Затмение Марса Луной произойдёт утром 8 декабря и совпадёт с полнолунием и противостоянием Красной планеты. Об этом пишет информационное агентство ТАСС со ссылкой на данные пресс-службы Московского планетария.

Источник изображения: NASA / JPL-Caltech

Противостоянием астрономы называют период времени, когда сблизившиеся Земля и Марс выстраиваются в одну линию с Солнцем, причём Красная планета и Солнце противостоят друг другу, а наша планета располагается между ними. В этот четверг Марс окажется в точке противостояния в 08:35 по московскому времени. При этом он будет находиться на расстоянии в 82,2 млн км от Земли.

«Все три явления произойдут утром, практически в одно время — с 07:00 до 09:00 мск. <…> Луна будет полной, а видимые размеры и блеск Марса — максимальными за двухлетний период, что сделает условия для наблюдений максимально благоприятными», — приводит источник слова представителя пресс-службы планетария, который также уточнил, что в это время Луна и Марс будут находиться в созвездии Телец.

Напомним, противостояние Марса происходит примерно раз в два года. Если Красная планета сближается с Землёй максимально близко (менее чем на 60 млн км), то такие противостояния принято называть великими. Подобные явления наблюдаются не чаще одного раза в 15-17 лет.

Международный астрономический союз (IAU) обеспокоен уровнем светового загрязнения, исходящим от нового искусственного спутника BlueWalker 3 техасской компании AST SpaceMobile, который недавно был выведен на околоземную орбиту. Учёные опубликовали коллективное заявление, в котором отметили, что орбитальный аппарат с фазированной антенной решёткой площадью 64 м² оказался одним из самых ярких объектов в ночном небе и может затруднять научные исследования.

Национальная обсерватория Китт-Пик в США. Источник изображений: KPNO/NOIRLab/IAU/SKAO/NSF/AURA/R. Sparks

Исследователи космического пространства в своём обращении указывают на «проблемную» и «беспрецедентную яркость» искусственного объекта на орбите и отмечают свою обеспокоенность тем фактом, что AST SpaceMobile планирует запустить десятки дополнительных спутников, подобных BlueWalker, в будущем.

«Наблюдения показывают, что этот низкоорбитальный околоземный спутник является одним из самых ярких объектов в ночном небе. Он затмевает все [естественные] космические объекты, кроме самых ярких звёзд», — указано в коллективном письме учёных из IUA, куда входят около 12 тысяч специалистов. В качестве доказательства своих слов исследователи опубликовали фотографию движения спутника BlueWalker 3 вдоль ночного неба.

Световой след спутника BlueWalker 3 над обсерваторией Китт-Пик. Источник изображения: KPNO/NOIRLab/IAU/SKAO/NSF/AURA/R.Sparks

Другая проблема, по мнению учёных, заключается в том, что BlueWalker 3 по своей сути представляет собой очень мощную космическую вышку сотовой связи. Аппарат предназначен для передачи радиосигналов и предоставления спутниковой связи владельцам обычных смартфонов. Суть в том, что эти радиосигналы могут мешать использованию радиотелескопов на Земле, считают в IAU.

«Астрономы стараются устанавливать радиотелескопы как можно дальше от активных зон деятельности человека и ищут места на планете, максимально удалённые от цивилизации, где максимально ограничена или вовсе отсутствует сотовая связь. Радиочастоты, на которых работают смартфоны, уже создают проблемы в [космических] наблюдениях, даже в зонах радиомолчания. Новые спутники, подобные BlueWalker 3, без принятия должных мер способны ещё сильнее усложнить исследования [космоса] и поставить под угрозу нашу возможность заниматься наукой», — прокомментировал ситуацию генеральный директор проекта гигантского радиотелескопа Square Kilometre Array Филип Даймонд (Philip Diamond).

Несмотря озвученные опасения, IAU не выступает прямо против спутника BlueWalker 3. В заявлении группы учёных указывается, что спутниковые интернет-системы, включая BlueWalker 3, предназначены для устранения пробелов в глобальной широкополосной связи. Тем не менее, исследователи космоса призывают спутниковых операторов «свести к минимуму» влияние их спутников на астрономию.

Спутник BlueWalker 3. Источник изображения: AST SpaceMobile

В ответ на заявление учёных компания AST SpaceMobile сообщила, что в своих спутниках старается использовать самые передовые технологии, включая антибликовые материалы нового поколения, которые минимизируют негативное влияние искусственных аппаратов на астрономию. Компания сотрудничает по этим вопросам с аэрокосмическим агентством NASA и отдельными группами учёных внутри сообщества астрономов. Там также отметили, что планируют исключить использование BlueWalker 3 для передачи радиосигналов над радиоастрономическими регионами.

«Как правило, для создания полноценной группировки спутников могут потребоваться тысячи космических аппаратов. Согласно недавнему отчёту правительства США, к 2030 году на орбите могут находиться до 58 тыс. спутников. Мы же планируем обеспечить существенное глобальное покрытие спутниковой связью с помощью сети из всего 168 или менее спутников», — добавили в AST SpaceMobile.

Китай завершил строительство крупнейшего на Земле солнечного радиотелескопа Даочэн (DSRT). Массив 6-метровых антенн собран в круг окружностью 3,14 км и представляет собой самую большую из распределённых круговых антенн в мире. Все 313 антенн массива работают согласованно по фазе и наблюдают за Солнцем как одно 3,14-км «радиозеркало».

Источник изображений: VCG

В ближайшие десять лет Китай и другие страны планируют активную деятельность возле Луны, а также за её пределами. На таких орбитах магнитное поле Земли уже не защищает от радиации, так что космонавты и техника уязвимы для высокоэнергетических частиц солнечного излучения. Это важнейший элемент космической погоды в нашей системе, и знание о его поведении жизненно важно как для развития космонавтики, так и для земной жизни. К этому надо быть готовым, с чем и поможет новый китайский телескоп.

До 70-х годов прошлого века земная наука не знала о таком явлении, как коронарный выброс массы Солнца. Оно происходит при изменениях в магнитных полях Солнца и сопровождается появлением пятен на Солнце. Просто так нельзя сказать, куда будет направлен выброс высокоэнергетических частиц и полетят они в сторону Земли или куда-то во Вселенную. Собственно телескоп DSRT тоже не сможет точно указывать направление выброса частиц. Трёхмерную карту солнечного ветра будет составлять другой китайский радиотелескоп — Mingantu, который строится во Внутренней Монголии.

Телескоп Mingantu — это так называемый сцинтилляционный телескоп, который будет создавать пространственную карту распределения солнечного ветра по искажению радиосигналов из далёкого космоса.

К работе радиотелескоп DSRT приступит в июне следующего года после комплекса подготовительных работ и настройки приборов.

«Мы вступаем в золотой век солнечной астрономии, так как у нас появляется множество крупных солнечных телескопов», — сказала в интервью Nature Мария Казаченко, физик Солнца из Университета Колорадо в Боулдере.

Учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики сообщили, что попытаются подтвердить наличие сверхмассивной чёрной дыры в неожиданном месте — в центре карликовой галактики Leo I (Лев I). В таких галактиках нет условий для зарождения сверхмассивных чёрных дыр по типу той, что расположена в центре нашего Млечного Пути. Если в галактике Лев I сверхмассивная чёрная дыра будет обнаружена, то это перевернёт некоторые представления об устройстве Вселенной.

Классическое изображение карликовой галактики Лев I (тусклое пятно чуть выше центра изображения). Яркий объект слева — это звезда Регул.

Карликовая галактика Лев I находится примерно в 820 тыс. световых лет от Земли. Она является членом Местной группы галактик и считается одной из самых дальних галактик-спутников Млечного Пути. Согласно существующей теории эволюции чёрных дыр, в карликовых галактиках не может быть чёрных дыр сверхбольшой массы. Там банально нет столько вещества, чтобы оно упало на чёрную дыру и помогло ей эволюционировать до массы в несколько миллионов масс Солнца.

Тем удивительнее стало открытие, что звёзды в центре галактики Лев I вращаются так быстро, как будто в её центре находится чёрная дыра массой около 3 млн масс Солнца. Это наблюдение было сделано в конце прошлого года на спектрографе VIRUS-W на 2,7-м телескопе обсерватории Макдональда. Теперь учёные из Гарвардского центра астрофизики и Смитсоновского института берутся обнаружить эту чёрную дыру другими способами и, тем самым, надеются в корне изменить представление об эволюции чёрных дыр. Вселенная может оказаться кишащей сверхмассивными чёрными дырами, которые могут быть везде.

Напрямую мы не можем наблюдать чёрные дыры, поскольку электромагнитное излучение не может преодолеть горизонт событий этих объектов. Но в случае большого объёма падающей на чёрную дыру массы из аккреционного диска мы видим область яркого свечения вокруг чёрной дыры. К сожалению, у чёрной дыры Лев I такой массы нет и подобные явления нам недоступны для наблюдения. Вопреки этому учёные уверены, что вокруг чёрной дыры Лев I найдётся достаточно звёздной массы для однозначной визуализации и идентификации этого объекта, как сверхмассивной чёрной дыры.

Вокруг чёрной дыры Лев I в основном вращаются доживающие свой век красные звёзды-гиганты. Такие звёзды частот теряют свою звёздную массу в процессе выбросов звёздным ветром. Этой потерянной массы должно быть достаточно, чтобы визуализировать процессы в аккреционном диске чёрной звезды Лев I. Для доказательств своей концепции астрофизики приступили к изучению данных по галактике Лев I, полученных космической рентгеновской обсерваторией Чандра и радиотелескопом Very Large Array в Нью-Мексико. Открытие обещает быть удивительным.

Расположенная на севере Чили в пустыне Атакама Европейская южная обсерватория (ESO) недавно отметила 60-летие. Жемчужиной обсерватории является Очень большой телескоп (VLT), который включает по четыре отдельно стоящих 8,2-м основных и 1,8-м вспомогательных телескопов. Это самый совершенный оптический телескоп на Земле, имеющий наибольшее оптическое разрешение в мире. Теперь один из четырёх основных телескопов получил новый инструмент, который повысил разрешение установки.

Источник изображения: ESO

Прежний инструмент NACO со спектрографом SINFONI заменён на инструмент ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph). ERIS располагает самым современным инфракрасным устройством для формирования изображений — системой камер ближнего инфракрасного диапазона (NIX). Кроме того, он содержит новый спектрограф SPIFFIER (модернизированный SPIFFI, SPectrometer for Infrared Faint Field Imaging).

«SPIFFIER собирает спектр с каждого отдельного пикселя в поле зрения. Это позволит астрономам изучить, например, динамику далеких галактик в невероятных деталях или измерить скорости звёзд, вращающихся вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути, что является ключом к проверке общей теории относительности и пониманию физики чёрных дыр», — говорится в пресс-релизе обсерватории.

Первый научный снимок (представлен выше) с помощью нового инструмента получен при обзоре галактики NGC 1097. Для сравнения, рядом приведён тот же объект, снятый инструментом NACO. Сердце галактики NGC 1097 в созвездии Форнакс, которая удалена от нас на 45 млн световых лет, выглядит как кольцо с ярким объектом в центре.

В центре NGC 1097 находится сверхмассивная чёрная дыра, инфракрасный свет от деятельности которой мы видим на снимке. Она поглощает вещество из окружающего её аккреционного диска и сияет в этой области. Также на снимке мы видим яркие пятна — там, в облаках пыли и газа, рождаются новые звёзды. Сквозь облака пыли в центре кольца просматриваются звёзды фоновой Вселенной. Разница в чёткости снимков с NACO и ERIS разительная.

Как и NACO, инструмент ERIS обладает адаптивной оптикой. Испускаемые инструментом лазерные лучи создают высоко в небе на границе с космосом опорные «звёзды», которые позволяют в реальном режиме времени подстраивать кривизну вторичного зеркала таким образом, чтобы компенсировать дрожание воздуха на всём пути света через атмосферу Земли. Только так расположенные на Земле оптические телескопы могут догнать и даже в чём-то перегнать возможности космических телескопов.

Благодаря ERIS Очень большой телескоп поможет получать с Земли беспрецедентные по чёткости снимки далёких галактик, экзопланет и всего, что пожелают учёные. Этот инструмент будет флагманом земной астрономии около десяти лет, после чего может уступить место Чрезвычайно большому телескопу с зеркалом около 40 м, который строится недалеко от VLT.

С момента случайного обнаружения гамма-всплесков (джетов) в 1967 году американским военным спутником Vela учёные не прекращали гадать о природе подобных явлений. Позже выяснилось, что источником высокоэнергетических всплесков являются, в частности, чёрные дыры. Но однозначной трактовки события не было до недавнего времени, когда группа астрофизиков сообщила о фактах, подтверждающих одну из нескольких моделей ускорения джетов.

Учёные обнаружили естественный ускоритель частиц джета чёрной дыры. Источник изображения: NASA/Pablo Garcia

Строго говоря, наибольшее распространение получили две теории ускорения джетов — видимых с Земли ярчайших вспышек во всех наблюдаемых диапазонах электромагнитных волн от рентгеновского до видимого и инфракрасного, а также в радиодиапазоне. Если бы такая вспышка возникла в нашей галактике и была направлена в нашу сторону, жизнь на Земле задуло бы как свечу во время урагана. К счастью, в галактиках они возникают крайне редко, и должно быть соблюдено непременное условие — энергетическая струя должна быть направлена на нас (собственно, в других случаях джеты банально не регистрируются).

Согласно одной теории, ускорение джетов происходит в процессе изменений в магнитных полях — что-то похожее на электромагнитную линзу, которая придаёт высокоэнергетическим частицам дополнительное ускорение. Другая теория трактует ускорение частиц до околосветовых скоростей в процессе взаимодействия вещества в струе с окружающим чёрную дыру веществом. Это как с мойкой высокого давления, когда узкое сопло придаёт струе дополнительное ускорение. Выброшенные с полюсов чёрной дыры энергичные частицы сталкиваются с веществом или друг с другом, что придаёт им дополнительную энергию и ускоряет ещё сильнее.

Отметим, процесс возникновения струй (джетов) — это отдельный вопрос. Свою энергию джеты черпают из аккреционного диска — падающего на чёрную дыру вещества из окружающего пространства. Новое исследование касалось лишь вопроса ускорения частиц в струе до регистрируемых запредельных величин энергии. Загадку помог решить новый рентгеновский телескоп NASA IXPE, выведенный на орбиту 9 декабря 2021 года. Это первый в космосе инструмент, который способен измерять поляризацию рентгеновского излучения. Данные о поляризации дают возможность понять как и в каком направлении распространяются электромагнитные волны, что позволяет уточнять математические модели космических явлений.

С помощью телескопа IXPE астрофизики изучили рентгеновскую составляющую джета блазара Markarian 501 (галактика Маркарян 501 в созвездии Геркулеса). Этот объект — чёрная дыра в центре галактики — находится от нас на удалении 450 млн световых лет и ориентирован выбросом джета на Землю. Ранее поляризацию джета Маркарян 501 астрономы измерили для оптического диапазона и радиодиапазона.

Рентгеновский космический телескоп IXPE. Источник изображения: NASA

Когда были добавлены новые данные о поляризации рентгеновского диапазона, выяснилось, что сильнее всего поляризация выражена именно в этом диапазоне, и она убывает по мере перехода к оптическому и радиодиапазону. Тем самым учёные обнаружили область, в которой происходит ускорение частиц струи — то самое «сопло», которое придаёт джету дополнительное ускорение.

Как показало моделирование, энергией для ускорения служит энергия ударной волны джета. Частицы струи начинают двигаться быстрее частиц окружающего вещества — подобное явление мы наблюдаем при преодолении сверхзвуковым самолётом звукового барьера — и образованная в процессе ударная волна придаёт частицам дополнительное ускорение и повышенную яркость во всех регистрируемых диапазонах.

«Это 40-летняя загадка, которую мы разгадали, — сказал Яннис Лиодакис (Yannis Liodakis), ведущий автор исследования и астроном из FINCA, Финского центра астрономии при ESO. — Наконец-то у нас есть все кусочки головоломки, и картина, которую они создают, ясна».