Во вторник в журнале Nature Astronomy вышла прошедшая рецензию статья, которая утвердила статус самой древней из наблюдаемых галактик. Объект JADES-GS-z13-0 образовался через 320 млн лет после Большого взрыва. На нынешнем отрезке жизни Вселенной это всего 2 % от её существования. Открытие бросает вызов нашему чёткому пониманию эволюции звёзд, галактик и даже самой Вселенной.

Источник изображения: Robertson et al., Nature Astronomy, 2023

Галактика JADES-GS-z13-0 и три других подобных объекта в ранней Вселенной были обнаружены летом прошлого года в первых обзорах космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Это были фотометрические обзоры, которые не позволяют оценить истинное расстояние или, если угодно, возраст галактик. Об удалённости светящихся объектов во времени говорит их спектр. Точнее, анализ линий спектра молекулярного водорода и поиск так называемого предела Лаймана (длина волны 91,15 нм). Спектр обрывается на этой границе, и это служит точкой отсчёта для вычисления величины красного смещения объекта и его удалённости от нас.

Учёные из международной группы астрономов использовали инфракрасные спектрографы «Джеймса Уэбба» для вычисления красного смещения четырёх галактик в ранней Вселенной: JADES-GS-z10-0, JADES-GS-z11-0 и JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0. И если до этого все четыре галактики были кандидатами в своей категории, то после спектрального анализа и публикации статьи они стали тем, чем являются — первые три галактики находятся на отрезке менее 450 млн лет после Большого взрыва и их красные смещения, соответственно, равны 10,38, 11,58 и 12,63, а четвёртая и вовсе рекордсмен!

Самой далёкой от нас стала галактика JADES-GS-z13-0 со смещением 13,2 или обнаруженная через 320 млн лет после Большого взрыва. Прежний рекорд был установлен в наблюдениях «Хаббла» — галактика GN-z11 со смещением 10,95 или на этапе 400 млн лет после Большого взрыва.

Также изучение всех четырёх объектов показало, что они имеют массы примерно 100 млн солнечных масс, что для первых галактик нормально. Наш Млечный Путь, например, имеет массу 1,5 трлн солнечных масс. При этом в юных галактиках происходит активное звездообразование (относительно их масс) — каждый год там рождается примерно по три звезды массы Солнца. Кроме того, как положено юным галактикам, они бедны на металлы или на химические вещества тяжелее гелия.

В принципе, открытие галактик в такой ранний период эволюции Вселенной крайне познавателен, но не столь необычен. Необычность, которая бросает вызов нашим знаниям о Вселенной, в том, что таких объектов много больше и они более активны, чем считалось ранее. Тот же «Джеймс Уэбб» обнаружил чуть позже шесть очень массивных галактик в ранней Вселенной, где им быть в теории не положено, но они там есть.

Наблюдения и расчёты показывают, что Вселенная расширяется, и в каждый момент времени это происходит с одинаковой скоростью в наблюдаемой области и далеко за её пределами. Точнее, так должно быть в теории, но на практике нужный для расчёта скорости коэффициент — постоянная Хаббла — имеет два разных значения в зависимости от метода его вычисления. Это парадокс, и учёные сделали его ещё острее.

Цефеида RS Puppis, сфотографированная «Хабблом». Источник изображения: NASA, ESA

Постоянная Хаббла рассчитывается либо с опорой на реликтовое излучение, либо по данным наблюдений с использованием «космической линейки» — разного рода галактических и внегалактических естественных маяков. Разница в данных получается примерно чуть больше 5,6 (км/с)/Мпк (километра в секунду на мегапарсек или примерно на 3,26 млн световых лет). Казалось бы, мелочь. Но из-за этой «мелочи» математически точную модель многих процессов эволюции Вселенной нельзя построить, включая расстановку точек в поисках тёмной материи и энергии.

Используя данные реликтового излучения — оставшегося после Большого взрыва микроволнового излучения в ранней Вселенной — учёные с помощью наблюдения со спутника «Планк» вычислили, что постоянная Хаббла должна быть 67,4 ± 0,5 (км/с)/Мпк. Наблюдения за звёздами дали иной результат — 73,0 ± 1,0 (км/с)/Мпк, за что в своё время была выдана Нобелевская премия. Возник парадокс, названный «напряжённостью Хаббла». Либо учёные ошибаются в наблюдениях, либо строят ошибочные модели эволюции Вселенной.

Группа астрономов с факультета физики Федеральной политехнической школы Лозанны провела углублённый анализ таких переменных звёзд, как цефеиды. Это звёзды переменной светимости, характеристики которых настолько хорошо поняты, что они играют роль ближних маяков во Вселенной. Это основа «лестницы расстояний» — методики оценки удалённости астрофизических объектов. Эта основа служит для поддержки другой ступеньки — сверхновых в далёких галактиках. Вспышки сверхновых и ряд других данных как раз дают базу для расчёта постоянной Хаббла в наблюдаемой Вселенной. Но начинается всё с цефеид.

Свежий релиз данных астрометрического спутника Gaia позволил учёным заново откалибровать цефеиды в нашей галактике. Это означает, что «космическая линейка» повысила точность до рекордных значений — до погрешности менее ±0,9 %. Это до предела укрепило постоянную Хаббла на отметке 73,0 ± 1,0 (км/с)/Мпк. Вероятность ошибки ничтожна. Если такая же точность будет достигнута в результате измерения постоянной Хаббла по реликтовому излучению, то наше представление о механизме развития и жизни Вселенной придётся менять.

Астрономы засекли повторяющийся радиосигнал из космоса и проследили его до каменистой экзопланеты размером с Землю. Но это не передача от инопланетного разума. Суть открытия в другом — это может быть признаком магнитного поля у далёкой планеты. А магнитное поле — это щит для атмосферы и база для зарождения биологической жизни. До этого никто ещё не находил землеподобных экзопланет с признаками магнитного поля. Планета YZ Ceti b стала первой.

Источник изображения: National Science Foundation/Alice Kitterman

Сразу отметим, что исследование изобилует допусками и не может считаться завершённым. Обнаруженный повторяющийся радиосигнал от планеты YZ Ceti b из системы звезды YZ Ceti в созвездии Кита немного не совпадает с периодом орбиты экзопланеты. Этому тоже может быть объяснение. Например, магнитное поле экзопланеты имеет наклон, и это вносит неточность в период повторения радиовсплесков.

В то же время данных достаточно, чтобы построить примерную модель происходящего в системе YZ Ceti. Планета YZ Ceti b делает один оборот вокруг своей звезды примерно за двое суток. Эта звезда не такая яркая и горячая как наше Солнце, но двое суток — это очень и очень близко, чтобы там была жидкая вода и условия для зарождения биологической жизни. Зато появляется возможность для регистрации сильного взаимодействия магнитных полей звезды и планеты.

На больших орбитах это сделать невозможно. По крайней мере, если использовать современные астрономические приборы и методики. Однако если планета расположена совсем рядом со звездой, то плазменный ветер светила будет вызывать значительные возмущения магнитного поля планеты, что, как предполагают учёные, они смогли наблюдать в системе YZ Ceti.

Данные наблюдений учёные представили в статье в журнале Nature Astronomy. Если они подтвердятся, это станет открытием первой каменистой землеподобной экзопланеты с собственным магнитным полем. На этой конкретной планете жизни в нашем понимании нет, и не будет, но открытие приведёт к разработке методики обнаружения магнитных полей у экзопланет в целом, а это ещё одна возможность для направленного поиска жизни во Вселенной.

Всего час наблюдений «Джеймса Уэбба» за галактикой в ранней Вселенной помог сделать открытие, которое может стать мостиком к раскрытию одной из загадок в эволюции Вселенной — как и каким образом образовались первые сверхмассивные чёрные дыры, если во время их роста не было необходимых для этого условий. Эволюция чёрных дыр изобилует пробелами, и все новые данные о них имеют особую ценность.

Источник изображения: Pixabay

Открытие сделано при наблюдении за галактикой EGSY8p7 (позже переименована в CEERS_1019), обнаруженной ещё в данных «Хаббла» в 2015 году. Это галактика из ранней Вселенной, примерно в 570 млн лет от Большого взрыва. Удалённость объекта и эффект расширения Вселенной сместили свет от неё далеко в инфракрасную область — это как раз специализация «Джеймса Уэбба».

Первоначально объект EGSY8p7 был интересен учёным по причине ярчайшего проявления эффекта звездообразования. Чувствительные спектрометры «Уэбба» увидели в спектре галактики влияние иных явлений, кроме звездообразования. Оказалось, у EGSY8p7 (CEERS_1019) активное галактическое ядро, что означает наличие там активно растущей сверхмассивной чёрной дыры. Увидеть одновременно оба явления — это оказалось удивительным.

Расчёты показали, что масса чёрной дыры у EGSY8p7 в 10 млн раз превышает массу Солнца. Это относит её к нижнему уровню сверхмассивных чёрных дыр. Это не первый подобный объект в ранней Вселенной. Ранее там были открыты гораздо более крупные чёрные дыры: галактика-квазар J1342+0928, обнаруженная в 690 млн лет после Большого взрыва, имеет сверхмассивную чёрную дыру массой в 800 миллионов Солнц, а чёрная дыра в J0313-1806, обнаруженная в 670 млн лет после Большого взрыва, имеет массу 1,6 млрд Солнц.

В то же время в обоих галактиках-квазарах в спектре доминирует активное ядро, чего нет в случае галактики EGSY8p7. Поэтому она может быть промежуточным этапом в эволюции сверхмассивных чёрных дыр. А ведь «Уэббу» дали только час на совершение этого интересного открытия! Учёные уверены, что вскоре «Джеймс Уэбб» начнёт выдавать такой огромный поток новых данных по этим и другим объектам в ранней Вселенной, что наше понимание об эволюции звёзд и устройства мира перейдёт на новый качественный уровень.

Используя архивные данные и наблюдения телескопа «Хаббл» астроном-ветеран сделал интересное открытие, которое 40 лет было на виду и не привлекло к себе внимания. В своей работе он показал, что кольца Сатурна заставляют атмосферу планеты нагреваться. Такое явление никогда ранее не наблюдалось в Солнечной системе, и оно даёт в руки учёных инструмент для поиска колец у экзопланет в иных звёздных системах.

Источник изображения: NASA, ESA, Lotfi Ben-Jaffel (IAP & LPL)

О влиянии частиц колец на верхние слои атмосферы Сатурна в своё время сообщили данные с зонда «Кассини». В конце свей миссии в 2017 году зонд погрузился в атмосферу Сатурна и измерил её составляющие. Данные подтвердили, что многие частицы падают внутрь планеты из колец, но их влияние оставалось неизвестным. Забавно, но воздействие частиц колец на атмосферу Сатурна зафиксировала ещё пара зондов «Вояджер» 40 лет назад, когда пролетала мимо этой планеты. Но тогда учёные сочли сигналы на детекторах помехой и не придали им значение.

Разобраться в вопросе помогли свежие наблюдения за Сатурном с помощью спектрографа телескопа «Хаббл». Целью наблюдений были спектральные линии горячего атомарного водорода в атмосфере планеты. По яркости этих линий можно судить об интенсивности нагрева атмосферы и она явно превышала уровень нагрева от Солнца. Что-то ещё разогревало атмосферу и с явным избытком энергии.

Данные с «Хаббла» помогли откалибровать «шум» в измерениях «Вояджеров», информацию с «Кассини» и данные со старого орбитального телескопа International Ultraviolet Explorer, запущенного ещё в 1978 году и давно выведенного из эксплуатации. Обнаружилось, что избыток ультрафиолета в излучении атмосферы Сатурна присутствовал во всех данных независимо от времени года, орбитального положения Сатурна и активности Солнца. Логичным объяснением этому может быть только одно — частички колец падают в атмосферу и нагревают её, уверен сделавший открытие астрофизик Лотфи Бен-Джаффель (Lotfi Ben-Jaffel) из Института астрофизики в Париже и Лунной и планетарной лаборатории Аризонского университета, автор статьи, опубликованной 30 марта в журнале Planetary Science.

«Мы находимся только в самом начале изучения этого влияния характеристик колец на верхнюю атмосферу планеты. В конечном итоге мы хотим получить глобальный подход, который позволит получить реальные данные об атмосферах далеких миров, — говорит автор. — Одна из целей этого исследования — посмотреть, как мы можем применить его к планетам, вращающимся вокруг других звезд. Назовем это поиском "экзо-колец"».

9 октября 2022 года произошло небывалое ранее событие. Практически все гамма-телескопы в космосе и на Земле оказались ослеплены мощнейшей за всю историю наблюдения гамма-вспышкой. По грубым оценкам, это событие в 1000 раз превзошло интенсивность типичных гамма-всплесков. Датчики приборов не были рассчитаны на такую мощность и не смогли определить силу сигнала. Впрочем, это по чистой случайности удалось сделать китайскому телескопу.

Китайские телескопы, которые смогли. Источник изображения: IHEP

Как отметили в пресс-релизе NASA, данные о событии GRB 221009A, которое также окрестили BOAT — The brightest of all time или, по-русски, «ярчайшим за всё время», — восстанавливали всем миром, включая Россию и Китай. На основе собранной информации сделан вывод, что гамма-всплеск GRB 221009A был в 70 раз мощнее самого яркого предыдущего такого события. Также изучение статистики за всё время наблюдения гамма-вспышек, а их зафиксировано 12 тыс., позволяет сделать вывод, что подобные ярчайшие вспышки могут случаться один раз в 10 тыс. лет.

Данные по событию. Реконструкция для телескопа «Ферми». Источник изображения: NASA's Goddard Space Flight Center and Adam Goldstein (USRA)

По словам китайских астрономов, данные по вспышке GRB 221009A получены в основном благодаря небольшому китайскому орбитальному гамма-телескопу GECAM-C. Чисто случайно почти все датчики аппарата были отключены, когда он вошёл в зону наблюдения за вспышкой GRB 221009A. «Это как прищуриться, когда вы решили взглянуть на Солнце», — пояснили специалисты. Тем самым приборы измерения на борту GECAM-C не были перегружены и смогли получить наиболее полные данные по событию, которые также были дополнены данными с китайского рентгеновского телескопа Insight-HXMT.

По оценкам китайских учёных, интенсивность GRB 221009A была ниже — лишь в 50 раз мощнее самого яркого из прежде зафиксированных всплесков. Обнаружена другая странность. Луч выброса был очень и очень узким — всего 0,7 °, тогда как раскрытие ранее фиксируемых джетов обычно было порядка 5 °. Эти данные могут дать новую пищу для уточнения моделей поведения сверхновых, схлопывающихся в чёрную дыру — именно в эти моменты происходят гамма-всплески, как считают учёные. По их мнению, гамма-всплеск — это первый вздох только что родившейся чёрной дыры.

В то же время, ярчайший гамма-всплеск GRB 221009A не был самым мощным по выбросу энергии. Ярким он стал только по одной причине — он был направлен точно на Землю. Вернее, Земля оказалась на его пути, ведь само событие произошло 2 млрд лет назад и луч преодолел это расстояние за соответствующее количество лет. Очень хорошо, что такое происходит не так часто, не с такой точностью и не так близко. Если подобный выброс даже краешком затронет Землю после возникновения в нашей галактике, наша планета может стать стерильной от любой биологической жизни.

В NASA сообщили, что сегодня в 05:33 по московскому времени на Солнце произошла мощная вспышка. Интенсивность события была экстремального класса с индексом X1.2. В это время на освещённой стороне Земли резко ухудшилась, а местами совсем пропала высокочастотная радиосвязь. О выбросе коронарной массы не сообщается, поэтому информации о возможной скорой геомагнитной буре нет.

Источник изображения: www.spaceweather.gov

Солнце движется к пику активности в своём очередном 11-летнем цикле. Текущий цикл 25-й по счёту с момента начала детальных наблюдений за Солнцем. Пик активности ожидается в конце 2024 года или в начале 2025 года. До этого осталось не так много времени, и уже собрано достаточно статистики, чтобы ожидать ощутимо большей активности Солнца, чем в предыдущем цикле и, надо сказать, складывающаяся ситуация беспокоит учёных.

Особую озабоченность вызывает растущий на орбите флот спутниковых созвездий связи. При утере управляемости, а оборудование может выйти из строя после особенно мощной и крайне неудачно направленной на Землю вспышки, разрушение спутников на орбите может принять каскадный и лавинообразный характер. Это вряд ли приведёт к тотальным разрушениям на Земле, но небо для запуска новых космических аппаратов может закрыть надолго. Недавний цикл статей в Nature был именно об этом.

С начала текущего года сегодняшняя вспышка класса X четвёртая по счёту в этой категории, но не самая сильная. Самая сильная с индексом X2.2 произошла 17 февраля. Впрочем, у нас есть к чему «стремиться». С момента наблюдения за Солнцем самая сильная вспышка произошла в 2003 году — ей был присвоен «внеклассовый» индекс X28. Когда она произошла, в нескольких штатах США было полное отключение энергосетей, не говоря о перебоях в связи.

Учёные из Даремского университета в Великобритании смогли более точно определить массу сверхмассивной чёрной дыры в центре массивного галактического скопления Abell 1201 на удалении около 2,7 млрд световых лет от нас. Это оказался настоящий монстр, масса которого превышает массу Солнца в 32,7 млрд раз. Размеры горизонта события этой дыры настолько большие, что туда поместилось бы шесть Солнечных систем вместе с облаком Оорта.

Эффект гравитационного линзирования. Источник изображения: NASA, ESA & L. Calçada

Чёрная дыра в галактическом скоплении Abell 1201 неактивная и поэтому она никак не видна в наши приборы. Если бы дыра поглощала окружающее вещество, то мы могли бы видеть излучение от перегретого внутреннего края диска аккреции. Обнаружить объект помог эффект гравитационного линзирования. Он настолько сильный, учитывая сверхмассу чёрной дыры, что далёкая фоновая галактика выглядит на изображении, как натуральная бровь над глазом.

Свет от далёкой фоновой галактики искажается и усиливается благодаря эффекту искажения пространства-времени. Всё это можно использовать в расчётах, что дало первый результат при подсчёте массы чёрной дыры в центре Abell 1201. Исследователи из Даремского университета воспользовались новыми наблюдениями и смогли уточнить массу объекта. Она оказалась на 7 млрд масс Солнца больше первоначально полученного значения и это крайне интересно.

Дело в том, что нам известно всего десять сверхмассивных чёрных дыр подобной массы. Это важно, поскольку мы приближаемся к теоретическому пределу по этому показателю. Считается, что чёрная дыра не может быть тяжелее 50 млрд масс Солнца. Доказать существование объекта массой 32,7 млрд масс Солнца — это подойти ближе к теоретической границе и сделать наше понимание Вселенной чуть чётче.

«Эта конкретная чёрная дыра, которая примерно в 30 млрд раз превышает массу нашего Солнца, является одной из самых больших из когда-либо обнаруженных и находится на верхней границе того, насколько большими, по нашему мнению, теоретически могут стать чёрные дыры, поэтому это чрезвычайно захватывающее открытие», — объяснил физик Джеймс Найтингейл (James Nightingale) из Даремского университета.

Изображение Abell 1201 BCG, на котором хорошо видна линзированная галактика в виде мазка в правом верхнем квадранте. Источник изображения: Smith et al., MNRAS

Полученный результат, подтверждённый длительным моделированием, ставит чёрную дыру Abell 1021 BCG в десятку самых массивных черных дыр, обнаруженных на сегодняшний день. Диаметр горизонта событий составит более 1290 а.е. Для сравнения, расстояние от Солнца до Плутона составляет всего 40 а.е., а расстояние от Солнца до края облака Оорта не более 100 а.е. В эту чёрную дыру войдут шесть Солнечных систем в ряд вместе со своими облаками Оорта, что просто поражает воображение.

«Этот подход [методика подсчёта массы] может позволить нам обнаружить гораздо больше чёрных дыр за пределами нашей локальной Вселенной и показать, как эти экзотические объекты эволюционировали в космическом времени», — уверяют учёные. О работе рассказано в одном из престижных астрономических журналов — Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Загадочная тёмная материя ещё не обнаружена в природе в виде осязаемых частиц вещества, но учёные уже предложили методику для поиска целых планет из тёмной материи. Это кажется невозможным, но в целом физика поведения тёмной материи понятна, и планету из неё можно относительно легко отличить от планеты из обычного вещества, а с обнаружением обычных экзопланет у людей давно нет никаких проблем.

Источник изображения: Pixabay

Базовые алгоритмы для поиска планет из тёмной материи создала группа учёных из Университета Висконсин-Мэдисон. Очевидно, что поведение пары из звезды и экзопланеты из тёмной материи будет разительно отличаться от поведения звезды и обычной экзопланеты. Отличия будут во всех случаях, которые позволяют обнаружить экзопланеты. Чаще всего таких ситуации две: экзопланета проходит по диску звезды, и мы видим кратковременное и периодическое снижение блеска звезды; или звезда меняет радиальную скорость, что говорит о её колебательном движении вокруг общего центра масс звезда-экзопланета.

Предполагается, что тёмная материя может существовать как в виде частиц, так и в виде сгустков. Сгустки в виде макроскопических структур вполне могут иметь планетарную массу. Именно это предположение сделали учёные, начав работать над методикой поиска экзопланет из тёмного вещества. По их мнению, «макроскопическое состояние тёмной материи с массой и/или радиусом, похожими на планету, будет вести себя как тёмная экзопланета, если она ограничена звёздной системой, даже если физика, лежащая в основе объекта, напоминает что-то совсем другое».

Современные методы обнаружения экзопланет позволяют определить их ключевые свойства: радиус, массу и плотность. В некоторых случаях мы можем определить даже состав атмосферы экзопланеты. Это всё легко считается и отлично укладывается в разработанные модели от зарождения планет и звёзд до их гибели. Но если расчёты покажут нечто выходящее за рамки — экзопланету с плотностью выше, чем у железа или, наоборот, с плотностью близкой к нулю — всё это будет намекать на иную физику и, возможно, укажет на экзопланету из тёмного вещества.

Среди массы полученных об экзопланетах данных учёные не смогли найти открытия, выходящие за рамки привычной физики. Но чётко очертить такие рамки учёные себе позволили. Если удивительное открытие будет сделано, предложенные базовые методики облегчат объяснение явления и даже просто создадут условия для поиска экзопланет из тёмного вещества. Добавим, статью можно найти на сервере препринтов arXiv.

В понедельник в журнале Nature вышла статья китайских учёных, в которой раскрывается потенциальный источник огромных залежей воды на Луне. Данные получены после анализа ударного стекла в образцах лунной породы, собранной китайским ровером в миссии «Чанъэ-5». По самым скромным оценкам, в ударном стекле на Луне может храниться до 297,6 млрд тонн воды. Но самое главное, это даёт повод надеяться на наличие воды на других скалистых планетах.

Источник изображения: Pixabay

Это не первый намёк на присутствие воды в ударном стекле — сплавленных остатках минералов, испарённых с поверхности Луны метеоритами. Присутствие воды в метеоритном стекле-импактите обнаружено ещё в образцах, привезённых на Землю в «Аполлонах». Образцы лунной породы также были изучены после успешного завершения миссии «Чанъэ-5» и в них тоже обнаружено заметное присутствие воды. Новая работа показала, что на каждый грамм ударного стекла приходится 0,002 грамма воды. В масштабах Луны это неимоверные запасы, которые обещают полностью обеспечить водой лунные базы вплоть до производства ракетного топлива, а не только для проживания человека.

Источник изображений: Nature Geoscience, 2023

Согласно современной теории, значительная часть воды на Луне образуется при небольшой помощи солнечных ветров, так как ионы водорода из этих ливней солнечных частиц соединяются с кислородом, который уже содержится в лунном грунте. Часть воды испаряется в космос, но аморфное стекло имеет способность абсорбировать воду внутрь и сохранять. Мало того, эти процессы происходят сравнительно быстро — «стеклянные бусины» способны накопить воду в течение нескольких лет.

«Такое короткое время диффузии указывает на то, что вода, полученная в результате солнечного ветра, может быть быстро накоплена и сохранена в стеклянных бусинах, образованных в результате [метеоритного] удара по лунной поверхности», — пишут исследователи.

Образцы ударного стекла с поверхности Луны

Также учёные делают вывод, что вода таким образом может возникать на других безвоздушных телах Солнечной системы. Кроме того, она выбрасывается в космос, что делает воду распространённым явлением в космической среде. Это также становится лишним доводом о потенциальной распространённости биологической жизни во Вселенной, хотя это уже другая история.

Сигароподобный астероид Оумуамуа (Oumuamua) подкинул астрономам интересную загадку. Он появился ниоткуда на скорости для межзвёздных путешествий и после манёвра около Солнца начал удаляться с необычно большим ускорением, которое нельзя объяснить одной лишь гравитацией. Подобный трюк мог бы провернуть межзвёздный крейсер или комета, но первое невероятно само по себе, а второе никак не проявилось, например, в виде кометного хвоста. Что это было?

Астероид Оумуамуа в представлении художника. Источник изображения: ESO

В свежем выпуске журнала Nature вышла статья двух астрономов, в которой, как они считают, объясняются все странности поведения астероида Оумуамуа, без фантастических допущений и передёргивания.

Всему виной молекулярный водород, уверены учёные. Переходя вблизи Солнца из твёрдого замороженного состояния в газовое в процессе сублимации водород исполнил роль газовых двигателей, придавших астероиду Оумуамуа необычно высокое ускорение без видимых следов испарений. В отличие от сублимации водяного льда, как в случае комет, водород остаётся невидимым для наблюдений в оптические телескопы. Поэтому обнаружить кометоподобное ускорение Оумуамуа было невозможно с помощью обычных наблюдений, а другие, например, в радиодиапазоне, сделать не додумались.

Кроме того, моделирование показало, что если бы астероид получал негравитационное ускорение от испарения водяного льда, то это объяснило бы только 50 % прироста скорости, тогда как выбросы молекулярного водорода идеально ложатся в полученные данные о траектории астероида. Но откуда в астероиде залежи молекулярного водорода? Это просто, отвечают учёные. Давно известен процесс воздействия ионизированного излучения на воду, в процессе которого молекулы воды расщепляются, и получается тот самый молекулярный водород.

Астероид Оумуамуа бесконечно долго путешествовал в межзвёздном пространстве, где ионизированное излучение бомбардировало его поверхность и внутренности. Возникающий там молекулярный водород оставался запертым в водяном льде, пока проход около Солнца не подтопил лёд и не позволил водороду вырваться через своеобразные сопла-проталины в космос и придать астероиду ускорение. Таяние льда было относительно скромным и поэтому мы не наблюдали у Оумуамуа хвоста, зато испаряющийся водород постарался так, что некоторые учёные заподозрили в астероиде межзвёздный корабль или приспособленный для этой миссии естественный объект.

По словам авторов работы, это «может объяснить многие особые свойства Оумуамуа без тонкой настройки или не прибегая к экстраординарным заявлениям о природе объекта».

Астероид втрое больше того, что в 2013 году привёл к массовым повреждениям строений в Челябинске и травмам граждан, приближается к Земле и в воскресенье, 25 марта пролетит от неё на расстоянии, приблизительном вдвое меньшем, чем расстояние от нашей планеты до Луны.

Источник изображения: NASA

К счастью, по расчётам учёных, объект 2023 DZ2 пролетит мимо планеты на скорости 28 044 км/ч. Сообщается, что он будет заметен наблюдателям в Северном полушарии, обладающими даже относительно небольшими телескопами. Кроме того, в 02:30 по московскому времени в воскресенье, 26 марта, проект The Virtual Telescope Project проведёт прямую трансляцию пролёта объекта мимо Земли.

При наблюдении в телескоп из Северного полушария астероид будет выглядеть, как медленно движущаяся звезда, ближе всего к Земле он будет находиться в 10:52 по московскому времени в субботу, 25 марта.

Астероид открыт астрономами обсерватории на Ла Пальме (Канарские острова) в феврале 2023 года, его размер составляет 44-99 м в диаметре. Поскольку траектория его движения пересекает орбиту Земли, он относится к астероидам Аполлон-класса. Точное происхождение 2023 DZ2 неизвестно. Как сообщает Space.com, большинство подобных тел родом из пояса астероидов между Марсом и Юпитером, и покинули свои орбиты из-за «неудачного» взаимодействия с газовым гигантом.

Если бы 2023 DZ2 врезался в Землю, он мог бы вызвать крупные разрушения. Если Челябинский метеорит размером 18 м в поперечнике повредил 7 тыс. зданий и привёл к травмам разной степени тяжести у 1,4 тыс. человек, то новый «визитёр», вероятно, втрое больше.

К счастью, по данным Virtual Telescope Project, он не должен приблизиться к Земле на расстояние ближе 173 тыс. км — для сравнения, среднее расстояние от Земли до Луны составляет 384,4 тыс. км. Как сообщает Space.com, исходя из имеющихся сведений о его орбите, вероятность его столкновения с Землёй крайне невелика. Впрочем, недавно появилось исследование о том, что крупные астероиды сталкиваются с нашей планетой, вероятно, намного чаще, чем считалось ранее.

Команда, управляющая зондом Parker Solar Probe, 13 февраля аварийно отключила один из ключевых датчиков на борту аппарата из-за сбоя. Прибору не смогли обновить прошивку, а управление с Земли было невозможным — зонд находился по ту сторону Солнца вне зоны устойчивой связи. Прибор смогли запустить 10 марта за неделю до очередного 15-го по счёту сближения зонда с нашей звездой. Встреча прошла блестяще и даже лучше прежних.

Источник изображений: NASA

Во время 15-го сближения с Солнцем, а таких сближений в миссии Parker Solar Probe запланировано 24, одновременно с зондом за Солнцем наблюдало свыше 40 земных обсерваторий и три автоматические космические станции: Solar Orbiter и BepiColombo, а также космический аппарат NASA Solar Terrestrial Relations Observatory-A (STEREO-A). Фактически состоялся «парад спутников», если уместно сравнить ситуацию с таким астрономическим явлением, как Парад планет.

Все космические станции вместе с зондом Parker Solar Probe и Землёй выстроились в одну условную линию, находясь при этом на разных расстояниях от Солнца. При этом на одном конце находился Parker Solar Probe и он буквально окунулся в атмосферу звезды, а на другом конце была Земля и десятки обсерваторий с оптическими телескопами, радиотелескопами и инфракрасными приборами. Сложилась идеальная и редкая конфигурация, когда солнечный ветер мог наблюдаться с одного ракурса, но с разных расстояний. Это внесло свой ценный вклад в наши знания о физике Солнца, и на этом сбор информации не закончился.

В момент максимального сближения с Солнцем 17 марта зонд Parker приблизился к звезде на расстояние 8,529 млн км. Максимальная скорость зонда составила 586 797 км/ч. Вскоре зонд начнёт удаляться от Солнца и пойдёт на новый 16-й виток, чтобы в 2024 году в последний раз сблизиться с звездой и упасть на неё.

В Nature вышла серия статей, в которой учёные из разных стран предупреждают о «беспрецедентной глобальной угрозе» природе и науке со стороны растущего числа спутников на низких орбитах. Световое загрязнение будет иметь материальные и культурные последствия, многие из которых тяжело прогнозировать, но следует ожидать.

Источник изображения: ESA

По самым скромным подсчётам, с 2019 года благодаря, прежде всего, созвездию Starlink компании SpaceX, количество спутников на высоте до 2 тыс. км удвоилось. Если все анонсированные планы будут реализованы, в ближайшее время к ним добавятся ещё тысячи спутников. Каждый новый спутник увеличивает риск того, что он врежется в другой объект на орбите Земли и создаст множество обломков. Это увеличит и без того впечатляющее облако мусора на орбите и, следовательно, умножит потоки отражённого на Землю света.

Вероятно, первыми от светового загрязнения пострадают астрономы и все, кто обслуживает эту отрасль. Специально проведённое моделирование показало, что для строящейся в Чили обсерватории им. Веры Рубин с беспрецедентной по разрешению матрицей самая тёмная часть неба до конца следующего десятилетия посветлеет на 7,5 %. Примерно столько звёзд обсерватория не увидит, а также пропустит ряд явлений, которые могут нести ценность для земной науки. Будет особенно обидно, если широчайшая матрица обсерватории пропустит опасный для Земли астероид. В таком свете заявление о глобальной угрозе со стороны спутников перестаёт быть пустым кликушеством.

В более простом материальном плане засветка заставит увеличить время наблюдения и приведёт к прямому перерасходу средств. Для обсерватории им. Веры Рубин это выльется в дополнительный год наблюдения и лишних $21,8 млн из бюджета. Но ситуация может быть хуже, говорят авторы другой статьи. По их мнению, вред от засветки ночного неба и последствия этого очень и очень недооценены. Всё будет намного хуже и до конца непонятно насколько.

А ведь есть ещё культурный слой. Астроном Апарна Венкатесан (Aparna Venkatesan) из Университета Сан-Франциско, сказала, что это также угрожает «нашим древним отношениям с ночным небом». «Космос — наше общее наследие и предок, связывающий нас через науку, рассказы, искусство, истории происхождения и культурные традиции, и теперь он находится под угрозой», — написала она в комментарии к статье в Nature.

Учёные отлично понимают, что «наивно надеяться на то, что стремительно растущая космическая экономика сама себя ограничит, если её не принудить к этому», учитывая поставленные на карту экономические интересы. Они и не требуют «взять и запретить», но просят отнестись к проблеме со всем вниманием, пока не стало сильно поздно. Это не первое обращение такого рода и, очевидно, не последнее. Другое дело, будет ли оно услышано?

Команда астрономов под руководством Ананды Хота (Ananda Hota) из Университета Мумбаи в Индии изучила пару уникальных по взаимодействию галактик RAD12 (A и B). Меньшая по размерам галактика RAD12-A выстрелила в сторону большей соседки огромную струю плазмы. Выглядит это как эпизод из Звёздных войн, но имеет под собой объяснимую, хотя и не до конца понятную природу.

Плазменный залп галактических масштабов по соседке. Источник изображения: Ananda Hota, GMRT, CFHT, MeerKAT

«Тёплые» отношения в паре галактик RAD12 в целом не уникальны. Это шестая открытая астрономами пара галактик, где одна из них выстреливает плазменным джетом в сторону другой. Уникальность пары RAD12 в другом. Во-первых, залп дала меньшая из двух галактик. Во-вторых, струя выглядит монолитным выбросом плазмы, тогда как раньше фиксировались пары исходящих струй. Тем самым наблюдение RAD12 дало нечто не похожее на все предыдущие случаи, а такое в науке ценится на вес золота.

С большой степенью достоверности струя плазмы или молекулярного газа от одной галактики в сторону другой образуется благодаря массивной чёрной дыре в центре галактики. Чёрная дыра в процессе аккреции поглощает окружающее вещество и выбрасывает струи газа, которые отлично видны в радиодиапазоне. Обычно такое происходит нерегулярно и не ведёт к массивным выбросам, но иногда масштабы процессов могут удивить, как в случае пары RAD12.

Джеты дают ключ к пониманию многих процессов во Вселенной. Они позволяют измерять энергии процессов и давать им количественную оценку. Например, объяснять связанные с ними явления звездообразования. Обычно джеты наблюдаются в старых эллиптических галактиках, что лишний раз подтвердила пара RAD12. Галактика-хозяин джета выбрасывает вещество и снижает интенсивность образования звёзд у себя, тогда как галактика в паре, получившая порцию молекулярного газа, наоборот запускает процессы образования новых звёзд.

Совмещение данных в оптическом диапазоне с контурами джета, полученного в радиодиапазоне

Система RAD12 может помочь астрономам понять эти процессы, поскольку джеты накладывают ограничения на то, что могут и чего не могут определенные классы объектов. Кроме того, редкие системы галактик, в которых струя одной из них врезается в другую, могут продемонстрировать положительную обратную связь, при которой галактика, подвергающаяся бомбардировке, проявляет признаки положительной обратной связи, или повышенной активности звездообразования.

Индийские астрономы пристально изучили пару RAD12 в прошлом году. Эта работа оказалась настолько перспективной, что её отобрали для публикации в очередном годовом сборнике статей Международного астрономического союза. Подобная честь означает также, что исследования пары RAD12 будут продолжены другими учёными и с помощью других инструментов.