Вселенная.

[batkov]

Моделирование показало, как Юпитер мог «смыть» воду с Венеры





Новое исследование рассказывает о том, какими путями вода, которая, вероятно, была на Венере, могла исчезнуть с ее поверхности, и как на этот процесс мог повлиять Юпитер.

Скрытый текст

В журнале Planetary Science Journal недавно появилась статья, авторы которой утверждают, что миллиард лет назад на Венере могла быть жидкая вода. Среди прочих виновников исчезновения воды с поверхности близкой нам планеты, в работе упоминается Юпитер, который, согласно различным доказательствам, когда-то находился сравнительно недалеко от планет земной группы. Затем газовый гигант начал путь в свое текущее положение в Солнечной системе и во время миграции мог повлиять на Венеру.

Ведущий автор статьи, доктор Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде, и его соавторы смоделировали сотни тысяч различных вариантов путешествия Юпитера из центра к окраине на раннем этапе формирования Солнечной системы. Часть этих сценариев показала, что из-за близости Юпитера Венера имела эксцентриситет в 44 раза больше, чем в настоящее время. Эксцентриситет показывает, насколько орбита эллиптическая: чем он больше, тем меньше орбита напоминает круг и больше — овал. Сейчас орбита Венеры практически круговая.

«Сбежать» с планеты, которая вращается по круговой орбите, воде сложнее. Эллиптическая орбита дает сразу два пути: сезонные изменения климата и влияние ультрафиолета. Когда орбита сильно вытянута, сезонность выражена сильнее. Зимой вода может превратиться в многолетние ледяные образования, а летом — попросту испариться. Ультрафиолетовое излучение также поджидает жидкость, когда планета подлетает ближе к Солнцу. Под воздействием ультрафиолета молекулы воды могут развалиться на кислород и водород. Легкий водород тут же «сдует» солнечным ветром, а вот кислород можно поискать. Этим и займется группа Кейна в ближайшее время, когда отправит на Венеру спускаемый аппарат. Обнаружив оксиды на поверхности, они смогут подтвердить свою гипотезу.

Если окажется, что миграция Юпитера привела Венеру в нынешнее состояние, ученые станут лучше понимать последствия эволюции звездных систем, где идет поиск потенциально обитаемых планет. Эти знания уточнят определение того, что астрономы считают обитаемой зоной вокруг звезд во Вселенной, и, вероятно, продвинут человечество в вечных поисках соседей по космосу.

[свернуть]

[batkov]

Черная дыра не смогла разжечь «холодное сердце» скопления галактик Феникс
4:24 01/09/2020



При помощи радиоастрономических методов ученые обнаружили джеты горячего газа, извергаемого черной дырой, расположенной в центральной галактике скопления галактик Феникс, лежащего на расстоянии около 5,9 миллиарда световых лет от нас в направлении созвездия Феникс. Эти результаты стали важным этапом в понимании совместной эволюции галактик, газа и черных дыр, лежащих в скоплениях галактик.

Скрытый текст

Галактики распределены в космосе не случайным образом. В результате взаимного гравитационного притяжения галактики собираются в группы, известные как скопления галактик. Пространство между галактиками не является абсолютно пустым. Оно заполнено очень разреженным газом, который может быть обнаружен при помощи наблюдений в рентгеновском диапазоне.

Если этот межгалактический газ, входящий в состав скоплений, остывает, то он конденсируется под действием собственной гравитации с формированием звезд в центре скопления. Однако охлажденный газ и звезды обычно не наблюдаются в центрах близлежащих скоплений, и это указывает на то, что в результате действия некоторого механизма происходит разогрев межгалактического газа и соответствующее этому разогреву подавление звездообразования. Одним из возможных кандидатов на роль такого источника тепла являются джеты движущегося с высокой скоростью газа, ускоренного сверхмассивной черной дырой (СМЧД), расположенной в центральной галактике.

Скопление Феникс является необычным, поскольку в окрестностях его центральной галактики наблюдается активное звездообразование. Означает ли это, что со стороны СМЧД центральной галактики отсутствуют джеты, разогревающие межгалактический газ?

Нет, не означает, выяснили в новом исследовании ученые под руководством Такайи Акахори (Takaya Akahori) из Национальной астрономической обсерватории Японии, наблюдая скопление Феникс при помощи радиотелескопа Australia Telescope Compact Array (ATCA). Исследователи смогли обнаружить структуры, соответствующие по характерным признакам биполярным джетам со стороны центральной галактики скопления. Таким образом, в этой работе ученым удалось впервые наблюдать одновременное сосуществование джетов и холодного газа в одном скоплении галактик в далекой части Вселенной.

[свернуть]

[batkov]

Heoбычный вид нeoбычнoй cпиpaли
6:39 05/09/2020



Пpиeмник MUSE, cмoнтиpoвaнный нa Oчeнь Бoльшoм тeлecкoпe (VLT) ESO в Чили,был иcпoльзoвaн для нaблюдeний cпиpaльнoй гaлaктики c двoйнoй пepeмычкoй NGC 1365, pacпoлoжeннoй нa paccтoянии пpимepнo 56 миллиoнoв cвeтoвыx лeт oт нac в cкoплeнии гaлaктик в coзвeздии Пeчи. Эти нaблюдeния и пoзвoлили нaм coздaть зaмeчaтeльнoe cocтaвнoe цвeтнoe фoтo. Эту гaлaктику eщe нaзывaют «Бoльшoй cпиpaльнoй гaлaктикoй c пepeмычкoй» –в ee цeнтpaльнoй oблacти pacпoлoжeнa cocтoящaя из звeзд двoйнaя пepeмычкa.

Скрытый текст

Двe пepeмычки в NGC 1365 – peдкoe явлeниe. Cчитaeтcя, чтo oни вoзникли блaгoдapя oбъeдинeннoму дeйcтвию вpaщeния гaлaктики и cлoжныx эффeктoв звeзднoй динaмики. Звeзднaя пepeмычкa бoльшeгo paзмepa cлишкoм вeликa и нa этoт cнимoк нe пoмecтилacь –oнa coeдиняeт c цeнтpoм гaлaктики ee внeшниe cпиpaльныe вeтви. Ha фoтo мы видим знaчитeльнo мeньшую втopую пepeмычку, угнeздившуюcя внутpи глaвнoй. Пo вceй вepoятнocти этa втopичнaя пepeмычкa нeзaвиcимa oт ocнoвнoй –oнa вpaщaeтcя гopaздo быcтpee, чeм вcя ocтaльнaя гaлaктикa.

Mнoгoэлeмeнтный cпeктpoгpaф MUSE (Multi-UnitSpectroscopicExplorer), инcтpумeнт, нa кoтopoм этo изoбpaжeниe гaлaктики пoлучeнo в видимoм и инфpaкpacнoм cвeтe, пoзвoляeт иccлeдoвaть гaз и пыль в ee цeнтpaльнoй oблacти. Cпeктpoгpaф уcтaнoвлeн нa тeлecкoпe «Йeпун», oднoм из чeтыpex 8.2-мeтpoвыx Ocнoвныx тeлecкoпoв, cocтaвляющиx кoмплeкc VLT. Boзмoжнocти этoгo вeликoлeпнoгo пpиeмникa пoзвoлили пpoвecти нeкoтopыe из нaибoлee иcчepпывaющиx и дeтaльныx иccлeдoвaний oбъeктoв нaшeй Bceлeннoй, в тoм чиcлe дaлeкиx гaлaктик, cвepxмaccивныx чepныx дыp и дaжe иcтoчникa гpaвитaциoнныx вoлн.

[свернуть]

[batkov]

Газовый диск объясняет таинственные изменения яркости в созвездии Стрелец
21:54 05/09/2020



За***очные изменения яркости света в двойной звездной системе, расположенной в направлении созвездия Стрелец, могут быть объяснены присутствием газового диска вокруг горячей звезды, которая обращается вокруг более холодного светила, выяснили астрономы в новом исследовании.

Скрытый текст

Эта двойная звездная система под названием OGLE-BLG-ECL-157529 расположена на расстоянии около 10,567 светового года от Земли в направлении центра Галактики. Данная система демонстрирует необычные изменения яркости с периодом около 800 суток дополнительно к типичным изменениям яркости затменной двойной звезды, период которых составляет 24,8 суток. Эти данные охватывают 18,5 года и были получены при помощи обсерватории Лас-Кампанас, Чили, в рамках реализации польского проекта OGLE.

Этот объект был идентифицирован как двойная звезда, в составе которой относительно холодная и глубоко проэволюционировавшая звезда передает массу на более горячую звезду с формированием газового диска диаметром примерно в 30 диаметров Солнца. Температура диска составляет порядка 3000 Кельвинов, и при этом она флуктуирует, так же как и размер диска, в результате изменений количества материала, получаемого от более холодной звезды.

В данной статье показано, как изменения свойств диска убедительно объясняют изменения яркости двойной системы. В частности, система демонстрирует необычные изменения глубины затмений, которые могут быть объяснены эволюцией газового диска, согласно авторам. «Многие звезды во Вселенной являются двойными, и наиболее массивные из этих звезд участвуют в процессах переноса массы, что оказывает огромное влияние на эволюцию таких светил. Подобные объекты могут в далеком будущем вспыхнуть как сверхновые или даже стать источниками гравитационных волн», – объяснил главный автор исследования доктор Рональд Менникент (Ronald Mennickent) из Университета Консепсьон, Чили.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

[свернуть]

[batkov]

Влияние спутников SpaceX на ночное небо невозможно полностью устранить
17:24 07/09/2020



По словам астрономов, влияние спутников SpaceX на ночное небо невозможно полностью устранить. Проблема может быть минимизирована, но полностью не будет решена уже никогда Остановимся на некоторых важных аспектах вышедшего доклада астрономического сообщества более подробно.

Скрытый текст

Спутники, массово запускаемые SpaceX и другими компаниями, неизбежно окажут негативное влияние на способность астрономов наблюдать за ночным небом, говорится в новом докладе астросообщества. Доклад называется “Влияние спутниковых группировок на оптическую астрономию и рекомендации по минимизации этого влияния”.

Его вывод звучит однозначно: не существует стратегий смягчения последствий, которые могли бы полностью устранить воздействие спутников на астрономические наблюдения – помимо того, чтобы не запускать спутники вообще.

В то же время в докладе содержатся рекомендации о том, как операторы спутников могут свести к минимуму помехи для наблюдений и как обсерватории могут приспособиться к изменившимся условиям:

– Запускать меньше или вообще не запускать группировки на НОО. Это единственный вариант, который может достичь нулевого воздействия на наблюдения.
– Развёртывание спутников должно происходить на высоте не выше ~600 км.
– Затемнение спутников путём уменьшения их альбедо
– Контроль положения каждого спутника на орбите так, чтобы он отражал меньше солнечного света на Землю.

– Удаление следов спутников с помощью специального софта
– Избегание спутниковых треков, используя точные положения эфемерид (они дают данные о положении спутника относительно Земли).

– Спутниковые операторы также должны приложить максимум усилий, чтобы избежать зеркальных отражений (вспышек) в направлении обсерваторий.

– Рекомендации доклада для обсерваторий в значительной степени сосредоточены на разработке нового программного обеспечения.

Доклад стал результатом недавнего научно-практического семинара по спутниковым созвездиям (SATCON1), который был организован Национальной научной лабораторией NOIRLab Национального научного фонда и Американским астрономическим обществом (ААС).

Инженеры SpaceX тоже приняли участие в онлайн-семинаре, однако доклад был написан членами Научного организационного комитета SATCON1 и представляет их консенсусные взгляды. Члены комитета представляют NOIRLab, AAS, Лоуэлловскую и Стюардскую обсерватории в Аризоне, обсерватория Веры Рубин в Чили, Мичиганский университет, Калифорнийский университет в Дэвисе, Smith College и Ассоциацию университетов по исследованиям в области астрономии (AURA).

“Изменения необходимы c обоих сторон: как операторов группировок, так и астросообщества. SpaceX показал, что операторы могут уменьшить отраженный солнечный свет за счёт ориентации путников, уменьшения отражений и затемнения поверхности спутников. Совместные усилия по получению более точных общедоступных данных о прогнозируемых местах расположения отдельных спутников (или эфемеридов) могли бы позволить в некоторой степени избежать влияние трека спутника на наблюдения. По мере увеличения числа спутников группировок потребуется более динамичное планирование и управление наблюдениями, хотя даже эти меры будут неэффективными для многих научных программ.

В марте Илон Маск сказал, что он уверен, что Starlink не окажет никакого влияния на астрономические открытия. Он сказал, что спутники видны только сразу после запуска и после расхождения и подъёма до рабочих орбит они не должны создавать проблем для астрономов.

Прошло уже больше года с тех пор, как SpaceX начала запускать широкополосные спутники, и астрономы теперь “накопили достаточно наблюдений за спутниками группировок, подобных тем, которые запускают SpaceX и OneWeb, и провели компьютерное моделирование их вероятного воздействия, чтобы начать понимать масштабы и сложность проблемы.

“Если 100 000 и более спутников, предложенных многими компаниями и правительствами, будут развернуты на низкой околоземной орбите, то никакое сочетание сокращений не сможет полностью избежать их воздействия на научные программы существующих и планируемых наземных астрономических установок. Астрономы только начинают понимать весь негативный спектр воздействия на науку. Астрофотография, любительская астрономия, а также науки связанные с изучением о звёзд и Млечного Пути, уже затронуты”, – заявляется в докладе.

[ред. – сразу развеем миф по поводу наблюдений. Процитируем SpaceX: “Важно отметить, что в любой момент времени только около 300 спутников будут подниматься по орбите или находится на парковочной орбите и будут видны. Остальные спутники будут находиться на рабочих орбитах, где они не должны влиять на наблюдения”].

Влияние спутников на астрономию будет зависеть и от их высоты. Спутники, находящиеся на высоте менее 600 км (как спутники SpaceX), не так вредны для наблюдений, как спутники, находящиеся на высоте более 600 км (как спутники OneWeb). Amazon предусматривает высоты орбит 590 км, 610 км и 630 км.

“Спутники ниже 600 км видны в течение нескольких часов в ночное время астрономических сумерек из обсерваторий на средних широтах, они находятся в тени Земли и невидимы в течение нескольких часов в ночное время вокруг местной солнечной полуночи. Такая схема видимости приводит к тому, что эти группировки наиболее сильно мешают наблюдателям во время сумерек”, – говорится в докладе. Учитывая, что спутники на расстоянии ниже 600 км находятся ближе к поверхности Земли, они “ярче, чем те же спутники, которые находятся на более высокой орбите” и “с большей вероятностью превысят порог яркости, видимой невооружённым глазом, если операторы не учтут этот критерий при проектировании спутниковых систем”, – говорится в отчёте.

Однако спутники с орбитами выше 600 км вызывают еще большую озабоченность у астрономов, поскольку они включают в себя все упомянутые выше воздействия, но также могут быть освещены всю ночь напролёт. Они оказывают отрицательное влияние на множество астрономических программ. Спутниковые группировки будут наиболее яркими “вблизи горизонта и в сумерках”, что сильно влияет на “поиск объектов, сближающихся с Землей (околоземные астероиды) и удаленных объектов Солнечной системы. Спутниковые группировки, такие как OneWeb, представляют собой особенно серьезные проблемы, они будут видны всю ночь в течение лета и значительные части ночи в течение зимы, осени и весны, и будут иметь отрицательное воздействие почти на все программы наблюдения”, – сказано в докладе.

Астрономы заявляют, что некоторые конструкции спутников оказывают чрезвычайно большое отрицательное влияние на научные программы. Для менее пострадавших программ требуется разработка новых программных мер в попытке убрать следы спутников со снимков.

[ред. – к слову, сейчас все серьёзные программы астрономических наблюдений имеют специальный софт для обработки и ликвидации пролётных треков спутников и других естественных объектов, вызывающих следы на снимках].

На данный момент у SpaceX есть разрешение на запуск 12 000 спутников, у OneWeb – 2 000, у Amazon (группировка Kuiper) – 3 236. Кроме этого, компания SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи США на возможность запуска до 40 000 спутников, а OneWeb – на 47 844.

“Я надеюсь, что коллегиальность и дух партнёрства между астрономами и коммерческими операторами спутников будут расширяться, чтобы охватить больше членов обоих сообществ, и что это сотрудничество будет и далее приносить пользу. Я также надеюсь, что выводы и рекомендации, содержащиеся в отчете SATCON1, послужат руководством как для обсерваторий, так и для спутниковых операторов по мере того, как мы будем работать над более подробным пониманием воздействия спутниковых группировок для астрономических наблюдений, и мы научимся “делиться нашим небом”, одним из бесценных сокровищ природы”, – заявил в пресс-релизе директор NOIRLab Патрик Маккарти.

[свернуть]

[batkov]

Почему мы не находим внеземной разум
17:30 08/09/2020



При изучении участка неба, где расположено 10 миллионов звезд, исследователи не нашли ни единого признака инопланетного разума. Но ученые не видят в этом проблемы.

В ходе исследования 10 миллионов звезд с помощью телескопа Murchison Widefield Array (MWA), расположенного в Австралии и состоящего из 4096 дипольных антенн, не было обнаружено ни одной техносигнатуры, которая указала бы на существование разумной цивилизации в этом районе космоса. Однако астрономы Ченоа Тремблей и Стивен Тингей из Кертинского университета Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) говорят, что это их нисколько не разочаровало. Они заявляют, что теперь вести поиск внеземного разума (SETI) нау*** не составляет труда, а попутно можно делать другие ценные астрофизические наблюдения.

Скрытый текст

Мы понятия не имеем, какую технологию может разработать инопланетная цивилизация. Поэтому наши представления основываются исключительно на собственных достижениях. В случае MWA телескоп ищет радиосигналы на частотах, аналогичных FM.

На Земле низкочастотные радиосигналы могут «просачиваться» сквозь ионосферу, образуя вокруг планеты некое подобие гигантского пузыря, который инопланетяне могли бы заметить. Если и наши братья по разуму производят подобные сигналы, то их можно будет обнаружить с помощью MWA.

«MWA — это уникальный телескоп с чрезвычайно широким полем зрения, который позволяет нам одновременно наблюдать миллионы звезд, — говорит Тремблей. — Мы изучали небо в районе созвездия Вела в течение 17 часов, заглядывая в 100 раз глубже, чем когда-либо прежде, при очень широком угле зрения. Но даже так мы не обнаружили никаких техносигнатур — никаких признаков разумной жизни».

Созвездие Вела — крошечный кусочек неба, но на этом клочке расположены миллионы звезд. Точнее, 10 миллионов звезд, находящихся на разном расстоянии от нас, включая некоторые звезды Млечного пути. К слову, в нашей галактике насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд, в зависимости от того, кого вы спрашиваете об их количестве.

Поэтому неудивительно, что в созвездии Вела не было обнаружено никаких сигналов — шансы слишком малы. Это все равно что изучать океан, исследуя только несколько квадратных метров его поверхности.

Есть и другие причины, по которым мы не можем обнаружить техносигнатуры. И дело не только в вероятных особых технологиях инопланетян. Любое электромагнитное излучение, исходящее от инопланетной цивилизации, может быть слишком далеким или слишком слабым, чтобы его обнаружить. Мы, например, испускаем радиоволны только с 1895 года. Следовательно, наши радиопередачи успели отдалиться от Земли всего на сто с небольшим световых лет.

Согласно закону обратных квадратов, радиоволны становятся слабее с увеличением расстояния. При удвоении пройденного расстояния сигнал теряет три четверти своей интенсивности, которая наблюдалась в начальной точке. На расстоянии 100 световых лет от Земли радиоволны будут неотличимы от фонового шума.

Но с учетом того, что в Западной Австралии и Южной Африке строятся еще более мощные телескопы, такие как Square Kilometer Array (SKA), кто знает, что мы сможем обнаружить с их помощью.

[свернуть]

[batkov]

Алгоритм METISSE раскроет новые тайны устройства массивных звезд
4:28 10/09/2020



Массивными считаются звезды массами свыше 10 масс Солнца, и они рождаются во Вселенной значительно реже, чем обычные светила. Однако массивные звезды вносят решающий вклад в эволюцию скоплений звезд и галактик. Массивные звезды дают начало многим высокоэнергетическим процессам во Вселенной, обогащая окружающую их межзвездную среду тяжелыми элементами в результате взрывов сверхновых и изменяя динамику своих систем.

Скрытый текст

Наилучшим способом изучения массивных звезд является подробное компьютерное моделирование звездной эволюции – коды, которые позволяют рассчитать внутреннее строение и эволюцию этих звезд. К сожалению, расчет подробных моделей требует больших затрат машинного времени – расчет эволюции всего лишь одной одиночной звезды может занять несколько часов. Поэтому использование таких программ является непрактичным при моделировании сложных систем, таких как шаровые скопления звезд, которые могут содержать миллионы взаимодействующих между собой звезд.

С целью решения этой проблемы команда ученых под руководством исследователей из научного центра ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) разработала модель звездной эволюции под названием METISSE (METhod of Interpolation for Single Star Evolution, Метод интерполяции эволюции одиночной звезды). Интерполяция представляет собой прием для оценки неизвестного значения какой-либо величины, исходя из нескольких соседних значений этой величины. Так, в случае алгоритма METISSE производится интерполяция размера звезды на основе размеров нескольких звезд, имеющих близкие массы. В результате применения интерполяции код METISSE позволяет быстро рассчитать свойства звезды в любой момент времени, используя в качестве основы выбранные модели эволюции звезд, подробно рассчитанные ранее.

Использование такого подхода приводит к тому, что при помощи алгоритма METISSE удается рассчитать эволюцию 10 000 звезд менее чем за три минуты. Применение этот подхода к массивным звездам, свойства которых с трудом поддаются расчету при помощи подробных компьютерных моделей, позволило авторам определить финальную судьбу большого количества светил этого типа. Для большинства массивных звезд, изученных в этой работе, масса звездных остатков (нейтронных звезд или черных дыр) – являющихся результатом взрыва звезды как сверхновой – варьировалась вплоть до значения в 20 масс Солнца.

Когда эти звездные остатки объединяются, происходит излучение гравитационных волн, поэтому полученные в данной работе результаты имеют большое значение для гравитационно-волновой астрономии, подчеркнули авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Пуджан Агравал (Poojan Agrawal).

[свернуть]

[batkov]

Ученые раскрыли за***ку шестиугольных штормов Юпитера
5:27 14/09/2020



Астрономы заявили о том, что наконец разобрались в природе странных вращающихся вихрей на полюсах планеты-гиганта.

Юпитер широко известен карнавалом хаотичных облаков и неистовых ветров. С тех пор, как космический зонд Juno прибыл на орбиту газового гиганта в 2016 году, ученые получили беспрецедентный доступ к набору данных, который помог им понять природу безумной погоды, царящей на планете.

Скрытый текст

Но вместе с ответами на старые вопросы, данные Juno породили множество новых. Ранее нам не удавалось как следует рассмотреть полюса Юпитера. Однако космический зонд стал свидетелем потрясающей картины: практически идеальные многоугольники штормов окружали колоссальный ураган в центральной части.

На северном полюсе Юпитера бушуют девять циклонов: один в центре, и восемь других, аккуратно расположившихся вокруг него. Все вращаются против часовой стрелки.

На южном полюсе к 2016 году циклонов было шесть: снова один в центре и пять вокруг него. Седьмой шторм присоединился к ним где-то в 2019 году, так что теперь на юге целых шесть вихрей шестиугольной формы, окружающих центральный шторм. Эти шторма вращаются по часовой стрелке.

С 2016 года эти огромные циклоны — сравнимые по размеру с континентальной частью Соединенных Штатов — продолжают существовать автономно, без единой попытки слияния. В новой статье ученые заявили о том, что наконец нашли причину этого за***очного явления.

Климат Юпитера не похож на климат другого газового гиганта, Сатурна, у которого на каждом из полюсов всего лишь по одному огромному шторму. Он также не похож на земной климат — на нашей планете большинство циклонов формируются в тропических широтах и ​​дрейфуют к полюсам, но рассеиваются над сушей и зонами холодного океана, прежде чем достигнут их.

Поскольку у Юпитера нет ни суши, ни холодных океанов, имеет смысл, что его штормы будут вести себя иначе, чем на Земле. Но остается вопрос — почему они не сливаются, чтобы сформировать единый циклон как на Сатурне?

Астроном Ченг Ли из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги из Калифорнийского технологического института провели численное моделирование конфигураций штормов и обнаружили набор условий, при которых те могут оставаться дискретными и стабильными в течение длительных периодов времени, не сливаясь в мегаструктуры.

«Мы обнаружили, что стабильность структуры в основном зависит от защиты — антициклонического кольца вокруг каждого циклона — но также и от ее глубины», — пишут исследователи в своей статье.

«Слишком слабое экранирование и малая глубина приводят к слиянию и потере многоугольного рисунка. Слишком сильное экранирование заставляет циклонические и антициклонические части вихрей разделяться. А вот промежуточное состояние приводит к появлению стабильных многоугольников».

Команда использовала уравнения, описывающие движение одного слоя жидкости на сфере, и смоделировала многоугольное расположение вихрей. Это не новый подход, однако ученые включили в свои модели полярную геометрию и бета-дрейф — тенденцию циклонов дрейфовать из-за увеличения силы Кориолиса с широтой из-за скорости ветра.

Наибольшее влияние на силу урагана оказывает явление, известное как «защита» вихрей. Она возникает, когда вихрь — в данном случае наши циклоны Юпитера — окружен кольцом, движущимся в противоположном направлении. Таким образом, каждый из циклонов, что движутся против часовой стрелки на северном полюсе, окружен мощным ветром, дующим вокруг циклона по часовой стрелке.

Если это экранирование будет слишком слабым, бури сольются. Если он будет слишком мощным, шторм и его «щит» разлетятся друг от друга, что приведет к полному хаосу.

Однако теперь перед исследователями возник ряд новых за***ок. Как именно образуются шестиугольные штормы? Почему количество циклонов не увеличивается со временем? В будущем понадобится еще целая серия виртуальных экспериментов, чтобы ответить на эти и другие вопросы.

[свернуть]

[batkov]

Эволюция химического состава протопланетных дисков
17:33 15/09/2020




Планеты формируются из газа и пыли в дисках, окружающих молодые звезды. Химические вещества в материале диска, которые легко испаряются, называют летучими веществами, и к ним относят воду, монооксид углерода, азот, а также другие, простые органические молекулы. Количество летучих, накапливающихся при формировании планеты, является ключевым фактором, влияющим на состав атмосферы планеты и ее пригодность для жизни. Это количество, в свою очередь, зависит от устройства газовых «резервуаров» в диске в тот период, когда происходило формирование планет.

Скрытый текст

Поскольку состав протопланетного диска эволюционирует с течением времени, для определения составов планет важно знать общие принципы эволюции химического состава вещества диска. Астрономам известно, что содержание воды и монооксида углерода в материале молодых звездных систем снижено, по сравнению с обычной межзвездной средой, подчас в 100 раз и более.

Согласно распространенной версии, это обеднение водой и монооксидом углерода связано с тем, что данные вещества замерзают на поверхности частиц пыли, а затем накапливаются в плоскости диска, где они продолжают оставаться в твердом состоянии. Эта гипотеза объясняет устройство части наблюдаемых систем, однако далеко не всех.

В новой работе астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Дженнифер Б. Бергнер (Jennifer B. Bergner) использовали обсерваторию ALMA для наблюдения поведения летучих веществ в пяти молодых протопланетных дисках. Проведенное по результатам наблюдений моделирование показало, что обеднение монооксидом углерода в изучаемых системах протекает очень быстро – в первые 0,5-1 миллион лет существования диска. Также исследователи выяснили, что спектры самых молодых объектов, все еще находящихся в «коконе» из первичного материала, демонстрируют характерные особенности, вероятно, связанные с тем, что химические соединения материала диска в таких системах защищены от разрушительного действия ультрафиолетового излучения, испускаемого звездой.

[свернуть]

[batkov]

Жизнь на планете, вероятно, сохраняется даже после взрыва родительской звезды
7:06 18/09/2020



Когда умирают звезды, подобные нашему Солнцу, на их месте остается обнаженное ядро – белый карлик. Изучение внесолнечной планеты, обращающейся вокруг белого карлика, позволит понять, способна ли жизнь на поверхности планеты сохраниться после взрыва родительской звезды, сообщают исследователи из Корнеллского университета, США.

Скрытый текст

В своей новой работе эти ученые показывают, что строящийся в настоящее время новый космический телескоп James Webb («Джеймс Уэбб») может обнаружить признаки жизни на планетах земного типа, обращающихся вокруг белых карликов.

Атмосферы планет, обращающихся вокруг небольших звезд, дают характерные сигналы при прохождении перед родительской звездой, называемом также транзитом. В случае систем белых карликов особенность состоит в том, что центральный объект является настолько компактным, что его размер сравним с размером Земли, и это дает уникальную возможность подробно охарактеризовать каменистые планеты, лежащие в его системе.

«Если каменистые планеты в системах белых карликов существуют, то мы сможем обнаружить возможные следы жизни на них в течение нескольких ближайших лет», – сказала Лиза Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger), адъюнкт-профессор астрономии Колледжа искусств и наук и директор Института Карла Сагана.

В своей новой работе Кальтенеггер и ее коллеги разработали модели и инструменты, при помощи которых можно будет обнаружить признаки жизни в атмосферах каменистых планет, обращающихся вокруг белых карликов – когда и если такие планеты будут открыты.

Открытие первой гигантской планеты, совершающей транзит перед белым карликом (WD 1856+534b), о котором сообщается в отдельной работе – возглавляемой Эндрю Вандербургом (Andrew Vanderburg), ассистент-профессором Висконсинского университета в Мэдисоне, США – подтверждает существование планет в системах белых карликов. Кальтенеггер также входит в число соавторов этой работы Вандербурга. Эта планета является газовым гигантом, и существование жизни на ней маловероятно. Однако ее открытие говорит о том, что меньшие по размерам каменистые планеты, на поверхности которых может существовать жизнь, вероятно, также присутствуют в системах белых карликов, пояснили авторы.

[свернуть]

[batkov]

Телескоп NASA сфотографировал жуткий белый шторм на Юпитере
13:21 18/09/2020




Космический телескоп “Хаббл” сделал новый сверхчеткий снимок Юпитера, на котором запечатлен мощный шторм, распространяющийся в северных широтах планеты. В кадр также попала ледяная луна Европа. Изображение доступно на официальном сайте проекте.

Скрытый текст

Фотография была сделана 25 августа 2020 года, когда Юпитер находился в 653 миллионах километров от Земли. Насыщенные цвета связаны с соединениями водорода и гелия в атмосфере планеты.

Вихревые облака, движимые ураганными ветрами, создают разноцветные полосчатые структуры. Какие-то из них меняются из года в год, а некоторые, как Большое Красное Пятно — крупнейший атмосферный вихрь в Солнечной системе — остаются на месте столетиями.

Космический телескоп “Хаббл” служит своего рода метеорологическим спутником для наблюдения за погодой на Юпитере, и в этот раз ему удалось заснять уникальное явление — возникновение и распространение в средних северных широтах яркого, белого, протяженного шторма. Он возник 18 августа 2020 года и распространялся со скоростью 560 километров в час.

Как отмечают ученые из проекта “Хаббл”, штормы в этом регионе возникают регулярно, но этот имеет отличительную особенность — за шлейфом урагана тянутся маленькие темные сгустки, закрученные против часовой стрелки.

Исследователи предполагают, что это может быть началом формирования нового устойчивого супер-вихря в северном полушарии, аналогичного Большому Красному Пятну.

На снимке видно, что Большое Красное Пятно, катящееся против часовой стрелки в южном полушарии планеты, рассыпается в облаках перед собой, образуя каскад белых и бежевых лент.

Еще в 1930-х годах астрономы отметили, что площадь пятна медленно сокращается. Причина этого явления неизвестна. Данные “Хаббла” подтверждают, что супер-шторм продолжает уменьшаться, хотя темпы этого процесса замедлились. Сейчас Большое Красное Пятно имеет размер около 15 800 километров в поперечнике, и оно достаточно большое, чтобы поглотить Землю.

Исследователи отметили на снимке еще одну особенность: расположенный ниже Большого Красного Пятна атмосферный объект Овал ВА, который еще называют “Красное пятно младшее” или “Малое красное пятно”, начал снова темнеть. Несколько лет назад Овал ВА, который в 2006 году был таким же красным, как его старший “брат”, начал терять свой цвет и практически обесцветился. Однако теперь ядро шторма снова набирает желто-оранжевую окраску.

На изображении также видно, что высотные облака на экваторе, наполненные оранжевым углеводородным смогом, понемногу светлеют.

Интересно, что в этот раз в объектив “Хаббла” попала и ледяная луна Юпитера — Европа. Считается, что она имеет под своей ледяной корой жидкий океан, который может содержать потенциальные ингредиенты жизни, что делает Европу одной из основных целей в поисках пригодных для жизни миров за пределами Земли.

В 2013 году было объявлено, что космический телескоп “Хаббл” обнаружил водяной пар, извергающийся с холодной поверхности Европы в одном или нескольких локализованных шлейфах около южного полюса. Этот факт должна подтвердить или опровергнуть миссия JUpiter ICy moons Explorer ЕКА, запуск которой запланирован на 2022 год. Эта автоматическая межпланетная станция, помимо Европы, изучит еще два других спутника Юпитера — Ганимед и Каллисто.

[свернуть]

[batkov]

Туманность на месте погибшего Солнца будет иметь форму спирали
4:03 19/09/2020



Астрономы представили новое объяснение богатого разнообразия форм, которые принимают планетарные туманности. Это открытие базируется на множественных наблюдениях звездных ветров, дующих в окрестностях стареющих звезд. Вопреки распространенному представлению, команда нашла, что звездные ветра не должны иметь сферическую симметрию, а вместо этого будут принимать разнообразные формы, близкие к формам самих планетарных туманностей. Команда также заключает, что взаимодействие с расположенной поблизости звездой или даже планетой может повлиять как на форму «розы» звездных ветров, так и на форму образуемой ими планетарной туманности.

Скрытый текст

Умирающие звезды раздуваются и охлаждаются, превращаясь в конечном счете в красные гиганты. Они производят звездные ветра, потоки извергаемых звездой частиц, в результате чего теряют массу. По причине отсутствия подробных наблюдений, астрономы прежде полагали, что интенсивность звездных ветров по всем возможным пространственным направлениям примерно одинакова, то есть они имеют сферическую симметрию. По мере дальнейшей эволюции звезды она вновь нагревается, и звездное излучение приводит к свечению вытолкнутых ранее слоев материала, в результате чего формируется планетарная туманность.

Но если звездные ветра сферически симметричны, то откуда берется такое богатое разнообразие форм планетарных туманностей? Этим вопросом задалась команда под руководством Лина Дечина (Leen Decin) из Лёвенского католического университета, Бельгия. Проанализировав движение звездных ветров вокруг холодных красных гигантов при помощи радиообсерватории ALMA, расположенной на территории Чили, ученые отметили, что распределение ветров почти ни в одном случае не было сферически симметричным. Тогда авторы работы идентифицировали формы распределения потоков звездных ветров и нашли, что эти потоки могут формировать дисковые, спиральные и конические структуры. Правильные формы этих структур навели команду на мысль, что данные формы не являются случайными, и что причина их многообразия состоит во взаимодействии с другими, небольшими звездами, расположенными в окрестностях умирающего светила, или даже с наиболее массивными планетами.

Поскольку ранее неравномерность распределения звездных ветров по направлениям не принималась в расчет при моделировании эволюции звезд, то эти новые результаты приведут к пересмотру ряда моделей. Скорость потери массы умирающей звездой в некоторых моделях может измениться в 10 и более раз, отметили авторы.

Также в работе Дечин и его коллеги замечают, что с учетом наличия «розы» звездных ветров наше почти идеально сферическое Солнце после прохождения фазы красного гиганта сформирует не сферическую туманность, а нечто, более похожее на спираль.

[свернуть]

[batkov]

Определена максимальная возможная масса черной дыры
12:36 19/09/2020



Черные дыры могут вырастать до поистине чудовищных размеров. В новом исследовании заявлено, что черные дыры могут достигать «колоссально больших» размеров, набирая массу в 100 миллиардов солнечных и даже больше.

Скрытый текст

По словам исследователей, открытие таких гигантских черных дыр может пролить свет на природу значительной части темной материи, которая составляет четыре пятых материи во Вселенной.

В центре большинства, если не всех, галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Их масса в миллионы или миллиарды раз больше массы нашего Солнца, которое, в свою очередь, весит в 332 982 раз больше Земли (1,9891•1030 кг). Например, в центре нашей галактики Млечный Путь находится Стрелец A*, масса которого составляет около 4,5 миллиона солнечных.

В настоящее время самая большая из известных черных дыр (квазар TON 618) имеет массу 66 миллиардов солнечных. Огромная масса TON 618 заставила ученых задуматься о том, существуют ли еще более крупные черные дыры, и есть ли какой-либо предел их размерам.

В новом исследовании ученые вычислили, что черные дыры могут быть в 100 миллиардов раз массивнее Солнца, но и это не предел. Они назвали эти гипотетические дыры «колоссально массивными» или «колоссально большими» черными дырами. Также исследователи отметили, что в настоящее время нет доказательств того, что подобные черные дыры действительно существуют.

«Удивительно, что до сих пор так мало внимания уделялось возможному существованию колоссально массивных черных дыр, потому что они могут существовать в принципе», — сказал соавтор исследования, теоретический космолог Флориан Кюнель из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене.

[свернуть]

[batkov]

Открыты две планеты у близкого оранжевого карлика GJ 414A
16:35 21/09/2020



Метод измерения лучевых скоростей – второй по продуктивности среди всех методов поиска экзопланет, по количеству открытых планет он уступает только транзитному методу. Для обнаружения планет небольших масс очень важно получать как можно больше замеров лучевой скорости звезды, желательно на протяжении долгого времени. Богатые и плотные ряды наблюдений позволяют разделить квазипериодические колебания, обусловленные внутренней активностью звезды, и когерентные колебания, вызванные планетами.

Скрытый текст

Обзор Eta-Earth ведет наблюдения за 230 ближайшими G, K, M карликами уже более двух десятилетий. Лучевые скорости выбранных звезд измеряются с помощью спектрографа HIRES, установленного на Кеке. В последние годы к этим наблюдениям подключился спектрограф Levy, установленный на APF.

Продолжительное время наблюдений позволяет обнаруживать экзопланеты со все большими орбитальными периодами, а высокая точность замеров позволяет находить планеты небольших масс.

15 сентября 2020 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная открытию двух планет у близкого оранжевого карлика GJ 414A.

GJ 414A (HD 97101A, HIP 54646A) – звезда главной последовательности спектрального класса K7 V, удаленная от нас на 11.89 ± 0.07 пк. Ее масса оценивается в 0.65 ± 0.03 солнечных масс, радиус – в 0.68 ± 0.03 солнечных радиусов, светимость составляет примерно 12% от солнечной. Несмотря на древний возраст (формально 11.2 ± 5.9 млрд. лет) звезда отличается повышенным содержанием тяжелых элементов. На расстоянии 34.34 угловых секунд (408 а.е. в проекции на небесную сферу) от GJ 414A расположен звездный компаньон GJ 414B спектрального класса M2 V, звезды физически связаны и образуют широкую пару.

С января 1997 года по июнь 2019 года было получено 126 замеров лучевой скорости GJ 414A на HIRES и 351 замер на Levy, таким образом, полное время наблюдений превысило 22 года. Помимо колебаний, вызванных внутренней активностью звезды, исследователи обнаружили два когерентных RV-сигнала с периодом 50.8 и 748.3 земных суток.

Проективная (минимальная, m sin i) масса планеты GJ 414A b оценивается в 9.3 +3.2/-2.5 масс Земли – перед нами мини-нептун или нептун. Планета вращается вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.24 ± 0.01 а.е. и эксцентриситетом 0.48 +0.12/-0.16. Температурный режим внутренней планеты грубо соответствует температурному режиму Венеры, ее эффективная температура (в предположении альбедо, равного 0.32) оценивается в 304 ± 33К.

Внешняя планета массивнее – ее проективная масса достигает 59.5 ± 10 масс Земли, скорее всего, это легкий газовый гигант. GJ 414A c вращается по слабо эллиптической орбите (эксцентриситет 0.093 +0.1/-0.064) на среднем расстоянии 1.43 ± 0.06 а.е., его температурный режим грубо соответствует температурному режиму Юпитера.

Высокий эксцентриситет внутренней планеты говорит о бурной динамической истории этой системы. Если взаимное наклонение орбит обеих планет в какой-то момент превысило 45°, эксцентриситет внутренней планеты мог увеличится за счет механизма Козаи-Лидова. Впрочем, какие-либо определенные выводы делать еще рано.

Внешняя планета в своем движении по орбите удаляется от звезды на расстояние 120 угловых миллисекунд и может стать прекрасной целью для будущих программ прямого наблюдения экзопланет. В лучах с длиной волны 10.6 мкм контраст со звездой составит 6.3·10-6. К сожалению, это слишком мало, чтобы планету смог увидеть JWST, однако исследователи надеются на строящийся 30-метровый телескоп (TMT).

[свернуть]

[batkov]

Открыта внесолнечная «планета пи» земного типа
4:53 22/09/2020


Изящно соединив астрономию с математикой, в новом исследовании ученые из Массачусетского технологического института, США, вместе с их зарубежными коллегами открыли «планету пи» – планету размером с Землю, обращающуюся вокруг родительской звезды с периодом 3,14 суток по орбите, невольно вызывающей ассоциации со знаменитой универсальной математической константой.

Скрытый текст

Исследователи во главе с Праджвалом Нираулой (Prajwal Niraula), студентом магистратуры департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института, обнаружили сигналы, указывающие на эту планету, в данных, собранных в 2017 г. при помощи космического телескопа НАСА Kepler («Кеплер»), выполнявшего в то время расширенную миссию К2. Проведя подробные дополнительные наблюдения этой системы ранее в текущем году при помощи сети наземных телескопов SPECULOOS, команда подтвердила, что сигналы указывают на планету, движущуюся по орбите вокруг своей звезды с периодом около 3,14 суток.

Эта новая планета получила название K2-315b. Ее радиус составляет около 0,95 радиуса Земли. Она находится на орбите вокруг холодного карлика небольшой массы, размер которого составляет около одной пятой от размера Солнца. Планета движется вокруг звезды по орбите с периодом 3,14 суток, развивая при этом головокружительную скорость в 81 километр в секунду, отметили члены команды Нираулы.

Хотя масса планеты еще не определена, ученые подозревают, что K2-315b является землеподобной планетой. Однако «планета пи» вряд ли является обитаемой, поскольку ее близость к звезде вызывает нагрев поверхности примерно до 450 Кельвинов (177 градусов Цельсия) – температура, при которой вполне можно испечь пирог, пояснили авторы.

[свернуть]

[batkov]

Астрофизики доказывают, что частицы пыли в космосе смешиваются со льдом
5:38 23/09/2020



Вещество между звездами в галактике, называемое межзвездной средой, состоит не только из газа, но и из большого количества пыли. В какой-то момент времени звезды и планеты возникли в такой среде, потому что частицы пыли могут собираться вместе и сливаться в небесные тела. На этих частицах также происходят важные химические процессы, из которых возникают сложные органические молекулы.

Скрытый текст

Однако для того, чтобы эти процессы были возможны, должна присутствовать вода. В особо холодных космических средах вода встречается в виде льда. Однако до сих пор связь между льдом и пылью в этих областях космоса оставалась неясной. Исследовательская группа из Йенского университета имени Фридриха Шиллера и Института астрономии имени Макса Планка доказала, что частицы пыли и лед смешиваются.

“До сих пор мы не знали, отделяется ли лед от пыли или смешивается с отдельными частицами пыли”, – объясняет доктор Алексей Потапов из Йенского университета. – Мы сравнили спектры силикатов лабораторного производства, водяного льда и их смесей с астрономическими спектрами протозвездных оболочек и протопланетных дисков”.

Астрофизики могут получить ценную информацию из этих данных. “Мы должны понимать различные физические условия в различных астрономических средах, чтобы улучшить моделирование физико-химических процессов в космосе”, – говорит Потапов. Этот результат позволил бы исследователям лучше оценить количество материала и сделать более точные заявления о температурах в различных областях межзвездных и околозвездных сред.

С помощью экспериментов и сравнений ученые из Йенского университета также наблюдали, что происходит с водой, когда температура повышается и лед покидает твердое тело, с которым он связан, и переходит в газовую фазу примерно при -93 градуса Цельсия.

“Некоторые молекулы воды так сильно связаны с силикатом, что остаются на поверхности или внутри частиц пыли”, – говорит Потапов. “Мы подозреваем, что такая “захваченная вода” также существует на частицах пыли в космосе или в них. По крайней мере, об этом свидетельствует сравнение спектров, полученных в лабораторных экспериментах, и спектров в так называемой диффузной межзвездной среде. Мы нашли четкие указания на то, что там существуют подобные молекулы воды”.

Существование такой воды наводит на мысль о том, что сложные молекулы могут присутствовать и на частицах пыли в диффузной межзвездной среде. Если в таких частицах присутствует вода, то до сложных органических молекул, не так уж далеко. Это связано с тем, что частицы пыли обычно состоят из углерода, который в сочетании с водой и под воздействием ультрафиолетового излучения, находящегося в окружающей среде, способствует образованию метанола. Органические соединения уже наблюдались в этих областях межзвездной среды, но до сих пор неизвестно, где они возникли.

Наличие воды в твердом состоянии также может ответить на вопросы о другом элементе – о кислороде: хотя мы знаем количество кислорода в межзвездной среде, у нас ранее не было никакой информации о том, где именно находится около трети его. Новые результаты исследований позволяют предположить, что вода в силикатах является скрытым резервуаром кислорода.

Кроме того, “захваченная вода” может помочь в понимании того, как накапливается пыль, поскольку она может способствовать слипанию более мелких частиц с образованием более крупных частиц. Этот эффект может даже сработать при формировании планет. “Если нам удастся доказать, что “захваченная вода” существовала или могла существовать в “строительных блоках” Земли, возможно, даже появятся новые ответы на вопрос о том, как вода попала на Землю”, – рассказывает Алексей Потапов. Но пока это только предположения, которые йенские исследователи хотят продолжить в будущем.

[свернуть]

[batkov]

Астрономы увидели мерцающую тень черной дыры
18:05 23/09/2020



© M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration Изображения тени черной дыры M87*, полученные с помощью геометрического моделирования и телескопов EHT в 2009-2017 годах

Скрытый текст

Ученые подняли архивные данные астрономических наблюдений и выяснили, что тень черной дыры М87* меняется со временем — она мерцает и переливается. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

В 2017 году Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) получил первый в истории астрономических наблюдений снимок черной дыры. На нем запечатлена сверхмассивная черная дыра М87* в центре эллиптической галактики Messier 87 (М87) в созвездии Девы.

Общая теория относительности предсказывает, что сверхплотные объекты типа черных дыр искажают пространство-время и нагревают окружающий материал до такой степени, что он начинает светиться. “Подсвеченное” искривленное пространство-время, согласно теории, дает асимметричную тень.

Изображение 2017 года полностью подтвердило теорию. На нем хорошо видна серповидная тень М87* с неравномерным распределением яркости.

Ученые из коллаборации EHT решили поднять архивные данные Телескопа горизонта событий за 2009-2013 годы и посмотреть, как вела себя область тени раньше.

EHT состоит из множества радиотелескопов по всему мир, выполняющих синхронизированные наблюдения с использованием метода интерферометрии с очень длинной базой (VLBI). Вместе они образуют виртуальную радиотарелку размером с Землю, что обеспечивает исключительно высокое разрешение изображений.

Проект стартовал в 2009 году, однако до 2012 года массив EHT включал всего три радиотелескопа, в 2013 году их стало четыре, а в 2017-м — пять. После этого качество изображений сильно выросло, а ученые получили первый снимок черной дыры. Об этом событии было объявлено в апреле 2019 года.

Так как данные 2009-2013 годов гораздо менее детальные, чем наблюдения 2017 года, для их сопоставления ученые использовали статистическое моделирование, основанное на геометрических предположениях.

Анализ архивных данных показал, что тень уже присутствовала в более ранних наблюдениях. Ее местоположение и размер с 2009 года не изменились, но за это время несколько раз менялось азимутальное распределение яркости. Оказалось, что темный сектор тени постоянно перемещается, и кольцо как бы “переливается”.

“Анализ данных показывает, что ориентация и тонкая структура кольца меняются со временем. Это дает первое представление о динамической структуре аккреционного потока, окружающего горизонт событий, — приводятся в пресс-релизе немецкого Института радиоастрономии Макса Планка слова одного из авторов исследования Томаса Кричбаума (Thomas Krichbaum). — Изучение этой области будет иметь решающее значение для лучшего понимания того, как черные дыры срастаются с веществом и запускают релятивистские джеты”.

Авторы объясняют мерцание тем, что газ, падающий на черную дыру, нагревается до миллиардов градусов, ионизируется и становится турбулентным в присутствии магнитных полей. Поскольку поток вещества турбулентный, яркость кольца со временем становится мерцающей.

Ученые отмечают, что такая гипотеза ставит под сомнение некоторые теоретические модели аккреции, и для ее подтверждения нужны дальнейшие наблюдения.

“Мониторинг временной структуры M87 с помощью EHT — это задача, которая будет держать нас в напряжении в течение нескольких следующих лет. Мы работаем над анализом данных 2018 года и готовим новые наблюдения в 2021 году”, — заключает Антон Зенсус, директор Института радиоастрономии Макса Планка и председатель-основатель Совета по сотрудничеству EHT.

Авторы надеются, что расширение возможностей EHT за счет добавления новых телескопов позволят получить в будущем более детальное изображение тени черной дыры M87* и самой внутренней струи радиогалактики M87.

[свернуть]

[batkov]

Прямо сейчас над Землей действует малая геомагнитная буря G1
17:37 24/09/2020



Прямо сейчас над Землей действует малая геомагнитная буря G1 (Kp=5), связанная с прибытием высокоскоростного солнечного ветра из крупной северной полярной корональной дыры. Полярное сияние возможно на широтах вплоть до 55° с. ш.

Сейчас сияет над США, Канадой и Чукоткой. С наступлением темноты, если буря продержится, полярное сияние может быть видно и в остальных регионах России.

[batkov]

Массивные сгустки газа объясняют постепенное изменение яркости дисковых галактик
7:46 27/09/2020



Компьютерное моделирование показывает, что массивные сгустки газа внутри дисковых галактик вызывают смещение звезд с их исходных орбит и в конечном счете обусловливают постепенное, экспоненциальное снижение яркости диска в направлении от центра галактики к периферии.

Скрытый текст

Эта группа ученых 10 лет назад начала свои исследования по данной тематике, обратив внимание в первую очередь на влияние массивных газовых сгустков в молодых галактиках на орбиты звезд и формирование дисков, характеризующихся ярким центром и темными периферийными областями с постепенным спадом яркости между ними.

В новом исследовании данный научный коллектив, возглавляемый в этот раз Цзянем Ву (Jian Wu), сообщает о том, что предложенные группой идеи о формировании дисков с экспоненциально изменяющейся яркостью применимы не только к молодым галактикам. Этот процесс является универсальным для всех типов галактик, считают Ву и его команда. Диски с экспоненциально изменяющейся яркостью можно часто встретить в спиральных галактиках, карликовых эллиптических галактиках и некоторых галактиках неправильной формы, отмечают исследователи.

Согласно моделям группы Ву, имитирующим рассеяние звезд в галактиках в результате воздействия гравитационных импульсов со стороны массивных газовых сгустков, такое гравитационное воздействие приводит к изменению орбит звезд, и суммарный процесс вызывает значительное изменение общего распределения звезд в галактике. Результирующий экспоненциальный профиль изменения яркости диска вдоль его радиуса отражает, таким образом, это новое распределение звезд, отмечают авторы.

[свернуть]

[batkov]

В ближайшие дни ожидается умеренная геомагнитная буря
14:04 27/09/2020



Национальное управление океанических и атмосферных исследований США прогнозирует, что 29 сентября Земля окажется под воздействием высокоскоростного солнечного ветра, истекающего из очередного «отростка» (выступа) северной полярной корональной дыры. Можно ожидать умеренную геомагнитную бурю G2 (Kp=6). Полярное сияние возможно на широтах вплоть до 50° с. ш. (это условная граница; вблизи нее, полярное сияние может быть видно сразу над северным горизонтом при условии идеально темного неба).

Также, в течение 27 и 28 сентября все еще возможны периоды малой геомагнитной бури G1 (Kp=5), связанной с прибытием высокоскоростного солнечного ветра из предыдущего «отростка» северной полярной корональной дыры.

[batkov]

«Молодость» Солнечной системы оказалась «бурной»
18:00 28/09/2020



Грандиозное событие на заре жизни Солнечной системы, с которым связывают важную эволюционную веху в истории Земли, вероятно произошло на несколько сотен миллионов лет раньше, чем было принято считать.

Пока инвертировать физические объекты и направлять их в прошлое без парадоксов получается только на киноэкране, ученые вынуждены узнавать о давних событиях по скудным сохранившимся артефактам. Что было через сотни миллионов лет после появления Солнца и образования из газа, пыли и льда 8 планет около 4,5 миллиардов лет назад? Считается, что внутри «новорожденной» Солнечной системы произошла серьезная «драка». Планеты, в том числе Земля со своим спутником Луной, подвергались частым и мощным обстрелам астероидов и других космических объектов. Насколько молода была Солнечная система, когда начала «бушевать»?

Изучение образцов лунной породы, добытых в 1970-х годах, показало, что столкновения происходили примерно 3,9 миллиарда лет назад или через 600−700 миллионов после образования Земли. Не все ученые были согласны с этой гипотезой, и теперь группа исследователей из Университета Хиросимы и Университета Токио в Японии нашла способ доказать, что крупная ссора астероидов и планет произошла гораздо раньше.

Скрытый текст

В работе, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters, авторы изучили большое число камней, оставшихся от древнего астероида Juvinas и найденных на Земле. «Только обширная база данных могла подтвердить нашу до***ку», — сказал Мидзухо Койке, автор исследования и доцент Высшей школы передовых наук и инженерии Хиросимского университета.

Исследование образцов Juvinas показало, что обстрел астероидами произошел на 300−500 миллионов лет раньше, чем предполагали другие ученые, то есть в период от 4,4 до 4,15 миллиардов лет назад. Доказательств «драки», которая могла произойти 3,9 миллиарда лет назад или позже, анализ не дал. Большое астероидное «нашествие» считается ключевым этапом ранней стадии эволюции Земли. Поэтому крайне важно понимать, когда именно оно случилось.

[свернуть]

[batkov]

Астрономы нашли паутину из шести галактик вокруг квазара в ранней Вселенной
15:02 01/10/2020



Астрономы впервые смогли найти компактную группу из шести галактик, окружающих квазар со сверхмассивной черной дырой. Эта система существовала во времена, когда возраст Вселенной составлял всего 900 миллионов лет, ее изучение поможет разобраться в проблеме образования и роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics Letters.

Скрытый текст

Факт существования сверхмассивных черных дыр с массами 108−1010 масс Солнца, находящихся в центрах квазаров при значениях красного смещения z>6, представляет собой серьезную проблему для внегалактической астрономии. Общепринятой теории образования подобных объектов нет, считается, что они могли сформироваться и набрать массу в массивных (более 1012 масс Солнца) гало темной материи в ранней Вселенной. При этом, высокие темпы аккреции, обеспечивающие быстрый рост черной дыры, могут поддерживаться как за счет частых слияний протогалактик, так и за счет потоков холодного газа, из которого они формируются. Предполагается, что такие крупномасштабные структуры, ядра которых, в конечном итоге, превратятся в массивные скопления галактик, существовали в ранней Вселенной, и могут выглядеть как области, окружающие квазар, с избыточной плотностью галактик, находящихся на расстоянии до десяти мегапарсек от него.

Группа астрономов во главе с Марко Миньоли (Marco Mignoli) из Национального института астрофизики Италии сообщает о первом наблюдательном подтверждении наличия крупномасштабной структуры вокруг квазара SDSS J1030+0524, для которого значение красного смещения z = 6,308. Квазар содержит активную черную дыру с массой 1,4 миллиарда масс Солнца, более ранние наблюдения за ним при помощи наземных и космических телескопов показали, что этот объект может считаться интересным кандидатом для поисков вокруг него других галактик. В рамках новой наблюдательной кампании, в которой были задействованы спектрографы, установленные на телескопах Кека, VLT (Very Large Telescope) и LBT (Large Binocular Telescope), астрономы провели спектроскопическое исследование SDSS J1030+0524 и ряда других кандидатов в крупномасштабные структуры.

В итоге ученые подтвердили наличие крупномасштабной структуры вокруг квазара SDSS J1030+0524, которая состоит по крайней мере из шести объектов: четырех LBG-галактик и двух LAE-галактик, а также газовых нитей. Сами галактики удалены от квазара не более чем на пять мегапарсек каждая. Это первый спектроскопически подтвержденный случай обнаружения сверхплотного группы галактик вокруг сверхмассивной черной дыры, существовавшей в первый миллиард лет жизни Вселенной. Открытие подтверждает идею о том, что самые далекие и массивные черные дыры образуются и растут в массивных гало темной материи в крупномасштабных структурах, ожидается, что создаваемый сейчас в Чили телескоп ELT сможет продолжить и расширить эти исследования.

[свернуть]

[batkov]

Содержание марганца в звездах Галактики раскрывает природу сверхновых типа Ia
6:11 09/10/2020



Команда исследователей использовала компьютерное моделирование, чтобы на основе данных по содержанию химических элементов, в частности, марганца, в веществе звезд нашей Галактики, сделать выводы о механизме взрывов сверхновых типа Ia, играющих роль «стандартных свечей» при определении космических расстояний.

Скрытый текст

Сверхновые типа Ia, в отличие от сверхновых других типов, не связаны с гибелью массивной звезды. Механизм звездного взрыва этого типа окончательно не установлен, однако наиболее вероятными считаются две версии, предполагающие взаимодействие между компонентами двойной системы, имеющими относительно небольшую массу. Согласно первому сценарию, в системе, состоящей из белого карлика и нормальной звезды-компаньона, происходит постепенное перетягивание массы со звезды-компаньона на белый карлик, в результате чего белый карлик достигает критической массы и взрывается. В альтернативной гипотезе взрыв происходит в результате слияния между двумя белыми карликами.

В своей работе исследователи во главе с Чиаки Кобаяши (Chiaki Kobayashi) из Института физики и математики Вселенной им. Кавли, Япония, обратили внимание на изменение производства тяжелых элементов, в частности, марганца, в результате взрыва сверхновой типа Ia в зависимости от механизма взрыва: при взрыве по сценарию с белым карликом и нормальной звездой формировалось относительно много марганца, а при взрыве в системе из двух объединяющихся белых карликов – существенно меньше. Затем команда смоделировала взрывы сверхновых типа Ia в нашей галактике Млечный путь и сравнила полученные средние расчетные концентрации марганца с наблюдательными данными, собранными для близлежащих звезд при помощи спектроскопии высокого разрешения. Сравнение показало, что не менее 75 процентов от числа всех сверхновых типа Ia нашей Галактики формировались из двойных систем, включающих белый карлик и нормальную звезду-компаньона. Интересно отметить, что в случае других галактик, например, карликовых сфероидальных галактик, окружающих Млечный путь, соотношение между вкладами этих двух различных механизмов формирования звездных вспышек было обратным – в них преобладал вклад механизма, включающего слияние между двумя белыми карликами.

[свернуть]

[batkov]

Ученые впервые сверили всемирные атомные часы по звездам
17:41 09/10/2020



Астрономы и эксперты по точному времени, объединив свои усилия, создали новую систему более точной сверки атомных часов по всему миру по радиосигналам, исходящим от далеких звезд. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Скрытый текст

Атомные часы — прибор для измерения времени, в котором в качестве эталона используют колебания, происходящие на уровне атомов или молекул. Международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома цезия-133.

Такая точность нужна для определения положения космических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолетов, подводных лодок, беспилотных автомобилей. Атомные часы используются в системах спутниковой и наземной телекоммуникаций, в базовых станциях мобильной связи, а также международными и национальными бюро стандартов и службами точного времени, которые периодически транслируют временные сигналы по радио.

В частности, международное время, рекомендованное для использования в гражданских целях — UTC, или всемирное координированное время — ежедневно рассчитывается Международным бюро мер и весов (BIPM) во Франции на основе сверки атомных часов по всей планете через спутниковую связь.

Однако у этого метода есть свои погрешности — современные оптические атомные часы, созданные на основе лазеров, взаимодействующих с ультрахолодными атомами, обеспечивают большую точность, чем спутниковая связь, которая их связывает.

Астрономы и эксперты по точному времени из Национального института информационных и коммуникационных технологий Японии (NICT), Национального института метрологии Италии (INRIM), Национального института астрофизики Италии (INAF) и бюро BIPM предложили в качестве источников опорных сигналов для сверки атомных часов использовать волны внегалактических радиоисточников.Для этого исследователи под руководством Мамуру Секидо (Mamoru Sekido) из NICT для реализации техники интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI) разработали два специальных радиотелескопа, один из которых был развернут в Японии, а другой в Италии. Эти телескопы могут вести наблюдения в широком диапазоне частот, а антенны диаметром всего 2,4 метра позволяют их перемещать.

“Мы хотим показать, что широкополосный VLBI может стать мощным инструментом не только в геодезии и астрономии, но и в метрологии”, — приводятся в пресс-релизе NICT слова Секидо.

Чтобы достичь требуемой чувствительности, во время тестовых испытаний, проводимых с 14 октября 2018 года по 14 февраля 2019 года, маленькие антенны работали в тандеме с более крупным 34-метровым радиотелескопом в Кашиме, Япония.

Целью было соединить оптические часы, расположенные на разных континентах, на расстоянии 8700 километров друг от друга, и работающие, к тому же, на разных атомных источниках. Часы в INRIM в Италии используют иттербий, а часы в NICT в Японии — стронций. Кстати, и те, и другие — кандидаты на будущее переопределение секунды в Международной системе единиц (СИ).

“Сегодня новое поколение оптических часов требует пересмотра определения секунды, — говорит Давиде Калонико (Davide Calonico), координатор исследований в INRIM. — Путь к переопределению столкнется с проблемой сравнения часов во всем мире, в межконтинентальном масштабе, с более высокими характеристиками, чем сегодня”.

В качестве источников сигнала ученые взяли квазары, находящиеся на расстоянии миллиардов световых лет. Эти радиоисточники, питаемые черными дырами с массой в миллионы солнечных масс, настолько удалены от нас, что их можно, по мнению ученых, считать фиксированными точками в небе.

Авторы полагают, что переносные антенны, подобные тем, что использовались в эксперименте, могут устанавливаться непосредственно в лабораториях, разрабатывающих оптические часы по всему миру, а также в национальных бюро точного времени.

“VLBI позволит нам в Азии получить доступ к всемирному координированному времени, полагаясь на собственные измерения”, — объясняет Тецуя Идо (Tetsuya Ido), директор Лаборатории космических стандартов и координатор исследований в NICT.

Помимо улучшения международного хронометража, такой подход, по мнению авторов, открывает новые возможности изучения вариаций гравитационного поля Земли и фундаментальных констант, лежащих в основе физики и общей теории относительности.

[свернуть]

[batkov]

Звeздныe cкoплeния в NGC 1313
22:08 10/10/2020



Ha кapтинкe пoкaзaнa внутpeнняя чacть гaлaктики paзмepoм oкoлo 10 тыcяч cвeтoвыx лeт. Уникaльнaя cпocoбнocть космического тeлecкoпa Xaбблa paзpeшить удaлeнную нa 14 млн cвeтoвыx лeт гaлaктику нa oтдeльныe звeзды иcпoльзoвaнa для тoгo, чтoбы paзгaдaть учacть звeздныx cкoплeний. Koгдa cкoплeния paзpушaютcя, яpкиe мoлoдыe звeзды pacceивaютcя пo диcку гaлaктики.

Иccлeдoвaния звeзд и cкoплeний в гaлaктикe NGC 1313 пoзвoляют лучшe пoнять пpoцeccы звeздooбpaзoвaния и эвoлюцию звeздныx cкoплeний в нaшeй Гaлaктикe Mлeчный Путь.

[batkov]

NGC 5643: близкaя cпиpaльнaя гaлaктикa oт тeлecкoпa им.Xaбблa
18:19 12/10/2020



Чтo пpoиcxoдит в цeнтpe cпиpaльнoй гaлaктики NGC 5643?

NGC 5643 – этo вpaщaющийcя диcк из звeзд и гaзa, eгo внeшний вид oпpeдeляют гoлубыe cпиpaльныe pукaвa и кopичнeвaя пыль, чтo xopoшo виднo нa этoм изoбpaжeнии, пoлучeннoм кocмичecким тeлecкoпoм Xaббл. Ядpo aктивнoй гaлaктики являeтcя мoщным иcтoчникoм paдиoизлучeния и peнтгeнoвcкиx лучeй, в нeм oбнapужeнo двa джeтa.

Heoбычнoe излучeниe из цeнтpaльнoй чacти дeлaeт M106 oднoй из ближaйшиx ceйфepтoвcкиx гaлaктик. Пpeдпoлaгaeтcя, чтo oгpoмнoe кoличecтвo cвeтящeгocя гaзa пaдaeт нa цeнтpaльную мaccивную чepную дыpу. NGC 5643, cpaвнитeльнo близкa – oнa удaлeнa oт нac нa 55 миллиoнoв cвeтoвыx лeт, ee paзмep – oкoлo 100 тыcяч cвeтoвыx лeт, ee мoжнo увидeть c пoмoщью нeбoльшoгo тeлecкoпa в coзвeздии Boлкa.

[batkov]

Моделирование изменения температуры на далеких звездах
6:09 14/10/2020



Новые исследования помогают ответить на один из больших вопросов, который озадачивает астрофизиков в течение последних 30 лет – что вызывает изменение яркости далеких звезд, называемых магнетарами.

Скрытый текст

Магнетары были сформированы из звездных взрывов или сверхновых, и они имеют чрезвычайно сильные магнитные поля, примерно, в миллион раз больше, чем магнитное поле Земли.

Магнитное поле на каждом магнетаре генерирует интенсивное тепло и рентгеновские лучи. Магнетар настолько силен, что влияет на физические свойства материи, особенно на то, как тепло проходит через кору звезды и через ее поверхность, создавая вариации яркости, которые озадачили астрофизиков и астрономов.

Группа ученых, возглавляемая доктором Андреем Игошевым из Лидского университета, разработала математическую модель, которая имитирует то, как магнитное поле нарушает общепринятое представление о равномерном распределении тепла, что приводит к более горячим и холодным областям, где может быть разница в температуре в миллион градусов Цельсия.

Эти более горячие и более холодные области испускают рентгеновские лучи различной интенсивности – и именно это изменение интенсивности рентгеновского излучения наблюдается как изменение яркости космическими телескопами.

Результаты исследования – “сильные тороидальные магнитные поля, необходимые для спокойного рентгеновского излучения магнетаров” – были опубликованы сегодня в журнале Nature Astronomy. Исследование финансировалось Советом по научно-техническим объектам (STFC).

Доктор Игошев из Школы математики в Лидсе сказал: “Мы видим эту постоянную картину горячих и холодных областей. Наша модель – основанная на физике магнитных полей и физике тепла – предсказывает размер, местоположение и температуру этих областей – и при этом помогает объяснить данные, полученные с помощью спутниковых телескопов в течение нескольких десятилетий, и которые заставили астрономов ломать головы над тем, почему яркость магнетаров, казалось, менялась. Наши исследования включали формулировку математических уравнений, описывающих, как работает физика магнитных полей и распределение тепла. Формулировка этих уравнений требовала времени. Большой проблемой было написание компьютерного кода для решения уравнений – это заняло более трех лет”.

После того как код был написан, потребовался суперкомпьютер для решения уравнений, что позволило ученым разработать свою прогностическую модель.

Команда использовала финансируемые STFC суперкомпьютерные установки DiRAC в Лестерском университете.

Доктор Игошев сказал, что после того, как модель была разработана, ее предсказания были проверены на основе данных, собранных космическими обсерваториями. Модель оказалась правильной в десяти случаях из 19.

Магнетары, изученные в рамках исследования, находятся в Млечном Пути и обычно находятся на расстоянии 15 тысяч световых лет.

[свернуть]

[batkov]

Бетельгейзе оказалась ближе к Земле и меньше по размерам, чем считали ученые
12:47 16/10/2020





Астрофизики измерили точное расстояние до Бетельгейзе и скорость вращения этой звезды. Оказалось, что ее диаметр на треть меньше, чем предполагали ученые, а сама звезда находится на 25% ближе к Земле. Статью с описанием исследования опубликовал Astrophysical Journal.

Скрытый текст

“Размеры Бетельгейзе всегда были за***кой. Согласно прежним оценкам ее радиус примерно равен расстоянию между Солнцем и Юпитером. Мы выяснили, что он примерно на треть меньше – 750 радиусов Солнца. То есть Бетельгейзе находится всего в 530 световых годах от нас”, – рассказал один из авторов статьи, астрофизик из Обсерватории Конкоя (Венгрия) Ласло Молнар.

Бетельгейзе – одна из самых больших и ярких звезд на небе. Она находится в созвездии Ориона. Бетельгейзе можно увидеть невооруженным глазом благодаря тому, что она находится на небольшом расстоянии до Земли, а также ее огромным размерам и массе. Ученые считают, что она тяжелее Солнца в 15-25 раз. До открытия Молнара и его коллег астрономы предполагали, что если бы Бетельгейзе находилась в центре Солнечной системы, ее внешние слои достигали бы примерно тех же областей, где находится орбита Юпитера.

Бетельгейзе находится на последнем этапе звездной эволюции – стадии красного сверхгиганта. Так ученые называют “престарелые” звезды, запасы водорода у которых почти закончились. На этой стадии звезды резко расширяются и начинают сбрасывать вещество внешних оболочек в открытый космос. В результате образуются огромные облака пыли и формируются яркие газопылевые туманности.

В частности, в конце прошлого года яркость Бетельгейзе начала стремительно падать, к январю этого года уменьшившись на 63%. В середине весны светимость звезды вернулась к прежним показателям. Точные причины этого потускнения пока неизвестны. Ученые предполагают, что оно было связано с выбросом мощного облака пыли. Позже Бетельгейзе пережило еще один похожий эпизод, о причинах которого астрономы продолжают спорить.

Новый размер

Молнар и его коллеги попытались выяснить эти причины, наблюдая за Бетельгейзе с помощью коронографа SMEI, который установлен на борту американского спутника “Кориолис”. С помощью этого прибора астрономы изучают излучение, которое вырабатывают или отражают объекты вокруг Бетельгейзе, в том числе потенциальные облака из пыли.

Данные SMEI показывают, что второе потускнение Бетельгейзе вызвало не облако пыли, а процессы в недрах светила. Они связаны с тем, как в его ядре проходят термоядерные реакции. Это не означает, что Бетельгейзе скоро превратится в сверхновую, подчеркивают ученые. По их оценкам, это произойдет лишь через 10-100 тыс. лет.

Эти же данные можно использовать для того, чтобы вычислить точные размеры звезды, опираясь на скорость ее вращения, периодические колебания в яркости и некоторые другие параметры. Проведя подобные расчеты, ученые выяснили, что ранее размеры и расстояние до Бетельгейзе были сильно завышены.

В частности, радиус Бетельгейзе исследователи оценили примерно в 3,5 астрономических единицы. Так ученые называют среднее расстояние между Солнцем и Землей. В масштабах Солнечной системы это эквивалентно тому, что граница этой звезды проходила бы не по орбите Юпитера, а через главный пояс астероидов, который находится между Марсом и Юпитером.

Кроме того, эти оценки говорят о том, что Бетельгейзе изначально не могла быть тяжелее Солнца более чем в 19 раз. Это тоже меньше предыдущих максимальных оценок.

По словам исследователей, новые оценки расстояния между Землей и Бетельгейзе не означает, что взрыв сверхновой будет представлять угрозу для жизни на нашей планете. Ученые надеются, что это поможет их будущим коллегам максимально детально изучить одно из самых высокоэнергетических событий во Вселенной с близкого, но безопасного расстояния.

[свернуть]

[batkov]

Телескоп Джеймса Уэбба покажет скрытые галактики
5:50 17/10/2020



Два новых исследования из Мельбурнского университета помогут самому большому, мощному и сложному космическому телескопу, когда-либо построенному, обнаружить галактики, никогда ранее не виденные человечеством.

Скрытый текст

Эти статьи публикуются в журнале Astrophysical Journal и ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества и показывают, что космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на конец следующего года, обнаружит скрытые галактики.

Мощные огни, называемые квазарами, являются самыми яркими объектами во Вселенной. Питаемые сверхмассивными черными дырами, масса которых в триллион раз превышает массу нашего Солнца, они затмевают целые галактики из миллиардов звезд. Моделирование, проведенное доктором наук Мэдлин Маршалл, показывает, что, хотя даже космический телескоп Хаббла НАСА не может видеть галактики, в настоящее время скрытые этими квазарами, телескоп Джеймса Уэбба сможет сделать это.

“Телескоп Джеймса Уэбба откроет возможность впервые наблюдать эти очень далекие галактики”, – сказала Маршалл, которая проводила свои исследования в центре передового опыта ARC по всей небесной астрофизике в 3 измерениях (ASTRO 3-D).

-Это поможет нам ответить на такие вопросы, как: как черные дыры могут расти так быстро? Существует ли связь между массой галактики и массой черной дыры, как мы видим в соседней вселенной?”

Хотя известно, что квазары находятся в центрах галактик, было трудно сказать, на что похожи эти галактики и как они отличаются от галактик без квазаров.

“В конечном счете, наблюдения Уэбба должны дать новое понимание этих экстремальных систем”, – сказал соавтор ASTRO 3-D Стюарт Уайтх из Мельбурнского университета. – Собранные им данные помогут нам понять, как черная дыра может весить в миллиард раз больше нашего Солнца всего за миллиард лет существования. Эти большие черные дыры должны были образоваться не так рано, ибо за такое маленькое количество времени они стали невероятно массивными”.

Команда Мельбурнского университета совместно с исследователями из США, Китая, Германии и Нидерландов использовала космический телескоп Хаббла для наблюдений за этими галактиками. Затем они использовали современное компьютерное моделирование под названием BlueTides, которое было разработано командой под руководством выдающегося гостя ASTRO 3-D Тицианы Ди Маттео из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания, США.

“BlueTides предназначено для изучения формирования и эволюции галактик и квазаров в течение первого миллиарда лет истории Вселенной”, – сказал Юйин Ни из Университета Карнеги-Меллона, который провел моделирование BlueTides. “Его большой космический объем, и высокое пространственное разрешение позволяют нам изучать эти редкие квазарные хозяева на статистической основе”.

Команда использовала эти симуляции, чтобы определить, что увидят камеры телескопа Уэбба, если обсерватория изучит эти отдаленные системы. Они обнаружили, что отличить галактику-носитель от квазара будет возможно, хотя все еще сложно из-за небольшого размера галактики на небе.

Они также обнаружили, что галактики, в которых находятся квазары, как правило, меньше среднего, занимая лишь около 1/30 диаметра Млечного Пути, несмотря на то, что содержат почти столько же массы, сколько наша галактика.

“Галактики-хозяева удивительно малы по сравнению со средней галактикой в тот момент времени”, – сказала Маршалл.

[свернуть]

[batkov]

Анемичное звездное скопление побило рекорд по бедности металлов
20:27 17/10/2020



Удивительно, но астрономы с помощью двух обсерваторий Маунакеи – обсерватории Кека и телескопа Канада-Франция-Гавайи (CFHT) – обнаружили в Галактике Андромеда шаровое звездное скопление, содержащее рекордно низкое количество металлов.

Звезды в скоплении, названном RBC EXT8, в среднем содержат в 800 раз меньше железа, чем наше Солнце, и в три раза беднее железом, чем предыдущий лидер среди шаровых скоплений. RBC EXT8 также крайне не хватает магния.

Скрытый текст

Исследование, проведенное Сёреном Ларсеном из Университета Радбауд в Нидерландах, опубликовано в сегодняшнем выпуске журнала Science.

«Я поражен тем, что это замечательное звездное скопление просто сидело у нас под носом. Это одно из самых ярких скоплений в галактике Андромеда, известное на протяжении десятилетий, но никто не изучал его подробно», – сказал Аарон Романовски, астроном из обсерваторий Калифорнийского университета (UCO) и профессор физики и астрономии Государственного университета Сан-Хосе.

«Это показывает, что Вселенная все еще преподносит нам много сюрпризов. Это также напоминает нам о необходимости проверить наши предположения – в этом случае предполагалось, что было исследовано достаточно кластеров, чтобы понять, насколько они могут быть анемичными».

Шаровое скопление – это большое плотное скопление от тысяч до миллионов древних звезд, которые движутся вместе как сплоченная группа по галактике. До сих пор астрономы думали, что большие шаровые скопления должны содержать значительное количество тяжелых элементов.

Водород и гелий – два основных элемента, образовавшихся после Большого взрыва. Позднее образовались более тяжелые элементы, такие как железо и магний. Обнаружение массивного шарового скопления, такого как RBC EXT8, которое чрезвычайно бедно металлами, бросает вызов современным моделям образования, ставя под сомнение некоторые из наших представлений о рождении звезд и галактик в молодой Вселенной.

«Наше открытие показывает, что в ранней Вселенной из газа могли образоваться массивные шаровые скопления при небольшом «разбросе» других элементов, кроме водорода и гелия. Это удивительно, поскольку считалось, что такой чистый газ находится в строительных блоках, слишком маленьких для образования таких массивных звездных скоплений», – сказал Ларсен.

«Это открытие является захватывающим, потому что идея «порога металличности» для шаровых скоплений, которые должны содержать некоторое минимальное количество тяжелых металлов, лежала в основе многих наших размышлений о том, как эти очень старые звездные скопления образовывались в ранней Вселенной», – сказал соавтор Жан Броди, директор Центра астрофизики и суперкомпьютеров Университета Суинберна и почетный профессор астрономии и астрофизики UCO. «Наша находка противоречит стандартной картине, и это всегда весело!»

Исследователи наблюдали RBC EXT8 с помощью спектрометра высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека в октябре 2019 года. Первоначально шаровое скопление не входило в программу, но у команды Ларсена оставалось несколько часов времени для наблюдений и они решили нацелить телескоп Keck I на скопление, звездный состав которого еще не изучен подробно. Команда провела спектроскопические наблюдения, чтобы определить содержание металлов в RBC EXT8, и использовала три архивных изображения с CFHT, чтобы определить его размер и оценить его массу. Их замечательный результат стал неожиданностью.

«С точки зрения наблюдений сложно получить подробный анализ химического состава шаровых скоплений в галактике Андромеда, которая находится в северном полушарии неба», – сказал Броди. «Возможности HIRES в Keck уникально подходят для решения этой задачи».

В будущем исследователи надеются найти больше «металлических» шаровых скоплений и раз***ать тайну их происхождения.

[свернуть]