Сегодня на официальном сайте STScI (Space Telescope Science Institute) были опубликованы снимки полярного сияния на Юпитере, сделанные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST). Аналогично северному сиянию на Земле, это явление возникает, когда высокоэнергетические частицы солнечного ветра достигают верхних слоёв атмосферы планеты и притягиваются к её полюсам магнитным полем планеты.

Источник изображений: Space Telescope Science Institute

Однако у полярных сияний Юпитера есть и другой механизм формирования. Согласно заявлению команды JWST, частицы, выбрасываемые вулканами спутника Юпитера Ио, могут участвовать в том же процессе. Ещё одно отличие полярных сияний Юпитера — их яркость: они светятся в сотни раз интенсивнее, чем северное сияние на Земле.

«Мы хотели увидеть, как меняются полярные сияния [Юпитера], ожидая, что они будут медленно появляться и исчезать, возможно, в течение четверти часа или около того. — рассказал астроном Джонатан Николс (Jonathan Nichols) из Университета Лестера. — Вместо этого мы наблюдали, как вся область полярных сияний шипела и взрывалась светом, иногда меняющимся на секунду».

Команда Николса использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона JWST совместно с ультрафиолетовыми датчиками телескопа «Хаббл», чтобы получить грандиозные детализированные изображения полярных сияний Юпитера.

Ранее с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» впервые были получены снимки неуловимых полярных сияний на далёкой восьмой планете — Нептуне.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

24 апреля 1990 года на борту космического челнока «Дискавери» на орбиту Земли была доставлена космическая обсерватория им. Хаббла. Тогда вряд ли кто-то ожидал, что она проработает так долго — целых 35 лет и, на что можно надеяться, будет работать ещё не один год. За это время «Хаббл» сделал почти 1,7 млн наблюдений, что позволило опубликовать свыше 22 000 научных работ. Но любовь широкой публики телескоп завоевал своими детальными снимками Вселенной.

Источник изображений: NASA

Как стало давней традицией, NASA к годовщине запуска и юбилею обсерватории представило ряд новых изображений Вселенной и космических объектов, сделанных «Хабблом» за последнее время. Это четыре снимка от Марса до далёких туманностей и галактик.

Изображения Марса

Начало работ «Хаббла» было омрачено трудностями. Значительный участок зеркала телескопа — более двух метров — оказался с заводским дефектом. Астронавтам на «Шаттлах» пришлось около трёх лет проводить ремонтные работы на обсерватории, пока телескоп не улучшил фокусировку до предела. Это стало возможным благодаря размещению «Хаббла» на низкой околоземной орбите, благо он собирал свет в основном в видимом и ультрафиолетовом диапазоне и не требовал серьёзных систем для охлаждения датчиков.

Фрагмент туманности Розетка

Катастрофа с шаттлом «Колумбия» в 2003 году с гибелью его экипажа едва не похоронила проект обсерватории, которой требовался очередной ремонт. Под давлением учёных и общественности NASA согласилось провести последнюю миссию по обслуживанию «Хаббла», которую провели в 2009 году. На тот момент в NASA рассчитывали, что обсерватория сможет проработать ещё около 10 лет, но она работает уже 16-й год и может работать дальше, хотя почти все её гироскопы уже вышли из строя. Ориентацией телескопа управляет один гироскоп и один остаётся в резерве.

Более широкий взгляд на туманность Розетка

Подарком на юбилей стали снимки Марса в декабре 2024 года (тогда Красная планета максимально сблизилась с Землёй), изображение фрагмента туманности Розетка, планетарной туманности NGC 2899 и спиральной галактики NGC 5335.

Туманность NGC 2899

Марс предстал на снимках с ярко-оранжевым плато Тарсис в лёгкой дымке облаков с полярной шапкой. Часть туманности Розетка на удалении 5200 световых лет от Солнца представляет скопление пыли и газа с зонами рождения новых звёзд. Туманность NGC 2899 на расстоянии 45000 световых лет от Земли представлена на снимке в образе порхающего мотылька — это следствие взрыва центральной звезды и влияние излучения взрыва на межзвёздные пыль и газ. Спиральная галактика NGC 5335 являет собой ярко выраженную галактику с перемычкой, по которой газ из периферийных областей поступает в её центр для рождения новых звёзд.

Спиральная галактика NGC 5335

В NASA признают, что окончательная поломка «Хаббла» — это вопрос времени. Ему на смену будет подготовлен телескоп Habitable Worlds Observatory. Кроме наблюдения за Вселенной обсерватория HWO будет искать обитаемые миры как можно ближе к Солнечной системе. Запуск новой обсерватории планируется в 40-х годах.

Группа британских учёных создала самое глубокое изображение Вселенной в дальнем инфракрасном диапазоне, объединив в одном кадре 141 отдельное изображение в каждом из трёх цветовых каналов: синем, зелёном и красном. Это позволило открыть ранее невидимый новый класс тусклых галактик. Если такие «скрытые» галактики распространены повсеместно, это может объяснить целый ряд пока неразрешимых загадок Вселенной.

Тёмный участок неба оказался полон галактиками. Источник изображения: Chris Pearson

Вся информация была взята из архива космической обсерватории «Гершель» (Herschel), которую Европейское космическое агентство эксплуатировало с 2009 по 2013 год. Глубокое изображение Вселенной создано на основе калибровочных снимков камеры SPIRE этой обсерватории. Примерно раз в месяц камера, для проверки чувствительности, направлялась на один и тот же участок неба, где, как считалось, почти ничего нет. В результате за четыре года работы обсерватории было сделано 141 изображение в синем (250 мкм), зелёном (350 мкм) и красном (500 мкм) канале. Повторить эксперимент невозможно, поэтому главные открытия, возможно, ещё впереди.

На объединённом изображении проявились 2000 ранее невидимых в этом месте далёких галактик и групп галактик. Они расположились фактически сплошным ковром, сливаясь с фоном в случае самых тусклых объектов. Обнаружение такого количества нового класса слабосветящихся галактик становится ключом к более ясному пониманию эволюции звёзд, галактик и Вселенной. Например, сегодня астрономы не могут объяснить избыток инфракрасного света во Вселенной: энергии регистрируется намного больше, чем наблюдается светящихся объектов. Присутствие глубоко скрытых галактик способно объяснить эту загадку.

Для создания более полной картины мироздания, очевидно, необходимы новые наблюдения и, в частности, новое поколение космических телескопов для дальнего инфракрасного диапазона. Один из таких проектов рассматривается NASA — это обсерватория PRIMA стоимостью около $1 млрд с диаметром зеркала 1,8 м. Однако проект пока не утверждён и может уступить место какой-либо другой, более востребованной программе или инструменту.

На сайте arXiv.org появилась работа, в которой даётся первая всесторонняя оценка астероиду 2024 YR4, обнаруженному вблизи Земли 27 декабря 2024 года. Статья подготовлена для публикации в одном из самых престижных астрономических изданий — The Astrophysical Journal Letters. Астероид 2024 YR4 стал самой серьёзной угрозой для нашей планеты за всю историю наблюдений за околоземными объектами, поэтому вызвал небывалый интерес.

Художественное представление астероида 2024 YR4. Источник изображения: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

В процессе первого изучения объекта 2024 YR4 степень его потенциальной опасности для планеты повышалась с 1 % до 3 %. Поскольку размеры астероида могли достигать 90 метров, его падение на поверхность Земли уничтожило бы всё живое в радиусе до 50 км. Столкновение могло произойти 22 декабря 2032 года — именно в этот день астероид, согласно расчётам, мог опасно сблизиться с планетой вплоть до пересечения траекторий.

Наблюдения за астероидом 2024 YR4 велись с использованием множества наземных телескопов. В феврале к ним присоединился космический телескоп «Джеймс Уэбб». Именно он позволил более точно определить размеры объекта — от 53 до 67 метров. В опубликованной работе эти данные не представлены: авторы использовали телескопы обсерваторий W. M. Keck и Gemini South. Согласно их наблюдениям, размеры астероида составляют 30–65 метров, что близко к данным «Уэбба».

На основании оценки блеска астероида учёные пришли к выводу, что он имеет неправильную, сплюснутую форму и совершает полный оборот за 20 минут. Астероид напоминает собой хоккейную шайбу. Его форма указывает на состав и происхождение: исследователи считают, что 2024 YR4 относится к каменным, а не углеродным (рыхлым) объектам. Это важно, поскольку выбор метода отклонения астероида зависит от его структуры — таран рыхлого тела может оказаться неэффективным.

Модель формы астероида 2024 YR4 на основании фотометрических измерений

Строение и состав астероида указали на его вероятное место происхождения, и оно удивило учёных. Такие объекты обычно формируются и находятся в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Притяжение Юпитера, как правило, защищает Землю от подобных тел, удерживая их в пределах главного пояса. Однако астероиду 2024 YR4 удалось преодолеть эту гравитационную защиту, что вызвало тревогу как у учёных, так и у общественности.

К счастью, новые наблюдения позволяют отбросить угрозу от 2024 YR4 как несущественную, хотя шанс столкнуться у него с Луной достаточно высок и превышает 3 %. Но это только на руку земной науке. В случае удара по Луне можно будет провести ценнейший сейсмологический эксперимент по изучению её недр, а также на практике с высокой точностью оценить последствия астероидного удара по её поверхности.

Анализ данных наблюдений телескопа «Хаббл» за Ураном — седьмой планетой Солнечной системы — позволил с высокой точностью определить продолжительность суток на этой планете. Эта информация поможет планировать космические миссии к Урану и организовать наблюдение за ним. Однако наиболее ценной стала разработка методики дистанционного определения продолжительности суток на планетах, включая далёкие экзопланеты, что расширяет возможности для изучения иных миров.

Уран вблизи. Источник изображений: NASA

Впервые длительность суток на Уране была определена космическим зондом NASA «Вояджер-2» (Voyager 2) во время пролёта планеты в январе 1986 года. Это было сделано на основе анализа магнитного поля Урана и, как выяснилось позднее, с большой погрешностью. Тем не менее продолжительность суток тогда была установлена: 17 часов 14 минут и 24 секунды. Поскольку эта величина вызывала сомнения, учёные решили повторно проанализировать магнитное поле планеты — уже по данным наблюдений телескопа «Хаббл» за полярными сияниями на Уране.

Архивные данные наблюдений «Хаббла» за полярными сияниями на Уране

Исследователи использовали данные из архива «Хаббла» за период с 2011 по 2022 год. Они анализировали перемещения полярных сияний над планетой. Анализ и расчёты показали, что предыдущая оценка продолжительности суток была неточной: погрешность составила 28 секунд. Наиболее точное на сегодняшний день значение продолжительности суток на Уране — 17 часов 14 минут и 52 секунды. Применение аналогичной методики к экзопланетам позволит узнать продолжительность суток на мирах, расположенных за десятки и сотни световых лет от Земли. Это даст больше информации о планетах, куда человечество, возможно, никогда не доберётся.

12 марта 2025 года на солнечно-синхронную полярную орбиту Земли была выведена новая обсерватория NASA — SPHEREx. Это почти «родственник» телескопа «Джеймс Уэбб», поскольку SPHEREx будет работать в ближнем инфракрасном диапазоне. Более того, новая обсерватория снимет Вселенную одновременно на 102 длинах инфракрасных волн, создав наиболее детальную инфракрасную карту Млечного Пути.

Художественное представление SPHEREx. Источник изображения: NASA

До конца апреля, а возможно, и дольше, обсерватория SPHEREx будет охлаждать свои детекторы, которые смогут улавливать свет в «тепловом» инфракрасном диапазоне. Каждый из шести детекторов обсерватории чувствителен к 17 длинам волн, вместе они фиксируют фотоны на 102 частотах невидимого для человеческого глаза света. Общая ширина кадра достигает 20 полных лун. Первый полный обзор неба SPHEREx создаст уже за первые шесть месяцев работы. Всего обсерватория должна проработать 25 месяцев.

Первые тестовые снимки обсерватория SPHEREx прислала в конце марта. Их качество говорит о том, что инструменты способны фокусировать далёкий свет, создавая чёткие изображения. Нюанс в том, что фокусировка могла быть настроена только в земных условиях, а после запуска в космос инженерам пришлось работать с тем, что получилось — без права на ошибку. NASA заявляет, что результат оправдал ожидания.

Обсерватория SPHEREx также будет искать следы воды во Вселенной и органику в виде ряда базовых соединений углерода. Перед ней также стоит задача изучения эволюции галактик — для этого она соберёт данные о более чем 450 млн объектов. Ожидается, что к концу апреля SPHEREx сможет делать до 600 снимков неба в сутки. Благодаря широкоугольной камере этот инструмент может стать помощником «Уэбба», подбирая для него наиболее интересные цели.

Европейское космическое агентство сообщило о завершении работы космического телескопа «Гайя» (Gaia). Аппарат переведён на орбиту захоронения вокруг Солнца. В ESA надеются, что обсерватория больше никогда не заработает. Её отключение длилось около трёх месяцев и потребовало усилий всей команды, поскольку системы резервного запуска аппарата активно сопротивлялись этому процессу. Однако эта мера была вынужденной — у «Гайи» закончилось топливо, и она больше не могла вести научную работу.

Художественное представление обсерватории Gaia. Источник изображения: ESA

«Сегодня я отвечала за “повреждение” процессорных модулей Gaia, чтобы убедиться, что после выключения космического аппарата бортовое программное обеспечение никогда не перезапустится», — поделилась переживаниями инженер по эксплуатации космических аппаратов Джулия Фортуно (Julia Fortuno).

«Нам пришлось разработать стратегию вывода [обсерватории] из эксплуатации, которая включала в себя систематическое отключение и деактивацию уровней резервирования, так долго защищавших Gaia, — добавил оператор «Гайи» Тьяго Ногейра (Tiago Nogueira). — Мы не хотим, чтобы в будущем она снова включилась и начала передавать данные, если на её солнечные панели попадёт солнечный свет».

Космическая обсерватория «Гайя» была запущена в 2013 году и выведена в точку Лагранжа L2 на расстояние около 1,5 млн км от Земли в её тени от Солнца. Сегодня в этом районе также находится телескоп «Джеймс Уэбб». В этой точке космические аппараты не остаются неподвижными — им необходимо регулярно корректировать своё положение в космосе и изменять ориентацию для выполнения научных задач. После исчерпания топлива для этих манёвров «Гайя» могла представлять угрозу другим аппаратам, поэтому её перевели на орбиту захоронения.

Обсерваторию переместили с научной орбиты в точке Лагранжа L2 на орбиту вокруг Солнца, что минимизирует вероятность её сближения с Землёй на расстояние менее 10 млн км в течение как минимум следующего столетия. По словам членов команды, это произошло 27 марта 2025 года в ходе последнего включения двигателей космического аппарата.

За время своей работы «Гайя» собрала колоссальное количество данных о звёздах нашей галактики. Она создала динамическую трёхмерную карту Млечного Пути, определяя расстояния до звёзд и вектор их движения. На основе собранной информации были опубликованы три крупных набора данных — в 2016, 2018 и 2022 годах. Четвёртый выпуск состоится в 2026 году, а финальный пятый — в 2030 году. Полученные данные останутся актуальными как минимум до конца 2030-х годов и будут активно использоваться в научных исследованиях.

Учёные завершили обработку данных, собранных за последние годы наблюдений за небом Атакамским космологическим телескопом (ACT) в Чили. Этот телескоп пришёл на смену космической обсерватории «Планк», первой создавшей карту реликтового излучения Вселенной. Новые изображения повысили чёткость картины распределения плазмы и газа в «детские» годы развития Вселенной — примерно через 380 тыс. лет после Большого взрыва.

Источник изображений: ACT Collaboration

«Мы видим “первые шаги” Вселенной на пути к созданию самых ранних звёзд и галактик. И это не просто свет и тьма — это поляризация света в высоком разрешении», — пояснила директор телескопа ACT и профессор Принстонского университета Сюзанна Стэггс (Suzanne Staggs).

Определение поляризации реликтового микроволнового излучения позволяет с высокой детализацией изучить распространение ионизированного водорода и гелия в первые минуты жизни Вселенной по космологическим меркам. Из этих веществ позже сформировались первые звёзды, а затем и галактики. Полученная информация также даёт представление о распределении тёмной материи, которая собирала видимое вещество вокруг своих сгустков и, фактически, способствовала формированию всего, что мы наблюдаем.

Отдельно учёные подчеркнули сохранение так называемой напряжённости Хаббла — расхождения в измерении скорости расширения Вселенной по реликтовому излучению (в ранней Вселенной) и по наблюдениям звёзд и галактик в наши дни. Это расхождение не исчезло, а новые данные ACT в реликтовом микроволновом диапазоне в целом соответствуют показаниям, полученным ранее с «Планка».

Атакамский космологический телескоп был построен в 2007 году на вершине горы Серро-Токо в чилийской пустыне Атакама и завершил работу в 2022 году. Представленные недавно данные относятся к последним годам его наблюдений в период с 2017 по 2022 годы. Анализ полученной информации продлится много лет, предоставляя учёным обширный материал для новых открытий.

На этой неделе в Обсерватории имени Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory) в Чили завершена установка революционной 3200-мегапиксельной камеры (LSST). Высокотехнологичное устройство массой 2 994 килограмма оснащено сенсором, состоящим из 189 высокочувствительных ПЗС-детекторов. Оно разработано для создания беспрецедентно детализированных снимков Вселенной. В ближайшие недели специалисты проведут завершающую калибровку оптической системы, после чего камера сделает первые тестовые снимки, предваряющие начало полномасштабных научных наблюдений за Вселенной.

Источник изображений: RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/B. Quint

Окончательная сборка камеры LSST завершилась в апреле прошлого года в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии. После детального тестирования и сложного процесса транспортировки её доставили в Чили, где инженеры провели финальную установку и калибровку. Устройство включает 189 ПЗС-детекторов, организованных в 21 отдельный модуль, в каждом из которых расположены 9 сенсоров. Работая в составе телескопа, оснащённого 8,4-метровым главным зеркалом и 3,5-метровым вторичным, камера обеспечит исключительную детализацию изображений.

Концепция LSST была впервые предложена в 2003 году, когда учёные начали разрабатывать эскизы телескопа нового поколения. В 2007 году проект получил финансирование от Чарльза Симони (Charles Simonyi) и Билла Гейтса (Bill Gates), что позволило приступить к его реализации. В 2010 году Национальный научный фонд США (NSF) и Министерство энергетики США (DOE) выделили дополнительные средства. Установка камеры LSST стала завершающим этапом перед началом полноценного научного наблюдения за Вселенной.

Камера LSST — крупнейшая цифровая астрономическая система, созданная на сегодняшний день. Её 3200-мегапиксельный сенсор формирует изображения невероятной детализации: каждая фотография содержит столько информации, что её можно отобразить на 400 телевизорах с разрешением 4K UHD (3840 × 2160 пикселей). Работая в тандеме с телескопом Симони (Simonyi Survey Telescope), камера будет охватывать область неба, эквивалентную 40 полным Лунам, и обновлять карту южного звёздного неба с периодичностью раз в три дня.

Основная задача LSST — детальное изучение динамических процессов во Вселенной. Камера будет фиксировать перемещение астероидов, регистрировать вспышки сверхновых звёзд и способствовать изучению структуры тёмной материи и природы тёмной энергии. Благодаря высокой чувствительности детекторов и колоссальному объёму собираемых данных учёные смогут отслеживать эволюцию галактик, выявлять закономерности формирования звёздных систем и глубже понимать процессы, происходящие в окружающем нас космическом пространстве.

Процесс установки LSST требовал исключительной точности. По словам Фредди Муньоса (Freddy Muñoz), руководителя механической группы Обсерватории Веры Рубин, монтаж камеры потребовал ювелирной точности в пределах миллиметров, а также безупречной координации между инженерами и учёными. Сложность работы заключалась не только в размере камеры, но и в необходимости точного позиционирования её компонентов для обеспечения корректного взаимодействия с оптическими элементами телескопа.

Менеджер проекта LSST Camera Трэвис Лэнг (Travis Lange) подчеркнул, что создание камеры стало одним из самых сложных технических вызовов в современной астрономии. В процессе разработки принимали участие ведущие специалисты в области оптики, механики, электроники и программирования, которые объединили усилия для реализации амбициозного проекта. Камера, помимо исключительных технических характеристик, является вершиной инженерной мысли, ставшей возможной благодаря десятилетиям научных достижений.

Теперь, когда камера LSST успешно установлена, специалисты Обсерватории Веры Рубин приступают к её тестированию. В ближайшие недели будет сделана серия первых 3200-мегапиксельных снимков, после чего начнётся полномасштабное наблюдение за южным небом. Ожидается, что в течение следующего десятилетия камера LSST соберёт данные, которые изменят представление учёных о структуре и эволюции Вселенной.

Сегодня в 06:10 по московскому времени с базы Космических сил Ванденберга в Калифорнии стартовала ракета-носитель SpaceX Falcon 9. Она вывела в космос инфракрасную обсерваторию NASA SPHEREx и комплекс солнечной обсерватории PUNCH, состоящий из четырёх отдельных аппаратов. На момент написания новости запуск считается успешным. Обе обсерватории начнут научную работу примерно через три месяца после проверки оборудования.

Художественное представление обсерватории SPHEREx. Источник изображений: NASA

Запуск этих миссий откладывался пять раз — как по причине пожаров в Калифорнии, так и из-за плохой погоды в районе старта в феврале. Полезной нагрузкой нельзя было рисковать: стоимость обсерватории SPHEREx достигает $488 млн, а PUNCH — $165 млн. Общий вес груза составил 756 кг. Запуски объединили, чтобы снизить итоговую стоимость отправки аппаратов на орбиту.

Обсерватория SPHEREx и комплекс PUNCH будут выведены на полярные солнечно-синхронные орбиты. Разница в том, что SPHEREx всегда будет находиться в тени Земли, а PUNCH — постоянно обращён к Солнцу. Научная работа каждой платформы должна продлиться минимум два года с возможностью продления.

Реальные изображения космических аппаратов после развёртывания на орбите

Обсерватория SPHEREx впервые проведёт полный обзор неба в 102 «цветах» инфракрасного спектра. Известно, что длина волны света растягивается по мере движения по Вселенной, смещаясь в красную и инфракрасную области, после чего становится невидимой человеческому глазу. Именно эта область спектра несёт информацию о заре Вселенной. Инфракрасный телескоп SPHEREx соберёт данные об эпохе реионизации, когда начали светить первые звёзды, а также заглянет сквозь завесы пыли и газа в поисках следов льда.

Ожидается, что за два года работы SPHEREx соберёт данные о более чем 450 млн галактик и свыше 100 млн звёзд в Млечном Пути. Телескоп будет работать примерно в том же диапазоне, что и «Джеймс Уэбб», но с гораздо более широким охватом. Благодаря широкоугольной оптике обсерватория проведёт первый полный обзор неба уже за первые шесть месяцев наблюдений. Это будет колоссальный объём данных.

Главный аппарат миссии PUNCH

Комплекс спутников PUNCH предназначен для трёхмерного наблюдения за процессами в солнечной короне и верхних слоях атмосферы Солнца. Один из аппаратов оснащён узконаправленным телескопом с коронографом для изучения солнечной короны, а три других имеют широкоугольные датчики для поляриметрии. Наблюдение за поляризацией солнечного излучения позволяет воссоздать процессы, происходящие в верхних слоях атмосферы Солнца и его короне.

Художественное представление комплекта из четырёх аппаратов PUNCH

Данные со всех четырёх аппаратов PUNCH позволят воспроизвести солнечную динамику в максимально полном объёме. Это необходимо для изучения механизмов формирования солнечного ветра и, в конечном итоге, для разработки долгосрочных прогнозов космической погоды. Солнечный ветер и выбросы плазмы могут оказывать влияние на электронику космических аппаратов и наземную инфраструктуру. Кроме того, они воздействуют на климат Земли и на биологические процессы, включая здоровье людей. Изучение Солнца особенно важно, поскольку учёные до сих пор не полностью понимают физику его процессов.

В NASA сообщили, что компания SpaceX получила контракт на запуск нового космического телескопа планетарной обороны. Прежний телескоп NEOWISE сгорел в атмосфере Земли 1 ноября 2024 года. Ему на замену готовится космическая инфракрасная обсерватория NEO Surveyor. Запуск состоится в сентябре 2027 года или позже. Это закроет брешь в системе защиты Земли от ещё не обнаруженных космических объектов.

Художественное представление инфракрасной обсерватории NEO Surveyor. Источник изображения: NASA

Все мы помним Челябинский метеорит, который стал неожиданностью для всех. Его внезапное появление и взрыв в небе над Россией стали возможны лишь потому, что метеорит пришёл со стороны Солнца и не мог быть обнаружен современными средствами предупреждения о метеоритной и астероидной опасности. Новый телескоп NEO Surveyor существенно снизит вероятность повторения подобных инцидентов, поскольку его запустят в сторону нашей звезды.

Заключённый с компанией SpaceX контракт NASA имеет фиксированную стоимость в $100 млн. В эту сумму входят запуск на ракете SpaceX Falcon 9 из Флориды и расходы на инфраструктуру. Дата запуска и масса полезной нагрузки пока остаются переменными. Запуск состоится не ранее сентября 2027 года. Обсерватория NEO Surveyor будет выведена в точку Лагранжа L1 между Солнцем и Землёй. Датчики 50-сантиметрового телескопа будут чувствительны к двум инфракрасным диапазонам, но не будут охлаждаться криогенными системами с хладагентом. От солнечного излучения телескоп и его датчики будут защищены специальными экранами, что обеспечит обсерватории долгий срок службы.

Благодаря инфракрасной чувствительности NEO Surveyor сможет точно определять размеры астероидов и их состав. Ожидается, что в околоземном пространстве радиусом 50 млн км от нашей планеты может находиться ещё как минимум треть пока не обнаруженных потенциально опасных небесных тел. Для Земли и человечества жизненно важно выявить большинство из них, особенно объекты размером более 140 м в поперечнике, поскольку такие космические камни способны уничтожить целые регионы и на столетия ухудшить климат планеты.

Астрономы провели ключевое исследование, которое показало, что самые массивные чёрные дыры во Вселенной могут сами готовить себе пропитание. В процессе наблюдения за семью скоплениями галактик с помощью рентгеновского телескопа «Чандра» и оптического телескопа VLT в Чили были получены новые доказательства того, что вспышки из чёрных дыр могут охлаждать газ, необходимый для их собственного питания и дальнейшего роста.

Источник изображения: NASA

Как известно, массивные галактики в центрах скоплений содержат огромные чёрные дыры, которые поглощают пыль и газ в диске аккреции, что ведёт к выбросу энергии с их полюсов в виде джетов. Ранее была представлена модель, которая предполагала наличие обратной связи между выбросами энергии и поступлением газа в чёрную дыру. Согласно этой модели, джеты и другое интенсивное излучение от чёрной дыры (от центральной перегретой области диска аккреции) отбрасывают пыль и газ из центра галактики и даже далеко за её пределы.

Наблюдения показали, что модель питания с обратной связью имеет право на жизнь. На снимке выше показаны два скопления галактик из семи изученных: слева — Персея, справа — Центавра. Фиолетовые струи — это исходящее от чёрных дыр рентгеновское излучение (свет от нитей перегретого газа). Розово-красные нити на изображении получены Очень большим телескопом в Чили в оптическом и инфракрасном диапазонах. Эти нити изображают тёплый (остывающий) газ.

Анализ данных помог связать нити горячего и холодного газов, показав, что их яркость и архитектура взаимосвязаны. Вылетающее из чёрных дыр мощное излучение вызывает турбулентность в окружающем газе, заставляет его охлаждаться, а затем этот газ возвращается в чёрные дыры в виде новых порций питания. И так по кругу. Более того, открытие дало новое понимание того, что этот механизм важен не только для чёрных дыр, но также для запуска процесса рождения новых звёзд в галактиках.

Достигнутый прогресс стал возможен благодаря инновационной технологии, которая изолирует горячие нити в рентгеновских снимках «Чандры» от других структур, включая большие полости в горячем газе, создаваемые струями чёрной дыры.

Наконец, обнаруженная взаимосвязь между горячими и холодными нитями проявляет удивительное сходство с той, что обнаружена в хвостах галактик-медуз. За такими галактиками тянутся огромные газопылевые хвосты по мере их прохождения через пространство. Это сходство раскрывает неожиданную космическую связь между двумя объектами и подразумевает, что в этих объектах происходит схожий процесс.

Стало известно, что NASA требует сократить финансирование работы космической обсерватории «Хаббл» на 20 % и более. Аналогичные проблемы могут возникнуть у обсерватории «Джеймс Уэбб» в октябре этого года при утверждении новых бюджетов космического агентства. Специалисты призывают надеяться на лучшее, но готовиться к худшему: инфляция съедает финансирование науки быстрее, чем власти успевают компенсировать её.

Источник изображения: NASA

Представители Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScI), в ведении которого находятся космические обсерватории, сообщили, что NASA поручило разработать планы эксплуатации телескопа «Хаббл» на 2026–2028 финансовые годы, исходя из бюджета в размере $83–87,8 млн в год. Это сокращение бюджета более чем на 20 %, а с учётом инфляции оно станет ещё более серьёзным ударом по «Хабблу» и связанным с ним программам наблюдений.

Возраст «Хаббла» достиг 35 лет, и у него остался в рабочем состоянии лишь один гироскоп, с помощью которого осуществляется нацеливание и стабилизация обсерватории. Однако это не уменьшает ценность данного инструмента. По словам учёных, заявки на наблюдения в шесть раз превышают фактическое время работы обсерватории. Сокращение затрат на поддержку и эксплуатацию грозит катастрофическими последствиями: увольнением специалистов, которые знают, как справляться с критическими ситуациями, и увеличением риска безвозвратной утраты «Хаббла».

На финансовый 2025 год NASA выделяет «Хабблу» $89 млн. На протяжении большей части 2010-х годов финансирование составляло $98,3 млн в год, а с 2020 по 2024 финансовый год — в среднем $93,8 млн. Снижение этой суммы с учётом инфляции фактически уменьшит бюджет «Хаббла» более чем на 30 %. Все сценарии финансирования телескопа на 2025 год пока находятся на стадии черновиков. Специалисты надеются, что дополнительные средства всё же будут выделены. Они также рассчитывают на поддержку Конгресса и властей, которые могут запретить NASA экономить на космических наблюдениях. Ведь если ситуация не будет исправлена, сокращение расходов может затронуть и новейшую обсерваторию «Джеймс Уэбб».

В марте 2021 года в далёкой-далёкой галактике была зарегистрирована вспышка, которую приняли за сверхновую и присвоили ей индекс 2021hdr. Через год там снова полыхнуло. А когда данные начала собирать установка для поиска транзиентов им. Цвикки в Паломарской обсерватории, вспышки стали фиксироваться каждые 60–90 дней. Сверхновые так себя не ведут. Эту «дискотеку» вселенских масштабов устроило что-то другое, и ответ вскоре нашёлся.

Художественное представление слияния пары чёрных дыр с вовлечением облака газа. Источник изображения: NASA

Исходя из первых впечатлений, учёные сочли произошедшее приливным разрушением звезды чёрной дырой. Однако продолжительность повторяющихся вспышек оказалась настолько большой, что на все наблюдаемые эффекты не хватило бы никакой звезды. Тут явно было что-то другое.

Несколькими годами ранее группа учёных провела моделирование захвата системой из двух чёрных дыр, вращающихся вокруг общего центра и приближающихся к слиянию, облака молекулярного газа. Эта модель лучше всего объяснила наблюдаемые в районе события 2021hdr вспышки. Две чёрные дыры взбалтывали облако и порционно поглощали его вещество, преобразуя аккрецию в вспышки энергии. Вспышки в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах позже были обнаружены в этой области космической рентгеновской обсерваторией «Свифт».

Симуляция явления. Источник изображения: F. Goicovic et al. 2016

Собранный в разных диапазонах набор данных позволил рассчитать, что там, на расстоянии примерно 1 млрд световых лет от Земли, в созвездии Лебедя, вокруг общего центра тяжести вращается пара чёрных дыр общей массой 40 млн солнечных масс. Они находятся друг от друга на расстоянии 26 млрд км и совершают один оборот за 130 дней. Свету потребовались бы сутки, чтобы преодолеть пространство между ними. Через 70 тыс. лет эти чёрные дыры сольются. В их реальности это уже произошло миллиард лет назад, но до нас эхо от этого схлопывания докатится только через пропасть времени.

Если бы не случайно встретившееся на их пути облако межзвёздного газа, мы бы никогда не узнали, что в центре галактики 2MASX J21240027+3409114 происходит такая круговерть из чёрных дыр. Теперь учёные намерены изучить эту галактику внимательнее и оценить, насколько пара сливающихся чёрных дыр влияет на неё и ближайшие звёзды.