Планета WASP-76 b прославилась благодаря дождям из железа — температура на ней достигает 2400 градусов по Цельсию, что способствует существованию весьма специфических условий, при которых металлы испаряются, а после проливаются на поверхность. Теперь исследователи обнаружили в атмосфере планеты в изобилии 11 химических элементов, обычно формирующих камни.

Источник изображения: Prettysleepy/pixabay.com

Примечательно, что некоторые элементы, обнаруженные в атмосфере далёкой планеты, в газовых гигантах солнечной системы вроде Сатурна и Юпитера не обнаружены вовсе — это поможет кое-что узнать о собственной Солнечной системе.

Расположенная в 634 световых годах от Земли в созвездии Рыб планета WASP-76 b отличается невероятными температурами из-за близости к местной звезде — она в 12 раз ближе к ней, чем Меркурий к Солнцу и классифицирована, как т.н. «ультрагорячий Юпитер». Вокруг звезды планета обращается за 1,8 земных дня и, хотя её масса составляет всего 85 % от массы Юпитера, она почти вдвое больше газового гиганта диаметром и приблизительно вшестеро объёмнее. Всё это — результат близкого присутствия звезды, «раздувающей» планету.

Объект интенсивно изучается ещё с момента открытия в 2013 году. В 2020-м обнаружилось, что на планете идут дожди из железа. Планета приливно заблокирована — всегда обращена одной стороной к местной звезде, поэтому температура на другой её части заметно ниже, в результате чего испарившееся железо конденсируется и выпадает буквально в виде дождя. Новые наблюдения с помощью спектрографа MAROON-X телескопа Gemini North на Гавайях позволило изучить состав атмосферы в беспрецедентных деталях.

Из-за невероятных температур на планете элементы, из которых обычно формируются камни на планетах вроде Земли — например, железо и магний, здесь находятся в газообразном состоянии в верхних слоях атмосферы. По результатам исследований учёные смогут делать предположения и о составе других газовых гигантов — подобные элементы на более холодных планетах вроде Юпитера, вероятно, просто незаметны, поскольку находятся в более глубоких слоях атмосферы. Также выяснилось, что содержание марганца, хрома, магния, ванадия, бария и кальция близко соответствует не только содержанию этих химических элементов в собственной звезде планеты, но и количествам, обнаруженным на Солнце. В целом учёные предположили, что звёзды одного возраста имеют примерно один состав с одинаковым содержанием элементов тяжелее водорода и гелия.

WASP-76 b в представлении художника. Источник изображения: Frederik Peeters

То, что сформировавшаяся из окружавшего звезду протопланетного диска WASP-76 b имеет химический состав, похожий на состав ближайшей звезды, косвенно свидетельствует о том, что это может касаться и других гигантских планет, тогда как землеподобные варианты формируются в результате более сложных процессов.

При этом атмосфера WASP-76 b оказалась не вполне такой, как ожидалось. Считается, что разница в составах верхних слоёв атмосфер гигантских планет связана с даже незначительной разницей температур — некоторые элементы конденсируются и спускаются ниже, что может служить своеобразными «отпечатками пальцев» планет. Вероятно, две планеты с немного отличающимися температурами могут иметь очень разные атмосферы, как два горшка с водой. При температуре -1° C вода замерзает, а +1° C — остаётся жидкой. Например, на WASP-76 b обнаружен кальций, но на более прохладной планете его могут и не найти.

Сделан и ряд других открытий. Например, не исключено, что избыток никеля свидетельствует о том, что в своё время планета поглотила какое-то небесное тело, аналогичное Меркурию и богатое подобным элементом.

Астрономы продолжат изучать экзопланету и похожие миры, пытаясь выяснить, как температуры влияют на составы атмосфер. Учёные надеются, что некоторые открытия будут применимы к планетам, расположенным намного ближе к Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature 14 июня.

Недавно астрономами были обнаружены признаки того, что белый карлик, расположенный приблизительно в 104 световых годах от Земли, медленно «кристаллизуется» в алмаз размером с планету. Открытие частично подтверждает существующие теории об окончательной судьбе большинства звёзд.

Источник изображения: Daniele Levis Pelusi/unsplash.com

Данные телескопа Gaia Европейского космического агентства (ESA) позволяют предположить, что белый карлик гравитационно связан с системой из трёх звёзд — HD 190412. Наблюдения свидетельствуют, что его ядро находится в процессе кристаллизации, что может мешать установить реальный возраст звезды. Хотя прочие светила из этого «квартета» насчитывают приблизительно по 7,3 млрд лет, белый карлик, возможно, намного моложе, его возраст предположительно составляет около 4,2 млрд лет. Результаты исследования, проведённого учёными из Австралии, Канады, Великобритании и США, доступны в базе arXiv, но пока не получили рецензий, поэтому читателям стоит воспринимать информацию с осторожностью.

Белый карлик представляет собой позднюю стадию жизненного цикла звезды — она превращается в подобное небесное тело после того, как сожгла весь водород. На этом этапе у звёзд с массами от низкой до умеренной в результате термоядерных реакций сбрасываются внешние оболочки и остаётся чрезвычайно плотное ядро, которое, собственно, и является белым карликом, масса звезды может умещаться в объёме, эквивалентном объёму Земли. Когда окончательно сжигают топливо более массивные звёзды, они могут коллапсировать в чёрные дыры.

Изначально температура белых карликов чрезвычайно высока, но постепенно они остывают и кристаллизуются, поскольку новые источники энергии отсутствуют. В итоге такие звёзды, предположительно, станут холодными и тёмными объектами — чёрными карликами, по составу и структурно похожими на алмазы. Согласно теориям учёных, на подобный процесс уйдёт намного больше 13,8 млрд лет, прошедших со времён Большого взрыва, поэтому, вероятно, чёрных карликов пока во вселенной не существует. Тем не менее, подобная судьба, как ожидается, в итоге ожидает около 97 % звёзд Млечного пути, включая Солнце.

Согласно существующим теориям, по мере приближения тепловой смерти Вселенной последними останутся только чёрные дыры и чёрные карлики, остальные звёзды и галактики к тому времени уже исчезнут. Обнаружение звезды в процессе кристаллизации так близко к Солнечной системе поможет астрономам лучше понять происходящие процессы и насколько такие звёзды распространены вообще. Пока считается, что из 100 ближайших звёзд меньше 10 — белые карлики, поэтому находка имеет большую ценность для наблюдений.

Также не так давно открыта планета, вращающаяся вокруг двух звёзд — как Татуин из «Звёздных войн», и пока астрономам известно только 12 циркумбинарных систем.

Международная группа астрономов открыла вторую в истории многопланетную циркумбинарную звёздных систему, что даёт поклонникам «Звёздных войн» надежду на то, что однажды они смогут отправиться на планету, похожую на Татуин. Недавно обнаруженная планета BEBOP-1c присоединяется к TOI-1338b, обнаруженной в той же системе в 2020 году. Пока астрономам известно только 12 циркумбинарных систем, и это вторая система, в которой находится более одной планеты.

Источник изображения: hothardware.com

Циркумбинарная система состоит как минимум из одной планеты, которая вращается вокруг двух звёзд вместо одной. Планеты, вращающиеся вокруг этих двойных солнечных систем, были обнаружены с использованием нескольких различных методов. Например, TOI-1338b была обнаружена транзитным методом, когда планета проходила перед более яркой из двух звёзд, вокруг которых вращается. BEBOP-1c, с другой стороны, была обнаружена с использованием доплеровского метода, также известного как метод колебания или метод радиальной скорости.

Это метод, который использовался для исследования первой экзопланеты. Команда использовала самые современные инструменты, установленные на двух телескопах в пустыне Атакама в Чили. Хотя команде не удалось измерить массу TOI-1338b с помощью этого метода, им удалось обнаружить BEBOP-1c. Планета имеет период обращения 215 дней и массу в 65 раз больше, чем Земля. Она была названа в честь проекта по сбору астрономических данных Binaries Escorted By Orbiting Planets (BEBOP).

Поскольку в случае циркумбинарной геометрии обе звезды вращаются вокруг друг друга, они действуют как гигантская лопасть, которая возмущает ближайшее к ним пространство и препятствует формированию планет, за исключением областей, которые находятся в спокойном состоянии и находятся далеко от звезды.

На данный момент учёным не удалось определить размер BEBOP-1c, но они продолжают исследования методом транзита с целью установить её массу. Что касается ранее открытой планеты TOI-1338b, астрономам удалось установить её предельную массу и плотность. По словам учёных, плотность планеты невысока и сопоставима с «бисквитным тортом», что делает её оптимальной для дальнейших исследований с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб».

В ближайшие несколько дней сразу два потенциально опасных астероида сблизятся с Землёй. Об этом пишет информационное агентство ТАСС со ссылкой на данные Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН.

Источник изображения: Getty Images

«В середине июня сразу два крупных потенциально опасных астероида — (488453) 1993 XD и 2020 DB5 — проходят близко к Земле, достигнув яркости чуть выше 14 зв. вел. Их абсолютный блеск почти одинаков (H=19,2…19,3), а значит, астероиды могут иметь похожие размеры (порядка 400-800 метров). 12 июня нашу планету и астероид 1994 XD будут отделять 3,2 млн км. (в восемь раз дальше Луны)», — сказано в сообщении института.

Отмечается, что астероид 1994 XD был открыт в декабре 1994 года и 12 июня он подойдёт на самое близкое расстояние к нашей планете с момента открытия. Что касается астероида 2020 DB5, то 15 июня он пройдёт на расстоянии примерно в 11 раз дальше Луны. Из названия этого объекта понятно, что он был открыт в 2020 году.

В институте напомнили, что многие околоземные астероиды всё ещё неизвестны учёным и могут «упасть нам на голову». Однако вероятность этого, подчеркнули в ИПМ, низка. «Мы отслеживаем оба астероида в обсерватории ISON-Kitab. А радар «Голдстоун» в Калифорнии планирует уточнить размер и формы объектов», — сказано в сообщении института.

Зафиксированный в октябре 2022 года гамма-всплеск GRB 221009A был в 1000 раз ярче, чем в среднем регистрируется при событиях такого рода. За это он получил собственное имя — BOAT (brightest of all time). Оказалось, что этот гамма-всплеск был нетипичным также в других проявлениях. Его джет по своей структуре отличался от типичной струи вещества. Это означает, что за явлением BOAT лежит другая и неизвестная нам физика процесса.

Джет в представлении художника. Источник изображения: NASA Goddard Space Flight Center

Анализ «ярчайшего за всё время» гамма-всплеска затруднён тем, что учёные не были готовы к его регистрации. Сигнал из космоса в буквальном смысле ослепил все гамма-детекторы в космосе и на Земле. Этого чудом удалось избежать единственному гамма-телескопу — китайской обсерватории GECAM-C. По чистой случайности часть её детекторов была отключена и этим была сильно понижена чувствительность оборудования. Тем самым китайцы помогли установить верхнюю границу события, которая, по их информации, была в 50 раз выше самого мощного ранее зарегистрированного гамма-всплеска.

Реконструкция NASA по данным нескольких гамма- и рентгеновских обсерваторий даёт более высокую оценку событию — в 70 раз мощнее предыдущего рекорда. Но суть явления это не меняет. И китайцы, и NASA сходятся в оценке порядка события. Но это, как оказалось, ещё не всё. Дальнейший анализ данных, в частности, с рентгеновских датчиков, выявил другие необычные особенности длинного гамма-всплеска GRB 221009A.

Так, разбор информации от космической рентгеновской обсерватории NASA NuSTAR позволил выявить значительную неоднородность в структуре джета — энергичной струи вещества, рождающего гамма-всплеск. Джет образуется в момент коллапса звезды в чёрную дыру. До сих пор джеты от таких явлений напоминали пулю — однородный по структуре энергии выброс. Рентгеновское наблюдение за ударными волнами после джета GRB 221009A показало, что выброс вещества в данном случае был энергетически неоднородным по всей своей протяжённости, что было впервые зарегистрировано для гамма-всплесков.

Учёные не исключают, что всему виной могла быть звезда, родившая гамма-всплеск в момент коллапса. Но мы уже не можем понять, какой она была, и почему джет во время её коллапса отличался от тысяч таких же во всех других случаях. Расшифровка поведения джета GRB 221009A может дать ответ на этот вопрос, подобно изучению следов на снегу. Возможно, в этом помогут данные других рентгеновских телескопов, хотя они не видят сам гамма-всплеск, но могут регистрировать его последствия по распространению ударных волн от джета.

Астрономы давно подозревали, что наблюдаемый с 1888 года квазар OJ 287 в созвездии Рака — это галактика с двумя сверхмассивными чёрными дырами в своём центре. Но эта галактика так далеко от нас, а чёрные дыры расположены в такой близости друг к другу, что сигналы от них сливаются в одну точку. Последний цикл наблюдений за OJ 287 принёс долгожданное открытие — сигналы от второй чёрной дыры впервые были надёжно обнаружены.

Источник изображения: AAS 2018

Активная галактика OJ 287 находится от нас на расстоянии около 5 млрд световых лет. Этот объект наблюдается астрономами 135 лет и изучен очень хорошо. Это отличная цель для проверки астрофизических теорий, которая даёт возможность на практике проверить те или иные модели. Наблюдения последних 40 лет позволили выявить два цикла в изменении активности галактики. Один из них 12-летний, а другой — 55-летний. Меньший цикл очевидным образом связали с орбитальным движением менее массивной чёрной дыры в центре галактики вокруг её намного большего партнёра по двойной системе.

Наибольшая в этой паре чёрных дыр сверхмассивная чёрная дыра считается второй по массе среди обнаруженных СМЧД. Её масса составляет около 18 млрд масс Солнца. Моделирование показало, что меньшая чёрная дыра в паре имеет массу около 150 млн масс Солнца. На фоне намного более крупного партнёра её невозможно было надёжно детектировать и учёные лишь догадывались о её присутствии.

Надёжным признаком обнаружения чёрной дыры может быть наличие активного аккреционного диска — обширной области газа и пыли, ближайшая к дыре часть которой раскалена до миллиардов градусов по Цельсию. Эта область светится почти во всех электромагнитных диапазонах, не говоря о периодическом появлении колоссальных выбросов энергии в виде джетов с полюсов чёрной дыры, которые также отлично фиксируются нашими приборами. Именно по таким признакам была детектирована наибольшая чёрная дыра из этой пары.

Обнаружить активность менее массивной чёрной дыры из пары смогли польские астрономы во время наблюдений в цикле 2021/2022 годов. Они заметили короткоживущую яркую вспышку, длительность которой длилась меньше суток. Анализ архивных данных показал, что подобные явления могли быть зафиксированы и раньше, но их банально проспали. Моделирование показало, что короткоживущая вспышка — это не джет от второй СМЧД (там другая физика), а момент пересечения менее массивной СМЧД акреционного диска второй чёрной дыры. Она как бы ныряет в аккреционный диск своей соседки по системе и в этот момент происходит выброс энергии. Аналогичная вспышка фиксируется в процессе «выныривания» с другой стороны. Это как танец с саблями или лазерными мечами, если использовать сравнимые понятия, когда два партнёра кружат один вокруг другого в орбитальном танце и соударяются мечами-дисками.

Бинарная система чёрных дыр в OJ 287 оказалась ещё интереснее, чем представляли учёные. Наблюдения за этим объектом будут продолжены. Можно ожидать, что учёные также попытаются проследить за ней с помощью гравитационных детекторов. Это даст ещё больше данных о физике процессов, которые мы никогда не сможем воспроизвести в земных лабораториях.

Обнаружить сложные органические молекулы всего через 1,5 млрд лет после Большого взрыва — «это как третьекласснику выйти на пенсию», прокомментировали событие учёные. Обнаружены не простые молекулы типа воды или углекислого газа, а найдены сложные соединения из сотен и тысяч атомов. На таком этапе развития Вселенной этого мало кто ожидал. Очевидно, близится время глубокого пересмотра наших теорий об эволюции звёзд, галактик и самой Вселенной.

Синий объект — это галактическое скопление, оранжевый — далёкая галактика, наблюдаемая сквозь гравитационную линзу. Источник изображения: J. Spilker / S. Doyle, NASA, ESA, CSA

Сделать открытие помогли возможности нового космического телескопа «Джеймс Уэбб» и хорошо известный эффект гравитационного линзирования. Гравитационная линза была создана удалённым от нас на 3 млрд световых лет массивным скоплением галактик. Гравитация этого скопления настолько сильно исказила вокруг себя пространство-время, что фоновые объекты далеко за ним появились вокруг него в сильно увеличенном виде.

Так удачно совпало, что почти точно за скоплением в 12 млрд световых лет от нас находилась одиночная галактика SPT0418-47. Именно её изображение увеличила гравитационная линза от скопления. На снимке далёкая галактика превратилась в ореол, сияющий вокруг скопления. Простая математика позволяет вернуть галактике первоначальный вид и воссоздать её реальный образ.

Спектральные приборы «Уэбба» позволили выделить в свете галактики SPT0418-47 сложные органические молекулы, которые на Земле обычно находятся в нефти. Обнаружить подобное в открытом космосе всего через 1,5 млрд лет после Большого взрыва — это было удивительно. Это указывает на то, что химические преобразования во Вселенной шли гораздо быстрее, чем это себе представляла земная наука. На тот момент Вселенная прошла только 10 % своего развития, а органики там не меньше чем в нашей галактике. Подобные вещества должны были быть в ней в следовых количествах и недоступны для определения земными приборами. Но «Уэбб» смог это сделать и ещё на шаг приблизил нас к пониманию эволюционных процессов во Вселенной.

Принцип работы гравитационной линзы

Новые наблюдения «Уэбба» обещают обнаружить сложные органические вещества в других галактиках ранней Вселенной и, возможно, на ещё более ранних этапах её развития. К сожалению, прибор телескопа для таких открытий начал деградировать. Ранее мы сообщали, что спектрометр среднего разрешения (MRS) инструмента MIRI на самых длинных волнах начал снижать пропускную способность (количество света, которое регистрируется датчиками). Если команда телескопа не найдёт решения проблемы, подобные наблюдения после 2024 года станут невозможными.

Наша галактика, как и вся Вселенная, полна вещами, о которых мы пока даже не догадываемся. Эти вещи и явления вскрываются по мере совершенствования инструментов наблюдения за космосом, что наглядно показала работа нового радиотелескопа MeerKAT в ЮАР. 200-часовый цикл наблюдения обнаружил в центре нашей галактики тысячи нитеподобных структур, о которых учёные до этого даже не подозревали.

Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: Farhad Yusef-Zadeh/Northwestern University

Следует сказать, что первые нитеподобные структуры в центре Млечного Пути обнаружены более 40 лет назад. Астроном Фархад Юсеф-Заде (Farhad Yusef-Zadeh) из Северо-Западного университета в штате Иллинойс всю жизнь посвятил изучению этого явления. Первые обнаруженные нити были релятивистскими — это были разогнанные до околосветовой скорости потоки электронов. Нити длиной до 150 световых лет располагались параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости нашей галактики, за что их прозвали «струнами арфы». Предполагается, что «струны» — это выстроенные по силовым линиям магнитного поля потоки частиц, хорошо видимые в радиодиапазоне и, скорее всего, они связаны с деятельностью сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути (Стрелец А*, Sgr A*).

Новое наблюдение с помощью радиотелескопа MeerKAT открыло нечто похожее и при этом иное — тысячи коротких нитей длиной от 5 до 10 световых лет, расположенных параллельно плоскости нашей галактики и расходящиеся радиально из её центра. Учёные потратили больше года на картирование этих объектов, с указанием точных длин и углов расхождения. Предполагается, что эти нити также являются результатом деятельности чёрной дыры Стрелец А*. Точнее, некоего события, происшедшего с дырой около 6 млн лет назад. Это могло быть одновременное падение множества вещества на чёрную дыру и, как следствие, резкий рост активности в аккреционном диске с выбросом энергии.

«Было неожиданностью внезапно обнаружить новую популяцию структур, которые, кажется, указывают в направлении чёрной дыры, — сказал Юсеф-Заде. — Я был ошеломлён, когда увидел это. Нам пришлось проделать большую работу, чтобы установить, что мы не обманываем себя. И мы обнаружили, что эти нити не случайны, а, похоже, связаны с истечением нашей чёрной дыры. Изучая их, мы могли бы узнать больше о вращении чёрной дыры и ориентации аккреционного диска. Приятно, когда находишь порядок посреди хаотического поля ядра нашей галактики».

Каждая третья планета вокруг самых многочисленных звёзд в нашей галактике — красных карликов — потенциально пригодна для жизни, свидетельствует новое исследование. Эти выводы сделаны на основе изучения данных с телескопов «Гайя» и «Кеплер». Комбинированные данные позволили извлечь информацию об орбитах открытых ранее экзопланет, и примерно 30 % из них оказались «совместимыми» с жизнью.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

Как признаются учёные, для завершения работы по оценкам эксцентриситета орбит экзопланет им не хватало точных расстояний до целевых звёзд. Эти данные предоставил европейский астрометрический спутник «Гайя» (Gaia). На основании данных «Гайи» и данных телескопа «Кеплер», который непосредственно охотился за экзопланетами (он искал их по провалам в блеске звёзд, если планета проходила по их дискам), были воссозданы орбиты 163 экзопланет у красных карликов.

Красные карлики — это самые распространённые в нашей галактике звёзды. Они размером с Юпитер и поэтому планеты могут двигаться вокруг них по более близким орбитам, и это не испепелит их. Вопрос в другом. Если орбиты будут сильно отличаться от круговых, то даже находясь в зоне обитания, где вода может быть в жидкой фазе, гравитационные «качели» будут вызывать приливной нагрев планет и, в конце концов, сделают их непригодными для биологической жизни.

Исследование показало, что у трети изученных экзопланет более-менее круговые орбиты, что делает их подходящими кандидатами на роль инкубаторов для жизни. При этом, чем больше у карликовой звезды M-типа экзопланет, тем более круговые у них всех орбиты. И наоборот, одиночные планеты, как правило, обладают сильно вытянутыми орбитами и на них при поиске жизни не стоит обращать первостепенное внимание.

Поскольку карликовых звёзд M-типа в нашей галактике миллиарды, то потенциально обитаемых миров в ней может быть сотни миллионов. И теперь мы лучше знаем, с каких миров необходимо начинать искать обитаемые.

Сборная группа астрономов сообщила о завершении анализа самых последних данных, полученных от космической обсерватории «Кеплер». Финальная научная кампания телескопа продлилась около двух недель, в последнюю из которых телескоп был почти неуправляемым. Но даже из такого набора данных учёные смогли вытянуть информацию о трёх новых обнаруженных экзопланетах. Телескоп выдавал результат до последней капли топлива в баках.

Источник изображения: NASA Jet Propulsion Laboratory

Обсерватория «Кеплер» создавалась для охоты за экзопланетами. Телескоп был запущен в 2009 году на орбиту вокруг Земли. Аппарат должен был следить за яркостью звёзд на северном небе, определяя наличие экзопланет по провалам в кривой блеска звёзд, когда планеты пересекали их диски. За четыре года «Кеплер» отследил кривые блеска 150 тыс. звёзд и обнаружил около 2000 экзопланет. На этом срок его миссии закончился, но научная работа не прекратилась — в баках обсерватории ещё оставалось топливо.

Впрочем, проблема была не только в заканчивающемся горючем. За 4 месяца до завершения миссии у телескопа отказал один из гироскопов, а ещё через 10 месяцев после окончания топлива отказал второй (всего их было 4). Телескоп стало трудно ориентировать и удерживать в стабильном положении, и его на время отключили. Весной 2014 года «Кеплер» вернули к работе, решив задачу стабилизации оригинальным образом. Третьей «точкой опоры» стал солнечный ветер. Это не позволяло направлять телескоп куда вздумается, но в пару десятков мест неба «Кеплер» теперь мог смотреть с уверенностью.

После этого телескоп работал ещё свыше четырёх лет, делая это «набегами», которые учёные стали называть кампаниями. Последняя кампания началась в августе 2018 года на почти сухих баках. Десять дней «Кеплер» собирал высококачественные данные и ещё неделю смог проработать с постоянной потерей стабилизации. 30 октября 2018 года телескоп официально отправлен на пенсию.

За почти девять лет наблюдений он открыл свыше половины из надёжно зарегистрированных за пределами нашей системы 5000 экзопланет. И даже последние дни работы телескопа принесли открытия — расшифрованные данные рассказали об открытии двух экзопланет и одного кандидата в экзопланеты.

Интересно добавить, что к анализу последних данных «Кеплера» привлекли астрономов-любителей. Энтузиасты охотно тратят личное время на ручной анализ данных. Именно благодаря им были сделаны открытия в последних данных «Кеплера», для чего потребовалось глазами просмотреть кривые блеска почти 33 тыс. звёзд.

Две подтвержденные планеты — это K2-416 b, которая примерно в 2,6 раза больше Земли и обращается вокруг своей звезды примерно каждые 13 дней, и K2-417 b — чуть более крупная планета, которая более чем в три раза больше Земли и обращается вокруг своей звезды каждые 6,5 дней. Из-за размера и близости к своим звёздам обе планеты относятся к классу «горячих мини-нептунов». Они расположены на расстоянии около 400 световых лет от Земли.

Планета-кандидат EPIC 246251988 b — это самая большая из трёх планет. Она почти в четыре раза больше Земли. Эта планета размером с Нептун и обращается она по орбите вокруг своей звезды примерно за 10 дней. От Земли до неё 1200 световых лет.

«Мы обнаружили, вероятно, последние планеты, когда-либо открытые "Кеплером", в данных, полученных, когда космический аппарат буквально работал на износ, — сказал Эндрю Вандербург, доцент физики факультета астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института. — Сами планеты не особенно необычны, но их нетипичное открытие и историческое значение делают их интересными».

В данных, собранных европейским астрометрическим спутником «Гайя» (Gaia), обнаружена звёздная система с необычным поведением. Похожая на Солнце звезда вращается вокруг невидимого объекта в 11 раз тяжелее её. Такое поведение не укладывается в общепринятые модели эволюции парных систем. Звезда расположена слишком близко к невидимке, чтобы заподозрить в партнёре чёрную дыру. Неужели там обнаружена мифическая бозонная звезда из тёмной материи?

Источник изображения: Pixabay

Звезда и её невидимый партнёр вращаются вокруг общего центра масс на расстоянии 1,4 а.е. друг от друга. Это примерно равно расстоянию от Марса до Солнца с периодом обращения 188 дней. Теоретически невидимым объектом может быть чёрная дыра, но она должна была образоваться после взрыва достаточно большой звезды. Звезда должна была взорваться с филигранной точностью, чтобы не допустить разрушения соседки на таком близком расстоянии. Подобный сценарий с большим трудом укладывается в известные нам модели поведения наблюдаемых двойных систем.

Но всё становится проще, если в невидимом партнёре заподозрить бозонную звезду, вещество которой также прочат в частицы тёмной материи. Некоторые теории допускают, что тёмная материя может собираться в сгустки планетарного и звёздного масштабов. Данная работа как раз обосновывает вероятность развития одного из таких сценариев, когда тёмное вещество собралось в компактный объект типа звезды.

Учёные не настаивают на своей трактовке событий, но призывают внимательно проследить за указанной звёздной системой. Возможно это приведёт к удивительным открытиям, о чём они сообщают в препринте на сайте arXiv.

Земным астрономам не всегда предоставляется возможность удобного наблюдения за планетой Уран. Полный оборот вокруг Солнца этот газовый гигант совершает за 84 года. Для современных учёных время удобного наблюдения за северным полюсом Урана началось около десяти лет назад, чем они сразу воспользовались и нашли там типичный для атмосферных планет циклон.

Циклон над северным полюсом Урана в трёх разных диапазонах частот. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/VLA

Заглянуть под покров облаков на Уране астрономы смогли с помощью радиотелескопа VLA (Very Large Array («Очень большая антенная решётка»), состоящего из 27 антенн, расположенных в Нью-Мексико (США). Сканирование в диапазонах сантиметровых и миллиметровых волн (K, Ka и Q) показало наличие циклона в атмосфере над северным полюсом планеты — закрученных в спираль по ходу вращения Урана потоков чуть более тёплого и сухого воздуха.

Это стало первым наблюдением циклона над северным полюсом планеты. Ранее признаки циклона были обнаружены над её южным полюсом, когда там много лет назад пролетал зонд NASA «Вояджер-2». Но зонд не смог заглянуть под покров облаков и измерить температуру воздушных потоков, с чем успешно справился массив радиотелескопа VLA.

Данная работа стала финальным аккордом в череде изучения атмосфер планет Солнечной системы. Теперь мы точно знаем, что на всех планетах с атмосферой вне зависимости от её строения (это камень или газовый гигант), присутствуют такие атмосферные явления, как полярные циклоны. На Земле они формируются преимущественно над водой и мигрируют в процессе своего развития, тогда как над безводными мирами они рождаются над полюсами.

«Эти наблюдения говорят нам гораздо больше об истории Урана. Это гораздо более динамичный мир, чем можно было подумать, — сказал ведущий автор работы Алекс Экинс (Alex Akins) из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. — Это не просто голубой газовый шар. Здесь многое происходит "под капотом"».

Изображение Урана в натуральных цветах, сделанное зондом NASA «Вояджер-2» в 1986 году

Данные сделанных наблюдений и новые исследования Урана в ближайшие годы необходимы также с практической стороны. В начале 30-х годов NASA рассчитывает послать автоматическую межпланетную станцию для изучения спутников Урана и планеты. Для разработки наиболее развёрнутого плана экспедиции о месте разведки необходимо узнать как можно больше, чем учёные будут заниматься всё оставшееся до полёта время.

NASA поделилось новыми видами на красоты космоса, которые нам продолжает открывать телескоп «Джеймс Уэбб». Но одних только данных «Уэбба» было бы недостаточно для раскрытия множества нюансов бесконечного многообразия Вселенной. А вот объединив их с данными рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» и рядом других инструментов удалось воссоздать картины космоса, которые человеческий глаз никогда бы не увидел.

Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображений: NASA|ESA

Данные с инфракрасных датчиков «Уэбба» были дополнены снимками «Чандры» в рентгеновском диапазоне, а также данными, полученными телескопами «Хаббл» (видимый свет), «Спитцер» (инфракрасный свет), космическим телескопом Европейского космического агентства XMM-Newton (рентгеновский свет) и телескопом Европейской южной обсерватории New Technology Telescope (оптический свет).

Для восприятия изображений человеческим глазом снимки были раскрашены в видимые нашему глазу цвета. Рентгеновский диапазон раскрашен фиолетовым, а инфракрасный и видимый от синего до красного и оранжевого.

NGC 346 (Рентген: фиолетовый и синий; инфракрасный/оптический: красный, зеленый, синий)

Объект NGC 346 — это звёздное скопление в соседней галактике, Малом Магеллановом Облаке, на расстоянии около 200 000 световых лет от Земли. «Уэбб» показывает шлейфы и струи газа и пыли, которые звезды и планеты используют в качестве исходного материала в процессе своего формирования. Фиолетовое облако в левой части изображения — это данные «Чандры» — представляет собой остатки взрыва сверхновой массивной звезды. Также «Чандра» показывает молодые, горячие и массивные звёзды, которые раздувают вещество в пространстве вокруг себя. Снимки включают данные «Хаббла» и «Спитцера», а также вспомогательные данные XMM-Newton и Телескопа новых технологий ESO.

NGC 167. (Рентген: фиолетовый; оптический: красный, зеленый, синий; инфракрасный: красный, зеленый, синий)

Объект NGC 1672 — это спиральная галактика, но особая, которая относится к так называемым «зарешечённым» спиралям. В близких к центру областях таких галактик рукава из звёзд в основном выстроены в прямую линию, а не изгибаются спиралью. Данные «Чандры» высвечивают компактные объекты, такие как нейтронные звёзды или чёрные дыры, которые вытягивают материал из звёзд-компаньонов, а также остатки взорвавшихся звёзд. Дополнительные данные «Хаббла» (оптический свет) помогают заполнить изображения центральной части спиральных рукавов пылью и газом, а данные «Уэбба» дополнили изображения рукавов.

Туманность M16. (Рентген: красный, синий; инфракрасный: красный, зеленый, синий)

Туманность M16 (туманность Орла или Мессье 16) также называют «Столпами творения» за характерные облака пыли и газа в виде колонн. На датчиках «Уэбба» эти тёмные столбы газа и пыли очень хорошо видны, как и скрытые в них несколько молодых звёзд, которые только формируются. Датчики «Чандры», показывают там же молодые звёзды в виде точек — они испускают большое количество рентгеновского излучения.

Галактика M74. (Рентген: фиолетовый; оптический: оранжевый, голубой, синий; инфракрасный: зеленый, желтый, красный, пурпурный)

Наконец, галактика M74 (Мессье 74). Она такая же спиральная, как наш Млечный Путь. Мы видим её с отличного угла зрения — как на ладони. Она находится на расстоянии около 32 млн световых лет от нас. Галактику Мессье 74 прозвали призрачной галактикой, потому что она сравнительно тусклая и незаметная в небольшие телескопы. «Уэбб» показывает в ней газ и пыль в инфракрасном диапазоне, а данные «Чандры» высвечивают высокоэнергетическую активность звёзд в рентгеновском диапазоне. Оптические данные «Хаббла» показывают дополнительные звезды и пыль в виде пылевых полос.

Благодаря телескопу «Хаббл» астрономы получили новые доказательства присутствия недалеко от Земли чёрной дыры промежуточной массы — редчайшего объекта во Вселенной, который уверенно ещё никогда не обнаруживал себя. Объект найден в шаровом звёздном скоплении всего в 6000 световых годах от нашей системы. По космическим меркам — это словно соседний двор.

Шаровое скопление, в котором был обнаружен загадочный объект промежуточной массы. Источник изображения: ESA/Hubble, NASA

Забавно, что чёрные дыры промежуточной массы — это тайна в квадрате. Мы и сами чёрные дыры не можем увидеть — свет и электромагнитное излучение в целом не вылетают за их горизонты событий. Мы детектируем эти объекты по косвенным наблюдениям в виде тяготения к ним звёзд или по излучению перегретых дисков аккреции, а моделирование ставит в этом вопросе окончательную точку. Именно моделирование отсеивает чёрные дыры из череды невидимых карликов, нейтронных звёзд и прочего, что в силу ограниченной чувствительности могут не увидеть наши телескопы.

И среди множества обнаруженных невидимых объектов — чёрных дыр — нет ни одной уверенно трактуемой, как чёрной дыры промежуточной массы. Есть маленькие чёрные дыры массой до 100 масс Солнца, массивные чёрные дыры с массой от сотен тысяч масс Солнца, а также сверхмассивные — от миллиона масс Солнца. Чёрных дыр в промежутке от 100 до 100 000 солнечных масс в природе не наблюдаются, а они должны быть!

Впрочем, пару кандидатов в чёрные дыры промежуточной массы (среди сотни миллионов обнаруженных маленьких чёрных дыр только в нашей галактике) астрономы нашли. Это объекты 3XMM J215022.4-055108, который «Хаббл» помог открыть в 2020 году, и HLX-1, обнаруженный ещё в 2009 году. Оба они находятся в плотных звёздных скоплениях на окраинах других галактик. Каждый из этих кандидатов имеет массу до нескольких десятков тысяч солнечных масс. Также целый ряд чёрных дыр, вероятно, с промежуточной массой, был открыт рентгеновской обсерваторией NASA «Чандра», но к этим открытиям всё ещё множество вопросов.

Наконец, астрономы воспользовались услугами «Хаббла», чтобы поохотиться на неуловимые чёрные дыры промежуточной массы в наших окрестностях. Как сказано выше, обнаруживаются они косвенно, например, по круговому движению звёзд в определённых регионах, где нет видимого центра. Такие вещи лучше наблюдать как можно ближе, чтобы наверняка исключить тусклые объекты и более точно рассчитать круговые траектории видимых объектов.

«Хаббл» направили на ядро Мессье 4 (М4) — шарового звёздного скопления в 6000 световых годах от Земли. На видео показано, как звёзды движутся по кругу вокруг невидимого центра масс в течение 12 лет наблюдений (для этого использованы архивы телескопа). Моделирование показало, что это с чрезвычайно большой вероятностью может быть только чёрная дыра промежуточной массы, которая была оценена в 800 солнечных масс. «Хаббл» поставил точку в этой загадке и стал инструментом, который предоставил самые убедительные на сегодня доказательства существования чёрных дыр промежуточной массы.

Поскольку чёрные дыры промежуточной массы в шаровых скоплениях были долго неуловимы, астрономы сделали оговорку: «Хотя мы не можем полностью утверждать, что это центральная точка гравитации [компактный объект], мы можем показать, что она очень мала. Она слишком мала, чтобы мы могли объяснить это иначе, чем одиночной чёрной дырой. Как вариант, может существовать звёздный механизм, о котором мы просто не знаем, по крайней мере, в рамках нынешней физики».

Красный сверхгигант Бетельгейзе продолжает лихорадить после произошедшего в 2019 году титанического выброса коронарной массы в 400 млрд раз больше обычного выброса на нашем Солнце. После отмеченного четыре года назад Великого Потускнения в виде снижения светимости на 25–35 %, сегодня наблюдается резкий рост блеска. В апреле звезда достигла пика светимости в 156 % от первоначального. Неужели мы на пороге взрыва гигантской сверхновой всего в 700 световых годах от Земли?

Масштабы звезды в нашей системе: фотосфера Бетельгейзе распространялась бы до орбиты Юпитера. Источник изображения: ESO

Бетельгейзе периодически меняет яркость уже очень долгое время. Описательные наблюдения за этим процессом ведутся свыше 200 лет. Астрономы отмечают два явных цикла в этом процессе — это цикл в 5,9 лет и 400-суточный цикл. О более длинном цикле говорить преждевременно, зато более короткий, похоже, сократился ещё вдвое — до примерно 200 суток, о чём говорится в новой статье Scientific American.

Бетельгейзе — самый крупный красный гигант из всех известных нам звёзд этого типа — обычно являлся 10-ой по яркости звездой на небе. Но после Великого Потускнения четыре года назад яркость звезды начала меняться с иным периодом и понемногу наращивала её. В этом году Бетельгейзе стала 7-й по яркости звездой — яркость увеличилась до 156 % от первоначальной. Впрочем, это было в апреле. На момент написания статьи яркость снизилась до 142 % от «нормальной».

Звезду продолжает лихорадить после Великого Потускнения, успокаивают астрономы. Тогда звезда выбросила невероятную по объёму массу своего вещества, что, во-первых, привело к значительному изменению её верхнего слоя и, во-вторых, дало возможность веществу остыть в пространстве и превратиться в пылевое облако, закрывшего звезду от наших взоров. Однако объём выброшенной массы оказался настолько большим, что внутри звезды начались сильные процессы конвекции. Она буквально кипит, как котёл с варевом. И именно это перемешивание вещества привело к временному повышению блеска.

По мнению авторов статьи, мы вряд ли находимся на пороге превращения Бетельгейзе в сверхновую. Яркость красного гиганта, скорее всего, придёт в норму к концу текущего десятилетия. При этом более короткий цикл изменения её яркости сократился примерно вдвое: с 400 суток до около 200. А превращения Бетельгейзе в сверхновую можно ждать ещё десятки и даже сотни тысяч лет. Для звезды это уже приговор, хотя для человека это вечность.