Новости космической науки и технологий

[Administrator]

Фото дня: око галактики на просторах Вселенной
16.12.2019
Орбитальный телескоп-ветеран «Хаббл» (NASA/ESA Hubble Space Telescope) продолжает радовать прекрасными фотографиями просторов Вселенной. Очередной такой снимок опубликован на сайте обсерватории в рубрике «Изображение недели».

На фотографии запечатлена спиральная галактика с обозначением IC 2051. Она находится на расстоянии приблизительно 85 млн световых лет от нас в созвездии Столовой Горы (Mensa).

sm.hub1.750.jpg

На снимке галактика выглядит как гигантское космическое око с ярким «зрачком». Здесь располагается балдж — центральный эллипсоидальный компонент спиральной галактики, состоящий преимущественно из старых звёзд.

Учёные полагают, что балдж играет важную роль в эволюции галактики. В этой области нередко находится сверхмассивная чёрная дыра.

hub2.jpg

Нужно отметить, что спиральные галактики — это один из основных типов галактик во Вселенной. К примеру, наш Млечный Путь относится к спиральным галактикам с перемычкой.

Представленная фотография получена при помощи прибора Wide Field Camera 3 (WFC-3). Эта камера была смонтирована на борту «Хаббла» во время сервисной миссии в мае 2009 года: она пришла на смену инструменту Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC-2).

[Deputy Admin]

ALMA обнаруживает углеродные газовые облака окружающие растущие галактики

20191216191735.jpg

Исследователи обнаружили гигантские углеродные газовые облака, охватывающие более чем 30 000 световых лет вокруг молодых галактик, используя Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Это первое подтверждение того, что атомы углерода, образовавшиеся внутри звезд в ранней стадии образования вселенной, распространились за пределы галактики. Никакие теоретические исследования не предсказывают такие огромные углеродные газовые облака вокруг развивающихся галактик, что поднимает вопросы о нашем нынешнем понимании космической эволюции.

«Мы тщательно изучили научный архив ALMA и собрали все данные, содержащие радиосигналы от ионов углерода в галактиках ранней Вселенной, всего через один миллиард лет после Большого взрыва», - говорит Сейджи Фудзимото, ведущий автор исследовательской работы, астроном из Университета Копенгагена и бывший доктор философии, студент Токийского университета. «Объединив все данные, мы достигли беспрецедентной чувствительности. Чтобы получить набор данных того же качества с одним наблюдением, потребуется в 20 раз больше времени, чем при обычных наблюдениях ALMA, чего практически невозможно достичь».
Тяжелые элементы, такие как углерод и кислород, не существовали во вселенной во времена Большого взрыва. Они были сформированы позже ядерным синтезом в звездах. Тем не менее, еще не понятно, как эти элементы распространяются по всей вселенной. Астрономы обнаружили тяжелые элементы внутри маленьких галактик, но не за пределами этих галактик, из-за ограниченной чувствительности их телескопов. Эта исследовательская группа суммировала слабые сигналы, хранящиеся в архиве данных, и расширила их границы.

«Углеродные газовые облака почти в пять раз превышают распределение звезд в галактиках, что наблюдается с помощью космического телескопа Хаббл», - объясняет Масами Оучи, профессор Национальной астрономической обсерватории Японии и Токийского университета. «Мы заметили рассеянные, но огромные облака, плавающие в угольно-черной вселенной».

Тогда как образовались углеродные газовые облака? «Взрывы сверхновых на финальной стадии звездной жизни испаряют тяжелые элементы, образующиеся в звездах», - говорит профессор Роб Ивисон, директор в Европейской южной обсерватории. «Энергетические струи и излучение сверхмассивных черных дыр в центрах галактик также могут помочь транспортировать углерод за пределы галактик и, наконец, по всей вселенной. Мы являемся свидетелями этого непрерывного процесса диффузии, самого раннего загрязнения окружающей среды во вселенной».

Исследовательская группа отмечает, что в настоящее время теоретические модели не могут объяснить такие большие углеродные облака вокруг молодых галактик, что, вероятно, указывает на то, что в космологические симуляции должен быть включен какой-то новый физический процесс. «Похоже, молодые галактики выбрасывают газ, богатый углеродом, который намного превышает наши ожидания», - говорит Андреа Феррара, профессор Scuola Normale Superiore di Pisa.

В настоящее время команда использует ALMA и другие телескопы по всему миру для дальнейшего изучения последствий открытия для галактических потоков и богатых углеродом гало вокруг галактик.

[Deputy Admin]

Метеор 2017 года был «пасущимся огненным шаром»

20191216204301.jpg

Команда исследователей из Университета Кертина в Австралии сообщает, что метеор, который пролетел по небу Австралии в 2017 году, был редким «пасущимся огненным шаром». Группа написала статью с описанием своих наблюдений и выводов, а позже разместила эту статью на сервере препринтов arXiv.

Еще в 2017 году метеор разорвал атмосферу Земли над Австралией. Он был примечателен своей «живучестью» - его полет длился примерно полторы минуты. В новом расследовании исследователи обнаружили, что объект был метеором в течение короткого периода времени, после чего он покинул орбиту Земли и направился обратно в космос. Такие метеоры известны как «пасущиеся огненные шары», потому что они только врываются в атмосферу Земли, а не погружаются в нее. Это возможно из-за угла, под которым они летят в сторону Земли. Если метеор войдет в атмосферу под определенным углом, то он подобно камешку, которые при броске не погружается в воду, а прыгает по ее поверхности.

Исследователи использовали данные австралийской сети Desert Fireball Network - группы космических энтузиастов, которые снимают видео о космических объектах, которые появляются у нас с вами над головой. Сеть является крупнейшей в мире и, как следует из названия, ориентирована на изучение космических объектов, которые попадают на Землю.

Исследователи сообщают, что в 2017 году «пасущийся огненный шар» путешествовал по небу со скоростью примерно 56327 километров в час и освещал небо примерно на 1300 километров - и замедлился примерно на 1,5 километра в час за время пребывания в нашей атмосфере. Он также достиг минимальной высоты всего 58,5 километров. Они также оценили, что космический камень имел диаметр приблизительно 30 см и весил приблизительно 60 килограммов.

Исследователи сказали, что тело вероятно, останется на своей орбите вокруг Солнца в течение приблизительно 200 000 лет, прежде чем будет выброшено из Солнечной системы.

[Administrator]

Фото дня: в «сердце» Млечного пути
17.12.2019
Европейская Южная Обсерватория (European Southern Observatory, ESO) представила новое детализированное изображение центральной области нашей галактики Млечный путь.

mw2.jpg

Съёмка с высоким разрешением осуществлена на Очень Большом Телескопе ESO (VLT). При этом использовался инфракрасный приёмник HAWK-I, позволивший заглянуть в «сердце» Млечного Пути сквозь скопления пыли.

Проведённые наблюдения позволили подробно исследовать историю процессов звёздообразования в этой области нашей галактики. Учёные пришли к выводу, что примерно 80 % светил в центральной части Млечного Пути образовались в самом начальном периоде существования нашей галактики — от 13,5 до 8 миллиардов лет назад.

После этого последовало длительное затишье: в течение примерно 6 млрд лет формировалось очень мало новых звёзд.

sm.mw1.750.jpg

Но затем, около одного миллиарда лет назад, произошла мощнейшая вспышка звёздообразования. Менее чем за 100 миллионов лет в центре Млечного Пути образовалось огромное количество светил.

«Этот всплеск активности, в результате которого должно было произойти более ста тысяч вспышек сверхновых звёзд, вероятно, был одним из самых высокоэнергетических событий во всей истории Млечного Пути», — говорят специалисты.

[Deputy Admin]

Столкновение галактик генерирует тепло

20191217213749.jpg

По мере приближения нового года люди в северном полушарии будут больше проводить времени в помещениях, чтобы согреться. В соответствии с зимним сезоном, астрономы изучили две группы галактик, которые спешат на встречу и производят свое собственное тепло.

Большинство галактик не существует в изоляции. Скорее, они связаны с другими галактиками посредством гравитации либо в относительно небольших количествах, известных как «группы галактик», либо в гораздо более крупных концентрациях, называемых «скоплениями галактик», состоящими из сотен или тысяч галактик. Иногда эти группы галактик притягиваются друг к другу под действием силы тяжести и в конечном итоге сливаются.

Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра (Chandra) НАСА, XMM-Ньютон ЕКА, гигантский радиоволновой радиотелескоп (GMRT) и оптические наблюдения с помощью обсерватории Apache Point в Нью-Мексико, группа астрономов обнаружила, что две группы галактик врезаются друг в друга на замечательной скорости - около 6 миллионов километров в час. Это может стать самым сильным столкновением между двумя группами галактик.

Система называется NGC 6338, которая расположена на расстоянии около 380 миллионов световых лет от Земли. Это составное изображение содержит рентгеновские данные с Чандры (показан красным цветом), на котором показан горячий газ с температурой выше 20 миллионов градусов по Цельсию, а также более холодный газ, обнаруженный с помощью Чандра и XMM (показан синим цветом), который также испускает рентгеновские лучи. Данные Чандра были объединены с оптическими данными Sloan Digital Sky Survey, показывающими галактики и звезды в белом цвете.

По оценкам исследователей, общая масса, содержащаяся в NGC 6338, примерно в 100 триллионов раз больше массы Солнца. Этот значительный объем, 83% которого находится в форме темной материи, 16% - в форме горячего газа и 1% - в звездах, указывает на то, что галактическим группам суждено стать галактическим скоплением в будущем. Столкновение и слияние завершится, а система продолжит накапливать галактики под действием силы тяжести.
Предыдущие исследования NGC 6338 показали наличие областей более холодного рентгеновского излучения газа вокруг центров двух групп галактик (известных как "холодные ядра"). Эта информация помогла астрономам реконструировать геометрию системы, показав, что столкновение между группами галактик произошло почти на линии визирования к Земле. Этот вывод был подтвержден новым исследованием.

Новые данные с Чандра и XMM-Newton также показывают, что газ слева и справа нагревается ударными фронтами - подобно звуковым ударам, создаваемым сверхзвуковыми самолетами, - образованными столкновением двух групп галактик. Эта модель нагретого газа была предсказана с помощью компьютерного моделирования, но NGC 6338 может быть первым слиянием групп галактик, которое четко это продемонстрирует. Такой нагрев предотвратит охлаждение части горячего газа с образованием новых звезд.

Вторым источником тепла, обычно встречающимся в группах и скоплениях галактик, является энергия, создаваемая вспышками и струями высокоскоростных частиц, генерируемых сверхмассивными черными дырами. В настоящее время этот источник тепла, по-видимому, неактивен в NGC 6338, потому что нет никаких доказательств полученных с использованием радиоданных от GMRT.

Документ, описывающий эти результаты, был опубликован в сентябрьском выпуске «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» за 2019 год.

[boom]

Обнаружен источник «питания» для чёрных дыр в эпоху «космического рассвета»
19.12.2019
Европейская Южная Обсерватория (European Southern Observatory, ESO) сообщает о том, что исследователям удалось сделать важное открытие: идентифицирован источник «питания» для сверхмассивных чёрных дыр в центрах одних из самых ранних галактик во Вселенной.

galo2.jpg

Астрономы в течение долгого времени пытаются понять, как сверхмассивные чёрные дыры смогли вырасти до своих огромных масс в эпоху «космического рассвета» — около 12,5 млрд лет назад. Дело в том, что чёрные дыры, которые могли образоваться при коллапсе первых звёзд, сформировались очень быстро. Но до сих пор не было объяснения тому, что являлось источником газа и пыли в количествах, достаточных, чтобы объяснить столь быстрый рост.

Ответ на этот вопрос нашла команда исследователей, выполнявших наблюдения на Очень Большом Телескопе ESO с использованием приёмника MUSE. Специалисты изучали квазары — крайне яркие объекты, энерговыделение которых обеспечивается сверхмассивными чёрными дырами в центрах галактик.

galo1.jpg

Учёные обнаружили, что некоторые квазары окружены гигантскими скоплениями холодного газа, простирающимися на 100 000 световых лет от центральных чёрных дыр. Именно эти газовые гало, по мнению астрономов, и выступали в качестве источника «питания» как для роста сверхмассивных чёрных дыр, так и для бурного звёздообразования.

[Deputy Admin]

Ядра галактик сформировались через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва

20191220072818.jpg

Далекая галактика, более массивная, чем наша галактика, с более чем триллионом звезд, показала, что «ядра» массивных галактик во Вселенной сформировались уже через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, примерно на 1 миллиард лет раньше, чем показали предыдущие измерения.

Исследователи опубликовали свой анализ 6 ноября 2019 года в журнале The Astrophysical Journal Letters, журнале Американского астрономического общества.

«Если мы наведем телескоп на небо и сделаем далекий снимок, мы сможем увидеть там очень много галактик», - сказал Масаюки Танака, автор статьи и доцент астрономических наук в Высшем университете перспективных исследований и Национальной астрономической обсерватории Японии. «Но наше понимание того, как эти галактики формируются и растут, все еще весьма ограничено, особенно когда речь идет о массивных галактиках».

Галактики классифицируются как мертвые и живые: мертвые галактики больше не образуют звезд, в то время как живые галактики по-прежнему ярки от активности звездообразования. «Гаснущая» галактика - это галактика, находящаяся в процессе умирания, то есть ее звездообразование значительно понижается. Гаснущие галактики не такие яркие, как живые галактики, но они не такие темные, как мертвые галактики. Исследователи используют этот спектр яркости в качестве первой линии идентификации при наблюдении за Вселенной.
Исследователи использовали телескопы в обсерватории Кека на Гавайях, чтобы наблюдать гаснущую галактику в так называемом глубоком поле Subaru/XMM-Newton. Эта область неба была тщательно изучена несколькими телескопами, что дало ученым множество данных для изучения. Танака и его команда использовали прибор под названием MOSFIRE на телескопе Keck I для получения измерений галактики. Они получили двухмикронное измерение в ближнем инфракрасном спектре, которое человеческий глаз не может видеть, но это подтвердило, что свет из галактики был испущен всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Команда также подтвердила, что звездообразование галактики было понижено.

«Понижение звездообразование говорит вам о том, что, к сожалению, галактика умирает, но это именно та галактика, которую мы хотим подробно изучить, чтобы понять, почему происходит гашение», - сказал Франческо Валентино, соавтор газеты и помощник профессора в Центре космического рассвета в Копенгагене.

По словам Валентино, астрономы считают, что массивные галактики первыми умирают в истории Вселенной и что они являются ключом к пониманию того, почему гашение происходит в первую очередь.

«Мы также обнаружили, что «ядра» массивных галактик сегодня, похоже, полностью сформировались в ранней Вселенной», - сказал Танака. То, как звезды движутся в галактике, зависит от того, сколько массы содержит этот объект. Танака и его команда обнаружили, что звезды в далекой галактике движутся так же быстро, как и звезды, которые ближе к нам. «Предыдущее измерение такого рода было сделано, когда Вселенной было 2,5 миллиарда лет. Мы подняли рекорд до 1,5 миллиарда лет и обнаружили, к нашему удивлению, что ядро уже было довольно зрелым».

Исследователи продолжают изучать, как образуются массивные галактики и как они умирают в ранней Вселенной, и они ищут более массивные гаснущие галактики в далекой Вселенной, которые могут пролить свет на более ранние фазы процесса.

"Когда появилась первая мертвая галактика во Вселенной?" - спросил Танака. «Это очень интересный вопрос для нас. Чтобы на него ответить, мы будем продолжать наблюдать глубокое небо с помощью самых больших телескопов и расширять наш поиск по мере появления более совершенных технологий».

[Deputy Admin]

Первое фото черной дыры названо научным прорывом 2019 г. по версии Science

20191220172443.jpg

Черные дыры имеют настолько мощное гравитационное поле, что из-за пределов зоны, называемой горизонтом событий черной дыры, не может выйти ни одна частица – и даже свет. Сверхмассивные черные дыры (СМЧД), массы которых достигают несколько миллионов и даже миллиардов масс Солнца, предположительно, лежат в центрах почти всех крупных галактик, оказывая влияние на судьбу звезд, попавших в их гравитационные «объятия».

Используя Общую теорию относительности Эйнштейна, немецкий физик Карл Шварцшильд впервые заложил основы научного описания черных дыр. В последующие десятилетия ученые обнаружили многочисленные признаки, указывающие на существование черных дыр, такие как влияние гравитации этих загадочных объектов на непосредственные окрестности, а также «рябь» пространства-времени, известную как гравитационные волны, которые излучаются при столкновениях между массивными объектами.

Из-за малых размеров и полного отсутствия светоотражательной способности у черной дыры ученые долгое время не могли напрямую наблюдать этот загадочный объект. Однако в апреле минувшего года международный консорциум Event Horizon Telescope успешно продемонстрировал первые снимки «тени» черной дыры, которая образуется точно в месте нахождения центрального объекта, в то время как ореол вокруг него представляет собой яркое свечение газов, падающих на черную дыру и разогревающихся до свечения в результате выделения гравитационной энергии.

Этот снимок был сделан при помощи гигантского радиотелескопа, протянувшегося по поверхности Земли от США и Мексики к Чили, и далее – вплоть до Южного полюса. В конечном счете исследователи смогли получить снимок СМЧД, расположенной в центре близлежащей галактики Мессье 87. Хотя галактика Мессье 87 находится примерно в 2000 раз дальше от Земли, чем центральная черная дыра Млечного пути под названием Стрелец А*, однако масса СМЧД галактики Мессье 87 более чем в 1000 раз превышает массу СМЧД нашей Галактики, поэтому в конечном счете она кажется в небе довольно большой – размером примерно с апельсин, лежащий на поверхности Луны.

[Deputy Admin]

Ночную сторону Земли бомбардируют пузыри плазмы солнечного ветра

Солнечный ветер, который бомбардирует дневную сторону магнитосферы Земли, вызывает формирование турбулентности, подобно ветру над крылом самолета. Физики из Университета Райса, США, разработали новые методы, помогающие охарактеризовать влияние космической погоды на ночную сторону планеты.
Потоки солнечного ветра на своем пути огибают магнитосферу Земли, однако на границе магнитосферы формируются завихрения, погружающиеся в сторону нашей планеты. Эти турбулентные потоки вызывают мощные волны в плазме.

При помощи нескольких космических аппаратов и вычислительных методов, разработанных в течение последнего десятилетия, ученые из Университета Райса, возглавляемые специалистом по физике плазмы Фрэнком Тоффолетто (Frank Toffoletto), могут теперь оценить эти волны, называемые гравитационными волнами, которые вызываются турбулентностью.

Эти волны, или осцилляции, наблюдаются в тонком слое магнитного потока у основания плазменного слоя магнитосферы, который отходит в форме хвоста с ночной стороны планеты. Теория, построенная учеными из Университета Райса, впервые описывает их движение. Новая работа, опубликованная коллективом, возглавляемым Тоффолетто, подтверждает существование предсказанных ранее теоретически учеными из Университета Райса плазменных «пузырей», которые падают обратно на Землю из плазменного «хвоста» с ночной стороны планеты (см. визуализацию; возврат «пузырей» происходит с ночной стороны планеты в форме красных и коричневых завихрений)

Эта теория дополняет модель под названием Rice Convection Model, разрабатываемую в течение нескольких десятилетий, которая помогает ученым рассчитать реакцию внутренней и средней части магнитосферы на такие события, как солнечные бури, которые угрожают спутникам, системам связи и электросистемам на Земле.

[Deputy Admin]

Столкновения между астероидами вызывают каскад дальнейших распадов

20191227042451.jpg

Миллиарды лет назад столкновения между астероидами привели к выбросам фрагментов размерами в сотни километров, которые теперь находятся на похожих орбитах. Образующиеся в результате столкновений группы осколков известны как семейства астероидов.

Другие группы астероидов формировались в результате ротационного распада, происходящего при достижении критического значения скорости вращения космического камня. В этом случае происходит фрагментация астероида на осколки диаметром порядка нескольких километров.

Ученые прежде всегда считали, что семейства астероидов, образующиеся в результате ротационного распада, не встречаются в составе семейств астероидов, образовавшихся в результате столкновений. Однако в новом исследовании, проведенном группой астрономов во главе с Валерио Каррубой (Valério Carruba) из Университета Сан-Паулу, Бразилия, показано, что в некоторых случаях осколки ротационного распада астероидов можно встретить внутри семейств, образовавшихся в результате столкновений.

В своей работе исследователи изучили астероидные семейства, образовавшиеся в результате столкновений, выбрав для анализа четыре молодых семейства возрастом менее 5 миллионов лет: Джонс, Казуя, 2001 GB11 и Лорре.

Используя методы распознавания астероидных семейств, основанные на моделировании с обращением времени, алгоритмы машинного обучения в применении к процессам формирования кластеров макрочастиц и высококачественные астрометрические данные, полученные при помощи спутника Gaia («Гея») Европейского космического агентства, авторы работы идентифицировали несколько подсемейств внутри этих экстремально молодых семейств астероидов, образовавшихся в результате столкновений.

Проведенный командой анализ подтвердил наличие трех вторичных или третичных семейств, образовавшихся в результате ротационного распада, в семействе Джонс (6,7% от общего числа астероидов семейства), двух – в семействе 2001 GB11 (6,3%) и еще двух – в семействе Лорре (27,3%).

Авторы определили вторичные семейства как подгруппы более крупного семейства, сформированного в результате столкновения, включающие родительское тело, а третичные семейства – как подгруппы основного семейства, сформированного в результате столкновения, не включающие родительское тело.