13 июня 2024 года неработающий более полувека спутник NASA испустил сигнал, который ранее связывали с таинственными быстрыми радиовсплесками (FRB). Такие сигналы возникают в процессе колоссальных выбросов энергии и, за исключением одного случая в Млечном Пути, приходят из глубин Вселенной. Зарегистрированный год назад FRB возник на расстоянии всего 4000 км от Земли — это казалось необъяснимым и даже пугающим. Вскоре учёные нашли его источник — мёртвый спутник.

Макет спутника NASA Relay 2. Источник изображения: NASA

Начало этой истории напоминает завязку фильма ужасов. Импульс быстрого радиовсплеска несёт энергию, эквивалентную излучению сотен миллионов Солнц, и длится наносекунды. Если бы источник подобного сигнала находился на орбите Земли, мы бы сейчас не обсуждали это явление — ни Земли, ни даже Солнца в нашей системе уже не существовало бы.

Для поиска источника загадочного радиовсплеска учёные использовали австралийский радиотелескоп ASKAP. Они предположили, что событие FRB имеет техногенное происхождение — и не ошиблись. Сопоставив данные о всплеске с орбитальным атласом, исследователи установили, что его источник — спутник NASA Relay 2. Это был первый космический ретранслятор агентства, проработавший с 1964 по 1967 год. Оборудование на борту давно вышло из строя, поэтому радиовсплеск был вызван каким-то природным процессом.

По мнению учёных, которое они оформили в статье для публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters (она уже доступна на сайте arXiv), наносекундный радиоимпульс в диапазоне частот 695,5–1031,5 МГц был вызван статическим разрядом. При движении по орбите космические аппараты трутся об атмосферу Земли, набирая статический заряд, который при определённой величине превращается в искру. Это опасное явление для космического аппарата, которое может вывести его из строя.

Таким образом, проделанная работа была направлена на три цели: предупреждение о возможных явлениях статических разрядов на спутниках в будущем, оценка степени влияния техногенных FRB-сигналов на поиск природных источников, а также разработка новых приборов и инструментов для фундаментальной науки, использующих разряды в космосе для детекторов частиц и других целей.

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) создали самое детальное и многоцветное изображение галактики. Это галактика «Скульптор» или NGC 253, удалённая от Земли на 11 миллионов световых лет. Ширина галактики достигает 65 тысяч световых лет. На создание панорамного снимка объекта ушло 50 часов наблюдений, в течение которых было сделано более 100 снимков.

Источник изображения: ESO

Это первое детальное изображение галактики, созданное с использованием тысяч оттенков. Цвет или оттенок передаёт информацию о звёздах, газе, их составе, температуре и потоках, а также несёт множество другой информации. Галактика NGC 253 стала первой, на примере которой учёные будут детально изучать степень влияния её микроструктур — газа, пыли и звёзд — на общую форму и эволюцию её образования. В этом плане галактика «Скульптор» очень удобна. Она словно позирует с призывом изучить её подробнее. Она видна как целиком, так и в деталях, о свойствах которых говорит их цвет.

«Галактика Скульптор находится в идеальном положении, — поясняют учёные. — Она достаточно близка, чтобы мы могли рассмотреть её внутреннюю структуру и изучить её строительные блоки с невероятной точностью, но в то же время она достаточно велика, чтобы мы могли видеть её как единую систему».

Для сбора всей полученной информации по галактике астрономы использовали многоцелевой спектроскопический исследовательский инструмент (MUSE) на VLT — Очень большом телескопе в Чили, где расположены инструменты ESO. Даже при первом поверхностном взгляде на снимок исследователи обнаружили более 500 планетарных туманностей — оболочек, сброшенных умершими звёздами типа нашего Солнца.

Планетарные туманности позволяют довольно точно определять расстояния до них и, следовательно, удалённость галактики, в которой их находят. Обычно в галактиках обнаруживают до 100 планетарных туманностей, поэтому открытие 500 таких образований в одной галактике — это значительная удача.

Стартовавший в 2016 году научный проект CLASS (Космологический обзор на больших угловых масштабах) стал первой успешной попыткой изучения реликтового излучения с помощью наземных телескопов. До этого в регистрации космического микроволнового фона — отголоска Большого взрыва, ознаменовавшего рождение нашей Вселенной, — преуспели лишь космические обсерватории. Сегодня проект CLASS поделился первыми результатами, проливающими свет на эпоху «Космического рассвета».

Источник изображения: Deniz Valle and Jullianna Couto

Коллаборация CLASS (Cosmology Large Angular Scale Surveyor) использует радиотелескопы, установленные высоко в горах Анд на севере Чили. Но даже туда микроволновому излучению из космоса пробиться крайне трудно — сигнал чрезвычайно слаб. Поляризованное микроволновое излучение, являющееся следствием Большого взрыва, ещё в миллион раз слабее. Различить его на фоне земных шумов долгое время считалось невозможным. До недавнего времени наиболее полные данные об этом излучении были получены исключительно с помощью космических обсерваторий ESA «Планк» и NASA WMAP. Подключение наземных инструментов к сбору столь редких данных — достижение, которое трудно переоценить.

После Большого взрыва Вселенная была заполнена плотным туманом из электронов, из-за которого фотоны не могли свободно распространяться. По мере расширения и охлаждения Вселенной протоны начали захватывать электроны, образуя нейтральные атомы водорода. Это позволило реликтовому микроволновому излучению свободно распространяться в пространстве. Когда во время «Космической зари» начали формироваться первые звёзды (примерно через 150 миллионов лет после Большого взрыва), их мощное излучение начало ионизировать водород — освобождать электроны. Так начался этап повторной ионизации — реионизации. Фотоны реликтового излучения начали сталкиваться с этими электронами, рассеиваться и приобретать поляризацию.

Группа CLASS оценила вероятность того, что фотон, возникший в результате Большого взрыва, столкнулся с одним из освобождённых электронов, проходя через облако ионизированного газа, и отклонился от своего исходного пути. Также исследователи сопоставили сигналы, полученные с наземных радиотелескопов, с данными обсерваторий «Планк» и WMAP, чтобы точнее выделить полезный сигнал. Это позволило отфильтровать помехи и получить данные, соответствующие поляризованным фотонам космического микроволнового фона.

Полученные результаты помогут более точно зафиксировать сигналы, исходящие от остаточного свечения Большого взрыва (космического микроволнового фона), и создать более чёткую картину ранней Вселенной.

«Более точное измерение сигнала реионизации — важнейшая задача исследований космического микроволнового фона, — поясняют учёные. — Для нас Вселенная — это как физическая лаборатория. Чем точнее мы измерим её параметры, тем лучше поймём природу тёмной материи и нейтрино — многочисленных, но неуловимых частиц, наполняющих космос. В будущем, анализируя собранные CLASS данные, мы надеемся достичь максимально возможной точности».

Коллаборация Cosmic Evolution Survey (COSMOS) выложила в открытый доступ наиболее полный на сегодняшний день обзор Вселенной с помощью приборов космической инфракрасной обсерватории имени Джеймса Уэбба. Онлайн-каталог оснащён интерактивным просмотрщиком для широкого круга пользователей и содержит файлы для просмотра специалистами и любителями в специальных программах для научной работы.

Источник изображений: NASA

База с возможностью поиска содержит изображения около 800 000 галактик. Для дополнительного изучения отдельно представлены снимки в ближнем (NIRCam) и среднем (MIRI) инфракрасных диапазонах. Описания включают полный фотометрический каталог и другие специальные данные, которые можно использовать для научных исследований. Никаких денег за информацию составители каталога не берут. Базой может воспользоваться любой желающий.

Это первый релиз каталога COSMOS по наблюдениям с телескопа «Уэбб». Исследование охватывает 0,54 градуса неба с помощью NIRCam (камеры для получения изображений в ближнем инфракрасном диапазоне) — это «примерно площадь трёх полных лун», и 0,2 квадратных градуса с помощью MIRI (камеры для получения изображений в среднем инфракрасном диапазоне). Насладиться снимками Вселенной можно по ссылке без необходимости регистрироваться на сайте.

Исключительно крупный выброс плазмы в районе южного полюса Солнца зафиксировали на минувших выходных специалисты из Лаборатории солнечной астрономии ИКИ РАН и ИСЗФ СО РАН. Облако плазмы редкого размера и плотности сформировалось в результате дестабилизации гигантского солнечного протуберанца, находившегося на обратной стороне светила, из-за чего его было нельзя увидеть с Земли.

Источник изображений: Braňo / Unsplash

Момент формирование протуберанца над краем Солнца был зафиксирован сразу несколькими орбитальными телескопами, в поле зрения которых сам выброс плазмы находился примерно в течение суток. Более продолжительное наблюдение позволит определить траекторию его движения. По предварительным данным, плазма движется под очень большим углом к направлению на Землю. Не исключается, что она движется в обратном от нашей планеты направлении.

В глобальных масштабах Солнце продолжает показывать наличие больших объёмов взрывной энергии. Так, в начале месяца Земли достигло облако плазмы рекордных размеров, что стало причиной самой продолжительной серии магнитных бурь с 2017 года. По данным специалистов, нынешнее событие стало вторым масштабным выбросом плазмы за последние 10 дней. Однако в данном случае практически исключаются риски воздействия солнечной энергии на нашу планету.

В апреле этого года вышла вторая работа учёных с факультета астрономии Кембриджского университета (University of Cambridge) по вопросу обнаружения признаков биологической активности на экзопланете K2-18b в 124 световых годах от Земли. Исследователи продолжают настаивать на открытии органических молекул, с высокой вероятностью указывающих на их биологическое происхождение. Коллеги категорически не согласны с этим, но британцы не сдаются.

Художественное представление далёкого обитаемого мира. Источник изображения: University of Cambridge

Согласно работе астрономов из Кембриджа, в атмосфере экзопланеты K2-18b обнаружены молекулы диметилсульфида (DMS) и диметилдисульфида (DMDS). На Земле эти соединения производятся в ходе метаболизма планктона и ряда бактерий. Предполагается, что DMS и DMDS не возникают в процессах неорганической химии. К тому же, планета K2-18b считается покрытой глобальным океаном и находится в зоне обитаемости местной звезды — красного карлика. Наличие жидкой воды на планете K2-18b, хотя она размерами значительно превосходит Землю и в несколько меньше Нептуна, повышает шансы на возникновение там жизни, какую мы знаем по нашей планете.

Достоверность открытия молекул DMS и DMDS в атмосфере K2-18b составляет три сигма, тогда как для гарантированного открытия требуется статистическая достоверность пять сигма. Несмотря на это, учёные из Великобритании продолжают настаивать на самой высокой вероятности обнаружения инопланетной жизни на K2-18b за всю историю наблюдений. Два научных коллектива из США проанализировали прошлую и новую статьи команды из Кембриджа и представили веские аргументы не согласиться с ними.

В основной работе по поискам биосигнатур в атмосфере K2-18b астрономы использовали данные с космической обсерватории им. Джеймса Уэбба. Команда учёных из Чикагского университета отметила, что британцы использовали только один датчик для наблюдений, хотя обсерватория имеет три датчика в разных диапазонах волн. Проанализировав все доступные данные по K2-18b, астрономы из США заявили, что британская команда использовала крайне зашумлённый и выборочный сигнал. Шум может искажать наблюдения и вносить неопределённость в данные, поясняют учёные, а сигнал слишком слабый, чтобы говорить о его высокой достоверности.

Более того, диметилсульфид как производная от связей водорода и углерода способен поглощать свет на разных длинах волн, что не позволяет однозначно определить этот газ в спектре. А поскольку вся органика невозможна без водородно-углеродных связей, то таких молекул миллионы и выделить среди них две конкретных — это почти невозможный труд без веских на то оснований, особенно в свете сильного шума в данных. Учёные из Великобритании буквально вцепились в две из них, отстаивая своё открытие на зыбкой почве натяжек и предположений.

Также учёные заметили, что температура в верхних слоях атмосферы экзопланеты K2-18b в работе 2023 года определена в диапазоне -23,15–26,85 ℃, а в работе 2025 года уже на уровне 148,85 ℃. Это не самые лучшие климатические условия для биологической жизни, особенно с учётом того, что на поверхности и в глубинах океана температура будет ещё выше. Кстати, ещё одна работа показывает, что отражательная способность атмосферы K2-18b настолько низкая, что излучение близкой звезды давно испарило бы с её поверхности глобальный океан.

В конечном итоге астрономы из Чикагского университета не нашли веских доказательств в пользу вероятного обнаружения биосигнатур в атмосфере K2-18b, о чём выпустили собственную статью.

К похожему выводу пришли учёные с факультета астрономии Мэрилендского университета в Колледж-Парке. Они проанализировали модели коллег из Кембриджа, на основании которых те идентифицировали молекулы. Проведя собственный анализ на расширенном наборе данных исследователи обнаружили, что доказательства обнаружения диметилсульфида или диметилдисульфида в атмосфере K2-18b «просто исчезли».

«Мы никогда не достигали такого уровня доказательности ни в одном из наших исследований, — настаивают учёные из Кембриджа. — В двух наших предыдущих исследованиях (2023 и 2025 годов) мы обнаружили доказательства на уровне 3 сигм или ниже. Мы называем это умеренными доказательствами или намёками, но не убедительным обнаружением. Мы согласны с утверждением коллег, которое согласуется с нашим исследованием, и мы подробно обсуждали необходимость более убедительных доказательств в нашем исследовании и публикациях».

В ответ на претензии коллег, учёные из Кембриджа написали ещё одну статью, расширив поиск на K2-18b до 650 типов молекул. Новая работа отправлена на рецензирование.

Для публикации в The Astronomical Journal подготовлен обзор новейшего комплексного симулятора Солнечной системы — пакета Sorcha (в переводе с гэльского — «свет»). После публикации с рецензией будет выложена версия 1.0 пакета. Программа использует открытый исходный код и будет доступна для любых научных исследований. Пакет создан для проверки и интерпретации данных обсерватории им. Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory), которая вскоре начнёт свою работу.

Новые объекты Солнечной системы, которые поможет найти обсерватория «Рубин». Источник изображения: University of Washington

Ожидается, что первые кадры с телескопа обсерватории появятся уже 23 июня. Научная работа обсерватории начнётся позже в этом году. Благодаря составному 8,4-метровому зеркалу и матрице изображения LSST с разрешением 3,2 гигапикселя полный снимок неба будет создаваться примерно каждые трое суток. Прогнозируемый поток данных достигнет 20 Тбайт каждую ночь. Такой объём информации способен обработать и интерпретировать только компьютер. Значительную часть этой работы будет выполнять пакет Sorcha. Он также поможет проверять данные по моделям для более точной интерпретации наблюдений.

Предварительная симуляция обещает обнаружить миллионы новых объектов в Солнечной системе. Более того, камера телескопа будет использовать несколько цветовых фильтров для каждого кадра с охватом площади неба, эквивалентной 45 полным Лунам. «Это как перейти от чёрно-белого кино к цветной плёнке», — отмечают учёные. Съёмка будет вестись фактически покадрово в течение 10 лет. Это станет беспрецедентным цветным фильмом о ночном небе, видимом с Земли.

«Точное программное обеспечение для моделирования, такое как Sorcha, имеет решающее значение, — поясняют разработчики, учёные из Королевского университета в Белфасте (Queen's University Belfast) и Вашингтонского университета (University of Washington). — Оно рассказывает нам о том, что обнаружит обсерватория, и даёт нам представление о том, как это интерпретировать. Наши знания о том, какие объекты населяют Солнечную систему, будут быстро расширяться в геометрической прогрессии».

Согласно моделям, обсерватория «Рубин» обнаружит 127 000 околоземных объектов — астероидов и комет, орбиты которых пересекаются с Землёй или сближаются с ней. Это более чем втрое превышает текущее количество известных объектов (около 38 000) и позволит выявить более 70 % потенциально опасных тел размером свыше 140 метров, что как минимум вдвое снизит риск столкновения с неизвестным астероидом катастрофических для человечества размеров.

Также может быть обнаружено более 5 млн астероидов главного пояса по сравнению с примерно 1,4 млн, известных ранее. При этом обсерватория «Рубин» получит точные данные о цвете и вращении примерно каждого третьего из них уже в первые годы работы. Это даст учёным беспрецедентное представление о характеристиках и эволюции строительных блоков Солнечной системы.

В системе Юпитера новый инструмент поможет обнаружить 109 000 троянцев планеты-гиганта, расположенных в точках Лагранжа на её орбите. Это более чем в семь раз превышает текущее количество каталогизированных объектов. Эти тела представляют собой одни из наиболее нетронутых остатков эпохи формирования планет.

За орбитой Нептуна будет найдено 37 000 новых объектов — почти в 10 раз больше, чем известно сейчас. Это даст новое понимание миграции Нептуна и истории внешней части Солнечной системы. Не исключено также обнаружение признаков Девятой планеты — или самой планеты.

Кроме того, «Рубин» обнаружит около 1500–2000 кентавров — объектов, находящихся на нестабильных орбитах между планетами-гигантами. Большинство из них со временем покинут Солнечную систему, но некоторые станут короткопериодическими кометами. Камера телескопа впервые позволит подробно изучить этот переходный этап.

«Наше моделирование предсказывает, что "Рубин" увеличит известные популяции малых тел в 4–9 раз, обеспечив беспрецедентное разнообразие орбит, цветов и кривых блеска, — резюмируют учёные. — Благодаря этим данным мы сможем обновить учебники по формированию Солнечной системы и существенно повысить нашу способность обнаруживать и потенциально отклонять астероиды, угрожающие Земле».

Вселенная может уберечь нас от столкновения с соседней галактикой Андромеда, показало новое и более точное моделирование. Учёные воспользовались последними данными космических телескопов «Хаббл» и «Гайя» для проведения свыше 100 тыс. симуляций с шагом в 1 млн лет. С учётом более широкого охвата гравитационных объектов в Местной группе галактик, удалось понять, что вероятность столкновения галактик снижается до 50 % и ниже.

Источник изображений: NASA

Более века считалось, что наша галактика Млечный Путь обречена в ближайшие 5 млрд лет столкнуться с другой крупной спиральной галактикой — Андромедой. В результате должна была получиться эллиптическая галактика средней массы. О сближении нашего галактического дома с Андромедой знали ещё тогда, когда она считалась туманностью, а не галактикой. Проведённая учёными под руководством специалиста из Финляндии работа приводит к выводу, что вероятность столкновения двух массивных галактик примерно как вероятность выпадения орла или решки при подбрасывании монеты — 50 на 50. По крайней мере, для проведённого моделирования на глубину 10 млрд лет.

Все предыдущие расчёты, заявляют учёные, не учитывали другие галактики Местной группы. Их около сотни или больше, но для расчётов достаточно взять самые крупные из них — например, Большое и Малое Магеллановы Облака или M33. Своей гравитацией, а также за счёт так называемого динамического трения они способны настолько изменить орбиты Млечного Пути и галактики Андромеда, что те избегут столкновения и последующего слияния.

Три варианта сближения Млечного Пути и Андромеды

Расчёты показали значительную неопределённость в прогнозах о столкновении и слиянии Млечного Пути и Туманности Андромеды. В зависимости от сценария угроза столкновения колеблется в очень широком диапазоне значений. В частности, учёт в модели влияния на орбиту Млечного Пути карликовой галактики Большое Магелланово Облако снижает вероятность слияния с 50 % до примерно 33 %. При этом БМО сольётся с Млечным Путём ещё до вступления в тесную связь с Андромедой. Малое Магелланово Облако почти не влияет на вероятность слияния двух галактик.

Включение в расчёты галактик-спутников Андромеды (M33) указывает на возможное снижение поперечной скорости Туманности Андромеды относительно Млечного Пути. Это повышает вероятность слияния этих объектов с 50 % примерно до 66 %.

Учёные признают, что внесли в расчёты далеко не все факторы влияния. В частности, недостаточно учтено воздействие тёмной материи на галактики, а также идеализирован ряд параметров орбит галактик.

На данном этапе не так важно, сольются ли когда-нибудь Млечный Путь и галактика Андромеда. Работа показывает, что даже в нашем тесном галактическом окружении сохраняется колоссальная неопределённость в определении галактических орбит и событий. В общем случае учёные понимают суть происходящих явлений, но в деталях они остаются неясными, а ведь дьявол кроется именно в деталях. Это тем более важно, когда прогнозируемые события касаются нашего уютного уголка во Вселенной.

Далеко за орбитой Плутона учёные обнаружили новую карликовую планету. Объект найден в архивах и получил обозначение 2017 OF201. Небесное тело до 700 км в поперечнике сближается с Солнцем на 44 а.е. и удаляется на 1600 а.е. Каждый оборот вокруг звезды планета совершает за 25 000 лет. Обнаружить её можно только на 1 % траектории орбиты при приближении к Солнцу. Существование подобных объектов ставит крест на поисках «Девятой планеты» в нашей системе.

Источник изображений: Cheng et al., arXiv 2025

Исследователи обнаружили до 20 случаев наблюдения 2017 OF201 в архивах проекта Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) и Канадско-Французско-Гавайского телескопа (CFHT). В период с 2011 по 2018 год DECaLS и CFHT удалось наблюдать 2017 OF201 в общей сложности 19 раз. Эти данные позволили команде с высокой степенью достоверности охарактеризовать объект и его орбиту.

«Расстояние от Солнца до апогея объекта — самой удалённой точки орбиты — более чем в 1600 раз превышает расстояние от Солнца до орбиты Земли, — говорит астрофизик Сихао Ченг (Sihao Cheng) из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. — В то же время расстояние от Солнца до перигелия — самой близкой к Солнцу точки орбиты — [примерно] как и у Плутона в 44,5 раза превышает расстояние от Солнца до орбиты Земли».

Для ранее обнаруженных карликовых планет в нашей системе, к которым с недавнего времени также отнесён Плутон, свойственны сгруппированные орбиты. На их фоне карликовая планета 2017 OF201 кардинально отличается своей чрезвычайно вытянутой орбитой. Можно только догадываться, что её направило по такой необычной траектории. Возможно, это была встреча с неким массивным небесным телом или же изменение орбиты проходило шаг за шагом миллиарды лет.

Поскольку подобные объекты с удалением вглубь пояса Койпера могут наблюдаться на крошечных отрезках их орбит при сближении с Солнцем и Землёй, в нашей системе может оказаться ещё множество таких карликовых планет. И хотя учёные нашли лишь одну такую планету, само её существование отвергает идею «Девятой планеты» далеко за орбитой Плутона. Моделирование показало, что гипотетическая «Девятая планета» выкинула бы подобный объект из Солнечной системы за 100 млн лет. Поскольку этого не произошло, искать ещё одну полноценную планету в нашей системе — это, вероятно, пустая трата времени и сил.

Учёные давно считают, что Солнце и Юпитер — два главных архитектора Солнечной системы. Более того, роль Юпитера может оказаться значительно более влиятельной в формировании планетарных орбит и даже в возникновении жизни на Земле. Об этом свидетельствует новое исследование, в рамках которого учёные попытались определить вероятные размеры Юпитера в древности. Как выяснилось, на заре времён он мог быть почти вдвое больше, чем сегодня.

Источник изображения: NASA

Юпитер, как и Солнце с другими планетами, образовался в процессе аккреции вещества из газопылевого облака, каким около 4,6 млрд лет назад была Солнечная система. Смоделировать рост планет на основе механизмов аккреции возможно лишь с большой степенью погрешности. К сожалению, ранее наука не располагала иными ориентирами. Однако два астронома из США — Константин Батыгин и Фред С. Адамс (Fred C. Adams) — заявили, что нашли способ установить размеры Юпитера сразу после его формирования.

Профессор Батыгин из Калифорнийского технологического института (Caltech) и профессор физики Адамс из Мичиганского университета (University of Michigan) в качестве основы для расчётов использовали орбитальные данные двух ближайших спутников Юпитера — Амальтеи и Фебы. Оба спутника имеют слегка наклонные орбиты и небольшие отклонения в движении, что позволило учёным вычислить первоначальные размеры газового гиганта. Согласно полученным результатам, объём Юпитера в прошлом превышал 2000 объёмов Земли — почти в два раза больше его текущего объёма, равного 1321 объёму Земли.

«Наша конечная цель — понять, откуда мы взялись, и изучение ранних этапов формирования планет необходимо для решения этой задачи. Это приближает нас к пониманию того, как сформировался не только Юпитер, но и вся Солнечная система. То, что мы здесь установили, является ценным ориентиром. Это точка, с которой мы можем более уверенно реконструировать эволюцию нашей Солнечной системы», — пояснил Батыгин в пресс-релизе на сайте Калтеха.

Исследование учёных также показывает, что спустя 3,8 млрд лет после образования Солнечной системы, когда в её протопланетной туманности начали формироваться первые твёрдые тела, Юпитер был в 2–2,5 раза больше, чем сегодня. Кроме того, его магнитное поле тогда было в 50 раз мощнее нынешнего. Юпитер буквально своим телом и гравитацией защищал внутренние области Солнечной системы от астероидов и комет с её окраин, тем самым, возможно, с древнейших времён стоя на страже зарождающейся на Земле жизни.

Таким образом, полная история происхождения и структурной эволюции Юпитера рассматривается как ключевая веха в раннем развитии Солнечной системы, повлиявшая на все последующие эпохи. Новое исследование, вероятно, поможет лучше оценить роль этой планеты в формировании нашей системы и даст ключ к пониманию эволюции далёких экзопланет.

Учёных давно волнует мысль о том, что в нашей системе может существовать ещё одна планета — далеко за орбитой Нептуна. В 2006 году Плутон лишили статуса планеты из-за его малых размеров, и в Солнечной системе осталось восемь планет. На возможное существование «девятой» указывают некоторые необъяснимые особенности орбитального движения ряда небесных тел за пределами орбиты Нептуна. Однако этих данных недостаточно, чтобы подтвердить наличие далёкого объекта.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Ещё в 2021 году британский астроном Майкл Роуэн-Робинсон (Michael Rowan-Robinson) изучил старые данные инфракрасного астрономического спутника NASA (IRAS), который сканировал небо в 1983 году. Учёный обнаружил возможного кандидата на роль девятой планеты с предполагаемой массой в три–пять раз больше земной на расстоянии около 225 а. е. от Солнца (1 а. е. — это расстояние от Земли до Солнца). Подтвердить эти данные долго не удавалось, пока международная группа учёных из Японии, Австралии и Тайваня не проанализировала другие архивные наблюдения и не обнаружила там схожие признаки.

Исследователи проанализировали данные 2006 года, собранные японским спутником AKARI в инфракрасном диапазоне. Сравнив наблюдения IRAS и AKARI, они зафиксировали вероятное смещение некоего крупного объекта примерно на один градус на небе. Это смещение произошло за 23 года между двумя снимками одного и того же участка неба. Такой угол смещения может соответствовать реальному положению далёкой планеты, чья орбита значительно превышает размеры орбит известных нам планет.

Предварительный анализ показывает, что гипотетическая девятая планета может быть в 5–10 раз массивнее Земли, что превышает прежние оценки. Она вращается вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите с максимальным удалением до 1120 а. е. (примерно 105 млрд км) и минимальным расстоянием около 280 а. е. Для сравнения: Нептун, восьмая планета Солнечной системы, удалён от Солнца всего на 30 а. е. (около 4,5 млрд км).

Это, пожалуй, самое убедительное на сегодняшний день доказательство существования девятой планеты. Возможно, она сформировалась внутри нашей системы, а возможно — была захвачена Солнцем при близком пролёте другой звезды. В любом случае подтверждение её существования стало бы важным открытием для современной астрономии.

К сожалению, более современные инфракрасные обзоры неба, выполненные с помощью телескопа NASA WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), не выявили этот объект. Без точного знания орбиты невозможно сказать, где именно он может находиться сейчас.

В августе 2024 года астрономы в Южной Африке обнаружили объект 2024 PT5 — каменистое тело, движущееся рядом с Землёй с рекордно низкой скоростью. Спектроскопический анализ показал его сходство с лунными породами, что позволило классифицировать его как второй известный лунный фрагмент на околоземной орбите.

Источник изображения: Dennys Hess / Unsplash

Объект, диаметром от 8 до 12 метров, перемещался с относительной скоростью всего 4,5 мили в час (около 7,2 км/ч), что делает его одним из самых медленных среди всех наблюдавшихся околоземных объектов. На сегодня известно лишь девять астероидов, достигавших подобной низкой скорости при сближении с Землёй, что вызвало интерес у исследователей из Программы обзора околоземных объектов, доступных для космических миссий (Mission Accessible Near-Earth Object Survey — MANOS), которая занимается поиском и характеристикой легко достижимых околоземных тел.

Изображение, полученное в ноябре 2024 года с помощью Двухметрового Сдвоенного телескопа (Two-Meter Twin Telescope), на котором зафиксирован астероид 2024 PT5 — потенциальный лунный фрагмент, временно пересекающий орбиту Земли.
Источник изображения: Two-Meter Twin Telescope / Light Bridges / Instituto de Astrofísica de Canarias

Через несколько дней после открытия команда MANOS во главе с Тедди Каретой (Teddy Kareta) и Ником Московицем (Nick Moskovitz) направила телескоп Lowell Discovery на объект 2024 PT5. В ходе наблюдений в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне было установлено, что объект не является типичным астероидом. Его спектральные характеристики близки к породам, доставленным ранее на Землю миссиями «Аполлон» и советской станцией «Луна-24».

Анализ состава 2024 PT5 привёл исследователей к гипотезе, что это фрагмент, выброшенный с поверхности Луны в результате древнего столкновения. По аналогии, приведённой Каретой, Земля двигалась по своей «полосе» на космическом шоссе, тогда как 2024 PT5 — по внутренней. В 2024 году фрагмент изменил орбиту и оказался на пути Земли, приблизившись к ней с почти идентичной скоростью. К концу сентября он начал удаляться. Учёные предполагают, что в 2055 году объекты вновь окажутся на схожих участках орбиты.

Кратер Джордано Бруно, расположенный на обратной стороне Луны. Слева представлено увеличенное изображение самого кратера диаметром около 22 км, а справа — его положение на глобусе Луны. Согласно одному из недавних исследований, именно этот кратер может быть источником астероида Камо'Оалева. Источник изображения: Nature Astronomy

Это лишь второй случай идентификации лунного фрагмента среди околоземных объектов. Первым был астероид 469219 Камо'Оалева, открытый в 2016 году и признанный в 2021 году лунного происхождения. Однако Камо'Оалева больше по размеру, а его поверхность подвергалась космическому воздействию дольше, чем у 2024 PT5. Орбита Камо'Оалевы является квазиспутниковой, поэтому он остаётся вблизи Земли на протяжении нескольких витков, не вращаясь вокруг неё. В отличие от него, 2024 PT5 движется по гелиоцентрической орбите и временно пересекает траекторию Земли.

Оба фрагмента движутся по орбитам, близким к земной, но их происхождение, физические параметры и динамика различны. Это разнообразие позволяет предположить, что рядом с Землёй может существовать ранее незафиксированная популяция лунных фрагментов. По мнению Кареты, некоторые из уже классифицированных необычных астероидов могут иметь лунное происхождение. Обнаружение 2024 PT5 усиливает вероятность существования таких тел, скрытых в пределах околоземного пространства.

Орбита 2024 PT5 в геоцентрической вращающейся системе координат, совмещённой с плоскостью эклиптики. Левое изображение показывает сближения 2002–2003 и 2055 годов, а также переход в подковообразную орбиту в 2024–2025 годах. Центральное и правое изображения детализируют сближение с Луной в августе 2024 года и уход объекта в январе 2025 года. Цвет соответствует времени: от зелёного к красному.
Источник изображения: Kareta T., Fuentes-Muñoz O., Moskovitz N., Farnocchia D., Sharkey B. N. L. / The Astrophysical Journal Letters

Орбиты околоземных объектов рассчитываются на основе наблюдаемых параметров их движения. Если часть этих тел была ошибочно классифицирована, а их предполагаемые источники определены неверно, это может означать искажение других характеристик их орбит. По словам Кареты, такая ошибка «почти наверняка исключена», однако, как он подчёркивает, «необходимо это доказать», поскольку от точности этих расчётов зависит понимание возможных рисков столкновений с Землёй в долгосрочной перспективе.

Чувствительности датчиков телескопа «Джеймс Уэбб» должно хватить для обнаружения очень холодных космических объектов с температурой до −198,15 °C. До недавнего времени самой холодной из обнаруженных экзопланет считалась Эпсилон Инди Ab с температурой 2 °C. Теперь список этих удивительных рекордсменок возглавила экзопланета WD 1856+534 b, температура атмосферы которой составляет −87 °C. Это делает её очень похожей на наши Юпитер и Сатурн — и это важно.

Художественное представление системы WD 1856+534 b. Источник изображения: NASA

Вопрос о повторяемости условий, необходимых для появления жизни в иных мирах, заставляет искать системы и экзопланеты, похожие на нашу Солнечную систему. Атмосферы Юпитера и Сатурна, например, охлаждены более чем на −100 °C. Учёные ещё не находили настолько холодные экзопланеты. Новое открытие — это шаг в этом направлении, позволяющий экстраполировать условия Солнечной системы на другие уголки Вселенной.

«Это редкая возможность рассмотреть нашу Солнечную систему в более широком галактическом контексте», — говорят исследователи. Но это лишь один аспект работы — есть и другие, не менее важные.

В частности, экзопланета WD 1856+534 b вращается вокруг белого карлика с периодом 1,4 дня (система находится на расстоянии 80 световых лет от Земли). Белый карлик — это останки звезды, похожей на наше Солнце. Экзопланета WD 1856+534 b примерно в семь раз больше своей звезды. Наличие стадии белого карлика означает, что экзопланета пережила смерть своей хозяйки — стадию красного гиганта и сброс оболочки. Это ценная информация для моделирования эволюции звёздных систем.

Другим немаловажным открытием стало то, что экзопланета, по-видимому, каким-то образом сменила свою первоначальную орбиту, что ещё предстоит объяснить. Смена орбиты экзопланетой важна также в контексте того, что она может оказаться в зоне обитаемости звезды — а это даёт шанс на появление жизни, известной нам по примеру Земли.

«Это убедительное доказательство того, что планеты могут не только пережить близкую смерть своей звезды, но и переместиться на орбиты, где, как мы раньше предполагали, они не могут существовать, — говорят исследователи. — Это захватывающий процесс, и это подтверждение даёт нам первое наблюдаемое свидетельство того, что такое действительно возможно».

По оценкам астрофизиков, в нашей галактике может существовать до одного миллиарда чёрных дыр, большинство из которых образуют двойные системы — с другой звездой или с ещё одной чёрной дырой. Такие пары обычно можно обнаружить по поведению видимого компаньона или по гравитационным волнам. Но одиночные чёрные дыры, не имеющие спутников, крайне сложно выявить. И вот впервые учёным удалось это сделать.

Художественное представление одинокой чёрной дыры. Источник изображения: FECYT/IAC

От момента первого наблюдения объекта в 2011 году до публикации финальных результатов в журнале The Astrophysical Journal прошло 14 лет. Для подтверждения открытия исследователи подняли архивные данные 16 телескопов и на протяжении шести лет наблюдали за объектом с помощью космического телескопа «Хаббл». На ранних этапах существовала вероятность, что объект может быть нейтронной звездой — столь же невидимой в оптическом диапазоне, как и чёрная дыра. Однако после длительных исследований было установлено: это действительно первая в истории зафиксированная одиночная чёрная дыра звёздной массы.

Согласно итоговым данным, чёрная дыра движется по Млечному Пути со скоростью около 51 км/с, её масса составляет около 7,15 масс Солнца, а расстояние до неё — примерно 4958 световых лет. И самое важное — она абсолютно одинока, что, по мнению учёных, крайне редкое явление.

Открытие стало возможным благодаря эффекту микролинзирования. Сильная гравитация чёрной дыры искажала свет далёкой фоновой звезды, вызывая постепенное усиление её яркости, а затем ослабление. Кроме того, гравитационное поле изменяло видимое положение звезды на небе. Однако наблюдения осложнялись — рядом находился яркий источник света, создававший значительный шум в данных. Проверка и анализ спектрограмм заняли многие годы и потребовали привлечения архивных наблюдений 16 наземных обсерваторий.

Решающими стали данные, полученные с космических телескопов «Хаббл» и «Гайя». Объект микролинзирования OGLE-2011-BLG-0462 был расположен на расстоянии 5153 световых лет, а невидимый объект, усиливший его свет в течение 270 дней, был окончательно классифицирован как чёрная дыра звёздной массы (на представленных изображениях сама дыра, разумеется, не видна).

Данные наблюдений (источник — фоновая звезда и её яркий сосед). Красным отмечены звёзды по наблюдениям 2022 года, зелёным — 2011. Источник изображения: The Astrophysical Journal 2025

«Наш пересмотренный анализ с учётом дополнительных наблюдений “Хаббла” и обновлённой фотометрии приводит к более точным результатам, полностью согласующимся с нашими предыдущими выводами о природе объекта», — отмечают авторы исследования.

Дополнительный поиск в окрестностях объекта на расстоянии до 2000 а.е. не выявил никаких компаньонов массой выше 0,2 массы Солнца, что позволило окончательно подтвердить одиночный характер чёрной дыры. Она одиноко движется сквозь галактику и теоретически способна в будущем стать неожиданной угрозой для объектов, которые могут встретиться на её пути.

Астрономы ищут ответы на загадки мироздания в глубинах Вселенной, но часть важных разгадок может скрываться совсем рядом — в центре нашей галактики, Млечного Пути. Там явно происходит нечто до конца не объяснённое, а это — прямой путь к открытию неизведанного. Свою версию происходящего представили исследователи из Великобритании, которые готовы помочь в поиске тёмной материи.

Центр Млечного Пути, снятый инфракрасной камерой космического телескопа «Спитцер». Источник изображения: NASA

В ядре Млечного Пути — в так называемой Центральной молекулярной зоне (ЦМЗ) шириной от 650 до 1000 световых лет — давно зафиксированы два явления, которые до сих пор не получили полного объяснения. Во-первых, там наблюдается повышенная скорость ионизации молекулярного водорода, которого в центре галактики в избытке. Во-вторых, вся область ЦМЗ светится в рентгеновском диапазоне с энергией излучения 511 кэВ.

Обычно ионизацию — потерю атомом водорода электрона — объясняют вспышками сверхновых, космическими лучами и активностью сверхмассивной чёрной дыры. Но «цифры не сходятся»: область ионизируется необъяснимо быстро, как будто там есть некий скрытый источник.

Что касается рентгеновского излучения с энергией 511 кэВ — это энергия покоя электрона. Обычно излучение с такой энергией возникает после аннигиляции электрона и его античастицы — позитрона. В результате возникают два гамма-фотона, каждый с энергией 511 кэВ. Эта линия также равномерно фиксируется во всей области ЦМЗ. Первое и второе явления нельзя напрямую связать, но можно выдвинуть гипотезу, которая объясняет оба.

Учёные из Королевского колледжа Лондона (King's College London) провели моделирование, в котором допустили существование лёгкой формы тёмной материи. Модель не противоречит популярным космологическим гипотезам и объясняет наблюдаемые явления в центре Млечного Пути.

Экспериментально обнаружить тёмную материю в земных лабораториях сложно или невозможно — просто в силу фундаментальных свойств этой гипотетической частицы, которая лишена электромагнитного взаимодействия. Но наблюдение следов таких частиц в природе, в частности в центре Млечного Пути, могло бы приблизить нас к их открытию.

Такие частицы тёмной материи могут взаимодействовать со своими античастицами. В работе рассматривалось, что произойдёт, если эти лёгкие частицы тёмной материи столкнутся со своими античастицами в центре галактики и аннигилируют, образуя электроны и позитроны.

В плотном газе ЦМЗ эти низкоэнергетические частицы быстро теряли бы энергию и эффективно ионизировали бы окружающие молекулы водорода, выбивая из них электроны. Поскольку эта область очень плотная, частицы не могут распространяться далеко. Вместо этого они отдают большую часть своей энергии локально, что хорошо соответствует наблюдаемому профилю ионизации. Детальное моделирование показало, что предложенный механизм может объяснить как высокую скорость ионизации, так и линии излучения 511 кэВ.

В исследовании было показано, что прогнозируемый профиль ионизации, вызванной тёмной материей, удивительно ровный по всей центральной части Млечного Пути. Это важно, поскольку наблюдаемая ионизация действительно распределена относительно равномерно.

Точечные источники, такие как чёрная дыра в центре галактики или космические лучи от сверхновых, не могут объяснить подобного распределения. Но его может объяснить равномерно распределённое гало из тёмной материи. Полученные результаты позволяют предположить, что центр Млечного Пути может дать новые сведения о фундаментальной природе тёмной материи.