригинальный снимок AS17-152-23420 был получен экипажем Аполлона-17 17 декабря 1972 года на обратном пути к Земле. До настоящего времени он остается последним изображением Земли из межпланетного пространства, собственноручно сделанным человеком.
http://www.astronet.ru/db/msg/1736870

Звезды, свет которых лучше для жизни, чем свет Солнца

Как известно, во Вселенной существуют различные типы звезд. Но среди них есть такие светила, которые могут обеспечить своим планетам наиболее комфортные условия для возникновения жизни. И да, Солнца среди них нет.

Василий Макаров

К настоящему времени мы довольно хорошо знакомы с концепцией так называемой «зоны Златовласки». Она также известна как «зона обитания» или «обитаемая зона» и представляет собой совокупность факторов, благодаря которым на планете может существовать жидкая вода – а значит и среда для зарождения и поддержания белковой жизни.

Основной критерий – это расстояние от планеты до ее звезды. Все потому, что избыток теплового излучения приводит к превращению жидкой воды в пар, а недостаток – к замерзанию. Однако, как недавно выяснили ученые, важны не только характеристики планеты, но и ее звезды. Как известно, во Вселенной существует множество разных типов светил, от сверхгорячих и сверхплотных, до почти остывших, едва светящих.

Наше Солнце суть своего рода компромисс между двумя крайностями, а потому его называют «желтым карликом», или звездой G-типа. Удивительно, но, по словам специалистов, даже оно не является «звездой Златовласки». И это при том, что жизнь спокойно развивается на планете Солнечной системы вот уже сотни миллионов лет! Однако астрономы из Университета Вилланова утверждают, что наиболее подходящие звезды в данном случае находятся на одном «шаге» по звездной диаграмме. Это так называемые звезды Герцшпрунга-Рассела, известные также как звезды К-типа.

Размер зоны Златовласки в зависимости от типа звезды
Как видно, у светил G-типа радиус самый большой - но и живут они крайне недолго

Типичная звезда К-типа – оранжевое светило, излучающее на более «щадящем» уровне. Стоит сразу отметить, что исследователи не утверждают, что планеты на орбите таких звезд (а их в космосе немало) обязательно будут обитаемы. Ни один современный прибор не в силах доказать это, разве что гипотетические пришельцы сами не вывесят огромный транспарант размером с пару-тройку звездных систем. Современная наука пытается ответить на ряд других, не менее важных вопросов. Возможно ли существование жизни в других солнечных системах? Жизнь – это аномалия или закономерное явление? Есть ли у нас шанс отыскать «второй дом» даже в отдаленной перспективе? Сужение круга поисков до звезд определенного типа существенно облегчает нам поиск ответов.

Хотя потенциально обитаемых звезд К-типа в известной части Вселенной немного, они встречаются чаще, чем звезды G-типа. При этом почти 1000 таких звезд находятся на расстоянии всего в 100 световых лет от Солнца. Более того, в среднем каждому такому светилу примерно 10 миллиардов лет, в то время как нашему – всего около 4,6 миллиардов. С учетом того, что сложные формы жизни возникли на Земле примерно 500 миллионов лет назад, уже через миллиард земных лет планета станет непригодной для жизни. Все дело в том, что Солнце начнет расширяться, уничтожая комфортные условия для жизни.

Есть еще один любопытный кандидат на «обитаемую зону» — красные карлики. Но они встречаются редко, а кроме того любят интенсивно излучать потоки радиации, которые лишают близлежащие планеты даже намека на атмосферу и, как следствие, на жидкую воду.

А вот звезды К-типа живут от 25 до 80 миллиардов лет, и ведут себя намного спокойнее. Именно планеты, вращающиеся вокруг таких звезд, на сегодняшний день считаются наиболее пригодными кандидатами для поиска внеземных форм жизни. Так, система Kepler-442 – это не просто планета, но и звезда, которая выполняет все условия для возникновения потенциальной «зоны Златовласки».

Но найдем ли мы во Вселенной другие формы жизни? Это покажет лишь время. У человечества его не так много, какими бы оптимистичными не казались прогнозы, так что следует поторопиться.
https://www.popmech.ru/science/538704-n … ne-solnce/

Астрономы обнаружили еще один таинственный призрачный круг во внегалактическом пространстве

Открытие гигантской радиоокружности во внегалактическом пространстве приближает нас к пониманию того, что на самом деле представляют собой эти загадочные структуры.

Так называемая радиоокружность, названная ORC J0102-2450, объединяет лишь несколько ранее обнаруженных космических пятен. Учитывая небольшой размер выборки, новое открытие добавляет важные статистические данные, которые предполагают, что эти объекты могут быть каким-то образом связаны с галактиками. Исследование было принята к публикации в MNRAS Letters и доступно на сервере препринтов arXiv.

Человечество смотрело вверх и размышляло о небе на протяжении десятков тысяч лет, но космос продолжает хранить множество секретов. Странные радиоокружности — ORC — были обнаружены только в прошлом году, в наблюдениях 2019 года, собранных австралийским спутником Pathfinder (ASKAP), одним из самых чувствительных радиотелескопов в мире.

Как следует из названия, это, по-видимому, гигантские круги относительно слабого света в диапазоне радиоволн, которые кажутся ярче по краям, как пузыри. Хотя круглые объекты относительно обычны в космосе, радиоокружности, похоже, не соответствуют ни одному известному явлению.

Последующие наблюдения с использованием другого массива телескопов подтвердили присутствие двух из трех исходных радиоокружностей, а четвертый круг вскоре был обнаружен в данных, собранных еще одним инструментом. Таким образом, мы можем быть уверены, что это не результат какого-то сбоя или артефакта ASKAP, или явления, локального для телескопа (например, микроволновой печи).

ORC J0102-2450, как видно с ASKAP. (Koribalski et al., arXiv, 2021)

Мы не знаем, как далеко находятся радиоокружности, что затрудняет определение их размера, но обнаружение большего количества из них может дать нам больше подсказок. Здесь на сцену выходит ORC J0102-2450.

В период с 2019 по декабрь 2020 года компания ASKAP провела серию наблюдений космического пространства. Чтобы найти радиоокружность, группа под руководством астронома Барбеля Корибальского из CSIRO и Университета Западного Сиднея в Австралии объединила восемь снимков радиотелескопа.

По совокупным данным появилось слабое кольцо. Сравнение с наблюдениями из других обзоров не выявило излучения в других длинах волн, кроме радио, что может помочь исключить некоторые источники излучения.

Интересно, что почти в центре радиоокружности команда нашла кое-что: эллиптическую радиогалактику под названием DES J010224.33-245039.5.

Конечно, это могло быть совпадением — но две из четырех других радиоокружностей, описанных в прошлом году, также имели эллиптическую радиогалактику посередине. По словам исследователей, вероятность обнаружения радиоисточника, случайно совпадающего с центром ORC, составляет одну из нескольких сотен, не говоря уже об обнаружении трех из них.

Это говорит о том, что круги могут иметь какое-то отношение к эллиптическим радиогалактикам. Мы знаем, что у радиогалактик часто есть радиодоли, огромные эллиптические структуры, которые излучают только в радиоволнах, разлетающихся по обе стороны от ядра галактики. Одна из возможностей состоит в том, что радиоокружности — это эти лепестки, рассматриваемые с конца, так что они кажутся круглыми.

Исследователи отметили, что ORC также могут быть продуктом гигантской взрывной волны из центральной галактики, но они должны быть действительно гигантскими, образованными чем-то вроде слияния двух сверхмассивных черных дыр.

Если любой из этих сценариев имеет место, связь с галактикой может помочь нам определить размер радиоокружности. В случае ORC J0102-2450 мы знаем расстояние до DES J010224.33-245039.5. Это расстояние дает нам приблизительную оценку размера ORC J0102-2450 примерно в 980 000 световых лет. Если размер подтвердится, это может помочь нам узнать больше о лепестках радиоволн или взрывных волнах.

Статья была принята к публикации в MNRAS Letters и доступна на arXiv.
https://rwspace.ru/news/astronomy-obnar … nstve.html

Астрономы впервые напрямую измерили скорость накопления массы планетой

Наблюдения показали, что гигантская экзопланета находится на завершающем этапе своего формирования.

Космический телескоп «Hubble» предоставил астрономам уникальную возможность увидеть, как планета размером с Юпитер продолжает накапливать массу, питаясь материалом, окружающим молодую звезду. Полученные данные и выводы ученых представлены в журнале в The Astronomical Journal.

Газовый гигант PDS 70b в процессе формирования в представлении художника. Credit: NASA, ESA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)

На данный момент подтверждено существование более 4 тысяч экзопланет, однако лишь чуть более десятка из них телескопы смогли наблюдать напрямую, и гигант PDS 70b входит в их число. Этот внесолнечный мир вращается вокруг оранжевого карлика, в системе которого внутри огромного диска из газа и пыли помимо него формируется еще одна планета. Трио расположено на расстоянии примерно 370 световых лет от Земли в направлении созвездия Центавр.

Наблюдения «Hubble» в ультрафиолетовом диапазоне, которые дополнили уже накопленный объем данных о PDS 70b, позволили астрономам впервые напрямую оценить скорость приращения массы планетой.

«Этот далекий мир за свои примерно 5 миллионов лет жизни уже набрал массу, в пять раз превосходящую массу Юпитера. Однако сегодня темп роста снизился до такой точки, что, если бы эта скорость оставалась неизменной в течение еще одного миллиона лет, PDS 70b накопил бы за это время еще не более 1% от массы Юпитера», – рассказывают авторы исследования.

Снимок газового гиганта PDS 70b, полученный космическим телескопом «Hubble». Credit: Joseph DePasquale (STScI)

Молодая система оранжевого карлика PDS 70 заполнена газопылевым диском, обеспечивающим материал для роста планет по всей системе. Гигант PDS 70b в свою очередь обладает собственным диском, который перекачивает пыль и газ из окружения родительской звезды.

Астрономы предполагают, что силовые линии магнитного поля простираются от околопланетного диска до атмосферы экзопланеты и переносят вещество на нее. Этот процесс создает локальные горячие точки, которые ярко светятся в ультрафиолетовом свете, что и зафиксировал «Hubble».
https://in-space.ru/astronomy-vpervye-n … -planetoj/