Новости космической науки и технологий

[MAXSIMUS]

Обсерватория ALMA наблюдает самую древнюю гигантскую бурю близ черной дыры

При помощи радиообсерватории Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ученые открыли мощный галактический «ветер»,
возникающий в результате влияния сверхмассивной черной дыры (СМЧД) на галактику, расположенную на расстоянии свыше 13,1 миллиарда световых лет от нас. Этот объект является самым древним наблюдаемым примером такого ветра и убедительно подтверждает, что гигантские черные дыры оказывают большое влияние на рост галактик, начиная с самих ранних периодов истории Вселенной.

В центрах множества крупных галактик скрываются СМЧД массами в миллионы или даже миллиарды масс Солнца. Интересно, что масса черной дыры примерно пропорциональна массе центральной области (балджа) галактики в случае галактик близлежащих областей Вселенной. На первый взгляд, это может показаться очевидным, но на самом деле данный факт объяснить весьма непросто. Причина состоит в том, что размеры галактик и черных дыр различаются примерно на 10 порядков величины. Поэтому такая пропорциональность между массами двух объектов, настолько сильно различающихся по размерам, убеждает астрономов в том, что эволюция СМЧД и родительских галактик протекает совместно (коэволюция), в результате некоторого физического взаимодействия.

Галактический ветер может стать тем самым механизмом физического взаимодействия между черными дырами и их родительскими галактиками. СМЧД поглощает большое количество материи. Разгоняясь под действием гравитации черной дыры до высоких скоростей, эта материя начинает излучать энергию, выталкивающую окружающую ее материю наружу. Так формируется галактический ветер.

«Вопрос состоит в том, когда впервые во Вселенной появился галактический ветер?» - говорит главный автор нового исследования Такума Изуми (Takuma Izumi) из Национальной астрономической обсерватории Японии.

Для ответа на этот вопрос Изуми и его команда при помощи телескопа «Субару» Национальной астрономической обсерватории Японии нашли более 100 галактик, в центрах которых лежат СМЧД, на расстояниях свыше 13 миллиардов световых лет от нас.

Затем команда использовала обсерваторию ALMA для изучения движения газа в одной из этих галактик, называемой HSC J124353.93+010038.5 (или J1243+0100 для краткости). Команда обнаружила поток газа, движущегося со скоростью 500 километров в секунду. Энергии потока этого газа достаточно для расталкивания материала галактики, являющегося «топливом» для новых звезд, и подавления звездообразования. Этот поток газа является истинным «галактическим ветром», а сама галактика - самым древним во Вселенной примером галактики с гигантскими потоками ветра, известным науке, указали авторы.

Кроме того, в работе Изуми и его группа смогли оценить массу галактики J1243+0100 и массу ее СМЧД, чтобы затем рассчитать соотношение между этими массами. Полученное отношение оказалось близко к аналогичному отношению для случая галактик современной Вселенной – и это указывает на то, что коэволюция галактик и их центральных черных дыр началась очень рано в истории Вселенной, делают вывод авторы.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

[MAXSIMUS]

Галактическую «электростанцию» показали на впечатляющем фото
В ней происходят мощные выбросы энергии.

Космический телескоп «Хаббл» сфотографировал галактику NGC 3254 в созвездии Малый Лев, которую астрономы называют галактикой с секретом.

NGC 3254 кажется типичной спиральной галактикой, если смотреть на нее сбоку. Но у нее есть удивительный секрет. NGC 3254 — это сейфертовская галактика с очень активным ядром. Его сияние мы могли бы заметить, если бы смотрели на галактику анфас.

В области ядра сейфертовских галактик происходят мощные выбросы газа со скоростями до нескольких тысяч километров в секунду. В некоторых диапазонах их ядра выделяют столько же энергии, сколько вся галактика вместе взятая. Это настоящие галактические «электростанции», которые ученые пристально изучают.

[MAXSIMUS]

Атмосферное свечение Земли показали на фото
Этот оптический феномен приводит к тому, что ночное небо никогда не бывает полностью тёмным.

В NASA опубликовали снимок, на котором видно собственное свечение атмосферы Земли. Фотография была сделана с борта Международной космической станции над Индийским океаном.

Свечение неба вызывается различными процессами в верхних слоях атмосферы. Один из них — рекомбинация ионов, образовавшихся в процессе фотоионизации под воздействием излучения Солнца в дневное время. Влияет и люминесценция, вызываемая прохождением космических лучей через верхние слои атмосферы, а также другие процессы.

Интересно, что собственное свечение атмосферы интенсивнее в тысячу раз в дневное время, но его не видно из-за солнечных лучей. Этот оптический феномен также приводит к тому, что ночное небо никогда не бывает полностью тёмным, даже если исключить свет звёзд и рассеянный свет Солнца с дневной стороны.

[MAXSIMUS]

Установлена новая связь между химическим составом звезды и формированием планет
Исследователи с кафедры физики и астрономии Пенсильванского университета, США, разработали новый метод, который позволяет глубже понять связь между химическим составом звезды и формированием планет.

Авторы нашли, что большинство звезд из изученного ими набора близки по составу к Солнцу – вывод, противоречащий в некоторой части предыдущим исследованиям и подразумевающий, что большинство звезд Млечного пути могут обладать собственными планетными системами, включающими каменистые планеты, подобные Земле.

Наиболее распространенным методом обнаружения экзопланет является транзитный метод, основанный на том, что при прохождении планеты между родительской звездой и наблюдателем она блокирует часть звездного света, что наблюдается с Земли как периодическое снижение яркости родительского светила. Однако у этого метода есть ограничения, поскольку экзопланеты могут быть обнаружены лишь если их орбита проходит перед звездой и планеты имеют достаточно малые орбитальные периоды. Другой наиболее распространенный метод поиска экзопланет, метод радиальных скоростей, или допплеровский метод, характеризуется другими ограничениями.

Поэтому возникает вопрос – если планета не может быть обнаружена, можно ли сделать выводы о ее наличии в системе звезды, изучив лишь параметры родительского светила? В новом исследовании ученые уверенно отвечают «да» на этот вопрос, найдя тесную связь между химическим составом звезды и фактом наличия каменистых планет в ее системе.

В этой новой работе исследователи во главе с Якобом Нибауэром (Jacob Nibauer) из Пенсильванского университета проанализировали данные по химическому составу 1500 звезд Млечного пути, собранные при помощи эксперимента Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2), обращая внимание на пять химических элементов – кремний, магний, никель, кальций и алюминий. Новизна исследования состояла в том, что команда применила байесовскую статистику к измерению содержаний пяти «огнеупорных» элементов и объективно выделила две различных популяции звезд, основываясь на химическом составе.

Метод Нибауэра позволил включить в рассмотрение звезды с низким отношением сигнал/шум и таким образом увеличить выборку, оценив средние значения для очень обширной популяции звезд. В результате удалось выяснить, что изученные звезды в зависимости от их химического состава делятся на две большие группы. Звезды, обедненные «огнеупорными» элементами, составляют большинство, в то время как более богатые этими элементами звезды формируют малочисленную группу. Это может указывать на то, что «недостающие огнеупорные элементы» пошли в таких системах на образование планет, отмечают авторы. Наше Солнце также является обедненным пятью изученными в работе элементами относительно среднего, то есть входит в «правильную» популяцию, замечают Нибауэр и его коллеги.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.

[Administrator]

Создана первая карта границ Солнечной системы с межзвёздным пространством
15.06.2021 [13:28], Геннадий Детинич
Учёные из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) впервые на основе наблюдений создали карту границ Солнечной системы с межзвёздным пространством. Раньше граница определялась из теоретических расчётов, а создать настоящую карту помог спутник NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer). Теперь мы точно знаем, как выглядит форма гелиосферы вокруг звезды по имени Солнце.

Вокруг каждой звезды образуется пузырь звёздного газа, названный гелиосферой. Наше Солнце не исключение. Излучаемые им частицы — солнечный ветер — распространяются в разные стороны от звезды с начальной скоростью около 4 млн км/ч. Через определённое время солнечный ветер начинает испытывать давление среды межзвёздного пространства, и давление солнечного ветра уравновешивается внешним давлением. На границе уравновешенного внешнего и внутреннего давления возникает состояние гелиопаузы — границы каплевидного пузыря звёздного газа, в котором наша система и наш мир защищены от разрушительного излучения межзвёздной среды.

В 2008 году для изучения границ гелиосферы был запущен спутник NASA IBEX. Датчики спутника действуют как эхолокатор. Только сам спутник ничего не излучает. Он ловит следы ударного воздействия солнечного ветра на встречный «межзвёздный» ветер. В результате встречного взаимодействия частиц возникают энергетически нейтральные атомы, которые фиксируются приборами IBEX.

Время, скорость и расстояния всех событий учёным известны (полёт частиц от Солнца, удар, возврат продуктов удара), поэтому рассчитать координаты появления энергетически нейтральных атомов труда не составит. Всё что для этого понадобилось — десять лет сбора данных спутником в период с 2009 по 2019 годы.

В результате многолетних наблюдений учёные впервые смогли с высокой точностью создать карту границ гелиосферы нашей звезды. От Солнца до переднего фронта гелиосферы оказалось 120 астрономических единиц (1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца), а длина хвоста гелиосферы составила 350 а.е.

[MAXSIMUS]

Ученые выяснили, что темная материя замедляет вращение Млечного Пути

Темная материя оказывает замедляющее воздействие на вращение Млечного Пути. К такому выводу,
как пишет издание Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, пришли авторы нового исследования — специалисты университетского колледжа Лондона и Оксфордского университета.
Предположение о том, что гипотетическая темная материя замедляет вращение Галактики, появилось несколько десятилетий назад, но теперь астрофизики впервые смогли посчитать, как сильно темная материя влияет на скорость вращения Млечного Пути. Для этого астрономы изучили данные, переданные на Землю космической обсерваторией Gaia.
Исследователей интересовали результаты наблюдения Gaia за группой звезд, известной как поток Геркулеса. Эти светила притягиваются к перемычке Галактики, и если вращение последней замедлится, то они начнут двигаться дальше от нее, сохраняя свой орбитальный период.
"Звезды из потока Геркулеса содержат тяжелые металлы — это указывает на то, что раньше они были ближе к центру Галактики, где звездообразующее вещество содержит в десять раз больше металлов, чем области вне центра. Наше исследование показывает, что перемычка, масса которой составляет триллионы солнечных масс, замедлилась на 24 процента с момента своего формирования. Так произошло из-за темной материи", — заявил Ральф Шенрих, один из авторов работы.

[MAXSIMUS]

Создана первая карта границ Солнечной системы с межзвёздным пространством
Учёные из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) впервые на основе наблюдений создали карту границ Солнечной системы с межзвёздным пространством. Раньше граница определялась из теоретических расчётов, а создать настоящую карту помог спутник NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer).
Теперь мы точно знаем, как выглядит форма гелиосферы вокруг звезды по имени Солнце.

Гелиосфера в представлении художника. Источник изображения: NASA/IBEX/Adler Planetarium
Вокруг каждой звезды образуется пузырь звёздного газа, названный гелиосферой. Наше Солнце не исключение. Излучаемые им частицы — солнечный ветер — распространяются в разные стороны от звезды с начальной скоростью около 4 млн км/ч. Через определённое время солнечный ветер начинает испытывать давление среды межзвёздного пространства, и давление солнечного ветра уравновешивается внешним давлением. На границе уравновешенного внешнего и внутреннего давления возникает состояние гелиопаузы — границы каплевидного пузыря звёздного газа, в котором наша система и наш мир защищены от разрушительного излучения межзвёздной среды.

Реальная карта гелиосферы Солнечной системы. Источник изображения: LANL#!MARKER#
В 2008 году для изучения границ гелиосферы был запущен спутник NASA IBEX. Датчики спутника действуют как эхолокатор. Только сам спутник ничего не излучает. Он ловит следы ударного воздействия солнечного ветра на встречный «межзвёздный» ветер. В результате встречного взаимодействия частиц возникают энергетически нейтральные атомы, которые фиксируются приборами IBEX.

Время, скорость и расстояния всех событий учёным известны (полёт частиц от Солнца, удар, возврат продуктов удара), поэтому рассчитать координаты появления энергетически нейтральных атомов труда не составит. Всё что для этого понадобилось — десять лет сбора данных спутником в период с 2009 по 2019 годы.

В результате многолетних наблюдений учёные впервые смогли с высокой точностью создать карту границ гелиосферы нашей звезды. От Солнца до переднего фронта гелиосферы оказалось 120 астрономических единиц (1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца), а длина хвоста гелиосферы составила 350 а.е.

[MAXSIMUS]

Телескоп ALMA рассмотрел древнейший из «галактических штормов»
Исследователи при помощи Атакамской большой антенной решётки миллиметрового диапазона (ALMA) обнаружили галактический ветер огромных масштабов, вызванный сверхмассивной чёрной дырой, разыгравшийся 13,1 млрд лет назад. На сегодня это самый древний пример галактического ветра, а также явное свидетельство в пользу того, насколько сильно большие чёрные дыры влияли на процесс роста галактик с самого начала развития Вселенной.

Как художник представляет себе галактический ветер
В центре многих крупных галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры, массой в миллионы и даже миллиарды солнечных. Как правило масса таких чёрных дыр оказывается пропорциональной массе центрального региона галактики, балджа. Эта, казалось бы, очевидная пропорция, на самом деле порождает много вопросов. Ведь размеры галактик и чёрных дыр различаются примерно на 10 порядков. Астрономы считают, что из пропорциональности масс объектов, так сильно отличающихся по размеру, следует, что чёрные дыры и галактики росли и развивались вместе, активно взаимодействуя друг с другом.

Одним из видов такого взаимодействия служит явление под названием "галактический ветер". Чёрная дыра притягивает материю, та начинает двигаться, и появившаяся в результате кинетическая энергия из-за взаимодействия пыли и газа переходит в тепловую, выталкивающую часть материи вовне.

Как пояснил главный автор исследования Такума Изуми, астрономов волнует вопрос того, когда именно во Вселенной впервые появились галактические ветры. Он непосредственно связан с вопросом совместной эволюции галактик и сверхмассивных чёрных дыр.

Сначала команда при помощи принадлежащего японской Национальной астрономической обсерватории телескопа "Субару" учёные нашли более 100 галактик возрастом более 13 млрд лет, в центре которых находились сверхмассивные чёрные дыры (возраст Вселенной оценивается в 13,8 млрд лет).

Затем учёные воспользовались высокой чувствительностью телескопа ALMA и изучили движение газа в таких галактиках. В частности ALMA наблюдал за галактикой HSC J124353.93+010038.5 (или просто J1243+0100), и засёк радиоволны, излучаемые её пылью.

Анализ показал, что в галактике присутствует газ, движущийся со скоростью порядка 500 км/с. Его энергии достаточно для того, чтобы сдувать звёздный материал и прерывать процесс формирования звёзд. Этот галактический ветер размером со всю галактику стал старейшим из наблюдаемых примеров этого явления. Предыдущий рекорд принадлежал галактике на 100 млн лет младше этой.

Так ALMA видит галактику J1243+0100. Жёлтым отмечен спокойный газ, а синим – высокоскоростной ветер. Судя по тому, что он находится в центре галактики, порождает его чёрная дыра.
Измерив скорость движения спокойного газа галактики, астрономы прикинули массу галактического балджа на основании гравитационного баланса. Её масса примерно в 30 млн раз превосходит массу Солнца. Другой метод оценки показал, что масса сверхмассивной чёрной дыры в центре J1243+0100 составляет примерно 1% от этой цифры. Соотношение массы балджа и чёрной дыры оказалось практически идентичным пропорциям, существующим в современной Вселенной. По-видимому, совместная эволюция сверхмассивных чёрных дыр и галактик шла уже с первого миллиарда лет существования Вселенной.

[MAXSIMUS]

Гигантская черная дыра произвела мощный энергетический шторм
Речь идет об активности квазара HSC J124353.93+010038.5 (J1243+0100) 13,1 миллиарда лет назад. Скорость потока составила 500 километров в секунду.

Сверхмассивная черная дыра вызвала гигантский космический шторм 13,1 миллиарда лет назад. Речь идет о квазаре HSC J124353.93+010038.5 (J1243+0100). Согласно современной астрономии, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество. Результаты исследования опубликованы в библиотеке препринтов arXiv.

Объект HSC J124353.93+010038.5 астрономы заметили при помощи комплекса радиотелескопов ALMA, которые расположены в пустыне Атакама в Чили.

В ходе наблюдения за квазаром ученым стало известно, что объект вызывает высокоскоростной газовый поток, производящий радиоволны в момент столкновения с галактической пылью. Скорость шторма оценивается в 500 километров в секунду. В результате его активности из галактики сдуло межзвездное вещество, а также были остановлены процессы образования новых звезд. ■

[Administrator]

Раскрыт секрет резкого потускнения красного сверхгиганта Бетельгейзе
17.06.2021 [08:26], Сергей Карасёв
Европейская Южная Обсерватория (European Southern Observatory, ESO) сообщает о том, что астрономам удалось разгадать тайну беспрецедентного ослабления блеска Бетельгейзе — красного сверхгиганта в созвездии Ориона.

О внезапном потускнении огромного светила стало известно в 2020 году. Тогда говорилось, что блеск Бетельгейзе снизился до 36 % от прежней яркости звезды. Более того, вместе с резким потускнением было зафиксировано изменение видимой формы сверхгиганта.

Новые данные о состоянии Бетельгейзе получены на Очень Большом телескопе (VLT ESO): в процессе наблюдений применялся высококонтрастный спектрополяриметр для исследования экзопланет SPHERE. Собранная информация позволяют сделать вывод, что резкое ослабление блеска светила объясняется формированием облака пыли.

«Поверхность Бетельгейзе постоянно меняется: внутри звезды надуваются, движутся и опадают гигантские газовые пузыри. Астрономы заключили, что за некоторое время до наступления Великого Потускнения звезда выбросила такой пузырь, который стал от неё удаляться. Вскоре после этого его температура настолько понизилась, что газ сконденсировался в пылевые частицы», — говорится в публикации ESO.

Исследователи отмечают, что такая пыль впоследствии может стать строительным материалом для образования землеподобных планет. Теоретически на подобных телах может зародиться жизнь.