Новости космической науки и технологий

[MAXSIMUS]

Астрономы показали слияние тройной галактики с двумя сверхмассивными черными дырами
Ученые получили изображение трех сливающихся галактик с двумя потенциально активными черными дырами. Результаты публикует Американское астрономическое общество (AAS).
Команда ученых под руководством Джонатана Уильямса из университета Мэриленда обнаружила кластер из трех галактик, сливающихся с активными сверхмассивными черными дырами. Это уникальное событие поможет астрономам изучить системную динамику двух самых экстремальных объектов Вселенной друг с другом.

Ученые использовали данные с 27 радиотелескопов в штате Нью-​Мексико (США) VLA, Европейской Южной Обсерватории (European Southern Observatory), Обсерваторий Кека (W. M. Keck Observatory) и Чандра (Chandra X-ray Observatory) и радиотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array).

Уникальную систему обнаружили на ярком участке неба на расстоянии около 800 млн световых лет от Земли.

Изображение трех сливающихся галактик с потенциально двумя активными черными дырами. Предоставлено: VLT / MSU RVB- составное изображение.
Все три галактики в ней отличаются друг от друга. Одна из них известна Сейфертовская галактика. Напомним, это спиральная или неправильная галактика с активным ядром, спектр излучения которого содержит множество ярких широких полос, что указывает на мощные выбросы газа со скоростями до нескольких тысяч километров в секунду.

Вторая галактика, по предположениям некоторых ученых, также содержит сверхмассивные черные дыры в своем центре. Третья — карликовое скопление звезд без активной сверхмассивной черной дыры — оставляет за собой след пыли и движется перпендикулярно Земле.
Именно уникальное сочетание галактик позволило ученым получить данные о физических характеристиках слияния, которые в противном случае невозможно обнаружить.

[MAXSIMUS]

Астрономы обнаружили крупнейшую из вращающихся структур во Вселенной

Учёные нашли свидетельства вращения крупнейших из известных нам структур – галактических нитей, простирающихся на сотни миллионов световых лет.
Это было обнаружено благодаря отслеживанию движения находящихся в этих нитях галактик. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

За время человеческой жизни рисунок небосвода практически не меняется, однако на самом деле ничто не стоит на месте. В галактиках рождаются и умирают звёзды, наша Солнечная система движется вокруг центра нашей Галактики, сами галактики сталкиваются между собой.

На самых крупных масштабах материя, обычная и тёмная, образует космическую паутину – нити, тянущиеся между скоплениями галактик, протяжённостью в несколько сотен миллионов световых лет. Большинство галактик находится в скоплениях, но вдоль нитей они тоже встречаются.

Как пояснил астрофизик Пенг Вонг из Астрофизического института им. Лейбница в Германии, разметив движение галактик, находящихся на этих гигантских космических суперхайвеях, учёные обнаружили, что эти нити вращаются. Данные для этих расчётов были получены из Слоановского цифрового небесного обзора.

Диаметр нитей мал по сравнению с их длиной – он составляет всего лишь несколько миллионов световых лет. Хотя на таких больших масштабах заметить движение галактик непосредственно нельзя, мы всё равно можем зафиксировать его благодаря изменению свойств испускаемого ими света.

Эффект допплеровского смещения изменяет длину волны света в зависимости от того, движется ли его источник к нам или от нас. У приближающихся источников длина волны сокращается, уходя в синюю часть спектра, у удаляющихся – удлиняется, уходя в красную.

Тщательно изучив свет от галактик, находящихся внутри галактических нитей, и сравнив их друг с другом, астрономы обнаружили, что свет галактик с одной стороны нити в среднем был сдвинут в красную часть спектра по сравнению с галактиками, расположенными с другой стороны. Именно такую картину можно наблюдать, если галактики движутся перпендикулярно оси нити.

Космолог Ноам Либскинд отметил, что на таких масштабах галактики кажутся песчинками, и пояснил, что они двигаются по спиралевидным орбитам – одновременно вращаются вокруг оси нити и движутся вдоль неё. На таких масштабах подобных движений раньше не наблюдалось. Судя по всему, существует пока неизвестный нам физический механизм, придающий вращательный момент этим объектам.

Согласно общепринятой космологической модели в ранней Вселенной вращения не должно было быть, а вся материя перемещалась из менее плотных в более плотные регионы. Пока у нас недостаточно данных для того, чтобы оформлять теории в те или иные модели развития Вселенной.

[MAXSIMUS]

Разрешена загадка таинственного снижения яркости Бетельгейзе
Когда Бетельгейзе, ярко-оранжевая звезда, расположенная на небе в направлении созвездия Орион, стала вдруг заметно темнее в конце 2019 г. и начале 2020 г.,

астрономы пребывали в недоумении. Команда исследователей теперь опубликовала новые снимки поверхности этой звезды, сделанные при помощи Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (European Southern Observatory"s Very Large Telescope, ESO"s VLT), которые ясно показывают изменение яркости звезды. Результаты этого нового исследования выявляют, что звезда была частично заслонена от наблюдений облаком пыли.

Снижение яркости Бетельгейзе – изменение, заметное даже невооруженным глазом – побудило Мигеля Монтаргеса (Miguel Montargès) и его команду направить телескоп ESO"s VLT на эту звезду в конце 2019 г. Снимок, сделанный в декабре 2019 г., при сравнении с ранним снимком, сделанным в январе того же года, показал, что поверхность звезды стала значительно темнее, особенно в южной части. Но астрономы не могли понять причину этого потемнения.

Команда продолжила наблюдать это событие глубокого снижения яркости звезды и смогла сделать два новых уникальных снимка в январе и марте 2020 г. К апрелю 2020 г. яркость звезды вернулась к обычному уровню.

В своем новом исследовании Монтаргес и его группа выяснили, что таинственное снижение яркости звезды было вызвано облаком пыли, окутавшим звезду, появление которого, в свою очередь, было обусловлено снижением температуры на поверхности звезды Бетельгейзе.

Поверхность Бетельгейзе регулярно обновляется, поскольку на ней движутся, схлопываются и поглощаются гигантские газовые пузыри. Команда пришла к выводу, что причиной глубокого снижения яркости этой звезды стало извержение материала крупного пузыря в окружающее космическое пространство. Когда вскоре после извержения участок на поверхности звезды охладился, этого спада температуры оказалось достаточно для конденсации газа в твердую пыль.

Ранее для объяснения события глубокого спада яркости звезды Бетельгейзе исследователями предлагались версии, согласно которым этот спад мог указывать на приближающийся взрыв звезды как сверхновой. Теперь полученные командой Монтаргеса новые данные позволяют отвергнуть эту соблазнительную версию.

Работа опубликована в журнале Nature.

[MAXSIMUS]

Новая карта внешних границ Млечного Пути даст больше знаний о темной материи
Ученые обновили карту отдаленной части Млечного Пути, на ней появился след, оставленный Большим Магеллановым облаком (БМО) – карликовой галактикой, которая вращается вокруг нашей. Новая карта не только уточняет границы галактики, но и поможет проверить сразу несколько теорий о темной материи.
Астрономия Естественные науки
18.06.2021, ПТ, 11:54, Мск
В основу новой карты легли сведения с телескопов Gaia Европейского космического агентства и NEOWISE, принадлежащего НАСА. На карту с высокой точностью нанесено галактическое (звездное) гало, расположенное на расстоянии от 200 до 325 тыс. световых лет от центра Млечного пути. Звезды в нем встречаются редко, зато, согласно предположениям астрофизиков, там находится скопление темной материи.

Большое Магелланово Облако – одна из двух карликовых галактик, которые вращаются вокруг нашей. На новой карте звездного неба появился след от прохождения БМО через гало Млечного пути. Изображение: ESA/NASA/Hubble
Также на карте отчетливо виден гравитационный след от прохождения через гало Большого Магелланова Облака – карликовой галактики, обращающейся вокруг нашей. От Земли ее отделяют 160 тыс. световых лет, а ее масса в четыре раза меньше массы Млечного Пути

Именно этот след и позволит астрофизикам лучше изучить темную материю. Так как она не излучает, не отражает и не поглощает свет, то и прямое наблюдение за ней невозможно. Однако она все же проявляет себя, оказывая влияние на космические тела. Предположительно, темная материя образует что-то вроде гравитационного каркаса, который удерживает галактики и не дает им распадаться во время вращения.

Считается, что Большое Магелланово Облако оставило след именно в темной материи, которая, в свою очередь, замедлила вращение этой галактики и соответственно уменьшило ее орбиту.

Сейчас БМО заканчивает свой первый виток вокруг Млечного Пути, который длился около 13 млрд лет. А вот второе обращение окажется короче: скорее всего, через 2 млрд лет карликовая галактика уже не просто пройдет сквозь звездное гало, но столкнется с нашей галактикой и сольется с ней.

Ученые полагают, что подобное событие в истории Млечного Пути будет не первым – скорее всего, около 10 млрд лет назад им была поглощена другая подобная галактика. Вероятно, такие столкновения и слияния и позволяют расти массивным галактикам.

На модели темной материи, окружающей Млечный Путь (изображен в виде маленького синего кольца в центре) и Большое Магелланово Облако, светло-голубым цветом выделены две области повышенной плотности: меньшая область – это след, созданный движением БМО, более крупная – скопление звезд в северном полушарии Млечного Пути. Видео: NASA/JPL-Caltech/NSF/R. Hurt/N. Garavito-Camargo & G. Besla
Астрофизики надеются, что новые данные позволят уточнить теории о темной материи, обнаружить ее частицы и определить их свойства. Ученые планируют изучить след от прохождения Большого Магелланова Облака и по его особенностям лучше понять, что представляет собой темная материя.

Если мы вообразим лодку, плывущую по поверхности разных веществ (например, по воде и по меду), то след, который она оставляет, будет отличаться в зависимости от свойств этих веществ (вода – жидкая, мед – тягучий). Точно так же и след от прохождения галактики через темную материю дает представление о ее свойствах.

Сейчас исследователи создают модели следа на основе нескольких теорий о темной материи. Например, уже проверена теория холодной темной материи, и она довольно неплохо соотносится со следом на обновленной карте.

[MAXSIMUS]

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

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

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

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

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

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

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

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

Исследование опубликовано в журнале Acta Astronautica.

[MAXSIMUS]

В кратере на планете Церера в поясе астероидов обнаружено НЛО

По мнению сторонников теории заговора, НЛО радиусом 5 километров, который якобы способен переносить тысячи инопланетян, был «замечен»
в кратере на карликовой планете Церера. Предполагаемый НЛО был впервые замечен известным поклонником пришельцев Скоттом Уорингом.



Охотники за пришельцами полагают, что они нашли гигантский НЛО, «припаркованный в кратере» на Церере. Карликовая планета диаметром всего 950 километров, является крупнейшим объектом в поясе астероидов, расположенном между орбитами Марса и Юпитера. Скотт Уоринг считает, что как только народ узнает об НЛО, то такие энтузиасты как Илон Маск, сразу же отправятся туда. И проект SpaceX будет переориентирован на новую цель.



С своем блоге UFO Sightings Daily известный охотник за внеземным разумом пишет: «Этот НЛО припаркован в кратере, где обычно находится большинство НЛО, которые я обнаруживаю на планетах и лунах. Размер кратера примерно 25 на 35 километров, то есть размер этого космического корабля составляет 5 километров. Он может легко перевозить десятки тысяч пассажиров. Внутри этого корабля поместится маленький город».



Хотя Уоринг считает, что это очередное свидетельство существования инопланетян, более вероятное объяснение гораздо скучнее. Астроном Крис Импи из Университета Аризоны напоминает, что у большинства НЛО есть «приземленные» объяснения.



Как уже упоминалось, Церера расположена в поясе астероидов. Это означает, что ее постоянно бомбардируют маленькие и большие космические объекты. Вероятно, Уоринг видит обломки, оставшиеся от одного из таких столкновений.

[MAXSIMUS]

Исследование: мегавспышки молодых звезд оказались регулярными
Астрономы из Университета штата Пенсильвания изучили вспышки молодых звезд — оказалось, что это явление случается регулярно. Причем они намного мощнее, чем вспышки на Солнце.
Исследователи провели масштабный анализ звездной активности и пришли к выводу, что молодые звезды могут раз в неделю испускать вспышки. Причем они намного более мощные, чем крупнейшие вспышки на Солнце.

Ученые считают, что звездные вспышки играют решающую роль в формировании ранней истории близлежащих планет. Например, вспышки могут выталкивать застоявшийся газ, что ускоряет формирование планет, но постоянный импульс мощных вспышек может разрушить планетарную атмосферу и даже сократить срок жизни самой планеты. Поэтому в новом исследовании ученые проанализировали 24 тыс. различных звезд, каждая из которых имеет возраст менее 5 млн лет, чтобы понять, как звезды могут влиять на молодые планетные системы.

«Наше исследование говорит о том, как Солнце могло влиять на появление и формирование Земли миллиарды лет назад», — отметили ученые.

[MAXSIMUS]

Астрономы выяснили, что форма гелиосферы все же больше напоминает комету, а не круассан.
Астрономы из Лос-Аламосской национальной лаборатории определили форму гелиосферы и создали трехмерную карту, отображающую влияние солнечного ветра нашей звезды на вселенную вокруг.
«Физические модели теоретизировали эту границу в течение многих лет. Но впервые мы смогли измерить ее и составить трехмерную карту», – Дэн Рейзенфельд, соавтор исследования.
Граница гелиосферы – гелиопауза – область, которая давно интересует астрономов. Солнце является постоянным источником солнечного ветра – потока ионизированных частиц, который от Солнца до Земли за 2-3 суток. В конце концов, солнечный ветер теряет силу с расстоянием, так что ее уже недостаточно, чтобы противостоять давлению межзвездного пространства. Точка, в которой это происходит, – это и есть гелиопауза.


Форма гелиосферы была предметом дискуссий ученых. Одни склонялись к тому, что она представляет собой округлый пузырь, а другие утверждали, что она больше похожа на комету с хвостом. А в прошлом году исследователи из Бостонского университета заявили, что гелиосфера скорее напоминает... круассан.


В новом исследовании уточняются координаты гелиосферы. Как и коллеги из Бостона, ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории ориентировались в своей работе на данные миссии NASA Interstellar Boundary Explorer, или IBEX, которая использует энергетически нейтральные атомы (ENA) в качестве своеобразного радара, отслеживая границу нашей солнечной системы с межзвездным пространством.


Расшифровку этого сигнала для отображения гелиопаузы можно сравнить с тем, как летучая мышь использует сонар для отображения своего физического окружения. По силе сигнала и времени между отправкой и его получением можно определить форму препятствий и расстояние до них.

Команда использовала данные полного солнечного цикла с 2009 по 2019 год. Созданная таким образом карта все еще довольно приблизительна, но она уже раскрывает интересные подробности о гелиопаузе.


Теперь мы знаем, что ее форма все же немного напоминает комету, с хвостом длиной не менее 350 астрономических единиц (это текущий предел досягаемости IBEX), хотя точно длину хвоста измерить невозможно. С другой стороны, минимальное радиальное расстояние до «носа» гелиопаузы составляет от 110 до 120 астрономических единиц, что соответствует данным «Вояджеров», достигших этой отметки. На высоких широтах гелиопауза простирается на расстояние от 150 до 175 астрономических единиц. Можно сказать, что ее очертания больше похожи на пулю, что не совсем соответствует модели круассана, которую предлагали некоторые ученые.


Миссия IBEX все еще продолжается и продлится как минимум до 2025 года. После этого ей на смену придет новая миссия – The Interstellar Mapping and Acceleration Probe.

[MAXSIMUS]

Раскрыта тайна загадочного потускнения звезды Бетельгейзе
Астрономы раскрыли тайну затемнения Бетельгейзе благодаря детальному анализу изображений.
Напомним, что в конце 2019 года Бетельгейзе, ярко-оранжевая звезда в созвездии Ориона, потускнела примерно 66%. Некоторые ученые предполагали, что это признак того, что звезда вот-вот взорвется как сверхновая. Но к апрелю 2020 года Бетельгейзе восстановила свою яркость.

Чтобы понять причину необычного явления, авторы сравнили изображения, сделанные Очень большим телескопом (VLT) в январе и марте 2020 года: на их примере они отследили динамику изменения поверхности звезды. Они отметили ее заметное потемнение в южном полушарии, которое стало в десять раз тусклее обычного. Причем форма и интенсивность темного пятна быстро менялись.

Мы увидели, как облик звезды меняется в реальном времени в течение нескольких недель.

Мигель Монтарже, сотрудник Парижской обсерватории.
В результате авторы пришли к выводу, что потемнения было вызвано пылевым облаком: за несколько часов до резкого снижения яркости звезда выбросила большой газовый пузырь.

Этого охлаждения было достаточно, чтобы более тяжелые элементы, такие как кремний, конденсировались в газовом облаке в твердую пыль.

[MAXSIMUS]

Учёные подтвердили наличие галактики без тёмной материи, уточнив расстояние до неё

Астрономы, использовав космический телескоп «Хаббл», уточнили расстояние до галактики NGC 1052-DF2, оказавшееся больше предыдущих оценок, и подтвердили её исключительность – количество тёмной материи в ней примерно в 400 раз меньше, чем обычно встречается в подобных галактиках. Работа была опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Галактика NGC 1052-DF2, или просто DF2 выглядит довольно обычной сферической галактикой, если не считать того, что она очень разреженная – сквозь неё видны галактики, находящиеся за ней. При этом её размер превосходит размер нашего Млечного Пути, но в ней примерно в 200 раз меньше звёзд.

Чего в ней не хватает – так это тёмной материи. Практически у всех галактик наибольший вклад в массу составляет не видимая материя – газ, пыль, звёзды и планеты – а невидимая нам тёмная материя, взаимодействующая с обычной лишь посредством гравитации. Её тяготение удерживает звёзды галактик от разбегания.

С 1980-х годов уже мало кто сомневается в существовании тёмной материи и её роли в жизни галактик, поэтому после обнаружения DF2 многие астрономы скептически отнеслись к информации о том, что она нарушает общие «правила игры».

Оставался лишь вариант того, что галактика DF2 находится ближе к нам, чем следовало из оригинальных измерений, и тогда загадка разрешилась бы сама собой – оценка массы её видимой материи была бы ниже, и, следовательно, процент содержания тёмной материи оказался бы выше. Однако в новой работе астрономам удалось уточнить расстояние до галактики, и оказалось, что на самом деле она находится дальше, чем считалось ранее.

Команда исследователей под руководством Питера ван Доккума из Йельского университета, опубликовавшая в 2018 году первоначальное исследование, уточнила данные измерений, использовав больше снимков нужного участка неба, сделанных телескопом Хаббл.

В первом исследовании астрономы посчитали, что галактика находится на расстоянии в 65 млн световых лет от нас. Позже другие команды оценили это расстояние в 42 млн световых лет, но теперь учёные, делавшие первоначальные расчёты, утверждают, что на самом деле галактика находится в 72 млн световых лет.

При помощи снимков, сделанных камерой Хаббла ACS с длительной выдержкой, учёные рассматривали стареющих красных гигантов, разбросанных по внешним границам галактики. Поскольку у таких звёзд известна максимальная яркость, которой они достигают в процессе развития, исходя из их видимой яркости, мы можем посчитать расстояние, которое пришлось пройти их свету до нас. Как пояснил один из членов команды, Зили Шеен, изучение ярчайших красных гигантов – один из общепринятых индикаторов расстояния до относительно недалеко расположенных от нас галактик.

Ван Доккум говорит, что по итогам наблюдения подтвердили необычность этой галактики. Он сказал, что обычно большую часть массы галактик увидеть невозможно – её составляет тёмная материя. Поэтому то, что мы видим в телескопы, представляет собой верхушку айсберга. Но в случае с DF2 кроме этой верхушки больше ничего нет – это и есть, так сказать, весь айсберг.

У DF2 нет заметного центра, спиральных рукавов или диска, и по оценкам учёных в ней примерно в 400 раз меньше тёмной материи, чем должно было быть. Как она сформировалась, остаётся загадкой.

Это не единственная галактика, в которой не хватает тёмной материи. Шейни Даниэли из Института передовых исследований в Принстоне в 2020 году точно измерили расстояние до другой разреженной галактики, NGC 1052-DF4. Правда, в её случае некоторые считают, что тёмную материю могла похитить другая галактика посредством воздействия приливных сил.

Считается, что DF2 и DF4 принадлежат к одной и той же группе галактик, и находятся на расстоянии в 6,5 млн световых лет друг от друга. По словам Даниэли, две эти галактики, возможно, сформировались примерно в одно и то же время, и в их окружении могло быть что-то такое, что привело к их необычному составу.
Теги: