Космический телескоп «Хаббл» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США продолжает оставаться источником завораживающих изображений разных объектов. На этот раз он обратил своё внимание на галактику NGC 612, которая в 1,1 трлн раз массивнее нашего Солнца.

Источник изображения: NASA/ESA, A. Barth (University of California), B. Boizelle (Brigham Young University), Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Несмотря на столь внушительное значение, NGC 612 не так велика, как наша галактика Млечный Путь, которая имеет массу примерно в 1,5 трлн раз больше массы Солнца. При этом светило в 333 тыс. раз массивнее Земли. Наблюдаемая телескопом галактика подпадает сразу под несколько классификаций.

Вероятно, наибольший интерес представляет то, что она является активной, т.е. в ней есть сверхмассивная чёрная дыра, питающая центральную область и создающая тем самым невероятно энергичное галактическое сердце. Это сердце выбрасывает струи газа со скоростью, близкой к скорости света. В результате всех этих процессов центральная часть NGC 612 стала настолько яркой, что даже затмевает совокупное свечение звёзд в пределах галактики.

На снимке «Хаббла» отчётливо видна так называемая «центральная выпуклость», а также оранжевые и тёмно-красные области, представляющие собой «галактический диск», где происходит звёздообразование. Выпуклость в центральной части, наличие галактического диска и отсутствие спиральных рукавов указывают на то, что перед нами линзовидная галактика. По мнению учёных, NGC 612 также является сейфертовской галактикой, т.е. она излучает большое количество инфракрасного излучения, несмотря на то, что её можно увидеть в видимом диапазоне. В дополнение к этому NGC 612 может классифицироваться как крайне редкий вид радиоизлучающих неэллиптических галактик. На сегодняшний день астрономы обнаружили только пять радиоизлучающих линзовидных галактик, подобных этой.

Низкоорбитальному спутнику связи BlueWalker 3 удалось сказать новое слово в телекоммуникационной отрасли — с его помощью обычные смартфоны получают возможность использования спутниковой связи. Но он также может положить начало новому поколению аппаратов, создающих намного большее световое загрязнение по сравнению с их более компактными и тусклыми предшественниками.

Источник изображений: ast-science.com

Быстрорастущие группировки спутников связи нового поколения уже стали серьёзной проблемой для астрономических наблюдений. BlueWalker 3 — самый яркий аппарат на околоземной орбите, и учёные опасаются, что это лишь верхушка айсберга. Они предлагают пресечь процесс светового загрязнения спутниками в зародыше, иначе ночное небо может измениться до неузнаваемости, уверен астроном Джереми Треглоун-Рид (Jeremy Tregloan-Reed), доцент чилийского Университета Атакамы и один из авторов новой статьи в научном журнале Nature.

По яркости BlueWalker 3 примерно соответствует Проциону — восьмой по яркости звезде, видимой с Земли. В ночном небе ярче него только Луна, Юпитер, Венера и семь звёзд. Это установили профессиональные астрономы и астрономы-любители из Чили, США, Мексики, Новой Зеландии, Нидерландов и Марокко. Обычно чем спутник крупнее, тем он ярче — это действительно и для BlueWalker 3, площадь антенны которого составляет 64 м². Это крупнейший коммерческий комплекс связи на низкой орбите, и просуществует он недолго, поскольку является прототипом ещё более крупных аппаратов, которые разрабатывает оператор AST SpaceMobile при поддержке AT&T.

Спутники всё чаще устраивают «фотобомбы» для астрономических наблюдений: они затрудняют определение созвездий и увеличивают свечение неба, из-за чего становится труднее разглядеть туманности, пылевые облака и менее яркие объекты. Ребёнок, рождённый сегодня в регионе, где ночью без дополнительного оборудования наблюдаются 250 звёзд, к своему 18-летию сможет разглядеть только 100, предупреждают астрономы. Зато совсем недавно BlueWalker 3 помог совершить звонок со стандартного смартфона без использования наземных вышек сотовой связи. Астрономы надеются, что телекоммуникационная отрасль будет подходить к разработке более ответственно. SpaceX, например, начала покрывать спутники Starlink специальной плёнкой, которая рассеивает свет с Земли.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики M87 вращается, в чём учёные убедились после 22 лет наблюдений за этим объектом. Своим джетом она как фехтовальщик мечом описывает в пространстве окружность с размахом до 10 °. И этот «меч» длиною в 5 тыс. световых лет так же смертоносен для всего живого, что попадётся ему на пути, как и оружие в руках опытного бойца.

Вращение чёрной дыры в представлении художника. Источник изображения: Yuzhu Cui et al. 2023, Intouchable Lab@Openverse and Zhejiang Lab

Джет или струя вещества, бьющая из центра сверхмассивной чёрной дыры в галактике M87, был замечен в 1918 году астрономом Хебером Кёртисом (Heber Curtis). Изображение струи впервые получили с помощью орбитального телескопа «Хаббл». Более того, испускающая этот джет чёрная дыра стала первой, изображение которой удалось получить при непосредственном наблюдении за объектом. Точнее, телескоп «Горизонта событий» — сеть из разбросанных по всей Земле радиотелескопов — получил изображение тени этой чёрной дыры или её аккреционного диска, ведь сама дыра за свои пределы ничего не выпускает.

Изображение джета M87, полученное телескопом «Хаббл». Источник изображения: NASA, ESA

«После успешной визуализации чёрной дыры в этой галактике с помощью телескопа Event Horizon Telescope вопрос о том, вращается эта черная дыра или нет, занимал центральное место в умах учёных, — рассказал астрофизик и соавтор исследования Кадзухиро Хада (Kazuhiro Hada) из Национальной астрономической обсерватории Японии. — Теперь ожидание переросло в уверенность. Эта чудовищная чёрная дыра действительно вращается».

Для анализа поведения чёрной дыры M87 учёные проанализировали 170 наблюдений за ней в период с 2000 по 2022 год, проведённые более чем на 200 телескопах. О вращении этой чёрной дыры учёные могли судить только по смене положения её джета. Вращающаяся чёрная дыра искажает пространство-время вокруг себя — происходит так называемое увлечение инерциальных систем отсчёта. Тем самым направление джета и ориентация аккреционного диска изменяются вслед за искажениями пространства-времени. Для внешнего наблюдателя это выглядит как отклонение джета на какой-то угол.

Данные из новой работы. Источник изображения: Nature

Наблюдения помогли определить угол отклонения струи, который составил примерно 10 °. Своё движение джет совершает за 11 лет, после чего цикл начинается снова.

С какой скоростью вращается эта чёрная дыра, масса которой примерно в 6 млрд раз превышает массу Солнца, учёным ещё предстоит выяснить. Большинство чёрных дыр вращается с околосветовой скоростью, но уже обнаружены чёрные дыры, скорость вращения которых может падать до 50 % от скорости света.

Космическая солнечная обсерватория NASA STEREO-A сделала серию снимков кометы Нисимура, которая в сентябре максимально приблизилась к Земле, а потом и к Солнцу. В один из моментов на Солнце произошёл значительный выброс коронарной массы, который оторвал комете хвост. Видео этого редкого события было воссоздано по серии снимков сотрудником обсерватории.

Снимок кометы Нисимура 5 сентября 2023 года телескопом Virtual Telescope Project в Италии. Источник изображения: Gianluca Masi

Комету C/2023 P1 обнаружил японский астроном-любитель Хидео Нисимура (Hideo Nishimura). Произошло это 12 августа, за что комета получила его имя. Последующие расчёты показали, что комета имеет долгопериодическую орбиту длительностью около 430 лет. Поэтому если она переживёт нынешнее сближение с Солнцем, то через несколько сотен лет люди снова смогут увидеть её на небе.

Ближайшей к Земле точки комета Нисимура достигла 12 сентября, пройдя от неё на удалении 125 млн км, что примерно в 500 раз дальше среднего расстояния от Земли до Луны. За несколько дней до этого комета стала хорошо видна у горизонта незадолго до восхода и сразу после захода Солнца, что позволило сделать потрясающие фотографии этого ледяного объекта. На некоторых из них хвост кометы светился зелёным, что объясняется высокой концентрацией дикарбона в летящем за кометой облаке газа и пыли.

К 17 сентября комета достигла минимального расстояния от Солнца или 33 млн км. Она не распалась, что часто бывает при близких сближениях комет со звездой, но определённо получила свою порцию тепла от него, что показали последующие измерения. Более того, 22 сентября на Солнце произошёл мощный выброс коронарной массы, который вошёл в контакт с кометой и оторвал ей хвост. Этот момент показан на кадрах, заснятых обсерваторией NASA. Для кометы это не имело видимых последствий, и хвост со временем восстановился.

Для учёных наблюдать подобное явление — это большая удача, поскольку земная наука ещё не пришла к единому мнению о природе отсоединения кометных хвостов, когда эти объекты приближаются к Солнцу. Это может происходить как от прямого попадания солнечной массы в хвост, так и под воздействием магнитного поля Солнца.

Европейское космическое агентство сообщило, что «охотник за тёмной материей», как неофициально называют космическую обсерваторию «Евклид» (Euclid), к работе пока не готов. Период ввода в эксплуатацию продлён на неопределённое время для решения трёх неожиданно возникших проблем. Они не угрожают проведению миссии, но могут усложнить наблюдения неба.

Источник изображений: ESA

Обсерватория «Евклид» была запущена в начале июня этого года на ракете Falcon 9. К концу июля она добралась к месту базирования — точке Лагранжа L₂ на удалении около 1,5 млн км за Землёй, частично прикрывшись ею как зонтиком от Солнца. На этом хорошие новости закончились. Первые тестовые снимки показали, что на некоторых из них присутствует неожиданная засветка от Солнца. По горячим следам сообщалось, что в свето- и теплоизоляции камер возникла щель, куда могли попадать лучи Солнца.

Как теперь пояснили в ЕКА, засветка происходит от отражения Солнца от распорки двигательной установки (см. фото ниже), что хорошо видно на представленных снимках. Удивительно, как этот момент не учли при проектировании обсерватории. Понадеялись на изоляцию? Но она, как видим, не спасла чувствительные приборы телескопа от порчи засветкой. Этой напасти можно избежать, если в процессе производства снимков ориентировать телескоп с учётом аномалии.

По оценке специалистов, засветка портит около 10 % изображений. Казалось бы, что это немного, но камера обсерватории наводится на новый участок неба каждые 75 минут. За шесть лет работы обсерватории набежит уйма времени на коррекцию, что наверняка сократит срок работы телескопа. В целом миссия обсерватории будет выполнена, но, похоже, с менее желаемым результатом.

Второй неожиданной проблемой стали сбои в системе точного наведения телескопа. Приборы наведения на целевые звёзды в ряде случаев их не находили. Происходило это с тусклыми звёздами, чему мешал, например, свет от ярких галактик. Для решения этой проблемы специалисты миссии переписали программы работы блока наведения на цель и в ближайшее время намерены испытать апгрейд на обсерватории в реальных условиях.

Третьей проблемой снова стало наше Солнце. Датчики камер телескопа защищены от высокоэнергетических частиц и космических лучей. Но на ряде тестовых снимков «Евклида» образовались засветки от попадания таких частиц. Всему виной растущая активность нашей звезды, заявили учёные. На Солнце происходит всё больше и больше вспышек, как и растёт их сила, что начинает сильнее и чаще бомбардировать датчики обсерватории. Прогнозируется, что высокоэнергетические частицы испортят не больше 3 % снимков. В принципе, при наличии критического уровня засветки от частиц испорченные изображения участков неба можно будет переснять, а также убрать из обработки засвеченные пиксели. Неприятно, но работать можно. Спутники Starlink создают больше похожих проблем для наблюдений с Земли, и ничего.

Обсерватория «Евклид» должна проработать шесть лет. За это время она сделает снимки 30 % неба, меняя кадр каждые 75 минут. Это будет колоссальный объём данных, который будет касаться, в первую очередь, картографирования и классификации галактик на глубину до 10 млрд лет. Точное определение положения галактик в пространстве-времени позволит ещё точнее измерить скорость расширения Вселенной и массу вещества в ней, включая неуловимую тёмную материю.

В мае 2023 года японский астроном-любитель Коити Итагаки (Kōichi Itagaki) обнаружил сверхновую, которая родилась всего за пару часов до этого. Столь раннее обнаружение объекта позволило астрономам проследить за первыми часами и сутками эволюции взорвавшейся звезды, и это оказалось бесценным — сверхновая повела себя совсем не так, как это предписывала стандартная теория эволюции звёзд.

Источник изображения: Melissa Weiss/CfA

Сверхновая SN 2023ixf находится сравнительно недалеко от нас — на удалении 20 млн световых лет в галактике Вертушка (Pinwheel) в созвездии Большая Медведица. Это делает её удобным объектом для наблюдения, и сообщение о её появлении сразу же запустило процесс наблюдения во всех доступных диапазонах от оптического до микроволнового. Учёным редко выпадает такая удача — следить за процессами в сверхновой почти с самого их начала. Сверхновая SN 2023ixf такую возможность предоставила.

По всем признакам SN 2023ixf относится к сверхновым II типа или к сверхновым с коллапсирующим ядром. Такие сверхновые служат основным источником вещества во Вселенной, а также могут образовывать нейтронные звёзды и чёрные дыры. Масса звёзд до взрыва должна быть не меньше 8 и не более 50 солнечных масс. Перед взрывом ядро звезды под своим весом сжимается и происходит взрыв. Когда через несколько часов после этого ударная волна от взрыва достигает внешнего края оболочки звезды, возникает мощнейшая вспышка в видимом и других диапазонах, но в случае SN 2023ixf вспышка возникла с существенной задержкой.

Как показало дополнительное исследование, ударная волна от взорвавшегося ядра сверхновой встретила неожиданное сопротивление в виде массы вещества на своём пути. Анализ излучения звезды в целом спектре диапазонов позволил реконструировать последовательность событий. Оказалось, что красный гигант ещё за год до своего превращения в сверхновую сбросил с себя вещество в объёме одной солнечной массы. Именно это вещество затормозило прохождение фронта ударной волны от коллапсирующего ядра.

Изображение сверхновой через месяц после взрыва. Источник изображения: S. Gomez/STScI

Подобной потери массы звездой перед её превращением в сверхновую астрономы ещё не наблюдали, поэтому поведение SN 2023ixf стало для них сюрпризом. Также стало очевидно, что в наших знаниях об эволюции звёзд, образующих сверхновые II типа, имеются пробелы. Дальнейшее наблюдение за SN 2023ixf и поиск похожих событий дадут земной науке пищу для лучшего понимания таких явлений.

Несмотря на бесконечность космических расстояний, разбросанные по Вселенной галактики не являются изолированными островками вещества. С самого рождения Вселенной между скоплениями материи тянутся нити из тёмного и обычного вещества, соединяя всё и вся единой сетью космической паутины. До сих пор такие нити наблюдались только вблизи «вселенских фонарей» — квазаров. Но теперь у учёных появился инструмент для обнаружения нитей в любом месте Вселенной.

Реконструкция космической паутины в объёме пространства. Источник изображения: Caltech/R. Hurt/IPAC

Астрофизик Кристофер Мартин (Christopher Martin) из Калифорнийского технологического института разработал методику и инструмент для непосредственного получения изображений космической паутины даже в неосвещённых уголках Вселенной, например, на ранних этапах её эволюции, когда звёзд и галактик было мало и, следовательно, было мало излучения, которое могло бы подсветить нити космической паутины. Между тем, эти нити тянутся из прошлого и трансформируются, являясь проводником вещества во Вселенной и инструментом её эволюции.

Считается, что около 60 % первичного водорода, рождённого после Большого взрыва, сосредоточено в нитях космической паутины. Они абсорбируют водород из межгалактической среды и переносят его в галактики для стимулирования в них звёздообразования. Картографирование этих маршрутов много расскажет об эволюции Вселенной в прошлом и позволит моделировать её будущее развитие. Но для этого пришлось решить одну проблему: холодные атомы водорода в межгалактической среде — это крайне слабый источник излучения, который практически невозможно было регистрировать приборами на Земле.

Последовательное детектирование космической паутины. Источник изображения: Nature Astronomy

Исследователь из Калтеха в 2019 году провёл моделирование и понял, каким образом он может обнаруживать космическую паутину даже в самых тёмных уголках Вселенной. Регистрация излучения водорода велась по линии Лайман-альфа, а фоновое излучение, которое не позволяло детектировать полезный сигнал, вычиталось в процессе сравнения сигналов с разных участков неба. Фактически сумматор выступал фильтром полезного сигнала. Так у телескопа им. Кека на Гавайях появился прибор Keck Cosmic Web Imager (KCWI).

Прибор учитывает смещение света в красный диапазон спектра, что позволяет следить за изменениями космической паутины во времени, а не только в пространстве. На основе проделанных наблюдений учёный построил реальную 3D-модель эволюции космической паутины в той области пространства, где она никогда ничем не была подсвечена — в период от 12 до 10 млрд лет назад. И это правильное решение — начинать распутывать клубок эволюции Вселенной с того момента, когда нитей было сравнительно мало.

«Мы очень рады, — сказал один из коллег астрофизика по институту, — что этот новый инструмент поможет нам узнать о более отдалённых нитях и об эпохе формирования первых звёзд и чёрных дыр».

В следующем месяце пройдут кольцеобразное затмение Солнца и частичное затмение Луны, наблюдать их можно будет 14 и 28 октября соответственно. Жители России смогут увидеть частичное затмение Луны. Об этом пишет информационное агентство ТАСС со ссылкой на данные пресс-службы Московского планетария.

Источник изображения: Pixabay

Солнечное затмение, при котором вокруг Луны, закрывшей небесное светило, будет образована огненная корона, ожидается 14 октября с 18:05 до 23:55 мск. Максимальная фаза составит 0,95, а наблюдать её можно будет в 21:00 мск. «Затмение в разных фазах будет наблюдаться на территории Северной и Южной Америки, а также в акваториях Тихого и Атлантического океанов. В России его видно не будет», — сообщил представитель планетария.

Частичное лунное затмение пройдёт 28 октября с 22:36 до 23:53 мск и его можно будет увидеть с территории России. Спутник нашей планеты пройдёт через северную часть тени Земли. Наибольшая фаза затмения составит 0,12 и произойдёт в 23:13 мск. «Лунное затмение будет видно везде, где в это время будет ночь. Жители России и стран СНГ (за исключением самых восточных районов) увидят все фазы затмения. Из Москвы оно видно в южной части неба», — пояснил представитель планетария. Там также отметили, что лунное затмение можно будет наблюдать с территории Европы, Азии, Австралии, Африки, Северной и части Южной Америки, из Тихого, Атлантического, Индийского океанов, Арктики и Антарктиды.

Научные теории имеют устоявшиеся рамки, пределы которых подтверждают наблюдения. Но без сюрпризов не обходится, поэтому их так любят учёные. И Вселенная подкинула исследователям очередную загадку. У недалёкой от нас звезды обнаружилась планета земного размера, плотность которой почти равна плотности чистого железа. Так быть не должно и это заставляет учёных копать глубже.

Железная планета в представлении художника. Источник изображения: NASA

Экзопланета Gliese 367 b (или Tahay) обнаружена в наблюдениях космической обсерватории TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) в 2021 году. Она вращается со сверхкоротким периодом 7,7 ч вокруг карликовой звезды. Сигнал был очень слабым, что сразу заставило предположить, что экзопланета достаточно мала и относится к субземлям или супермеркуриям. Поскольку экзопланет со сверхкоротким периодом обращения обнаружено всего около 200 из более чем 5000 открытых экзопланет, планета Gliese 367 b сразу же была взята в научную разработку.

Наблюдения по горячим следам в 2021 году с помощью спектрометра High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) Европейской южной обсерватории в Чили позволили определить размеры, массу и плотность экзопланеты, данные о которых удивили учёных. Было установлено, что радиус планеты составляет 72 % от земного, а масса — 55 % от земной. Это означало, что Gliese 367 b, скорее всего, едва ли не полностью состоит из железа, что противоречило известной эволюции планетарных систем.

В 2022 году группа астрономов из Университета Турина провела обширные дополнительные наблюдения за экзопланетой Gliese 367 b с помощью того же спектрометра HARPS и по их результатам опубликовала в журнале The Astrophysical Journal Letters статью, в которой поделилась уточнёнными данными по этой необычной планете. Что забавно, на орбите Gliese 367 учёные открыли ещё две маломассивные экзопланеты: с периодом обращения 11,5 и 34 дня.

Уточнённые измерения показали, что экзопланета Gliese 367 b ещё более плотная, чем считалось ранее. Так, масса планеты составляет не 55 %, а 63 % от массы Земли, а её радиус не 72 % от Земного, а 70 %. Иными словами, она оказалась чуть меньше и чуть тяжелее, чем в случае первого наблюдения. В итоге плотность Gliese 367 b оказалась почти в два раза выше, чем у нашей планеты и она на 91 % состоит из железа.

Полученные данные дают три варианта формирования этого необычного по своим характеристикам небесного тела. Во-первых, что пока никогда не было подтверждено предыдущими наблюдениями, протопланетный диск на ближней к звезде стороне мог быть предельно богат железом, и планета сформировалась сразу такой, какой мы её наблюдаем. Во-вторых, планета могла сформироваться как обычно — с железным ядром и каменной мантией, но в результате столкновения с другой планетой могла полностью лишиться мантии, оставшись на орбите в виде голого железного ядра.

Третий вариант — это постепенное сближение со звездой газовой планеты-гиганта. В процессе тесного контакта со звездой её излучение могло смести атмосферу газового гиганта, оставив на орбите только металлическое ядро.

Все три сценария предполагают допущения с той или иной степенью вероятности, что определённо выходит за рамки теорий эволюции планет. Учёные намерены продолжить наблюдения и поискать во Вселенной что-то похожее на этот случай или обнаружить какое-то промежуточное состояние экзопланет, которое могло бы намекнуть на истинный механизм явления, последствия которого удивили их в системе Gliese 367.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» NASA получил новые данные о планете K2-18 b. Эта экзопланета-океан (гикеан) вращается вокруг красного карлика K2-18 и находится на расстоянии 111 световых лет от Земли в созвездии Льва. Новые данные свидетельствуют о том, что в атмосфере планеты содержится водород. Это вместе с другими признаками может указывать на то, что на ней могут существовать живые организмы.

Источник изображения: NASA / CSA / ESA / J. Olmsted (STScI)

В новом исследовании учёные из Кембриджского университета изучили полученные от «Джеймса Уэбба» данные, чтобы узнать больше о планете K2-18 b, которая в 8,6 раза больше Земли и делает оборот вокруг своей звезды всего за 33 дня. Речь идёт о данных, полученных в ходе наблюдения с помощью прибора формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне бесщелевого спектрографа NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) и спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec, которые помогли узнать больше о химическом составе атмосферы K2-18 b.

В ходе исследования было установлено, что атмосфера K2-18 b содержит неожиданно много углекислого газа, метана и диметилсульфида — углеродсодержащих молекул, источником появления которых на Земле являются живые организмы. Также отмечается недостаток аммиака, что может являться признаком наличия у планеты жидкого океана, в водах которого и растворяется аммиак из атмосферы.

«Результаты нашего исследования подчёркивают важность изучения разнообразных сред при поиске жизни в других местах. Традиционно поиск жизни на экзопланетах был сосредоточен на небольших скалистых планетах, но более крупные миры типа гикеан значительно более удобны для наблюдения за атмосферой», — рассказал один из авторов исследования Никку Мадхусудхан (Nikku Madhusudhan).

Исследователи впервые заметили признаки того, что на K2-18 b потенциально может быть жизнь в 2019 году, когда обрабатывали данные, полученные от космической обсерватории «Хаббл». Наличие водяного пара в атмосфере указывает на то, что на поверхности планеты есть жидкая вода — основной необходимый для развития жизни элемент по меркам Земли. Однако считается, что на K2-18 b оказывает значительно более сильное влияние излучение её звезды, которое является враждебным для жизни. В дальнейшем исследователи продолжат наблюдать за планетой K2-18 b с помощью инструментов, имеющихся в арсенале телескопа «Джеймс Уэбб».

Индийское национальное космическое агентство ISRO сообщило, что ракета-носитель PSLV-C57 успешно вывела в космос первую индийскую солнечную обсерваторию Aditya-L1. Ракета стартовала в 11:50 утра по местному времени (09:20 мск) с площадки Космического центра им. Сатиша Дхавана. Примерно через 63 мин после старта ракета вывела Aditya-L1 на низкую околоземную орбиту (НОО). После серии манёвров обсерватория направится к точке базирования.

Источник изображений: ISRO

Успешный запуск последовал за другим важным для Индии событием: 23 августа космический аппарат «Чандраян-3» стал первым, кто совершил мягкую посадку вблизи южного полюса Луны. Индийские космические программы набрали обороты вплоть до намерений самостоятельно осуществить в 2024 году первый пилотируемый полёт. И если миссия «Чандраян-3» завершится примерно через неделю после прихода ночи на Луне, то путь Aditya-L1 только начинается.

Обсерватория Aditya L1 станет первым индийским космическим аппаратом, предназначенным для изучения Солнца. Космический аппарат будет выведен на гало-орбиту вокруг точки Лагранжа 1 (L1) системы Солнце-Земля, которая находится на расстоянии около 1,5 млн. км от Земли. Основным преимуществом аппарата, выведенного на гало-орбиту вокруг точки L1, является возможность непрерывного наблюдения Солнца без затмений и с минимальными тратами горючего. Это позволит наблюдать за солнечной активностью и её влиянием на космическую погоду в режиме реального времени.

На борту космического аппарата находятся семь полезных нагрузок, предназначенных для наблюдения фотосферы, хромосферы и самых внешних слоёв Солнца (короны) с помощью детекторов электромагнитных и магнитных полей и частиц. В районе точки базирования четыре полезные нагрузки будут непосредственно наблюдать Солнце, а остальные три обеспечат проведение исследований частиц и полей в точке Лагранжа L1, собирая тем самым важные научные данные о распространении (и воздействии) солнечной динамики в межпланетной среде.

В частности, научные приборы обсерватории позволят получить важнейшие сведения для понимания проблемы коронального нагрева, выброса корональной массы, предшествующей вспышкам и вспышечной активности и их характеристик, динамики космической погоды, распространения частиц и полей и т.д.

Подобные данные собирают американские и европейские космические обсерватории. Свою солнечную обсерваторию намерен запустить Китай. Индия сегодня тоже сделала шаг в область слежения за Солнцем и космической погодой. Приближается очередной пик в 11-летнем цикле солнечной активности, и земная наука готовится встретить этот момент во всеоружии.

Новый снимок космической обсерватории им. Джеймса Уэбба в очередной раз показал невероятные возможности этого инструмента. С помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона получено изображение легендарной сверхновой Supernova 1987A, наблюдения за которой ведутся без малого 40 лет. Новый снимок выявил невидимые ранее детали в структуре останков звезды, что делает наблюдения за ней ещё интереснее.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: NASA

Останки сверхновой Supernova 1987A были обнаружены в феврале 1987 года. Они находятся на удалении 168 тыс. световых лет и поэтому удобны для наблюдения за эволюцией объектов такого рода. Со времени открытия за этой сверхновой постоянно наблюдают все самые совершенные телескопы по мере их появления во всех диапазонах от радио и гамма до инфракрасных и оптических. Последние данные о Supernova 1987A в инфракрасном диапазоне представил космический телескоп «Спитцер» (Spitzer Space Telescope). Но только «Уэбб» позволил увидеть тонкие структуры в останках этой сверхновой.

Предыдущее изображения этой же сверхновой, которое совмещает данные от телескопов «Чандры» и «Хаббла».

На снимке «Уэбба» во внутренней области останков сверхновой, окружённых кольцом из ярких сгустков (образованных ударными явлениями в сброшенном звездой веществе), проявились два тёмных «полумесяца». Ранее эти структуры не фиксировались нашими приборами, и они стали для учёных следующими объектами для изучения. В центральной области останков сверхновой чрезвычайно много пыли, что затрудняет их изучение даже с помощью инфракрасных приборов. На следующем этапе «Уэбб» посмотрит на эту область с помощью камеры среднего инфракрасного диапазона, что обещает ещё сильнее улучшить детализацию останков Supernova 1987A.

Где-то в центре этих клубов пыли находится нейтронная звезда, оставшаяся после взрыва сверхновой. Будет большой удачей, если «Уэбб» поможет её найти. Но даже без этого новый инфракрасный телескоп предоставляет учёным множество новых деталей об эволюции останков сверхновых и это позволяет заполнить пробелы в наших знаниях об эволюции звёзд и вещества во Вселенной. Ведь все мы когда-то были частью звёзд. Все атомы нашего тела были выброшены во Вселенную во взрывах сверхновых. Нельзя исключать, что в некоторых из нас есть атомы Supernova 1987A.

Пятна в атмосферах планет-гигантов — это обычное явление. Мало кто не слышал о знаменитом Большом красном пятне на Юпитере. Но не все они доступны для наблюдения с Земли. Похожее пятно в атмосфере Нептуна обнаружилось только приборами космического аппарата «Вояджер-2» в 1989 году, когда он пролетал рядом с этой далёкой планетой. Позже пятно в атмосфере Нептуна увидел космический телескоп «Хаббл». И лишь теперь его впервые засекли с земного телескопа.

Изображение Нептуна, полученное на четырёх длинах волн. Источник изображения: ESO

Пронаблюдать за загадочным пятном в атмосфере Нептуна удалось с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, который в виде четырёх разнесённых и синхронизированных оптических телескопов разместился на горе Серро-Параналь в Чили. Более того, команда по изучению атмосферы Нептуна использовала для получения данных многоканальный спектрометр MUSE. Этот прибор позволил разложить отражённый от Нептуна свет на несколько длин волн и, тем самым, рассказал об особенностях его атмосферы на разных высотах.

Новые наблюдения позволили сделать вывод, что пятна — это не просветы в облаках, как на Земле. По всей видимости, это потемнение частиц в атмосфере Нептуна в процессе происходящих там химических и физических процессов. Лёд и аэрозоли смешиваются ниже основного слоя видимой дымки, и это приводит к потемнению ниже уровня дымки.

Также неожиданно вскрылось, что рядом с большим синим пятном в атмосфере планеты на той же высоте обнаружилось яркое пятно, которое не было видно при наблюдении из космоса. Ранее нечто подобное наблюдалось при обнаружении высотных метановых облаков в атмосфере Нептуна, но новое «яркое глубинное облако» оказалось на той же высоте, что и тёмное пятно, а значит, оно имеет другую природу, пока не объяснённую учёными.

Возможность наблюдения за атмосферой Нептуна с Земли позволит астрономам получить больше информации о происходящих там процессах, освободив космические обсерватории для работы с глубинами Вселенной.

Учёные почти в шесть раз повысили теоретический предел скорости, которую способны развивать чёрные дыры в процессе своей эволюции. Это тем более неприятно, что в Млечном Пути могут быть сотни блуждающих чёрных дыр, о которых нам ничего неизвестно. К счастью для нас, разогнаться до указанной отметки на уровне 10 % от скорости света чёрные дыры могут только в исключительных обстоятельствах.

Иллюстрация одиночной чёрной дыры. Источник изображения: FECYT, IAC

Учёные всё больше и больше узнают о поведении и эволюции чёрных дыр, хотя пробелы в этих знаниях продолжают оставаться. Это неудивительно. У нас нет инструментов и возможностей напрямую наблюдать такие объекты. Строго говоря, чёрные дыры — это всё ещё гипотеза, хотя и подкреплённая множеством теоретических доказательств и косвенных наблюдений. И наблюдения часто опережают теорию. Например, открыты чёрные дыры, масса которых выходит за границы теоретически обоснованной. Почему так может происходить, показали новые расчёты, которые подняли границы допустимых для чёрных дыр скоростей.

Повышенную скорость и новую траекторию чёрные дыры могут получить при слиянии в двойной системе. Пара чёрных дыр сближается в своём орбитальном кружении вокруг общего центра масс до момента слияния, после чего новая чёрная дыра увеличенной массы приобретает некую дополнительную скорость и траекторию. До сих пор учёные считали, что после слияния чёрные дыры не могут двигаться со скоростью свыше 5 тыс. км/с относительно точки рождения. Новое более детальное моделирование показало, что при сочетании определённых условий скорость рождённой слиянием чёрной дыры может быть почти в шесть раз больше или 28 562 ± 342 км/с. Тем самым они подняли планку скорости чёрных дыр почти до 10 % от скорости света.

Впрочем, как сказано выше, чтобы чёрная дыра разогналась до максимально возможного значения необходимо соблюдение двух условий: во-первых, спины (направления вращения) в паре чёрных дыр должны быть строго противоположны и, во-вторых, направлены вдоль плоскости орбиты. Только в таком случае образовавшаяся при слиянии новая чёрная дыра приобретёт импульс, который придаст ей наибольшее ускорение.

Подобные скорости позволяют чёрным дырам носиться по галактикам и вылетать за их пределы. Такое поведение повышает вероятность столкновений между ними, чем может объясняться появление чёрных дыр с массой выше теоретически возможной (сценарий столкновений с путешественниками издалека просто не рассматривался). Очевидно, что такое происходит нечасто даже для бесконечной по нашим меркам Вселенной, но границы возможностей необходимо знать, чтобы овладеть теорией и перейти к практике.

На сегодняшний день обнаружена одна ускоряющаяся чёрная дыра, которая, по мнению учёных, является результатом слияния двух других. Она движется со скоростью около 1542 км/с. Это не так быстро, как могло бы быть. И теперь мы знаем, насколько небыстро.

Группа астрономов представила новые и самые детальные изображения туманности Кольцо, полученные с помощью камер ближнего и среднего инфракрасного диапазона космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Чувствительные датчики «Уэбба» помогли обнаружить неизвестные ранее детали в строении туманности, что приоткрыло детали её строения. Похоже, у образовавшей туманность звезды был партнёр по системе.

Туманность Кольцо в ближнем инфракрасном диапазоне (нажмите для увеличения). Источник изображений: NASA / ESA / CSA

Туманность Кольцо находится от нас на расстоянии 2,5 тыс. световых лет. Это достаточно близко, чтобы на её примере изучать строение и эволюцию подобных объектов. Тысячу лет назад там была завершающая свой жизненный цикл звезда, раздувшаяся до красного гиганта. Затем звезда сбросила свою оболочку, а всё что от неё осталось — это белый карлик, горячее, но остывающее ядро.

Детальные снимки «Уэбба» в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне выявили крайне сложную структуру в разлетающемся облаке газа оболочки умирающей звезды. Для взорвавшегося круглого объекта картина наблюдающихся турбулентностей очень и очень сложная.

Более того, за пределами чётко выраженного кольца «Уэбб» помог различить ранее невидимые концентрические дуги количеством до 10 штук. Для планетарных туманностей такого раньше не наблюдалось. Чтобы образовать подобные выбросы газа звезда должна была сбрасывать оболочку несколько раз с периодом 280 лет. Что-то в этом не так. По всей видимости, считают астрономы, что у центральной звезды был партнёр по системе и, судя по результатам наблюдений, он должен был вращаться по орбите, удалённой на расстояние эквивалентное расстоянию от Земли до Плутона, и как ложечкой в чашке кофе с молоком таким вот образом «размешивать» газ из сброшенной оболочки.

Изображение туманности Кольцо в среднем инфракрасном диапазоне (нажмите для увеличения)

Также новые наблюдения позволили учёным выявить в туманности около 20 тыс. водородных «пузырей» глобул и обнаружить «шипы» по периферии кольца, направленные от звезды наружу. Похоже, что шипы образовались в тени особенно плотных областей газа оболочки, где излучение ядра не смогло разрушить определённый тип молекулярных соединений. Но в целом, вся та красота, которая представлена на снимках туманности Кольцо — это результат ионизации газа сброшенной оболочки ультрафиолетовым излучением центрального ядра. Человеческому глазу такие красоты недоступны, поэтому изображения раскрашены в привычные нам краски.