Пекинский университет обнародовал планы строительства самого большого в Азии оптического телескопа. Телескоп EAST построят в два этапа из сегментных зеркал подобно тем, что используются в «Джеймсе Уэббе». Максимальный размер главного зеркала будет достигнут к 2030 году, и он составит 8 м.

Источник изображений: Peking University

С появлением телескопов в космосе век земных оптических телескопов, казалось бы, мог быть завершён. Но это далеко не так. Главная помеха в наблюдениях с Земли — атмосфера — была существенно сглажена благодаря приходу адаптивной оптики. Также на Земле можно строить довольно большие телескопы, которые ещё долго не смогут быть отправлены в космос. Наконец, проблема технического обслуживания и ремонта сравнительно просто решается в земных, а не в космических условиях.

Новый телескоп EAST (Expanding Aperture Segmented Telescope) будет построен на Тибетском плато на высоте 4200 м. Строить его будут в два этапа, чтобы этот научный прибор начал работать как можно скорее, поэтому главное зеркало будет из шестиугольных сегментов. В ходе первого этапа зеркало составят из 18 сегментов и его диаметр будет 6 м, а на втором этапе добавят ещё 18 сегментов по внешнему контуру и доведут размер зеркала до 8 м.

Двухэтапный подход позволит начать работу на телескопе в 2024 году. Завершение строительства ожидается в 2030 году. На работы потребуется от $69 до $84 млн. Источник не сообщает, будет ли у телескопа адаптивная оптика или нет, но следует ожидать, что будет. Также новый телескоп поможет Китаю разработать сотни, если не тысячи новых технологий от обработки материалов до систем обработки информации, полученной телескопом. Каждый такой инструмент — «Джеймс Уэбб» или китайский EAST — это, прежде всего, продвижение в инженерном и производственном мастерстве, которое даёт хороший толчок в развитии цивилизации.

За многие десятилетия наблюдений за гамма-всплесками во Вселенной сложилась стройная теория. Все события строго делились на две категории: в результате слияний нейтронных звезд возникали короткие всплески (не дольше двух секунд), а при коллапсе сверхновых наблюдались длинные всплески (от двух секунд до шести часов). Источники всплесков никогда прежде не пересекались, но год назад это произошло: длинный гамма-всплеск возник из источника явно не из своей категории.

Источник изображения: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA and IT Research Computing Services

В декабре 2021 года группа астрономов под руководством учёных из Северо-Западного университета (Чикаго) обнаружила длинный гамма-всплеск длительностью 50 с. Событие получило номер GRB211211A, а увидели его космический рентгеновский телескоп «Ферми» и мультиспектральный телескоп земной Обсерватории Нила Герелса Свифта. Поскольку длинные гамма-всплески всегда фиксировались после взрыва сверхновых, на месте коллапса массивных звёзд долгое время оставалось послесвечение во всех электромагнитных диапазонах.

Длительное — до недели и более — послесвечение давало возможность навести на место взрыва оптические, инфракрасные и даже радиотелескопы и собрать как можно больше данных о событии. Но не в этот раз. Когда туда посмотрели через «оптику», то на месте взрыва ничего не увидели. Останков сверхновой там не было. Это означало, что длинный гамма-всплеск породило нечто иное, чем предполагала теория.

Учёные слегка удивились и начали подключать к наблюдению всё, что было возможно, благо объект взорвался сравнительно недалеко — на расстоянии 1,1 млрд световых лет от Земли — и наблюдать за ним было легко (не считая помех в виде густой облачности, что сильно мешало конкретно этой работе).

Следует заметить, что короткие гамма-всплески длительностью менее двух секунд всегда фиксировались в двойных звёздных системах в случае слияния двух нейтронных звёзд, нейтронной звезды с чёрной дырой или, что пока чистая теория — в случае слияния двух чёрных дыр. Массы объектов (за исключением, возможно, последнего случая) явно не хватало на длительный выброс энергии в гамма-диапазоне. Слияние и последующий взрыв таких объектов с 2010 года принято называть килоновой, поскольку энергии выделяется до 1000 раз больше, чем при взрыве сверхновых.

Детальное изучение события GRB211211A в других диапазонах показало, что послесвечение всё же есть, но оно довольно тусклое и несёт признаки взрыва килоновой. Иначе говоря длинный гамма-всплеск был рождён в условиях, которые к этому не располагали и раньше никогда не наблюдались. Это открытие, как минимум, заставит учёных изменить представление о природе гамма-всплесков во Вселенной. Помочь в этом смогут новые инструменты, как готовящийся к запуску в следующем году рентгеновский телескоп «Зонд Эйнштейна», так и «Джеймс Уэбб», инфракрасные датчики которого отлично подходят для поиска килоновых.

Международная группа ученых под руководством исследователей из Института астрофизики Канарских островов (IAC) недалеко от нас обнаружила две экзопланеты с массами, близкими к массе Земли. Обе экзопланеты найдены у звезды GJ 1002 — красного карлика на удалении 16 световых лет от Солнечной системы. Самое удивительное, что обе экзопланеты находятся в зоне обитаемости местной звезды, что означает возможность развития биологической жизни.

Источник изображений: Alejandro Suárez Mascareño and Inés Bonet (IAC)

Открытию экзопланет у GJ 1002 предшествовали годы наблюдений. Свет звезды крайне слаб, поэтому спектральную информацию о её характеристиках собирали довольно долго, но результат того стоил. Для открытия учёные объединили данные наблюдений прибора CARMENES, который установлен на 3,5-м телескопе в Обсерватории Калар Альто в Испании и данные со спектрографа ESPRESSO, подключённого к четырём 8,2-м телескопам комплекса VLT (Очень большой телескоп) Южной европейской обсерватории (ESO) в пустыне Атакама в Чили. Наблюдения за GJ 1002 велись CARMENES с 2017 по 2019 год, а ESPRESSO — с 2019 по 2021 год.

После анализа данных астрономы сделали вывод, что планета GJ 1002b — ближняя к своей звезде — вращается с периодом чуть более 10 дней, а вторая планета — GJ 1002c — имеет орбитальный период чуть больше 21 дня. Поскольку звезда GJ 1002 имеет массу примерно 1/8 от Солнца, столь близкое расположение планет к звезде не несёт им угрозы выжечь там всё живое (биологическое), если оно там есть. Ниже на рисунке показано, где эти экзопланеты находились бы в нашей системе по отношению к звезде.

Вместе с ранее открытыми экзопланетами примерно земной массы у нас теперь семь кандидатов на обитаемые инопланетные миры, потенциально похожие на земные. Последующие исследования позволят узнать состав атмосферы недавно открытых экзопланет системы GJ 1002, но произойдёт это не раньше, чем в строй войдёт Чрезвычайно большой телескоп (ELT) с 40-м зеркалом. Он получит более чувствительный спектрограф ANDES и случится это не раньше 2030 года.

Космический телескоп «Хаббл» продолжает создавать потрясающие снимки разных объектов Вселенной. На этот раз в поле его зрения попало рассеянное звёздное скопление NGC 1858, находящееся на расстоянии в 160 тыс. световых лет от Земли в карликовой галактике-спутнике Млечного Пути под названием Большое Магелланово Облако.

Источник изображения: NASA / ESA / G. Gilmore (University of Cambridge)

Поскольку объект NGC 1858 представляет собой рассеянное скопление, находящиеся в нём звёзды связаны друг с другом слабым гравитационным притяжением, что также объясняет неправильную форму скопления. При этом данный участок космоса является эмиссионной туманностью, состоящей из облака межзвёздного газа, который образует голубую дымку, хорошо различимую в центральной части снимка. Наличие большого газового облака говорит о том, что процесс звёздообразования в этой части космоса завершился недавно или же продолжается до сих пор.

Завораживающие голубые полосы на представленном снимке являются газом, который ионизировался благодаря ультрафиолетовому излучению находящихся поблизости звёзд. Большинство звёзд переднего плана на представленном снимке имеют возраст около 10 млн лет и удалены от нашей планеты примерно на 160 тыс. световых лет.

«Звёзды в этом молодом скоплении находятся на разных стадиях своей эволюции <…> В NGC 1858 исследователи обнаружили протозвезду — очень молодую звезду, находящуюся на стадии формирования, что указывает на то, что звёздообразование в скоплении всё ещё может быть активным или же оно прекратилось совсем недавно», — говорится в заявлении астрономов.

Китайские СМИ со ссылкой на публикацию в журнале The Astrophysical Journal Letters сообщили, что местные учёные испытали в работе прототип рентгеновского телескопа нового поколения — LEIA. Телескоп Lobster Eye Imager for Astronomy установлен на спутнике SATech-01, запущенном в космос 27 июля этого года. С тех пор обсерватория сделала высококачественные снимки, включая фото центра нашей галактики, Магеллановых облаков и созвездия Скорпиона.

«Зонд Эйнштейна» (Einstein Probe). Источник изображения: CAS

Телескоп Lobster Eye Imager for Astronomy, как следует из его названия, использует принцип строения «глаз омара». У этого ракообразного и некоторых креветок глаз представляет собой массив квадратных каналов, которые сходятся на круглой светочувствительной сетчатке. Это даёт широчайший угол обзора и повышенную светочувствительность в мутной воде. Для рентгеновского телескопа использование скользящего увеличения имеет особый смысл, поскольку рентгеновские лучи обычными линзами не преломляются. Собирать и фокусировать электромагнитный сигнал в рентгеновском диапазоне можно только за счёт отражения.

Китайские учёные совместно с компанией North Night Vision Technology из Нанкина разработали не имеющую аналогов в мире технологию изготовления трубчатых фокусирующих систем. Каждая трубка-пора будущего телескопа WXT (Wide-field X-ray telescope) будет иметь стороны шириной 40 мкм. Телескоп будет состоять из 12 одинаковых модулей. Каждый модуль будет собран из более 30 млн пор, заканчивающихся на датчике изображений. По сути, каждая пора — это один пиксель изображения Вселенной в рентгеновском диапазоне.

Внутри каждая пора для повышения отражательной способности покрыта ультратонким слоем иридия. Погрешность поверхности с покрытием должна быть менее одного нанометра — подобной технологии производства нет ни у одной страны, утверждают китайские учёные. Поле зрения у телескопа WXT будет гигантское — телескоп одним кадром охватит участок неба с 10 тыс. полных Лун. Для сравнения, рентгеновский телескоп NASA «Чандра» одним кадром охватывает участок неба менее одной полной Луны.

Источник изображения: Patrick Ayree

Телескоп WXT, прототип которого в лице обсерватории LEIA успешно прошёл испытания, планируется запустить в космос в конце 2023 года. Китайцы начали собирать его этой весной, на год опоздав из-за жёстких ковидных мер в стране. Телескоп полетит на космическом аппарате «Зонд Эйнштейна» (Einstein Probe) — это совместный проект Китая с Европейским космическим агентством. Европейцы установят на обсерваторию собственный, но уже узконаправленный рентгеновский телескоп FXT (Follow-up X-ray Telescope) с очень высокой чувствительностью.

Благодаря китайскому телескопу WXT с беспрецедентным разрешением в рентгеновском диапазоне астрономы по-новому взглянут на множество высокоэнергетических событий во Вселенной. Телескоп увидит как далёкие и слабые события, так и яркие на большом участке неба сразу. Это такие явления, как взаимодействие чёрных дыр, нейтронных звёзд, рождение сверхновых, ударные волны и многое другое. Для мира рентгеновской астрономии запуск WXT станет событием уровня запуска «Джеймса Уэбба».

Телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb) получил новые снимки галактики NGC 7469. Эта галактика с активной чёрной дырой в своём центре расположена идеально для наблюдения — всей своей плоскостью она развёрнута в сторону Земли. Но особенный рождественский шарм снимку придали дефекты изображения, которые вызваны растяжками вторичного зеркала телескопа. Растяжки создали эффект шестилучевой звезды — праздничного навершия рождественского дерева.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. S. Evans

Спиральная галактика NGC 7469 удалена от нас на 230 млн световых лет. Ранее этот объект и его компаньона — меньшую по размерам галактику IC 5283 — наблюдал космический телескоп «Хаббл». Вместе обе галактики образуют структуру Arp 298. Они связаны гравитационным взаимодействием и активно влияют друг на друга — воруют вещество и в паре крутят галактическое танго. Наблюдение за этими объектами позволяет увидеть взаимодействие галактик на огромных расстояниях, как и изучить рост сверхмассивных чёрных дыр на примере дыры в центре большего партнёра.

Поскольку «Джеймс Уэбб» оснащён инфракрасными приборами наблюдения, которых нет у «Хаббла», снимок NGC 7469 получился более яркий в центре — там на чёрную дыру падает очень много вещества, что в процессе аккреции выделяет массу энергии, в том числе в инфракрасном спектре.

Источник изображения: «Хаббл», NASA

Расположенная к нам всей плоскостью галактика NGC 7469 позволяет увидеть все зоны звездообразования в ней. В сочетании с возмущениями со стороны меньшей галактики IC 5283 — это идеальный объект для наблюдения за множеством процессов во Вселенной в одном месте. Судя по всему, мы ещё не раз вернёмся к этой паре. А сейчас можно просто сказать: во-первых, это красиво…

Астрономические наблюдения заканчиваются многочисленными расчётами. Но в зависимости от множества факторов эти расчёты могут не совпадать у разных исследователей. В этом нет ошибки. В астрофизике многое, если не всё, получается с той или иной степенью точности. И чем менее точный результат, тем сложнее расчёты. Оказалось, с такими расчётами хорошо справляются ИИ-алгоритмы, выполняя работу за недели вместо месяцев и лет работы людей.

Источник изображения: NASA

Так, исследователи из Университета Карнеги-Меллона (CMU) использовали предоставленные Питтсбургским суперкомпьютерным центром (PSC) ресурсы, включая суперкомпьютер Bridges-2, выделенные по программе ACCESS, чтобы обучить искусственный интеллект предсказывать массу такого крупного скопления галактик, как Скопление Волос Вероники (333 млн световых лет от Земли).

Учёные предложили алгоритму всю известную информацию о скоплении и на выходе получили результат, который совпал с уже сделанными ранее предсказаниями астрофизиков. Тем самым эксперимент подтвердил способность алгоритма на основе машинного обучения предсказывать массу галактик с доступной нам точностью, которая, естественно, ограничена возможностями наших инструментов для наблюдения. И тут уже без разницы, кто считает — человек или ИИ.

Для вооружённого компьютерами учёного расчёт массы галактики может занять до одного года работы. Искусственный интеллект справился с этим за несколько недель. С учётом несметного числа галактик во Вселенной ИИ предоставляет инструмент прогнозирования, который поможет проанализировать намного больше астрофизических явлений, чем многочисленная армия учёных, а это открытия, на которые раньше не хватало времени и сил, и часто важные мелочи, на которые просто не обращали внимание.

Будет интересно узнать, как учёные распорядятся новым инструментом.

Новорожденные звёзды (протозвёзды) в туманности Ориона испускают яркое радиоактивное излучение, обусловленное тем, что они активно напитываются окружающим их газом и пылью, которые необходимы для роста. Необычное явление в туманности Ориона, ближайшей к Земле области звёздообразования, удалось обнаружить с помощью космического телескопа «Спитцер» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США.

Туманность Ориона. Источник изображения: ESA / NASA / JPL-Caltech

Протозвёзды испускают радиоактивное излучение на самой ранней стадии развития, когда их возраст не превышает 100 тыс. лет. Исследование также показало, что яркие вспышки повторяются примерно каждые 400 лет. Такое поведение является признаком того, что звёзды активно «питаются», поглощая материал из окружающих их облаков газа и пыли по мере накопления массы.

«В процессе наблюдения за звёздообразованием можно увидеть, как облака газа разрушаются, образуя звезду. Результаты исследования могут стать значительным шагом вперёд в понимании физики, действующей в первые годы жизни звезды, в том числе того, как молодые звёзды набирают массу быстрыми темпами. Этот период звёздной эволюции был окутан тайной, поскольку молодые звёзды скрыты внутри облаков холодного молекулярного газа и пыли, которые являются строительными блоками для звёзд», — рассказал один из авторов исследования, астроном Университета Толедо Том Мегет (Tom Megeath).

Внутри плотных облаков из газа и пыли протозвёзды моложе 100 тыс. лет, классифицируемые как «протозвёзды класса 0», производят вспышки, которые трудно наблюдать с помощью наземных телескопов. Несмотря на то, что первая подобная вспышка была замечена около 100 лет назад, с тех пор они фиксировались крайне редко. В период с 2004 по 2017 годы инфракрасный космический телескоп «Спитцер» помогал астрономам заглянуть за завесу из облаков газа и пыли, фиксируя вспышки протозвёзд в туманности Ориона, расположенной в одноимённом созвездии. Миссия космического телескопа длилась в течение 16 лет и была завершена в 2020 году.

Наблюдая за 92 ранее неизвестными протозвёздами класса 0, учёные обнаружили три радиоактивные вспышки, две из которых не фиксировались прежде. В ходе исследования было установлено, что вспышки, в ходе которых происходит радиоактивное излучение, у молодых звёзд происходят примерно раз в 400 лет. Отмечается, что частота вспышек у протозвёзд выше, чем у более старых звёзд, находящихся дальше в своём развитии. По оценкам учёных, одна такая вспышка длится около 15 лет.

Полученные данные также могут улучшить понимание учёных касательно того, как потребление газа и пыли может влиять на формирование планет вокруг звёзд. Учёные считают, что радиоактивные вспышки могут влиять на окружающий протозвёзды материал. Например, это явление может влиять на появление молекул и кристаллов, способных сливаться друг с другом, образуя более крупные структуры, напоминающие планеты. Это может означать, что более 4,5 млрд лет назад, ещё до образования Земли, Солнце представляло собой одну из таких протозвёзд, периодически излучающих мощные радиоактивные вспышки.

Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало новый снимок, сделанный космической обсерваторией «Хаббл». По традиции перед Рождеством выбрана праздничная композиция. Разноцветные звёзды разбросаны на ярком красном фоне подобно праздничным огням или искрящемуся снегу. Отдельное внимание уделено небольшому «комочку» космической пыли и газа в виде головастика, которое далеко оторвалось от родной ему среды. Из таких «головастиков» рождаются звёзды.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: ESA/Hubble & NASA, R. Sahai

На снимке мы видим участок туманности Westerhout 5. Он находится на расстоянии 7000 световых лет от Земли. Помимо красочной атмосферы снимок раскрывает массу интересных деталей. В частности, представленный на фотографии «головастик» — это свободно плавающая в пространстве так называемая испаряющаяся газообразная глобула (frEGGs). Каталожное название объекта: [KAG2008] globule 13 и J025838.6+604259.

Испаряющиеся газообразные глобулы (EGGs) были обнаружены относительно недавно и прежде всего на вершинах «Столпов Творения», культовые снимки которых обсерватория «Хаббл» сделала в 1995 году. Подкласс frEGGs отличается тем, что его представители имеет ярко выраженные «голову» и «хвост».

Высокая плотность пыли и газа внутри таких сгустков материи ведёт к тому, что процесс фотоиспарения в них проходит туже, чем в окружающем более разреженном веществе туманности. Как правило, фотоиспарение провоцируют молодые и горячие звёзды. Они испускают интенсивный ультрафиолетовый свет, который ионизирует газ и рассеивает его (испаряет). Более плотные глобулы мешают ионизации проникнуть внутрь и рассеять их вещество. Поэтому считается, что именно в глобулах создаются условия для возникновения протозвёзд. Из этого «головастика» на снимке «Хаббла» когда-нибудь тоже родится звезда.

Чем чувствительнее становятся приборы наблюдения за космосом, тем сильнее астрономы убеждаются в неполноте своих знаний даже по фундаментальным вопросам. Свежим примером этому стало исследование космического фона в оптическом диапазоне. Едва зонд New Horizons добрался до края Солнечной системы, где Солнце перестало ослеплять датчики, измерение яркости космического фона показало, что в его оценке учёные ошиблись в два–три раза.

Зонд «Новые горизонты» в представлении художника. Источник изображения: NASA/APL/SwRI and NASA/JPL-Caltech

Учёные из Рочестерского технологического института воспользовались данными прибора LORRI на космическом аппарате NASA New Horizons («Новые горизонты»), чтобы оценить яркость космического фона Вселенной в оптическом диапазоне. Сейчас «Новые горизонты» зашёл глубоко в Пояс Койпера далеко за орбитой Нептуна и продолжает быстро удаляться от Солнца.

После анализа сотен изображений фонового света, сделанных прибором Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) миссии NASA New Horizons, учёные смогли рассчитать космический оптический фон (КОФ) — сумму света, излучаемого звездами за пределами Млечного Пути за всю историю Вселенной. Выяснилось удивительное: яркость космического оптического фона оказалась от двух до трёх раз выше суммарной яркости всех известных нам галактик. Что-то испускает фотоны света со всех сторон из глубин Вселенной, и мы не видим и не понимаем сути источника этого излучения.

Совсем недавно вышла работа о том, что внутренние области Солнечной системы также испускают больше фонового света, чем можно было бы ожидать. Но в этом случае учёные хотя бы примерно представляют, откуда там может быть фоновое свечение. Что так ярко светится за пределами нашей галактики, сказать пока невозможно.

«Мы видим больше света, чем должны были бы видеть, исходя из популяций галактик, которые, как мы понимаем, существуют, и того, сколько света, по нашим оценкам, они должны производить, — сказала руководитель исследования Тереза Саймонс (Teresa Symons). — Определение того, что производит этот свет, может изменить наше фундаментальное понимание о том, как формировалась Вселенная с течением времени».

Разгадать этот феномен учёные надеются как с помощью новых измерений уже существующими приборами, в частности в рамках проекта CIBER-2 под управлением Михаила Земцова из Рочестерского технологического института и на перспективном спектрофотомере SPHEREx, который будет запущен в 2025 году. Также больше данных со временем предоставит зонд «Новые горизонты», который ещё дальше удалится от Солнца.

«Всё дошло до того, что стало настоящей загадкой, которую необходимо разгадать, — сказал Земцов, профессор-исследователь Центра детекторов и Школы физики и астрономии RIT. — Я надеюсь, что некоторые эксперименты, в которых мы участвуем в RIT, включая CIBER-2 и SPHEREx, помогут нам найти причину этого расхождения».

Астрономы из Калифорнийского технологического института использовали алгоритм машинного обучения SNIascore для точного выявления определённых типов звёзд. Это позволило безошибочно обнаружить тысячу сверхновых с заданными характеристиками.

Источник изображения: ESO

Алгоритм SNIascore сформировал каталог из данных, собранных с помощью инструмента Zwicky Transient Facility (ZTF), действующего в связке с телескопом Samuel Oschin, расположенным в Паломарской обсерватории института.

Сканирование неба в поисках кратковременных или переходящих событий (от пролёта астероидов до взрывов сверхновых) позволяет ZTF формировать каждую ночь огромные массивы данных — учёные просто не в состоянии обработать их все самостоятельно, что и привело к разработке SNIascore, способного взять на себя значительную часть работы.

С начала действия ZTF в 2017 году идентифицированы тысячи сверхновых, которые могут быть условно разделены на два класса: у сверхновых звёзд первого типа (Type I) практически отсутствует водород, тогда как у объектов второго типа (Type II) его в избытке.

Чаще всего сверхновые Type I образуются, когда массивные звёзды поглощают материю от расположенных поблизости «донорских» звёзд. Материя падает на их поверхность и становится триггером термоядерного взрыва. Сверхновые Type II появляются, когда у звёзд заканчивается «топливо» для ядерного синтеза и они более не могут сопротивляться гравитационному коллапсу, что тоже в результате приводит к взрыву.

SNIascore классифицировал отдельный подвид звёзд, названных сверхновыми Type Ia. Такие появляются, когда умирающая звезда взрывается и формирует такой стабильный источник с известной светимостью, что его называют т.н. «стандартной свечой» — они, например, могут применяться для измерения расстояний в космосе и замеров темпов расширения Вселенной.

Детальный анализ более чем 200 тыс. архивных снимков с телескопа «Хаббл» показал, что в поясе планет нашей системы присутствует фоновое свечение неизвестного происхождения. Область «призрачного сияния» распространяется до 5 млрд км от Солнца. Это как если в комнате выключить свет, а стены, пол и потолок продолжали бы светиться. Строгого объяснения этому феномену у учёных пока нет. Одно из них — это «пылят» кометы.

Источник изображения: NASA, ESA, Andi James (STScI)

Невероятная чувствительность космической обсерватории «Хаббл» к видимому спектру позволяет улавливать очень слабые фотоны. До сих пор астрономы фильтровали любые фоновые источники фотонов, стремясь собрать больше информации о наблюдаемых объектах. Но некоторые из них задумались: а что, если выбросить с изображений «Хаббла» звёзды, кометы, планеты и другой рассеянный свет от малых и больших астероидов в Солнечной системе? Так родилась программа SKYSURF по оценке фонового свечения в нашей системе.

Анализ помог сделать открытие — до сферы радиусом примерно 4,8 млрд км небо само по себе равномерно светится с интенсивностью, суммарно примерно равной силе свечения десяти светлячков. Тем самым в Солнечной системе есть некая структура, которая излучает, но, скорее, рассеивает свет от Солнца. И речь именно о структуре, поскольку этот объект или облако светится равномерно во всех направлениях.

Можно предположить, что свечение межпланетного пространства внутри системы вызывает распад комет на пыль и газы. Но в этой связи было сделано ещё одно открытие. Зонд NASA «Новые горизонты» (New Horizons) провёл измерение фонового свечения в нашей системе далеко за планетами и поясом астероидов, а именно на удалении от 6,4 до 8 млрд км от Солнца, и тоже обнаружил слабое фоновое свечение, природу которого учёные пока не могут доказать.

Пока астрономы сходятся на том, что природа внутреннего фонового свечения и внешнего может отличаться. Как дела обстоят на самом деле, ещё предстоит выяснить. Программа SKYSURF только обозначила проблему, а решать её придётся в новых экспериментах.

С самого начала научной работы космической обсерватории James Webb («Джеймс Уэбб») стали поступать сообщения об открытии галактик в молодой Вселенной. Открытия посыпались как из рога изобилия, что очень удивило учёных. На этом отрезке развития Вселенной не должно было быть так много звёзд и уж тем более галактик. Древность этих объектов ещё следовало доказать, и «Джеймс Уэбб» помог поставить точку в этом вопросе.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: NASA, ESA, CSA, STScI

Возраст объектов во Вселенной определяется по красному смещению (параметр z). Чем больше величина красного смещения, тем древнее звёзды и галактики. Прямые наблюдения в видимом и инфракрасном излучении не дают гарантии точного определения величины z. Красный спектр звезды вовсе не означает, что она находится на определённом расстоянии от нас. Красным она может светиться, например, по причине особенных ядерных процессов внутри.

Точно определить величину красного смещения звёзд и галактик (по звёздному населению) можно только при анализе спектра. При наблюдении линий спектра молекулярного водорода существует такой маркер, как предел Лаймана (длина волны 91,15 нм). После этого предела спектр обрывается, и по этой отметке можно легко вычислить истинное значение возраста звезды: достаточно наблюдаемые (и поэтому искажённые временем и расстоянием) величины соотнести с этой пограничной отметкой.

Телескоп «Джеймс Уэбб» имеет на борту инструмент для спектрального анализа излучения в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRSpec). Этот инструмент позволил точно зафиксировать предел Лаймана для четырёх новых кандидатов в самые древние галактики, обнаруженные во Вселенной. На сбор данных понадобилось трое суток и 28 часов непрерывного сбора света от этих объектов. Самая древняя подтверждённая «Уэббом» галактика имеет величину красного смещения z13,2. Она возникла менее чем через 400 млн лет после Большого взрыва или на отрезке всего в 2 % от сегодняшнего времени существования Вселенной.

Следует сказать, что данная конкретная работа ещё не прошла рецензирования, но уже мало кто из учёных сомневается, что в ранней Вселенной полно и звёзд, и галактик. Новые и новые данные с «Уэбба» наверняка будут подтверждать это, что заставит земную науку задуматься о нашем явно ошибочном представлении об эволюции Вселенной на раннем этапе развития.

Как сообщалось ранее, сегодня утром жители Земли могли наблюдать затмение Марса Луной. Этим сполна воспользовался астроном Эндрю Маккарти (Andrew McCarthy), который не только наблюдал за редким явлением в свой телескоп, но и запечатлел момент появления Марса из-за Луны.

Источник изображения: Andrew McCarthy / Twitter

«Это момент, когда Марс выглянул из-за нашей Луны после того, как был скрыт в течение часа. Этот снимок был сделан с помощью моего самого большого телескопа и специальной высокоскоростной камеры. Увидеть другую планету, восходящую на горизонте нашей Луны, было весьма сюрреалистичным зрелищем», — написал астроном в своём аккаунте в Twitter.

Источник изображения: Tom Williams

Напомним, покрытие Марса Луной произошло утром 8 декабря. Наблюдать это необычное явление с 05:16 до 09:13 по московскому времени могли жители северных и восточных регионов Европейской части России. При наблюдении из этих областей можно было увидеть, как Марс скрылся за северным краем диска Луны и стал вновь видимым через некоторое время.

Отметим, что в течение нынешней зимы астрономы смогут наблюдать ещё три подобных явления. Затмение Марса Луной повторится 3 и 31 января, а также 28 февраля. Первые два затмения не будут видны с территории России, тогда как февральское можно будет наблюдать с территории самых северных регионов страны.

Одновременные наблюдения несколькими земными и космическими обсерватории крошечной галактики HIPASS J1131-31 по прозвищу Peekaboo («Ку-ку») позволили определить, что это самый близкий к Земле образец галактики из молодой Вселенной, когда в ней не было ничего, кроме атомов водорода и гелия. Это как окно в прошлое, но на расстоянии вытянутой руки — полный восторг для астрономов.

Источник изображения: NASA, ESA и Игорь Кораченцев (САО РАН)

Прозвище «Ку-ку» галактика HIPASS J1131-31 получила по причине внезапного появления из-за яркой звезды около 100 или 50 лет назад. До этого она была не видна. Размеры галактики HIPASS J1131-31 всего 1200 световых лет, а удалена она от нас на расстояние 20 млн световых лет. Иными словами, галактика «Ку-ку» находится в местной части Вселенной, хотя по её составу это было бы тяжело представить.

Дело в том, что HIPASS J1131-31 характеризуется как «чрезвычайно бедная металлами». В астрофизике, напомним, металлами называется всё, что тяжелее водорода и гелия. Галактики исключительно из водорода и гелия возникали и могли развиваться лишь на этапе вскоре после Большого взрыва. В юной Вселенной просто не было атомов иных веществ. Все они образовались гораздо позже в ядерных реакциях в поздних звёздах.

Впервые Peekaboo была обнаружена более 20 лет назад как область холодного водорода. Наблюдение провёл австралийский радиотелескоп Мурриянг в Парксе в рамках программы HI Parkes All Sky Survey. Позже наблюдения в дальнем ультрафиолетовом диапазоне с помощью космического аппарата NASA Galaxy Evolution Explorer показали, что это компактная голубая карликовая галактика.

«Сначала мы не понимали, насколько особенной является эта маленькая галактика, — сказал первооткрыватель объекта австралийский астроном Бербель Корибальски (Bärbel Koribalsk). — Теперь, благодаря объединенным данным космического телескопа «Хаббл», Южноафриканского большого телескопа (SALT) и других, мы знаем, что галактика «Ку-ку» — одна из самых бедных металлами галактик из когда-либо обнаруженных».

На примере изучения HIPASS J1131-31 астрономы могут исследовать галактическую среду и структуру, которые должны были остаться в далёком прошлом — миллиарды лет назад. «Хаббл» без длительных экспозиций различил в этой галактике около 60 звёзд. Снимки глубокого поля с длительной выдержкой смогут дать намного больше информации, а ведь есть ещё «Джеймс Уэбб» с его большей чувствительностью!

«Открытие галактики Peekaboo — это как прямое окно в прошлое, позволяющее нам изучать её экстремальную среду и звезды на таком уровне детализации, который недоступен в далёкой, ранней Вселенной», — сказал астроном Гагандип Ананд (Gagandeep Anand) из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, соавтор нового исследования об интригующих свойствах Peekaboo.