Новости космической науки и технологий

[Aleksandr58]

В галактике NGC 5605 практически одновременно вспыхнули три сверхновые звезды

21:18 15/02/2022
В спиральной галактике с перемычкой NGC 5605 (+12,5 зв. вел.), что находится в созвездии Весы, практически одновременно вспыхнули сразу три сверхновые звезды. Вспышки были обнаружены в период с 29 декабря 2021 года по 13 января 2022 года на снимках с космического телескопа «Гайя» и телескопов небесного обзора ATLAS (США, Гавайские острова).

Сверхновые получили обозначение SN 2022ec (тип II), SN 2022bn (тип Ib) и SN 2022pv (тип II). Их блеск сейчас составляет +18,4 зв. вел, +20,9 зв. вел. и +18,8 зв. вел. соответственно, то есть они видны только на снимках, сделанных с длительной выдержкой. Вероятно, он уже значительно не увеличится. Источник: aalert.in/super

Как часто в одной галактике наблюдается сразу три сверхновые звезды? Скорее всего это является уникальным случаем в истории астрономии. Нам известно только об одновременном наблюдении двух сверхновых в одной галактике. Для сравнения: в Млечном Пути за последнюю 1000 лет наблюдалось всего 4 вспышки сверхновых!

[Administrator]

Астрономы открыли невозможную с точки зрения современной науки звезду

Детальное изучение звёзд за многие десятилетия позволило выстроить картину их жизненного цикла на всех этапах эволюции, включая многообразие возможных типов звёзд. Но Вселенная настолько огромна, что открытия возможны даже там, где их никто не ждёт. Например, астрономы открыли новый тип звёзд, который не вписывается в картину современных моделей их эволюции.

Группа немецких астрономов под руководством профессора Клауса Вернера (Klaus Werner) из Тюбингенского университета обнаружила новый странный тип звезд, покрытых побочным продуктом горения гелия. Результаты исследования опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, где также вышла статья с возможным объяснением феномена.

Наблюдения показали, что на поверхности звезды находятся продукты термоядерного горения гелия — углерод и кислород, тогда как температура звезды и её размеры указывают на то, что она ещё не дошла до этой стадии на пути своей эволюции. Во всяком случае, с точки зрения современных теорий об эволюции звёзд.

На этом этапе у наблюдаемой звезды на поверхности должен быть гелий и водород, а не «пепел» от выгоревшего гелия в виде ядер углерода и кислорода. Иными словами, в ядре наблюдаемой звезды продолжают идти реакции термоядерного синтеза с участием гелия, но наблюдаемые продукты распада на внешней стороне оболочки звезды противоречат подобному развитию событий.

Поскольку теория не может объяснить обнаруженное явление, учёные предположили, что звезду засыпало «пеплом» от разорванного ею белого карлика — некогда партнёра этой звезды в двойной звёздной системе. Однако для выполнения всех условий сочетание масс, орбит и возрастов звёзд должно было бы быть довольно уникальным и редко встречающимся даже в бескрайней Вселенной. Что это, исключение или правило? Для учёных появился лишний повод пристальнее взглянуть на определённый тип звёзд, чтобы расширить наши знания об их эволюции.

[Aleksandr58]

Гигантский железный астероид Психея может содержать меньше железа, чем предполагалось

16/02/2022
Астероид 16 Психея, который НАСА планирует посетить при помощи космического аппарата в 2026 г., может содержать меньше тяжелого металла и больше горных пород, чем считали ученые. Астероид Психея, который обращается вокруг Солнца в составе Астероидного пояса, между орбитами Марса и Юпитера, является крупнейшим астероидом класса М – класса астероидов, состоящих в основном из железа и никеля, а не из силикатных горных пород, из которых состоят в основном астероиды других классов. Но при наблюдениях с Земли ученые не получают однозначного представления о составе этого астероида.

Отражаемый астероидом Психея свет указывает на то, что поверхность астероида в основном состоит из металла. Это породило гипотезу, согласно которой Психея является обнаженным ядром первичного планетного тела – каменистые кора и мантия которого были содраны в результате космического столкновения. Однако измерения массы и плотности вещества Психеи говорят о другом. Интенсивность гравитационного воздействия на соседние тела свидетельствует о значительно меньшей плотности вещества Психеи, по сравнению с гигантским железным шаром такого же размера. Поэтому, если Психея состоит из металла, то она должна быть очень пористой – близкой по плотности, скорее, к стальной мочалке.

«В своем новом исследовании мы хотели посмотреть, насколько вероятным является высокая пористость металлического тела, пористость свыше 50 процентов», – сказала главный автор нового исследования Фиона Николс-Флеминг (Fiona Nichols-Fleming) из Брауновского университета, США.

Для этого авторы построили компьютерную модель, основанную на известных тепловых свойствах металлического железа, чтобы оценить, как эволюционирует пористость крупного металлического тела с течением времени.

Модель показала, что для поддержания высокой остаточной пористости Психея должна была очень резко остыть до температуры ниже 800 Кельвинов, в противном случае железо бы оставалось достаточно мягким, чтобы заполнить все поры под действием собственной гравитации астероида. Исходя из знания условий ранней Солнечной системы, ученые сделали вывод, что настолько крупное тело, как Психея, не могло остыть так быстро.

В результате авторы пришли к выводу, что Психея может содержать значительное количество менее плотных, чем металл, горных пород. Блестящая поверхность астероида в этом случае может быть обязана своим появлением феномену, известному как ферровулканизм, считают они.

Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

[Aleksandr58]

16 февраля 2022
Невидимая черная дыра впервые обнаружена астрономами

Астрономы впервые получили в результате прямых наблюдений снимок черной дыры в 2019 г., благодаря материалу, который ярко светился в окрестностях этого таинственного объекта. Но многие черные дыры почти невозможно обнаружить. В новом исследовании другая команда использовала космический телескоп Hubble («Хаббл») для обнаружения никогда прежде не наблюдаемого объекта – черной дыры, которая является почти совершенно невидимой. Черные дыры являются невидимыми по определению – они получили свое название, поскольку способны поглощать весь падающий на них свет. Но мы все же имеем возможность обнаруживать их, анализируя их взаимодействия с другими объектами, обусловленные мощной гравитацией. Сотни небольших черных дыр были обнаружены по их взаимодействию с другими звездами.

Обнаружение черной дыры в составе двойной системы представляет собой не самую простую, но решаемую задачу. Но существуют также изолированные черные дыры, которые движутся в пространстве, ни с чем не взаимодействуя – в результате чего их становится чрезвычайно сложно обнаружить. Проблема состоит в том, что изолированные черные дыры представляют большой научный интерес с точки зрения изучения эволюции объектов этого класса.

Для обнаружения изолированной черной дыры в новом исследовании команда под руководством Кайласа Саху (Kailash C. Sahu) использовала эффект гравитационного линзирования – искажения массивным объектом света, идущего через него от более далекого источника. Сначала исследователи зарегистрировали резкое кратковременное увеличение яркости далекой звезды, которое удалось связать с прохождением перед звездой массивного объекта массой около 7 масс Солнца, находящегося на расстоянии около 5000 световых лет от нас. Поскольку звезда с такой массой была бы хорошо видна с расстояния в 5000 световых лет, авторы пришли к выводу, что имеют дело с изолированной черной дырой звездных масс.

Исследование опубликовано на сервере препринтов arxiv.org.

[Aleksandr58]

Гравитационное красное смещение уловили на миллиметровой высоте

21:13 16/02/2022
Физики сообщили о том, что им удалось зафиксировать эффект гравитационного красного смещения, вызванного перепадом высоты всего лишь в один миллиметр. Для этого им потребовалось сильно улучшить точность атомных часов на основе одномерных оптических решеток. Исследование опубликовано в Nature. Классическая механика Ньютона согласуется с обыденным человеческим опытом. Но чтобы увидеть релятивистские отклонения от нее, физикам начала XX века потребовалось точное оборудование, способное улавливать тонкие эффекты. С этого момента физика стала развиваться по принципу, согласно которому увеличивающаяся точность эксперимента определяет направление теоретической мысли.

Одним из важнейших инструментов, применяемых на этом пути, стали атомные часы. В их основу положено точное измерение частоты атомного перехода. Наиболее точными часами сегодня считаются оптические атомные часы, которыми физики манипулируют с помощью света. Среди прочих исследований, связанных с проверками фундаментальных теорий, физики применяют такие часы для измерения релятивистских эффектов, в частности, гравитационного красного смещения часовой частоты.

В основе этого эффекта лежит идея гравитационного замедления времени вблизи массивного объекта. На бытовом уровне этот эффект незаметен (мы не стареем ощутимо быстрее, совершая перелеты на большой высоте), но атомные часы способны его уловить — это выяснилось еще в 1971 году. Со временем физики научились измерять красное смещение исключительно на поверхности Земли, обнаруживая его для перепадов высот всего в несколько десятков сантиметров. Эти работы заложили основу релятивистской геодезии, точность которой напрямую зависит от чувствительности частот атомных часов к перепаду высот.

Группа физиков из Великобритании и США при участии Тобиаса Ботвелла (Tobias Bothwell) из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) смогла вывести эту чувствительность на новый уровень. Внеся некоторые модификации в схему работы атомных часов на основе одномерных оптических решеток, они смогли зафиксировать разницу в частотах атомов, расположенных на расстоянии одного миллиметра друга от друга по высоте. Эта разница оказалась в хорошем согласии с поправками на гравитационное красное смещение.

Согласно релятивистским законам относительная разница частот между двумя одинаковыми часами, расположенных на различной высоте, будет пропорциональна расстоянию между ними, умноженному на ускорение свободного падения и поделенному на квадрат скорости света. Несложные расчеты показывают, что градиент вариации относительной частоты будет равен −1,09 × 10−19 обратных миллиметров (эта величина рассчитана для лаборатории JILA, в другой точке планеты она может быть несколько другой в силу вариативности ускорения свободного падения). Таким образом, чтобы достоверно зафиксировать красное смещение на миллиметровом масштабе, точность измерения относительной частоты должна быть на порядок выше.

Для этой цели физики помещали 100000 спин-полязированных атомов стронция при температуре 100 нанокельвин в одномерную оптическую решетку. Система была устроена так, что атомное облако распределялось по ячейкам решетки в области около миллиметра по высоте. Как правило, в подобных часах используется большое число атомов на ячейку при высокой глубине ловушечного потенциала. Таким путем удается достичь внушительных точностей измерения частоты, однако дальнейшее улучшение сдерживают процессы взаимодействия между атомами, а также динамический эффект Штарка, создаваемый интенсивным лазерным полем решетки.

Для борьбы с этими эффектами авторы уменьшали глубину ловушки до нескольких фотонных энергий отдачи. Это приводило к уменьшению штарковского сдвига с одновременной делокализацией атомных волновых функций. Однако при некоторой «магической» глубине ловушки внутриячеечные межатомные взаимодействия компенсировали межъячеечные, что приводило к эффективному сокращению соответствующего шума.

Таким способом ученые добились рекордного времени оптической когерентности для состояния 3P0 атома стронция, равного 37 секундам, и стабильности часов, равной 3,1 × 10−18 на 1 секунду измерения. При измерении относительной частоты для нескоррелированных участков оптической решетки в течение суммарно 92 часов это дало неопределенность, равную 7,6 × 10−21, которой оказалось достаточно, чтобы зафиксировать гравитационное красное смещение. В частности, после учета всех систематических и статистических погрешностей градиент вариации относительной частоты оказался равен (−1,28±0,27) × 10−19 обратных миллиметров только для нескоррелированных участков и (−0,98±0,23) × 10−19 обратных миллиметров для всей решетки в целом. Оба значения оказались в согласии с теоретическим сдвигом.

Описанная работа — это не единственный пример того, как экспериментальная атомная физика позволяет исследовать тонкие релятивистские эффекты. Недавно физики с помощью атомов обнаружили гравитационный эффект Ааронова — Бома.

[Aleksandr58]

На Солнце произошёл обширный выброс корональной массы — один из самых мощных в новом 25-м солнечном цикле
https://vk.com/video-727032_456241405
14:37 17/02/2022

В ночь 15/16 февраля 2022 года Солнце запустило в межпланетное пространство мощный полный гало-выброс корональной массы. Его источник находился на обратной стороне нашего дневного светила, за восточным лимбом.

Согласно расчетам инструмента SIDC Cactus (aalert.in/cactus), средняя его скорость составила около 800 км/сек. Среди гало-выбросов с угловой шириной более 270 градусов, зарегистрированных в 25 цикле, данный выброс занимает второе место по скорости. Первое место пока что удерживает выброс, вызванный вспышкой класса Х1.0 в конце октября 2021 года (помните несостоявшуюся сильную бурю?) — его средняя скорость оценивается в 1077 км/сек.

Что стало причиной выброса? Обширные корональные петли, видимые на снимках космической солнечной обсерватории STEREO (aalert.in/k2bL1) и рост уровня потока протонов высоких энергий (aalert.in/49PHb) может говорить о том, что причиной выброса была вспышка в активном регионе. Он выйдет на видимую сторону Солнца ориентировочно в середине следующей недели.

[Aleksandr58]

17 февраля 2022
Сканирование центра Млечного пути в поисках разумной цивилизации не дало положительного результата

Астрономы осуществляют поиски разумных цивилизаций в ночном небе при помощи радиоволн, начиная с эпохи появления радио, то есть с начала 20 века. В новом исследовании была предпринята очередная попытка обнаружить признаки существования разумных цивилизаций в направлении центра Млечного пути на радиочастоте. В этом исследовании группа под руководством Ченоа Трамбле (Chenoa Tremblay) из австралийского Государственного объединения научных и прикладных исследований при помощи массива тарельчатых радиоантенн под названием Murchison Widefield Array (MWA) произвела поиски радиосигналов, содержащих техносигнатуры, в направлении центра Млечного пути. Поиски были произведены на частоте 150 мегагерц.

В общей сложности наблюдения, проведенные командой Трамбле, заняли семь часов в течение двух ночей. Поиски производились в направлении сверхмассивной черной дыры Млечного пути, называемой Стрелец А*, лежащей в ядре нашей галактики. Поиск техносигнатур был произведен для 144 экзопланетных систем.

Поиски жизни обычно ставят целью поиск биосигнатур. Биосигнатуры представляю собой молекулы или изотопы, указывающие на присутствие жизни. Однако в настоящем исследовании осуществлялся поиск техносигнатур, которые несколько отличаются от биосигнатур по определению.

С наиболее общей точки зрения техносигнатуры представляют собой признаки или эффекты, которые могут появиться лишь вследствие использования цивилизацией технологий. Технологические мега-проекты, такие как сферы Дайсона, могут вызывать утечки радиоизлучения. Более прозаичные признаки присутствия техногенной цивилизации, такие как повышенные содержания хлорофтороуглеводородов, обнаруживаются с большим трудом, однако также являются хорошими техносигнатурами.

Некоторые исследователи не считают радиоволны хорошими техносигнатурами, поскольку они могут быть сгенерированы естественным путем. Однако, с точки зрения удобства проведения крупномасштабных поисков следов техногенных цивилизаций на обширных участках неба, радиоволны являются наиболее практичными инструментами поиска.

В результате проведенных поисков команде Трамбле не удалось обнаружить техносигнатур в направлении центра Млечного пути. Однако исследователи отмечают, что каждое такое новое исследование позволяет учесть недостатки используемого метода и скорректировать его для будущего использования.

Исследование представлено на сервере научных препринтов arxiv.org.

[Aleksandr58]

17 февраля 2022
Планета может иметь собственный разум, считают ученые

Совместная деятельность жизненных форм – микробов, растений и животных – изменила облик нашей Земли, и теперь биосфера активно развивается и является неотъемлемой частью нашей планеты. Может ли аналогично этому совместная активность разумных существ изменять свойства планеты в направлении самосохранения, то есть демонстрировать признаки самостоятельной разумной сущности? Этим вопросом задались исследователи под руководством Адама Франка (Adam Frank) из Рочестерского университета, США, в своей новой работе. Для иллюстрации роли коллективного «планетного» интеллекта в долгосрочной перспективе эволюции Земли и человеческой цивилизации, исследователи предложили рассмотреть эту эволюцию как последовательную смену четырех этапов:

Этап 1 (Незрелая биосфера) – Характеристика очень ранней Земли, миллиарды лет назад, до развития технологической цивилизации, когда на планете присутствовали микробы, но еще не появились растения. Жизнь не могла в этот период заметно влиять на атмосферу, гидросферу и иные планетные системы.

Этап 2 (Зрелая биосфера) – Характеристика Земли в период от 2,5 миллиарда лет назад до 540 миллионов лет назад. Формирование стабильных континентов, появление растительности и фотосинтеза, накопление кислорода в атмосфере, формирование озонового слоя. Биосфера оказывала мощное влияние на Землю, помогая поддерживать обитаемость планеты.

Этап 3 (Незрелая техносфера) – Современная Земля со взаимно связанными системами транспорта, связи, технологий, электричества и компьютеров. Техносфера остается незрелой, поскольку не способна сама поддерживать свое существование. Так, энергия, потребляемая цивилизацией, сконцентрирована в невозобновляемых источников, иссякание которых может означать ее гибель.

Этап 4 (Зрелая техносфера) – Это то, к чему Земля должна стремиться в будущем, сказал Фрэнк. Технологические системы в этом случае полностью охватывают всю планету, включая глобальный сбор энергии в таких формах, как солнечная энергия, которые не наносят вреда биосфере. Зрелая техносфера позволяет разумно сосуществовать самой техносфере и биосфере, пояснил автор.

Исследование опубликовано в журнале International Journal of Astrobiology.

[Aleksandr58]

17 февраля 2022
Сверхмассивная черная дыра «спряталась» в кольце из космической пыли

Интерферометр Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории был использован для наблюдения облака космической пыли в центре галактики Мессье 77, где скрывается сверхмассивная черная дыра СМЧД. Эти находки позволили подтвердить прогнозы, сделанные примерно 30 лет назад, и глубже понять активные ядра галактик – одни из самых ярких и загадочных объектов Вселенной. Активные ядра галактик (АЯГ) представляют собой экстремально мощные энергетические источники, связанные с СМЧД и лежащие в центрах галактик. Эти черные дыры питаются большими объемами падающих на них пыли и газа. Прежде чем этот материал будет поглощен, он движется по спирали в направлении черной дыры, и в этом процессе выделяется огромное количество энергии, которая часто делает АЯГ более ярким, чем все звезды этой галактики вместе взятые.

В новом исследовании группа под руководством Виолеты Гамес Росас (Violeta Gámez Rosas) выполнила беспрецедентно подробные наблюдения центральной области галактики Мессье 77 и обнаружила толстое кольцо из пыли и газа, за которым скрывалась СМЧД. Это открытие стало подтверждением разработанной 30 лет назад теории, известной как объединенная модель АЯГ.

Астрономам известны различные типы АЯГ. Например, некоторые из них разражаются вспышками в радиодиапазоне, в то время как другие такой склонности не демонстрируют; некоторые АЯГ являются очень яркими в видимом диапазоне, в то время как другие, такие как Мессье 77, в видимом свете являются менее яркими. Согласно объединенной модели, несмотря на эти различия, все АЯГ имеют одинаковую базовую структуру – СМЧД, окруженную толстым кольцом из пыли.

В соответствии с этой моделью, все различия во внешнем виде между АЯГ связаны с ориентацией СМЧД и окружающего ее кольца в пространстве относительно наблюдателя, находящегося на Земле. Тип наблюдаемого АЯГ определяется тем, насколько кольцо пыли закрывает черную дыру от наблюдателя.

Астрономы ранее уже обнаруживали доказательства в пользу объединенной модели, включая теплую пыль в центре галактики Мессье 77. Однако у ученых оставались сомнения относительно того, может ли пыль полностью скрывать СМЧД и потому объяснять более низкую светимость АЯГ в оптическом диапазоне.

Объединив данные по температуре космической пыли, полученные при помощи интерферометра Очень большого телескопа, исследователи составили подробную картину распределения пыли в окрестностях черной дыры и указали точное местоположение «космического монстра». Облако пыли – расположенное в форме толстого внутреннего кольца и более широкого диска- и находящаяся в его центре СМЧД соответствовали прогнозам объединенной модели, сделали вывод авторы.

Работа опубликована в журнале Nature.

[Aleksandr58]

Впервые в истории астрономии удалось надежно зафиксировать покрытие звезды ядром кометы

16:56 18/02/2022

8 февраля 2022 года около 04:47 мск. вр. три астронома-любителя из Швейцарии и Италии успешно зафиксировали покрытие звезды UCAC4 638-016921 (+11,9 зв. вел.) ядром короткопериодической кометы 28P/Неуймина. Ядро кометы заслонило собой звезду на 1-1,8 сек. Данное покрытие было заранее спрогнозировано проектом OccultWatcher (aalert.in/MOFln), который поддерживается австралийским астрономом-любителем и разработчиком Христо Павловым.
Полоса покрытия шириной 146,6 км проходила по северу Африки, западу, центру и востоку Европы. Из-за очень большой погрешности в расчетах положения полосы, покрытие можно было фактически пронаблюдать на значительной части Европы.

Всего в наблюдениях участвовало 11 наблюдателей и только пятерым из них удалось получить хорды (срез профиля/проекции тени ядра кометы в точке наблюдения). Интересно и очень поучительно, что положительные хорды получили наблюдатели, находящиеся примерно в 100 км к северу от прогнозируемой полосы покрытия! Один единственный наблюдатель, находящийся около центра полосы получил отрицательную хорду.

В авторитетном проекте Euraster обработали результаты наблюдений (aalert.in/NL1ma), присланных наблюдателями. На основе них был определен размер ядра кометы: 18,9 +/- 0,8 км (если ядро имеет округлую форму). Согласно текущей оценке, ядро кометы имеет диаметр 21,4 км. В комментарии к результатам наблюдений, обработанных Euraster написано, что это «первое бесспорное обнаружение ядра кометы с помощью покрытия».

Комета Неуймина (28P/Neujmin) — короткопериодическая комета из семейства Юпитера, которая была открыта 3 сентября 1913 года российским и советским астрономом Григорием Неуйминым в Симеизской обсерватории в ходе рутинного поиска астероидов. Она была описана как небольшой звёздоподобный объект +11,0 зв. вел. и, первоначально, была принята за астероид. 7 сентября у объекта был замечен хвост и он официально был признан кометой. Комета обладает довольно длительным периодом обращения вокруг Солнца — чуть более 18,7 года.