Сегодня 04 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → галактика
Быстрый переход

Учёные впервые поймали гамма-лучи сверхъяркой сверхновой — их связали с рождением магнитара

Космическая гамма-обсерватория NASA «Ферми» обнаружила признаки гамма-излучения от сверхсветящейся сверхновой SN 2017egm в галактике NGC 3191. Взрыв произошёл на расстоянии примерно 440 млн световых лет от Земли, а дополнительную энергию ему мог придать магнитар — нейтронная звезда с исключительно сильным магнитным полем, родившаяся при коллапсе ядра массивной звезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

 Источник изображения: NASA’s Goddard Space Flight Center

Источник изображения: NASA’s Goddard Space Flight Center

SN 2017egm относится к сверхновым с коллапсом ядра. Такие взрывы происходят в конце жизни массивных звёзд: их центральная область теряет устойчивость, резко сжимается под действием собственной гравитации и может оставить после себя нейтронную звезду или чёрную дыру. В случае нейтронной звезды, ядро массой от одной до двух масс Солнца сжимается до радиуса около 20 км.

Нейтронные звёзды состоят из вещества огромной плотности: одна чайная ложка такого вещества весила бы на Земле около 10 млн тонн, что сопоставимо с массой 350 статуй Свободы. После коллапса звёздный остаток может вращаться со скоростью до 700 оборотов в секунду. Если при этом его магнитное поле резко усиливается, рождается магнитар — один из самых мощных магнитных объектов в известной Вселенной.

Учёные считают, что именно магнитар мог объяснить необычную яркость SN 2017egm. Сверхсветящиеся сверхновые излучают в видимом диапазоне более чем в 10 раз больше света, чем обычные сверхновые с коллапсом ядра. По одной из версий, дополнительную энергию им даёт магнитар с магнитным полем примерно в 1 000 раз сильнее, чем у «обычных» нейтронных звёзд.

 Изображение показывает сверхновую SN 2017egm в двух диапазонах: во врезке — в видимом свете, на фоне — в гамма-излучении, зарегистрированном космической обсерваторией «Ферми». Источник изображения: NASA / DOE /Fermi LAT Collaboration and Acero et. al. 2026, NOT+ALFSOC / Bose et al. 2020

Изображение показывает сверхновую SN 2017egm в двух диапазонах: во врезке — в видимом свете, на фоне — в гамма-излучении, зарегистрированном космической обсерваторией «Ферми». Источник изображения: NASA / DOE /Fermi LAT Collaboration and Acero et. al. 2026, NOT+ALFSOC / Bose et al. 2020

Исследовательская группа сопоставила оптическое и гамма-излучение SN 2017egm с расчётными моделями частиц и излучения от новорождённого магнитара. Важную роль в этих моделях играет туманность магнитарного ветра — облако электронов и позитронов, выброшенных быстро вращающимся магнитаром. Когда частицы вещества встречаются со своими античастицами, происходит аннигиляция: высвободившаяся энергия уходит в виде гамма-излучения. Затем гамма-лучи сталкиваются с внешней оболочкой обломков сверхновой и превращаются в менее энергичный видимый свет.

«Почти 20 лет астрономы искали в данных „Ферми“ гамма-сигналы от тысяч сверхновых, и, хотя о нескольких любопытных признаках уже сообщалось, до сих пор ни один из них не был бесспорным», — заявил руководитель исследовательской группы Фабио Асеро (Fabio Acero) из Университета Париж-Сакле.

Команда искала гамма-излучение от шести ближайших сверхсветящихся сверхновых, зафиксированных за первые 16 лет работы «Ферми». Признаки такого излучения обнаружились только у SN 2017egm. Свет от этого события шёл до Земли около 440 млн лет, но по космическим меркам объект остаётся одной из ближайших известных сверхновых с коллапсом ядра.

 Рентгеновское свечение Swift J1834.9-0846 в центре остатка сверхновой W41 исходит от первой обнаруженной туманности магнитарного ветра, выделенной контуром. Источник изображения: ESA/XMM-Newton and Younes et al. 2016

Рентгеновское свечение Swift J1834.9-0846 в центре остатка сверхновой W41 исходит от первой обнаруженной туманности магнитарного ветра, выделенной контуром. Источник изображения: ESA/XMM-Newton and Younes et al. 2016

По словам Асеро, примерно через три месяца после коллапса, когда обломки сверхновой остывают, гамма-излучение может начать выходить наружу. Модель магнитара хорошо объясняет светимость сверхновой и сроки появления гамма-излучения в первые месяцы после взрыва, но требует уточнения на поздних стадиях, когда видимый свет угасает неравномерно.

Группа также оценила возможности будущих наблюдений на Обсерватории черенковского телескопного массива (CTAO) — наземном комплексе гамма-астрономии, который будет искать высокоэнергичное излучение от космических источников. По расчётам исследователей, за 50 часов наблюдений телескопы CTAO на площадках в обсерватории Паранал и на острове Ла-Пальма в Испании смогут обнаруживать взрывы, похожие на SN 2017egm, на расстоянии примерно до 500 млн световых лет.

Учёные выяснили, что у большинства планет в нашей галактике может не быть ядра

Одним из самых распространённых типов планет в Млечном Пути являются субнептуны — тела крупнее Земли, но меньше Нептуна. Согласно новому исследованию, размещённому на платформе препринтов arXiv и в журнале The Astrophysical Journal, они могут не иметь ядра в привычном понимании. Если планета накопила достаточно водорода, её недра не делятся на ядро и мантию, а представляют собой единую раскалённую смесь железа, горячей породы и водорода, в которой все компоненты перемешаны. Новая модель впервые объясняет ряд наблюдаемых свойств экзопланет, которые не удавалось объяснить раньше.

 Источник изображений: ChatGPT

Источник изображений: ChatGPT

Земля устроена по знакомой схеме: в центре — плотное металлическое ядро из железа, вокруг него — толстый слой горячей породы, называемый мантией, а поверх — кора и тонкая атмосфера. Долгое время считалось, что каменистые экзопланеты устроены так же и отличаются лишь количеством газа над слоем твёрдой породы. Авторы нового исследования рассчитали, как ведут себя водород, породообразующие минералы и железо при экстремальных давлениях и температурах внутри субнептуна. Выяснилось, что при температурах выше 3700 °C водород и расплавленная порода перестают разделяться, как масло и вода, и смешиваются в единую раскалённую массу.

Если водород составляет менее одного процента массы планеты, она формирует обособленное металлическое ядро, как Земля. Но если водорода окажется больше, всё нутро планеты превращается в однородную смесь железа, породы и водорода, которая тянется почти до самого центра. Ни выраженного ядра, ни отдельного слоя из породы.

От внутреннего строения зависит, как планета остывает, удерживает атмосферу и как меняется её размер со временем. Новая модель объясняет закономерности, с которыми не справлялись прежние представления о внутреннем устройстве планет. Один из таких признаков — так называемый зазор радиусов. Астрономы находят много суперземель — каменистых планет крупнее Земли — и много субнептунов, то есть миров меньше Нептуна, но с заметной газовой оболочкой. А вот планет промежуточного размера между ними почти нет. Этот провал в статистике показали наблюдения космических телескопов NASA Kepler и «Джеймс Уэбб» (James Webb). Другая закономерность — связь между размером планеты и временем, за которое она совершает оборот вокруг своей звезды.

Обе особенности возникают естественно, если допустить, что молодые субнептуны хранят значительную долю водорода в глубине перемешанных недр и постепенно отдают его в газовую оболочку по мере остывания. Водород фактически всплывает из породы на протяжении сотен миллионов лет.

У гипотезы есть проверяемое следствие. Если водород постепенно выделяется из глубин планеты в атмосферу, молодые субнептуны должны сжиматься медленнее, чем предсказывают стандартные модели, и выглядеть несколько крупнее, чем ожидается для их возраста. Астрономы уже находят субнептуны у очень молодых звёзд возрастом в десятки миллионов лет, и именно в таких системах этот эффект можно измерить. Телескоп «Джеймс Уэбб» и новые программы поиска экзопланет смогут проверить эту гипотезу на наблюдениях. Они будут отслеживать транзиты — моменты, когда планета проходит перед своей звездой и на короткое время чуть приглушает её свет. По таким данным астрономы смогут точнее измерить размеры молодых субнептунов и сравнить их с расчётами модели.

У модели есть важные ограничения. Она описывает условия внутри субнептунов — огромные давления и температуры, которые учёные пока не могут полностью повторить в лаборатории. Поэтому часть выводов держится на теоретических расчётах. Эксперименты при высоком давлении уже приближаются к таким условиям, но окончательной проверки ещё нет. Есть и другая неопределённость: мы не знаем точно, сколько тепла сохраняют недра таких планет. Даже небольшая ошибка в этой оценке может заметно изменить расчёты. Кроме того, авторы шли от наблюдений к причине. Они посмотрели, какие экзопланеты уже найдены, как распределены их размеры, и попытались понять, какие внутренние процессы могли привести к такой картине. Это даёт общую статистическую модель, но не позволяет с уверенностью описать строение каждой отдельной планеты.

Тем не менее главный вывод работы меняет привычную картину. Многие планеты в нашей галактике могут быть устроены иначе, чем Земля. Мы привыкли представлять каменистую планету как систему из слоёв: плотное металлическое ядро, вокруг него мантия, сверху атмосфера. Но для субнептунов, одного из самых распространённых классов экзопланет, такая схема может не подходить. Если модель подтвердится, планеты с привычным ядром окажутся не универсальным правилом, а одним из вариантов строения. В этом случае Земля будет не образцом для большинства миров, а исключением среди них.

Обсерватория «Чандра» обнаружила следы древнего галактического ДТП в считавшемся спокойным скоплении Abell 2029

Скопление галактик Abell 2029 в созвездии Девы (лат. Virgo) десятилетиями считалось одним из самых спокойных во Вселенной. Новые данные космической рентгеновской обсерватории «Чандра» (Chandra X-ray Observatory) показали, что за этим спокойствием могут скрываться следы древнего столкновения. По оценке исследователей, около 4 млрд лет назад через Abell 2029 прошло меньшее скопление галактик, поэтому гигантские колебания горячего газа до сих пор нагревают скопление вместе с энергией сверхмассивной чёрной дыры в центре.

 Источник изображений: C. Watson et al. / NASA/CXC/CfA, PanSTARRS, NASA/CXC/SAO/N. Wolk and P. Edmonds

Источник изображений: C. Watson et al. / NASA/CXC/CfA, PanSTARRS, NASA/CXC/SAO/N. Wolk and P. Edmonds

Abell 2029 включает более тысячи галактик. Такие скопления удерживаются гравитацией и погружены в огромные облака горячего газа, который светится в рентгеновском диапазоне. В центре находится гигантская эллиптическая галактика IC 1101. По оценкам, она простирается почти на 6 млн световых лет и относится к крупнейшим из известных галактик.

В 2025 году два исследования на данных обсерватории XRISM обнаружили в газе Abell 2029 крайне низкую турбулентность, то есть слабое беспорядочное движение. Это подтверждало, что скопление давно не переживало крупного слияния. Но третье исследование XRISM в том же году указало на более холодные участки газа внутри горячей атмосферы. Авторы связали их с древними колебаниями газа после столкновения.

Команда под руководством астрофизика Кортни Уотсон (Courtney Watson) из Бостонского университета использовала 21 наблюдение «Чандры» 2022 и 2023 годов, а также архивные данные. После обработки изображений исследователи убрали гладкое рентгеновское свечение скопления и увидели скрытые структуры в горячем газе. Среди них оказалась одна из самых длинных непрерывных спиралей, образованных такими колебаниями газа. Она тянется почти на 2 млн световых лет от центра Abell 2029. Данные также показали вогнутую впадину, похожую на залив, к югу от ядра, широкий всплеск более холодного газа к юго-востоку и признаки возможной ударной волны на окраинах скопления.

 Комбинированное рентгеновское и оптическое изображение Abell 2029 показывает горячий газ скопления, где отмечены «splash» — широкий выброс более холодного газа — и «bay» — вогнутая структура у ядра, связанные с древним столкновением

Комбинированное рентгеновское и оптическое изображение Abell 2029 показывает горячий газ скопления, где отмечены «splash» — широкий выброс более холодного газа — и «bay» — вогнутая структура у ядра, связанные с древним столкновением

Компьютерные модели показали, что эти структуры могли появиться после прохода меньшего галактического скопления через Abell 2029. Столкновение сдвинуло горячий газ, и тот начал колебаться и закручиваться в гравитационном поле скопления. Эти движения важны для объяснения того, почему газ в скоплениях не остывает так быстро, как должен. Он постоянно теряет энергию, испуская рентгеновское излучение.

Учёные считают, что газ подогревает активное галактическое ядро — сверхмассивная чёрная дыра, выбрасывающая энергию в окружающую среду. Но в Abell 2029 одной активности чёрной дыры может быть недостаточно. Авторы предполагают, что древние колебания газа тоже перераспределяют тепло и замедляют охлаждение. «В целом наши результаты указывают, что A2029 всё ещё приходит в равновесие после прошлых взаимодействий, показывая, что даже самые спокойные на первый взгляд скопления могут скрывать богатую историю динамической активности», — пишут исследователи.

Широкий всплеск более холодного газа может быть следом вещества, оставшегося после меньшего скопления. По моделям учёных, сначала оно пересекло Abell 2029, потянуло газ в сторону и создало огромную спираль. Затем гравитация крупного скопления замедлила меньший объект и притянула его обратно, что могло породить ударные фронты и новые возмущения. Впадина в форме залива, по одной версии, возникла там, где внешний край спирали пересёкся с веществом, сорванным с меньшего скопления. По другой версии, это может быть край гигантского «призрачного пузыря» — древней полости, которую создала активность сверхмассивной чёрной дыры в центре IC 1101. Исследование опубликовано в декабре 2025 года в The Astrophysical Journal.

Взрывы белых карликов-каннибалов оказались неоднородными и годами искажали картину тёмной энергии

Учёные из Барселонского университета (UB) создали ИИ-систему CIGaRS, которая уточняет калибровку «стандартных свечей» — сверхновых типа Ia — и повышает точность измерений расширения Вселенной. Система объединяет анализ сверхновых и их родительских галактик в единую самосогласованную модель, рассчитанную на поток данных обсерватории имени Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory). Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

 Источник изображения: ChatGPT

Источник изображения: ChatGPT

Система Combined Inference and Galaxy-Related Standardisation (CIGaRS) — совместный вывод и стандартизация с учётом свойств галактик — отличается от привычных подходов тем, что вместо спектроскопических наблюдений, то есть анализа спектральных характеристик света, опирается на фотометрические снимки и математический анализ с помощью нейросетей. Это позволяет точнее определять возраст звёзд, вспыхивающих как сверхновые типа Ia, и их металличность — так в астрономии называют концентрацию тяжёлых элементов, — а значит, точнее вычислять расстояние до таких объектов.

«Мощный способ моделирования Вселенной — это её симуляция в компьютере, — заявил участник группы Рауль Хименес (Raúl Jiménez). — Это даёт возможность варьировать все параметры одновременно, чтобы предсказать, в какой Вселенной мы живём. Располагая такой возможностью, можно исследовать потенциальные „неизвестные неизвестные“ систематики и понять их влияние. Воздействие таких систематик на наш вывод — пожалуй, самый важный недостающий ингредиент в нынешних подходах к моделированию Вселенной».

Сверхновые типа Ia возникают в двойных звёздных системах, где один из компонентов — белый карлик, потухший остаток звезды, сопоставимой по массе с Солнцем. Если у такого карлика есть звезда-компаньон, он перетягивает на себя её вещество, пока нарастающая масса не запускает неуправляемый термоядерный взрыв, который полностью уничтожает карлика. Этот процесс метафорически называют «звёздным каннибализмом».

 Источник изображения: ChatGPT

Источник изображения: ChatGPT

Красота механизма в его предсказуемости: поскольку белые карлики взрываются примерно при одной и той же критической массе, яркость таких взрывов считалась практически одинаковой. Это превратило сверхновые типа Ia в «стандартные свечи» — объекты с известной светимостью, по которым можно измерить расстояние. Именно с их помощью в 1998 году две независимые группы астрономов обнаружили, что Вселенная расширяется с ускорением. Условное название силы, стоящей за этим ускорением, — тёмная энергия.

На тёмную энергию приходится около 68 % энергетического бюджета Вселенной, но её природа остаётся самой большой загадкой космологии. При этом она стала доминирующей лишь около 4 млрд лет назад, когда Вселенной было примерно 9 млрд лет и когда расширение, запущенное Большим взрывом, уже затормозила гравитация материи. За последние двадцать лет выяснилось к тому же, что «стандартные свечи» не вполне стандартны: яркость сверхновых слегка зависит от галактической среды — взрывы в крупных или старых галактиках выглядят иначе, чем в молодых. Прежде этот эффект компенсировали приближёнными поправками, но он по-прежнему ограничивал точность измерения расстояний.

Группа под руководством Константина Карчева (Konstantin Karchev) выбрала иной подход: вместо последовательной поправки отдельных параметров она смоделировала все ключевые факторы одновременно — свойства родительских галактик, влияние межзвёздной пыли, частоту взрывов сверхновых и расширение Вселенной. Система обрабатывает десятки тысяч сверхновых за один проход и оценивает расстояния до их галактик-хозяев, используя только фотометрические снимки, без обязательной опоры на спектроскопические данные.

 Обсерватория имени Веры C. Рубин будет фиксировать тысячи сверхновых типа Ia — космических «стандартных свечей», по которым уточняют расстояния, скорость расширения Вселенной и свойства тёмной энергии. Источник изображения: W. O'Mullane / NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory, NOIRLab, SLAC, AURA

Обсерватория имени Веры C. Рубин будет фиксировать тысячи сверхновых типа Ia — космических «стандартных свечей», по которым уточняют расстояния, скорость расширения Вселенной и свойства тёмной энергии. Источник изображения: W. O'Mullane / NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory, NOIRLab, SLAC, AURA

Такой метод станет особенно важным по мере развёртывания десятилетнего обзора неба Legacy Survey of Space and Time (LSST), который обсерватория имени Веры Рубин в Чили будет проводить с помощью широкоугольного обзорного телескопа-рефлектора, снимающего доступную область неба каждые несколько ночей. Именно этот обзор должен дать данные о беспрецедентно большом числе сверхновых типа Ia.

«В отличие от других систем, которые требуют аналитических упрощений, наш бескомпромиссный сквозной подход на основе моделирования уникален в своей способности извлечь полную космологическую и астрофизическую информацию из с трудом добытых данных обсерватории Рубин, избегая ловушек систематик отбора и моделирования», — заявил Карчев.

Учёные предложили разгадку 14 загадочных синих вспышек, наблюдаемых во Вселенной с 2018 года

Команда учёных из Центра астрофизики Гарвардского университета (Center for Astrophysics, CfA) объяснила, откуда во Вселенной могут браться мощные синие вспышки (LFBOT), природа которых остаётся загадкой с 2018 года. По их гипотезе, такая вспышка рождается, когда чёрная дыра или нейтронная звезда врезается в звезду Вольфа — Райе. Так астрономы называют раскалённое гелиевое ядро, которое остаётся от массивной звезды, потерявшей внешнюю водородную оболочку.

 Источник изображения: ChatGPT

Источник изображения: ChatGPT

LFBOT — английская аббревиатура от Luminous Fast Blue Optical Transients, «яркие быстрые синие оптические транзиенты». Так называют короткоживущие космические события, заметные в обычном видимом свете. С 2018 года, когда LFBOT впервые попал в поле зрения телескопов, астрономы насчитали ещё 14 таких вспышек. От других космических взрывов их отличают две черты. Первая — скорость: пик и угасание укладываются в считанные дни, тогда как обычные транзиенты развиваются заметно медленнее. Вторая — цвет: LFBOT остаются синими большую часть жизни, а это значит, что сами вспышки остаются исключительно горячими.

Раньше у астрономов было несколько кандидатов на роль предшественника LFBOT. Одни сценарии связывали такие вспышки с гибелью массивных звёзд в так называемых сверхновых с коллапсом ядра — взрывах, в которых ядро звезды, исчерпавшей ядерное топливо, сжимается под собственной гравитацией. Другие связывали LFBOT с приливным разрушением звёзд (TDE), то есть с событиями, когда очень массивная чёрная дыра разрывает на куски и поглощает звезду, подошедшую к ней слишком близко. Группа Ани Ньюджент (Anya Nugent) изучила галактики-хозяева LFBOT, то есть те, в которых наблюдались эти вспышки, а также пространство непосредственно вокруг каждой из них. Анализ показал, что LFBOT возникают в окружениях, заметно отличающихся от тех, что предсказывают некоторые из предлагавшихся сценариев со сверхновыми, и не происходят в обстановке, обычно ожидаемой при приливных разрушениях.

В предложенной командой модели сценарий слияния начинается в двойной звёздной системе — паре массивных звёзд, связанных взаимным тяготением. По мере эволюции одна из них постепенно срывает с соседки внешнюю водородную оболочку. Авторы исследования называют такую захватчицу «каннибалом», а её жертву — «донором». Лишённая внешних слоёв звезда-донор остаётся почти голым гелиевым ядром: именно такие звёзды астрономы называют звёздами Вольфа — Райе. Звезда-каннибал же за счёт полученного вещества быстро набирает массу и поэтому первой исчерпывает запас ядерного топлива. Она взрывается как сверхновая с коллапсом ядра и превращается в чёрную дыру или нейтронную звезду.

 Художественное изображение вспышки LFBOT в пространстве между галактиками. Источник изображения: M. Garlick, M. Zamani / NASA, ESA, NSF's NOIRLab

Художественное изображение вспышки LFBOT в пространстве между галактиками. Источник изображения: M. Garlick, M. Zamani / NASA, ESA, NSF's NOIRLab

При коллапсе вся звёздная система получает резкий боковой толчок (англ. — kick), который выбрасывает двойную систему из плотных областей, где рождаются новые звёзды, на тихие окраины галактики. Затем у чёрной дыры или нейтронной звезды наступает долгий период «кормления». Сотни, а то и тысячи лет она стягивает с поверхности звезды Вольфа — Райе её вещество, не разрушая её полностью. Развязка наступает позже — когда чёрная дыра или нейтронная звезда проваливается в самое сердце звезды Вольфа — Райе, в её плотное гелиевое ядро, и разрушает его. По гипотезе авторов, именно эта катастрофа и порождает ту самую яркую синюю вспышку (LFBOT). Длится она всего несколько дней.

«Многие массивные звёзды живут в двойных системах, но такие слияния происходят лишь при стечении именно нужных условий: звёзды не должны слиться слишком рано в ходе своей эволюции, но при этом должны оставаться достаточно близко друг к другу, чтобы в итоге сойтись», — пояснила Ньюджент. По её словам, такие слияния редки, но как раз настолько, насколько редко астрономы фиксируют сами LFBOT, и при этом не настолько, чтобы их вовсе нельзя было ожидать.

Ещё один довод в пользу новой модели астрономы видят в том, что окружает LFBOT в момент взрыва. Непосредственно вокруг каждой такой вспышки пространство (астрономы называют его околозвёздной средой) очень плотное. По всей видимости, оно заполнено веществом, которое сама звезда сбросила ещё до катастрофы. А такую картину нелегко вписать ни в модель приливного разрушения, ни в некоторые сценарии со сверхновыми.

Надёжно изучить новую модель астрономы смогут только тогда, когда соберут больше таких вспышек — известных LFBOT по-прежнему единицы. Главную роль в этой работе авторы отводят обсерватории имени Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory). Она недавно начала десятилетнюю программу регулярной съёмки всего видимого с Земли неба.

По словам Ньюджент, «Рубин» позволит увидеть более слабые LFBOT — причём на ещё больших космологических расстояниях, исчисляемых миллиардами световых лет. Это не только увеличит число наблюдаемых вспышек, но и покажет, как сами LFBOT и их предшественники, то есть те звёздные системы, что существовали до взрыва, менялись за время существования Вселенной.

«Джеймс Уэбб» показал галактику «Кальмар» с ослепительно ярким ядром в созвездии Кита

Космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб» получил новое изображение спиральной галактики Messier 77, широко известной как «Кальмар», в среднем инфракрасном диапазоне. Снимок, сделанный прибором среднего инфракрасного диапазона (MIRI), с небывалой детализацией показал закрученные спиральные рукава, пылевой диск и ослепительно яркое активное ядро галактики, расположенной в 45 млн световых лет от Земли в созвездии Кита. Её портрет стал «снимком месяца».

 Источник изображений: A. Leroy / ESA, Webb, NASA, CSA

Источник изображений: A. Leroy / ESA, Webb, NASA, CSA

В центре галактики скрыта компактная область горячего газа, которая с лёгкостью затмевает свечение всей остальной галактики и даже перегружает камеры телескопа. Это активное галактическое ядро (АГЯ). Его питает сверхмассивная чёрная дыра массой в 8 млн солнечных масс. Газ во внутренних областях притягивается мощной гравитацией на стремительную орбиту вокруг чёрной дыры, сталкивается, разогревается и испускает колоссальные объёмы излучения. Яркие оранжевые линии, расходящиеся на снимке из центра Messier 77, к самой галактике отношения не имеют: это дифракционные лучи — оптический артефакт, возникающий на краях шестиугольных зеркальных сегментов и опорных стоек телескопа при очень ярком и компактном источнике света.

 Снимок NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб» показывает галактику Мессье 77 (M77, NGC 1068) в ближнем инфракрасном диапазоне: видны яркое активное ядро, центральная перемычка, спиральные рукава и кольцо областей звездообразования

Снимок NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб» показывает галактику Мессье 77 (M77, NGC 1068) в ближнем инфракрасном диапазоне: видны яркое активное ядро, центральная перемычка, спиральные рукава и кольцо областей звездообразования

Галактика известна не только заметным АГЯ, но и бурным звездообразованием. Инфракрасный снимок выявил перемычку в центральной области, невидимую в оптическом диапазоне. Перемычку окружает яркое кольцо звездообразования диаметром более 6 000 световых лет, образованное внутренними окончаниями двух спиральных рукавов. Звёзды рождаются здесь с исключительной интенсивностью, а вспышки звездообразования видны на снимке как плотно расположенные оранжевые пузыри. Близость Messier 77 к Земле делает это кольцо одним из самых изученных примеров подобного явления.

Диск галактики заполнен газом и пылью, которые остались от прежних поколений звёзд и одновременно послужат топливом для рождения новых. Прибор MIRI улавливает тепловое свечение межзвёздной пыли на длинных волнах — на этом снимке оно окрашено в синий. Пыль складывается в гигантский вихрь дымчатых закрученных нитей с полостями между ними, а вдоль спиральных рукавов хорошо заметны оранжевые пузыри, которые образовали скопления недавно родившихся звёзд.

 Комбинированный инфракрасный снимок MIRI и NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб» показывает галактику Мессье 77 (M77, NGC 1068) с ЯГА, пылевыми спиральными рукавами и областями звездообразования

Комбинированный инфракрасный снимок MIRI и NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб» показывает галактику Мессье 77 (M77, NGC 1068) с ЯГА, пылевыми спиральными рукавами и областями звездообразования

За пределами сравнительно узкого поля зрения телескопа рукава Messier 77 сливаются в тусклое протяжённое кольцо водорода шириной в тысячи световых лет, где тоже продолжается звездообразование. Обширные разреженные нити водорода пронизывают кольцо и уходят в межгалактическое пространство, образуя самую дальнюю оболочку галактики. За щупальцеобразный вид этих нитей Messier 77 получила второе название — галактика «Кальмар».

Данные для снимка получены в рамках программы № 3707 - A JWST Census of the Local Galaxy Population: Anchoring the Physics of the Matter Cycle, посвящённой переписи массивных близких галактик со звездообразованием. Разрешение приборов «Джеймса Уэбба» позволяет различить отдельные звёздные скопления и резервуары газа, а значит — детально проследить цикл рождения, жизни и гибели звёзд.

Самые тяжёлые чёрные дыры рождаются не из звёзд — они «собираются» из больших дыр, выяснили учёные

Учёные нашли возможное объяснение происхождения самых тяжёлых чёрных дыр, зарегистрированных с помощью гравитационных волн. Анализ 153 слияний из каталога GWTC4 показал, что объекты тяжелее примерно 45 масс Солнца, вероятно, не рождаются напрямую после гибели звёзд, а формируются в шаровых звёздных скоплениях — плотных группах старых звёзд, где меньшие чёрные дыры чаще сближаются и сливаются друг с другом.

 Источник изображения: NASA

Источник изображения: NASA

Речь идёт не о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик, а о чёрных дырах звёздного происхождения, которые обнаруживают по гравитационным волнам. Такие волны возникают при столкновении и слиянии чёрных дыр. На Земле их регистрирует лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO), KAGRA и Virgo. Само существование гравитационных волн Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) предсказал ещё в 1915 году в общей теории относительности.

Исследовательская группа проанализировала 153 зарегистрированных слияния чёрных дыр из версии 4.0 Каталога кратковременных гравитационно-волновых событий LIGO–Virgo–KAGRA (GWTC4). Главный вопрос заключался в том, как появляются самые тяжёлые чёрные дыры в этой выборке: сразу после гибели массивной звезды или после нескольких последовательных слияний уже существующих чёрных дыр.

Результаты указывают на две группы чёрных дыр. Первая включает объекты меньшей массы: они, вероятно, образуются после взрывов сверхновых, когда ядра массивных звёзд коллапсируют под действием собственной гравитации. Вторая группа состоит из более массивных чёрных дыр. Характер их вращения показывает, что такие объекты могли пройти цепочку последовательных слияний в плотных звёздных скоплениях.

 Плотная звёздная среда шарового скопления M80 может способствовать образованию массивных чёрных дыр через повторные слияния. Источник изображения: A.Sarajedini, Robert Lea / NASA, ESA, STScI, University of Florida

Плотная звёздная среда шарового скопления M80 может способствовать образованию массивных чёрных дыр через повторные слияния. Источник изображения: A.Sarajedini, Robert Lea / NASA, ESA, STScI, University of Florida

Этот вывод важен для проверки гипотезы о провале масс, связанном с парной неустойчивостью ядра очень массивной звезды. Согласно этой модели, звёзды в определённом диапазоне масс после гибели не оставляют чёрных дыр звёздной массы, потому что взрыв такой сверхновой полностью разрушает звезду и не даёт её ядру превратиться в чёрную дыру. Авторы исследования связывают нижнюю границу этого провала примерно с 45 массами Солнца. Поэтому чёрные дыры тяжелее этого предела трудно объяснить прямым образованием из одной массивной звезды. Более вероятный сценарий — образование такой чёрной дыры за счёт слияний уже существующих чёрных дыр.

Результаты делают второе объяснение более убедительным. Если чёрная дыра уже пережила одно слияние, она становится тяжелее. В плотном скоплении она может снова столкнуться с другой чёрной дырой и ещё увеличить свою массу. Так возникает цепочка слияний, способная создать объекты тяжелее 45 масс Солнца. Участница исследования Изобел Ромеро-Шоу (Isobel Romero-Shaw) отметила, что чёрные дыры большой массы заметно отличаются от менее массивных объектов. Первые вращаются быстрее, а направления их вращения выглядят случайными. Именно такой признак ожидается, если чёрные дыры многократно сливались в плотных звёздных скоплениях.

«Главный вопрос теперь в том, говорят ли эти чёрные дыры, что наши модели звёздной эволюции ошибочны, или же они возникают другим путём?» — сказал руководитель исследования Фабио Антонини (Fabio Antonini) из Кардиффского университета.

Японские астрономы обнаружили атмосферу у 500-километрового тела в поясе Койпера — её происхождение остаётся загадкой

Японские астрономы обнаружили тонкую атмосферу у крошечного тела на окраине Солнечной системы — транснептунового объекта (612533) 2002 XV93 диаметром около 500 километров. Прежде газовая оболочка в этой области была подтверждена только у Плутона. Как она появилась у столь маленького тела, неясно: оба возможных сценария — удар кометы или активность ледяных вулканов — порождают больше вопросов, чем ответов.

 Источник изображения: NAOJ

Источник изображения: NAOJ

Открытие сделала группа профессиональных астрономов и любителей под руководством Ко Аримацу (Ko Arimatsu) из обсерватории Исигакидзима, входящей в Национальную астрономическую обсерваторию Японии (NAOJ). 10 января 2024 года с четырёх наблюдательных пунктов в Японии они отследили, как объект 2002 XV93 прошёл перед тусклой звездой 15-й звёздной величины и на короткое время заслонил её свет.

Чтобы оценить, насколько тусклой была эта звезда: у Луны звёздная величина около −12, и чем больше число по этой шкале, тем слабее свет. Если бы у объекта 2002 XV93 не было атмосферы, далёкая звезда для земных наблюдателей погасла бы мгновенно — будто её выключили, как лампу. Однако телескопы зафиксировали другое: её блеск плавно ослабевал в течение нескольких секунд и только потом исчез полностью. Такое постепенное угасание возможно лишь тогда, когда свет звезды проходит сквозь газовую оболочку вокруг заслоняющего её тела и преломляется в ней.

Подобное событие видно с Земли только вдоль очень узкой полосы — там, где объект, звезда и наблюдатель оказываются на одной прямой. Если расставить телескопы по краям этой полосы и сравнить, когда именно звезда исчезла из виду в каждом из них, можно вычислить размер и форму самого тела. Среди использованных инструментов — 1,05-метровый профессиональный телескоп обсерватории Кисо (Kiso Observatory), принадлежащей Токийскому университету, и любительские телескопы диаметром 200 и 250 миллиметров. На них стояли КМОП-камеры, чувствительные к плавному ослаблению блеска звезды.

Атмосфера 2002 XV93 у поверхности оказывает давление от 100 до 200 нанобар — это в 5–10 млн раз меньше земного. По размеру тело почти впятеро уступает Плутону: его диаметр около 500 километров, тогда как у Плутона — 2 377 км. При этом орбита 2002 XV93 устроена так же, как у Плутона: за то время, пока Нептун делает три оборота вокруг Солнца, оба этих тела успевают совершить ровно по два. Из-за этого свойства астрономы относят 2002 XV93 к плутино — небольшим телам, чьё движение синхронизировано с Нептуном так же, как у Плутона.

Плутон достаточно массивен, чтобы удерживать тонкую атмосферу — её называют экзосферой. Это происходит, когда он подходит ближе всего к Солнцу — в точке орбиты, которую астрономы называют перигелием. Льды на его поверхности — молекулярный азот, метан и угарный газ (CO) — нагреваются солнечными лучами и испаряются прямо в газ, минуя жидкое состояние. Когда Плутон затем уходит от Солнца по своей 248-летней орбите, газы охлаждаются и снова осаждаются на поверхность в виде льда. Среднее давление атмосферы Плутона — около 10 микробар, примерно в 50–100 раз больше, чем у только что найденной газовой оболочки 2002 XV93, но всё равно почти в 100 тысяч раз ниже земного. Ни у одного другого тела в поясе Койпера атмосферу до сих пор не находили, хотя на соседней с Плутоном карликовой планете Макемаке астрономы фиксировали выделение метана.

Из чего состоит атмосфера 2002 XV93, неизвестно. По аналогии с Плутоном можно было бы ожидать азот с примесями метана и CO, однако более ранние наблюдения Космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» (James Webb) этих льдов на поверхности тела не нашли. А при температуре всего на 40–50 градусов выше абсолютного нуля — это около минус 220 градусов Цельсия — водяной лёд и замёрзший углекислый газ тоже не могут испариться и перейти в газ.

Откуда тогда взялась атмосфера? Группа Аримацу предлагает две версии. По первой, с (612533) 2002 XV93 столкнулась комета и принесла газы. Однако из-за слабой гравитации такая атмосфера улетучилась бы в космос менее чем за тысячу лет. Если эта версия верна, значит, нам исключительно повезло наблюдать объект как раз вскоре после редкого события. По второй версии, льды залегают под поверхностью и были выброшены наружу криовулканической активностью — но что её питает у такого холодного и небольшого тела, остаётся загадкой.

Каким бы ни оказался ответ, открытие меняет прежние представления о том, какие миры в принципе могут удерживать атмосферу. «Это открытие говорит о том, что традиционное представление, будто глобальные плотные атмосферы формируются только вокруг крупных планет, нуждается в пересмотре», — написала группа Аримацу в своей научной работе. Следующая задача — выяснить, из чего эта оболочка состоит. Лучше всего для такой работы подходит «Джеймс Уэбб». Многое прояснит и наблюдение за тем, как со временем меняется её плотность. Если в ближайшие годы плотность снизится, значит, газы постепенно улетучиваются в космос — а это работает в пользу версии о столкновении с кометой. Если же плотность останется прежней, оболочку, по всей видимости, пополняет что-то из недр самого 2002 XV93 — то есть верна версия о криовулканах — извержениях ледяных вулканов, выбрасывающих наружу не магму, а смесь газов и замёрзших летучих веществ.

За пылью Млечного Пути скрывался гигант: астрономы пересчитали сверхскопление Вела — оно мощнее Великого аттрактора

Астрономы уточнили параметры сверхскопления галактик Вела. Объект диаметром 300 млн световых лет — почти в 3 000 раз больше Млечного Пути — содержит около 33 800 трлн солнечных масс и сопоставим со сверхскоплениями Ланиакея и Шепли, а по гравитационному влиянию превосходит даже Великий аттрактор. Сверхскопление находится примерно в 870 млн световых лет от Земли, в направлении плоскости Млечного Пути — в так называемой зоне избегания.

 Источник изображения: S. Stolovy / NASA, JPL-Caltech, Spitzer Science Center, Caltech

Источник изображения: S. Stolovy / NASA, JPL-Caltech, Spitzer Science Center, Caltech

Сверхскопление Вела обнаружили в 2016 году. Уже тогда группа под руководством Рене Краан-Кортевег (Renée C. Kraan-Korteweg) из Кейптаунского университета (University of Cape Town) знала, что изучаемый объект исключительно массивен, однако прежней оценки его массы было недостаточно, чтобы объяснить наблюдаемые движения галактик в нашем уголке Вселенной. Новую работу возглавила Эмбер Холлингер (Amber Hollinger) из Университета Клода Бернара Лион 1 (Université Claude Bernard Lyon 1).

Объект расположен вблизи плоскости Млечного Пути, в так называемой зоне избегания. Этот участок занимает около 20 % всего неба и долгое время оставался почти недоступным для астрономов. Межзвёздная пыль в диске Млечного Пути либо полностью поглощает свет далёких галактик, либо ослабляет его и вызывает заметное покраснение, когда сильнее гасится синяя часть спектра, чем красная.

Группа Краан-Кортевег использовала 65 518 измерений расстояний до галактик из последней версии каталога CosmicFlows, который ведут астрономы из Франции и с Гавайев. К ним добавили 8 283 новых измерений красного смещения для галактик у плоскости Млечного Пути. Дополнительные наблюдения провели на большом оптическом телескопе (SALT) и радиотелескопе MeerKAT, оба установлены в Южно-Африканской Республике (ЮАР). Радиотелескоп MeerKAT смог обнаружить галактики прямо в зоне избегания по радиоизлучению содержащегося в них нейтрального водорода — эти волны почти беспрепятственно проходят сквозь пылевой диск Млечного Пути.

 На объёмной модели ближайших сверхскоплений галактик слева видны два плотных ядра Велы — «скрытого гиганта», долго ускользавшего от наблюдений из-за пылевых облаков Млечного Пути. Тонкие линии показывают маршруты движения галактик, а воронки обозначают области, где материя собирается под действием гравитации. Источник изображения: Dr Jérôme Léca / RSA Cosmos, St Etienne

На объёмной модели ближайших сверхскоплений галактик слева видны два плотных ядра Велы — «скрытого гиганта», долго ускользавшего от наблюдений из-за пылевых облаков Млечного Пути. Тонкие линии показывают маршруты движения галактик, а воронки обозначают области, где материя собирается под действием гравитации. Источник изображения: Dr Jérôme Léca / RSA Cosmos, St Etienne

Уточнённые параметры показали, что Вела по массе сравнима со сверхскоплением Шепли, которое находится в 650 млн световых лет от Земли. В состав сверхскопления входят более 20 отдельных скоплений галактик. Они объединяются в две протяжённые плоские структуры (в космологии такие образования называют «стенами») с плотным массивным ядром в каждой. Обе «стены» медленно сближаются под действием взаимного гравитационного притяжения. Большие сверхскопления формируют так называемые космические потоки — едва заметные движения галактик к крупным центрам масс на расстояниях в сотни миллионов и даже миллиарды световых лет.

Один из таких центров масс — Великий аттрактор. Он тоже скрыт пылевым диском Млечного Пути и связан со сверхскоплением Ланиакея, крошечной частью которого является наша галактика. Ещё одним подобным центром считается уже упомянутое сверхскопление Шепли. Прежней оценки массы Велы не хватало, чтобы объяснить наблюдаемые потоки. Уточнённые параметры закрыли этот пробел и показали, что гравитационное влияние Велы даже сильнее, чем у Великого аттрактора.

«Это открытие помогает завершить карту ближней Вселенной. Впервые мы отчётливо видим одного из главных гравитационных игроков, скрытого нашей галактикой», — говорится в заявлении исследователей. Группа Краан-Кортевег присвоила сверхскоплению неофициальное название «Вела-Банзи». На языке коса (isiXhosa), распространённом в ЮАР, оно переводится как «широко раскрывающийся».

Астрономы зафиксировали у галактики «Сомбреро» прежде невидимое гало — более чем втрое шире самой галактики

Обзорная камера DECam (Dark Energy Camera) с матрицей на 570 Мп, установленная на 4-метровом телескопе им. Виктора М. Бланко (Víctor M. Blanco), получила новое широкоугольное изображение галактики «Сомбреро» (M104) и впервые показала две прежде невидимые детали: огромное диффузное гало, более чем втрое шире яркого диска, и слабый звёздный поток — след давнего столкновения «Сомбреро» с меньшей галактикой.

 Источник изображения: T.A.Rector, D.de Martin, M.Zamani / CTIO, NOIRLab, DOE, NSF, AURA, UAA

Источник изображения: T.A.Rector, D.de Martin, M.Zamani / CTIO, NOIRLab, DOE, NSF, AURA, UAA

На широкоугольном снимке протяжённое диффузное гало охватывает галактику и выходит далеко за пределы её яркого диска, заметно увеличивая видимый размер «Сомбреро». Тонкий изогнутый звёздный поток едва заметен на первый взгляд, но при ближайшем рассмотрении читается как чёткая дуга света под галактикой. Поток нарушает идеальную симметрию M104 и указывает на её бурное взаимодействие с меньшей галактикой-спутником в далёком прошлом.

Именно сходство центральной выпуклости и тёмной пылевой полосы M104 с традиционной мексиканской шляпой и дало галактике её название. На новом снимке этот шляпообразный силуэт виден с исключительной чёткостью. Яркое центральное ядро, окружённое роем примерно из 2 000 шаровых скоплений (плотных групп древних звёзд), интенсивно светится. Тёмная пылевая полоса, прежде расплывчатая на снимках, ровно прорезает галактику и подчёркивает характерные для неё «поля шляпы». В этой полосе из холодной пыли и водородного газа в «Сомбреро» рождаются новые звёзды.

Все эти подробности удалось зафиксировать благодаря самой камере. DECam работает в чилийской Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (Cerro Tololo Inter-American Observatory) под управлением NOIRLab — лаборатории Национального научного фонда США (NSF). Камера специально создана для регистрации крайне слабого света, поэтому в одном кадре фиксируются и яркое ядро галактики, и её тусклые внешние структуры. Новый снимок появился вслед за недавними наблюдениями «Сомбреро» Космическим телескопом NASA «Джеймс Уэбб» (James Webb): в 2024 году он впервые в истории получил снимки галактики в среднем инфракрасном диапазоне, а в июне 2025 года уточнил их.

Астрономы научились восстанавливать «биографии» галактик по одной фотографии

Похоже, в астрономии зарождается новая область галактической археологии, которая позволяет всего по одному изображению любой галактики восстановить её эволюцию в течение прошедших миллиардов лет. Это как рассказать всё о человеке по его фотографии — где жил, с кем встречался и как дошёл до жизни такой. Предложенная учёными методология способна улучшить понимание вселенских процессов и нашего места в мироздании.

 Снимок галактики в разных диапазонах. Источник изображения: JPL

Снимок галактики NGC 1365 в разных диапазонах. Источник изображения: JPL

Как и следовало ожидать в современных реалиях, новый метод использует искусственный интеллект для анализа химических «отпечатков» тех или иных веществ в составе галактик. Основная идея заключается в том, чтобы по химическому составу и градиенту его распределения в любой галактике выявлять все события её истории за миллиарды лет эволюции: формирование звёзд, вспышки сверхновых, активность чёрных дыр и слияния галактик.

Свою методику исследователи испытали на спиральной галактике NGC 1365. Центральная область галактики сформировалась около 13,7 млрд лет назад — практически сразу после рождения Вселенной, когда началось образование кислорода. В течение последующих 12 млрд лет внешние регионы галактики формировались за счёт множественных слияний с карликовыми галактиками, которые приносили дополнительные запасы газа и звёзд. Градиент распространения кислорода в изучаемой галактике — не единственный источник знаний о её эволюции и впоследствии будет дополнен наблюдениями за другими веществами для повышения точности модели.

Для восстановления «биографии» галактики NGC 1365 астрономы воспользовались данными реальных наблюдений за галактиками в обзоре TYPHOON, которые проверили после запуска свыше 20 000 симуляций. Когда модели стали полностью совпадать с данными наблюдений, алгоритм «натравили» на NGC 1365. Машинное обучение восстановило историю эволюции галактики в её главных чертах, что открывает путь к новому подходу к изучению Вселенной и её эволюции.

Данные миссии ESA Gaia помогли найти 87 звёздных потоков, которые ускользали от астрономов

Астрономы обнаружили во внешних областях Млечного Пути 87 предполагаемых звёздных потоков. Результат был получен по данным космического телескопа «Гайя» (Gaia) Европейского космического агентства (ESA) с помощью алгоритма StarStream, который позволил увеличить число известных объектов этого типа более чем в 4 раза и расширил массив наблюдений для изучения строения галактики и распределения тёмной материи.

 Источник изображений: noirlab.edu

Источник изображений: noirlab.edu

Исследование возглавил Интянь «Билл» Чэнь (Yingtian “Bill” Chen) из Мичиганского университета (U-M). Алгоритм StarStream применили к данным Gaia, собранным в 2014–2025 годах, когда миссия определяла координаты и движения миллиардов звёзд. До этой работы астрономы знали менее чем о 20 звёздных потоках, причём многие из них удавалось найти в данных Gaia лишь случайно, поэтому объём выборки оставался слишком малым для общих выводов.

Звёздный поток — это вытянутая звёздная структура, возникающая, когда звёздное скопление теряет часть звёзд под действием гравитационного поля галактики. В новом исследовании речь идёт именно о потоках, связанных с шаровыми скоплениями — плотными древними звёздными системами, обращающимися вокруг центра Млечного Пути. Такие потоки важны для астрофизики, потому что их форма и кинематика сохраняют след действовавших на них сил тяготения и помогают уточнять распределение массы галактики, включая её гало тёмной материи.

 График показывает, что алгоритм StarStream увереннее и полнее обнаруживает звёздные потоки при низком поглощении света и невысокой плотности фоновых звёзд, тогда как с ростом этих факторов качество обнаружения заметно снижается

График показывает, что алгоритм StarStream увереннее и полнее обнаруживает звёздные потоки при низком поглощении света и невысокой плотности фоновых звёзд, тогда как с ростом этих факторов качество обнаружения заметно снижается

StarStream ищет потоки не по одной лишь морфологии, а на основе физической модели. Это позволило выявить структуры, которые прежние методы могли пропускать: часть новых потоков оказалась не только узкой и вытянутой, но и короткой, широкой или смещённой относительно орбит породивших их шаровых скоплений. Соавтор работы Олег Гнедин (Oleg Gnedin) связал результат с тем, что теоретическое представление о свойствах искомых объектов заметно упрощает их поиск.

Расширенная выборка показала, что некоторые разрежённые шаровые скопления теряют звёзды с необычно высокой скоростью. Это может указывать на их приближение к полному разрушению под действием приливного гравитационного поля Млечного Пути. По оценке авторов, подтвердятся не все 87 предполагаемых звёздных потоков: часть обнаружений имеет более низкую достоверность из-за загрязнения выборки посторонними фоновыми звёздами. Проверить эти результаты и работу алгоритма StarStream помогут будущие наблюдения на обсерватории им. Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory), космическом телескопе им. Нэнси Грейс Роман (Nancy Grace Roman Space Telescope) и спектроскопическом инструменте DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument).

Сами мы не местные: выяснилось, что Солнце и тысячи его близнецов родились недалеко от центра нашей галактики

Свежее исследование группы японских астрономов выявило, что наше Солнце родилось совсем не в той области галактики, где оно находится сейчас. Работа стала возможной благодаря замечательной астрометрической миссии «Гайя» (Gaia) Европейского космического агентства, которая собрала подробные данные о нескольких миллиардах звёзд.

 Источник изображения: Tokyo Metropolitan University

Источник изображения: Tokyo Metropolitan University

Японские учёные воспользовались каталогом «Гайи» и составили крупнейший на сегодня каталог из 6594 «близнецов» Солнца — звёзд, очень похожих на нашу звезду по температуре, гравитации на поверхности и химическому составу. Этот каталог в 30 раз превосходит по объёму предыдущие исследования на эту тему, и даёт возможность впервые с существенно большей надёжностью проанализировать распределение возрастов таких звёзд.

Анализ показал чёткий пик в распределении возрастов звёзд-близнецов в диапазоне 4–6 млрд лет, куда входит и наше Солнце (его возраст составляет около 4,6 млрд лет). Это свидетельствует о массовой миграции в указанный период тысяч подобных звёзд из центральных областей Млечного Пути наружу более чем на 10 000 световых лет. Миграция произошла именно в эпоху активного формирования центральной перемычки галактики — вытянутой структуры в ядре, которая в итоге создала так называемый «барьер коротации» (corotation barrier). Обычно этот барьер препятствует уходу звёзд из внутренних регионов, но во время формирования перемычки возникают особые орбитальные резонансы, позволяющие преодолеть барьер и переместиться во внешние, более спокойные зоны.

Исследование объясняет не только нынешнее положение Солнца, но и почему оно оказалось в относительно безопасной галактической зоне, благоприятной для развития сложной жизни. Центр галактики гораздо более опасен из-за высокой плотности звёзд, сверхновых и интенсивного излучения. Открытие подчёркивает, что Солнце было частью огромного «переселения звёздных близнецов», а не счастливым исключением. Это меняет наше понимание эволюции Млечного Пути и факторов, способствовавших возникновению условий для жизни на Земле.

Ранняя Вселенная оказалась горячее, чем предсказывали теории

В свежем выпуске Nature астрономы сообщили о необычном открытии — обнаружении через 1,4 млрд лет после Большого взрыва объекта с экстремально высокой температурой. Этот объект представляет собой молодое скопление галактик SPT2349-56. Температура межгалактического газа внутри скопления многократно превзошла предсказанные моделями значения, фактически носом ткнув учёных в несовершенство наших представлений о космологии.

 Художественное представление горячего газа в скоплении. Источник изображения: MPIfR/N.Sulzenauer/ALMA

Художественное представление горячего газа в скоплении. Источник изображения: MPIfR/N.Sulzenauer/ALMA

Скопление SPT2349-56 впервые было замечено в 2010 году в данных радиотелескопа South Pole Telescope в Антарктиде. Это крайне плотная система, содержащая свыше тридцати галактик, где в 1000 раз активнее, чем в Млечном Пути, формируются новые звёзды. Гравитация внутри такой структуры усиливает взаимодействия между галактиками и газом между ними, что приводит к повышению энергии и температуры этого газа. Однако новые данные, полученные с помощью сети радиотелескопов ALMA, показали, что температура газа внутри скопления превышает 10 млн кельвинов, что примерно в пять раз выше ожидаемого уровня для столь ранней космической эпохи. Одна лишь гравитация не успела бы нагреть газ до такой температуры — такое возможно только ко времени современной Вселенной.

Причина столь высокой температуры остаётся предметом обсуждения, но учёные выдвигают гипотезу, что добавочная энергия поступила от мощных струй (джетов), исходящих от трёх или большего количества сверхмассивных чёрных дыр внутри скопления. Эта дополнительная энергия могла значительно «перегреть» среду раньше, чем допускали стандартные модели формирования галактических структур. Такое явление сигнализирует о том, что взаимодействие между активными чёрными дырами, процессами образования звёзд и средой внутри скоплений играет более важную роль в ранней Вселенной, чем считалось ранее.

Открытие SPT2349-56 и его необычных характеристик ставит перед космологами новые вопросы о механизмах эволюции крупных структур во Вселенной. Если такие экстремальные условия могли возникать так рано, это требует пересмотра существующих моделей образования галактических скоплений и лучшего понимания роли высокоэнергетических процессов в период ранней истории космоса. Продолжающиеся наблюдения и теоретические исследования в этой области помогут уточнить, как именно развивались самые крупные структуры нашей Вселенной в первые миллиарды лет после Большого взрыва.

Добавим, обнаружить необычное явление помог эффект Сюняева–Зельдовича, который заключается в воздействии электронов в горячем газе на фотоны реликтового излучения. Поскольку фон реликтового излучения должен быть равномерным, аномалии в местах электронного воздействия на фотоны раскрывают энергетику процессов, которая тем выше, чем больше энергия электронов (чем они горячее).

Так красиво, хоть на ёлку — NASA представило раскрашенные рентген-снимки скоплений галактик

Учёные NASA на базе снимков рентгеновской обсерватории «Чандра» (Chandra) создали удивительную по красоте серию ярких многоцветных изображений скоплений галактик. Для этого впервые была реализована технология X-arithmetic (рентгеновская арифметика), которая позволила выделить и визуализировать разные энергетические диапазоны рентгеновского излучения и тем самым проявила детали поведения этих крупнейших во Вселенной структур. И это просто красиво.

 Источник изображений: NASA

Источник изображений: NASA

В результате этого действа привычные чёрно-белые или монохромные снимки «Чандры» превратились в красочные картины, где цвета соответствуют температуре и плотности сверхгорячего межгалактического газа (от нескольких миллионов до сотен миллионов градусов). Всего было выделено три энергетических диапазона: жёлтым обозначены выдуваемые джетами центральных сверхмассивных чёрных дыр пузыри в пыли и газе скоплений, синим отмечен остывающий и медленно дрейфующий газ, а розово-неоновым — ударные фронты от распространяемых в газопылевых облаках звуковых ударных волн.

На раскрашенных изображениях особенно отчётливо видны гигантские полости и ударные волны в горячем газе, созданные мощными выбросами энергии от сверхмассивных чёрных дыр в центральных галактиках скоплений. Эти джеты и пузыри раскалённой плазмы «выдувают» огромные пустоты диаметром в сотни тысяч световых лет и одновременно подогревают окружающий газ, препятствуя его слишком быстрому охлаждению и образованию новых звёзд. Таким образом, чёрные дыры выступают в роли естественных «терморегуляторов» самых массивных структур во Вселенной.

Публикация сопровождается обновлёнными снимками известных скоплений, среди которых Abell 2597, Perseus, Centaurus и несколько других. По словам учёных, новые визуализации не только радуют глаз, но и помогают астрономам лучше понять механизмы обратной связи между сверхмассивными чёрными дырами и окружающей их космической средой, что имеет ключевое значение для моделей формирования галактик и эволюции крупномасштабных структур Вселенной.

Также цветовая обработка позволила выявить разницу во влиянии центральных сверхмассивных чёрных дыр на небольшие группы галактик и на массивные скопления галактик. Менее сильная гравитация в небольших группах позволяет сильнее воздействовать на них струями от сверхмассивных чёрных дыр, тогда как скопления менее подвержены этому влиянию.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Amazon встроила в поиск ИИ-картинки несуществующих товаров, чтобы помочь найти настоящие 8 ч.
Второе сюжетное дополнение к Vampire: The Masquerade — Bloodlines 2 завершит поддержку игры — трейлер и дата выхода The Flower & The Flame 11 ч.
Цукерберг хочет, чтобы ИИ Meta управлял всем бизнесом пользователей 12 ч.
Meta в европейском суде не смогла избавиться от статуса «привратника» 12 ч.
Колонку Creative превратили в инструмент для взлома ПК — компания уязвимость отрицает и исправлять не будет 12 ч.
Microsoft планирует «вызвать зависимость» пользователей от своего нового ИИ-помощника Scout 13 ч.
Новая игра разработчиков Shovel Knight обеспечила студии светлое будущее — раскрыты продажи Mina the Hollower 13 ч.
«У потребителей огромный выбор»: глава Valve Гейб Ньюэлл отверг обвинения в монополии Steam 13 ч.
Meta, Microsoft, SpaceX и спецслужбы разгромили международную сеть интернет-мошенников 14 ч.
Исследователи создали червя на основе ИИ — он может использовать любую известную компьютерную уязвимость 14 ч.
Tesla расширила зону обслуживания своих роботакси на всю территорию Остина 2 ч.
Новая статья: ИИтоги мая 2026 г.: AI knows best, но это не точно 7 ч.
Wentai представила первый в мире блок питания с сертификатом Cybenetics Diamond — AiBARZA Aldan-D1515 на 1300 Вт 8 ч.
Surface Laptop Ultra получил нестандартно большой порт USB-C — Microsoft не раскрывает, в чём его секрет 8 ч.
Corsair показала прозрачный блок питания HX1000i Shift Crystal 9 ч.
Учёные построили первый в мире кремниевый спинтронный чип для вероятностных ИИ-вычислений 9 ч.
Импортозамещение по-европейски: ЕС запустил большой план по снижению зависимости от США и Китая в чипах, ИИ и облаках 10 ч.
Запущен крупнейший в мире частный лазер — он должен приблизить эпоху термояда 11 ч.
Репортаж со стенда MSI на Computex 2026: материнские платы, уникальные видеокарты, СЖО, корпуса и блоки питания 13 ч.
Intel применила твердотельный кулер Frore AirJet Mini в эталонном 11-мм ноутбуке с Wildcat Lake 13 ч.