Сегодня в 15:00 по местному времени (в 10:00 мск) с космодрома Сичан на западе Китая стартовала ракета «Чанчжэн-2C». Она вывела на низкую околоземную орбиту уникальную космическую обсерваторию SVOM (Variable Objects Monitor) — мультиспектральный космический монитор переменных объектов. Аппарат массой 930 кг 20 лет создавался в содружестве Китая и Франции. Он станет самым современным инструментом для слежения за гамма-всплесками во Вселенной.

Художественное представление гамма-обсерватории SVOM. Источник изображения: Коллаборация SVOM

Обсерватория SVOM начала разрабатываться около 20 лет назад. Два прибора на её борту французского производства, два — китайского. Телескоп и датчики обнаружения гамма- и рентгеновского излучения разработаны и произведены во Франции. Оптический 450-мм телескоп, шасси и вспомогательное оборудование китайские.

Гамма-всплески во Вселенной порождают самые энергетически сильные явления, такие как слияния чёрных дыр или взрывы сверхновых. Достаточно часто невозможно определить, что именно и в какой точке пространства привело к выбросу гамма-лучей. В то же время точная привязка выброса энергии в гамма-диапазоне и определение спектра, а также энергии события даёт массу информации об объекте. Поэтому обсерватория оснащена телескопом, работающим в видимом диапазоне, — он будет искать следы послесвечения события. Также космическая обсерватория будет синхронизирована с рядом наземных телескопов (оптических и радио), чтобы гарантировать более быструю и надёжную привязку к наблюдаемым явлениям.

Обсерватория SVOM будет находиться на высоте 625 км над уровнем земли. Она дополнит и заменит космическую обсерваторию «Свифт», запущенную в космос 20 лет назад. С помощью данных SVOM гамма-всплески перестанут скрывать свои тайны и перейдут в разряд широко и глубоко изучаемых явлений.

В апреле 2024 года космическому телескопу NASA «Хаббл» исполнилось 34 года. Несмотря на почтенный возраст и периодические сбои этот инструмент исправно несёт службу, расширяя наши знания о Вселенной. Однако минувшей весной невозможность ремонта телескопа поставила его перед трудным выбором: сохранить производительность или продлить работу до 2035 года и дольше. В NASA выбрали второе. Сегодня «Хаббл» доказал правильность выбора.

Спиральная хлопьевидная галактика NGC 1546. Источник изображений: NASA

Для наведения на цели и для стабилизации телескопа во время снимков, а он должен держать цель до нескольких суток, космическая обсерватория «Хаббл» использовала от четырёх до шести гироскопов-маховиков. К 2008 году в работе остался один из четырёх ранее установленных гироскопов. В 2009 году команда астронавтов на корабле «Спейс шаттл» добралась до обсерватории и установила шесть новых гироскопов. До последних лет дожили только три из них и один из этой тройки начал отдавать ошибочные данные, что автоматически переводило обсерваторию в безопасный режим.

В NASA приняли решение оставить в работе только один гироскоп, а сбоящий и второй рабочий пока отключить, что создаёт резерв для продления работы обсерватории на годы — до 2035 года и дольше. Обратная сторона медали — это снижение производительности телескопа до 25 %. Это означает, что «Хаббл» не сможет фотографировать кометы и астероиды ближе орбиты Марса и будет нетороплив при переключении на новые цели. Это та вынужденная жертва, на которую пришлось пойти, чтобы увеличить шансы «Хаббл» дольше оставаться в строю.

Работа на одном гироскопе ничуть не ухудшила качество получаемых «Хабблом» изображений, что он доказал на практике. После возвращения к работе телескоп получил превосходный снимок спиральной галактики NGC 1546, удалённой от нас на 50 млн световых лет. Это так называемая хлопьевидная галактика, в структуре которой вместо чётко прослеживающихся рукавов наблюдаются обширные вспышки звездообразования — таких себе комков хлопьев, разбросанных по телу галактики. Они особенно хорошо видны на дальней стороне галактики, где подсвечены молодыми горячими голубыми звёздами.

«Новое изображение впечатляющей галактики, полученное "Хабблом", демонстрирует полный успех нашего нового, более стабильного режима наведения телескопа, — сказано в заявлении Дженнифер Уайзман (Jennifer Wiseman), старшего научного сотрудника проекта «Хаббл» в Центре космических полетов NASA в Мэриленде им. Годдарда. — Теперь у нас впереди много лет открытий, и мы будем рассматривать всё — от нашей Солнечной системы до экзопланет и далёких галактик. "Хаббл" играет важную роль в астрономическом инструментарии NASA».

Учёные всего мира надеются на космический телескоп «Джеймс Уэбб», чтобы ответить на многочисленные вопросы. Благодаря огромному сегментированному зеркалу и чувствительности к инфракрасному излучению «Уэбб» идеально подходит для изучения сверхдалёких галактик, экзопланет и звёздообразований.

Источник изображения: NASA / ESA / CSA

Группа астрономов из Лаборатории реактивного движения (JPL) под руководством Клауса Понтоппидана (Klaus Pontoppidan) опубликовала новые удивительные снимки звёздообразующего региона, сообщает ExtremeTech. Используя инструмент NIRCam телескопа Уэбб, команда сканировала туманность Змееносца, чтобы больше узнать о процессе звёздообразования. На снимках изображена группа молодых звёзд в туманности Змееносца, расположенного примерно в 1300 световых лет от Земли, извергающих струи газа, которые идеально выровнены в одном направлении.

«Астрономы давно предполагали, что при коллапсе облаков с образованием звёзд, они будут вращаться в одном направлении», — сказал Понтоппидан. «Однако мы никогда раньше этого не видели так явно. Эти выровненные вытянутые структуры по сути являются историческим открытием фундаментального процесса рождения звёзд», — добавил он.

Ярко-красные вытянутые структуры на снимках представляют собой ударные волны от столкновений потоков газа, выбрасываемых звёздами, с окружающим межзвёздным облаком. Этот газ состоит в основном из молекулярного водорода и окиси углерода и заметен в инфракрасном свете как ярко-красная вспышка. До Уэбба эти потоки газа от молодых звёзд были видны лишь как слабые пятна или были вообще невидимы. Телескоп же раскрыл внутренние процессы и ключевые моменты звёздообразования.

Туманность Змееносца имеет и другие интересные особенности, включая «Bat Shadow» (тень летучей мыши), ранее заснятую телескопом Хаббл. Она видна ближе к центру изображения и вызвана протопланетным диском, отбрасывающим тень на плотный газ позади него. А ближе к правой части изображения можно увидеть пределы возможностей Уэбба. Так, тёмные области в этом секторе представляют собой карманы газа, настолько плотного, что даже инфракрасный свет не может пройти сквозь них.

Космический телескоп James Webb работает всего около двух лет, но уже значительно расширил наше понимание Вселенной и подтвердил теоретически предсказанные процессы, такие как выровненные струи в туманности Змееносца. Благодаря успешному запуску, NASA считает, что Уэбб может проработать 20 лет, что вдвое превышает изначально запланированный срок службы.

Последний сбой в работе космической обсерватории «Хаббл» заставил NASA принять непростое решение — оставить в работе только один гироскоп из трёх рабочих, что ограничит манёвренность телескопа. Тем самым несколько усложнится процесс научной работы обсерватории, но открывается возможность продлить ему жизнь до 2035 года и дольше.

Источник изображений: NASA

Во время последнего обслуживания телескопа «Хаббл» на орбите Земли в 2009 году командой «Спейс шаттл» на обсерваторию были установлены шесть новых гироскопов. По сути — это маховики, вращающиеся со скоростью 19 200 об/мин. Они не только стабилизируют положение обсерватории в пространстве, но также управляют его наведением на цель.

По большому счёту «Хаббл» может управляться одним единственным гироскопом, но с двумя-тремя и большим числом гироскопов дело идёт живее. Особенно это нужно для отслеживания относительно близких целей в Солнечной системе. Режим работы «Хаббла» с одним гироскопом был в своём время предложен как резервный на крайний случай и он был успешно испытан — всё прекрасно работает.

Сегодня этот самый крайний случай настал. Один из трёх оставшихся в работе гироскопов постоянно стал сыпать ошибками, что автоматически переводило обсерваторию в безопасный режим и на длительное время прерывало всякую научную работу. По факту гироскоп переходил в режим насыщения, когда достигалась максимальная скорость вращения маховика. В таком режиме он был не способен влиять на ориентацию обсерватории, и систему приходилось перезагружать, что помогало ненадолго.

Кроме сбоящего гироскопа, который никто не помешает использовать в будущем в случае нужды, было решено отключить второй рабочий гироскоп и сохранить его как резервный. Эти меры повышают шансы продлить работу обсерватории до 2035 года и дольше. Но есть и ограничения. На одном гироскопе «Хаббл» не сможет наводиться на быстродвижущиеся цели в Солнечной системе и объекты ближе орбиты Марса. Это редкие задачи для «Хаббла», поэтому особой потери нет. Что касается наблюдения галактических объектов, то работа будет ограничена скорость переключения между целями, что легко купируется планированием наблюдений. Поэтому самым сильным ограничением для «Хаббла» станет невозможность быстрого переключения на цель в случае экстренных событий.

Учёные Университета Аризоны представили сделанные в январе этого года снимки Ио — ближайшей луны Юпитера и самого вулканически активного небесного тела Солнечной системы. Удивительно, но полученные с наземного телескопа изображения оказались более чёткими и подробными, чем снимки с того же зонда «Юнона», который сейчас летает вокруг Юпитера. Это показывает огромный потенциал нового инструмента.

Большой бинокулярный телескоп. Источник изображения: NASA

Речь идёт о приборе SHARK-VIS, который в дополнение к ранее установленному прибору SHARK-NIR был добавлен в систему наблюдений Большого бинокулярного телескопа (LBT). Оба прибора были разработаны в Итальянском национальном институте астрофизики при Римской астрономической обсерватории. Интеграция системы в телескоп была проведена в 2023 году, а в 2024 году проведены первые наблюдения. В сочетании с мощными возможностями LBT, который в дополнение к двум спаренным 8,4-метровым первичным зеркалам имеет адаптивную оптику с частотой подстройки 1000 раз в секунду, приборы SHARK позволили получать при наблюдениях с Земли снимки объектов Солнечной системы с беспрецедентным разрешением.

Для издания Geophysical Research Letters учёные сделали снимки спутника Юпитера Ио. Комбинированный снимок содержит данные в инфракрасном, красном и жёлтом диапазонах. Выбранные цветовые каналы позволяют рассмотреть магматические отложения красного и белого цветов вокруг предполагаемых вулканов на Ио. На представленном снимке, например, это красные и белые ореолы в нижней правой части Ио.

Ио, видимый в Большой бинокулярный телескоп

Прибор SHARK-NIR позволяет выявить области извержения вулканов на спутнике, но его разрешения недостаточно для идентификации самих вулканов и выявления последствий выхода магмы на поверхность. С этим помогает разобраться прибор SHARK-VIS, показывающий картинку в оптическом диапазоне. Его разрешения хватает для выявления деталей рельефа спутника длиною свыше 80 км.

Луна Юпитера Ио полна вулканами, которые, как считают учёные, извергаются в результате гравитационных воздействий на недра спутника со стороны самого Юпитера и его ближайших лун. Гравитация постоянно сжимает и растягивает Ио, создавая очаги тепла и постоянно разогревая его недра. Наблюдение за вулканической активностью спутника позволит создать представление о ранних этапах геологической эволюции Земли и других планет вплоть до планет из далёких миров.

Группа астрономов на основании наблюдений с помощью нескольких телескопов обосновала открытие потенциально пригодной для жизни экзопланеты размерами с Землю. Экзопланета Gliese 12b находится у красного карлика на расстоянии всего 40 световых лет от нашей системы. Средняя температура поверхности экзопланеты составляет около 40 °C, что можно считать комфортным для возникновения той жизни, которую мы знаем по нашей планете.

Возможные размеры открытой недалеко от Земли экзопланеты Gliese 12. Источник изображения: NASA

Родная звезда экзопланеты Gliese 12 относится к спектральному типу M3.5V — это так называемый красный карлик. Подобных звёзд большинство в нашей галактике — до 70 %. Это делает открытие потенциально обитаемой землеподобной планеты у красного карлика многообещающим событием. При этом близость планеты к звезде не делает жизнь на ней слишком рискованной. Красные карлики гиперактивны лишь на ранних этапах эволюции, а оставаться стабильными они могут сотни миллиардов и даже триллионы лет, что кратно превосходит сроки жизни нашего Солнца, например. Поэтому жизнь на них может развиваться так долго, как пожелает без оглядки на сроки жизни родной звезды.

Экзопланета Gliese 12 открыта методом транзита телескопом NASA TESS. Также наблюдения подтвердили данные с телескопа CHEOPS и ряда наземных инструментов. В дополнение к транзитному методу наличие экзопланеты у звезды подтвердили данные по колебаниям её радиальной скорости, зафиксированные спектрографами HARPS-N и TRES. Полученная информация помогла рассчитать массу, размер и плотность экзопланеты. Gliese 12 оказалась чуть легче Земли (0,88 массы нашей планеты). Её радиус примерно соответствует радиусу Земли. Большой вопрос — это наличие атмосферы. Мы ведь не надеемся обнаружить биологическую жизнь на планете без атмосферы?

Оба транзитных наблюдения не дали достоверной информации о наличии газовой оболочки вокруг Gliese 12. Однако в этом есть свои плюсы — она может быть разреженной и плохо различимой. Атмосфера вокруг Земли тоже неплотная. Наоборот, наличие плотной атмосферы вокруг экзопланеты может снизить шансы на возникновение жизни. Хороший пример — Венера. Плотная атмосфера и парниковый эффект создали там условия, при которых плавится свинец. Учёные надеются прояснить вопрос с атмосферой у Gliese 12 с помощью космического телескопа им. Джеймса Уэбба. Они уже запросили рабочее время на этом инструменте NASA.

На днях вышли первые научные работы по раннему циклу наблюдений за небом космической обсерваторией «Евклид» (Euclid). Этот созданный Европейским космическим агентством инструмент представил Вселенную в новом свете — его приборы одновременно улавливают видимый и инфракрасный свет, что позволяет делать «резкие» снимки на большую глубину вплоть до 10 млрд световых лет. Подобная детализация — это ключ к пониманию тёмной материи и тёмной энергии.

Туманность Конская Голова в созвездии Ориона. Источник изображений: ЕКА

Строго говоря, все представленные сегодня изображения космических объектов ЕКА уже показывало в прошлом году. Но тогда это был беглый обзор, который сегодня подкреплён прочным научным анализом. И это не только работы по поиску тёмной материи и признаков тёмной энергии. Высокая чувствительность «Евклида» в расширенном диапазоне приёма света, а также более широкий, чем у «Хаббла» и «Уэбба» обзор позволяют новому европейскому космическому инструменту делать множество других открытий. Например, телескоп способен улавливать тусклые объекты — блуждающие планеты и коричневых карликов.

Галактика NGC 6744 с зонами зарождения звёзд

Но основная задача «Евклида» — это поиск и картирование скоплений тёмной материи во Вселенной, и изучение эволюции её скоплений во времени, что даст подсказку к оценке такого необъяснимого пока явления — как тёмная энергия и ускоренное расширение Вселенной.

Сильное гравитационное линзирование позволит идентифицировать объёмы и массы тёмной материи, а слабое — отследить эволюцию «тёмных сгустков» на протяжении 10 млрд лет эволюции Вселенной. Широкое поле охвата «Евклида» позволит сделать это с максимально возможной сегодня точностью.

Детализированное изображение области звездообразования Мессье 78

К 2030 году, как ожидается, «Евклид» составит подробную карту распределения тёмной материи по Вселенной и во времени примерно на 30-% участке неба. К этому времени к нему присоединятся широкоугольные космические «супертелескопы» NASA им. Нэнси Грейс Роман и китайский «Сюньтянь». Эти инструменты восполнят пробелы в наблюдениях «Евклида», которые неизбежны для любого прибора. Но это будет уже другая история.

Стало известно о редкой неудаче в китайских космических программах. В Сеть просочились слайды презентации, в которой рассказывается о ходе работ по программе «Сюньтянь» (Xuntian) — проекта по изготовлению в Китае гигантского космического телескопа нового поколения. Слайды вскоре были удалены, но источник подтверждает их достоверность. Запуск телескопа отложен до 21 декабря 2026 года, хотя его должны были отправить на орбиту ещё в конце 2023 года.

Художественное представление космического телескопа «Сюньтянь». Источник изображения: CNSA

Телескоп «Сюньтянь» будет иметь зеркало диаметром 2 м. Это чуть меньше 2,4-м зеркала «Хаббла». Однако у китайского инструмента будет широкоугольная камера с обзором в 300 раз больше. Её матрица получит разрешение 2,6 гигапикселей (2600 Мп). Это позволит также фиксировать быстрые события, включая обнаружение угрожающих Земле астероидов. Что важно, телескоп «Сюньтянь» будет находиться на той же орбите, что и китайская национальная космическая станция «Тяньгун». Это позволит стыковать телескоп со станцией для обслуживания, ремонта и модернизации. Тем самым инструмент со временем будет становиться всё лучше и лучше.

По словам знакомых с ситуацией источников, основные узлы телескопа «Сюньтянь» изготовлены и проходят тестирование. Оборудование показывает себя превосходно. Полная сборка обсерватории будет произведена к осени 2025 года.

Перенос запуска «Сюньтяня» на более поздние сроки означает потерю Китаем преимущества перед NASA, которое также готовит к запуску новый инструмент на замену и для дополнения «Уэбба». Это будет также широкоугольный мультиспектральный телескоп — обсерватория им. Нэнси Грейс Роман (Nancy Grace Roman Space Telescope). Но романовский телескоп полетит в точку Лагранжа L2, где он не может быть обслужен или отремонтирован. Зато новая обсерватория NASA получит лучшую чувствительность в инфракрасном диапазоне. В принципе, эти два инструмента — китайский и американский — будут дополнять друг друга. Запуск романовского телескопа ожидается в конце 2027 года, если проект не будет задержан, что для платформ такого масштаба и новшеств — совсем не редкость.

В опубликованной в четверг работе в журнале The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society группа астрономов сообщила, что обнаружила древнейшее за всё время наблюдений столкновение сверхмассивных чёрных дыр. Слияние этих колоссальных объектов произошло через 740 млн лет после Большого взрыва. Это стало доказательством, что чёрные дыры с самого начала играли значительную роль в эволюции галактик, и объяснило их стремительный рост в древности.

Квазар ZS7. Источник изображения: NASA

С появлением невероятного по чувствительности в инфракрасном диапазоне космического телескопа им. Джеймса Уэбба астрономам стали открываться явления в ранней Вселенной, куда предыдущее приборы не могли заглянуть. Это период, когда Вселенная ещё не перешагнула рубеж первого миллиарда существования из нынешних примерно 13,8 млрд лет.

Одной из загадок детства Вселенной стало открытие множества сверхмассивных чёрных дыр до первого миллиарда её развития. Согласно нашим теориям, эти объекты никак не успевали в то время развиться до детектируемых масс от нескольких десятков млн солнечных масс до млрд солнечных масс. На эти процессы должны уходить миллиарды лет, а не сотни миллионов, как показывают данные «Уэбба». Новое наблюдение как раз объясняет, каким образом чёрные дыры могли быстро набирать массу в древности, и это слияния, которых в те времена не должно было бы быть так много, чтобы они оказали влияние на всю последующую эволюцию галактики и самой Вселенной. Похоже, земная наука ошибалась на этот счёт.

«Наши результаты показывают, что слияние является важным путём, по которому чёрные дыры могут быстро расти даже на заре космоса, — сказала в заявлении руководитель исследования и учёный из Кембриджского университета Ханна Юблер (Hannah Übler). — Вместе с другими открытиями «Уэбба» активных массивных чёрных дыр в далёкой Вселенной наши результаты также показывают, что массивные чёрные дыры формировали эволюцию галактик с самого начала».

По факту исследователи засекли признаки активности древнего квазара — активного центра галактики ZS7, в центре которого живёт и быстро питается сверхмассивная чёрная дыра. Спектральной чувствительности «Уэбба» хватило, чтобы увидеть в излучении объекта две составляющие. Обе они оказались сверхмассивными чёрными дырами на грани слияния. Об этом подсказало интенсивное излучение от разогретого газа в аккреционном диске чёрных дыр, а также анализ плотности ионизированного газа.

Масса одного из объектов была определена с достаточной точностью — она составила 50 млн солнечных. Масса второй чёрной дыры оценивается как примерно такая же, но точно учёные сказать не смогли — этому помешало плотное скопление газа на пути излучения.

«Звёздная масса изученной нами системы [галактики ZS7] аналогична массе нашего соседа, Большого Магелланова облака, — поясняют учёные. — Мы можем попытаться представить, как могло бы повлиять на эволюцию сливающихся галактик, если бы в каждой галактике была одна сверхмассивная чёрная дыра, такая же большая, как у нас в Млечном Пути». Тем самым астрономы намекают, что наши модели эволюции галактик явно не учитывают множества аспектов их поведения на заре появления и это надо исследовать.

Кстати, с июня этого года «Уэбб» будет регулярно предоставляться для наблюдений сверхмассивных чёрных дыр, так что новых открытий будет не много, а очень много. Впрочем, больше информации о столкновениях чёрных дыр предоставят учёным гравитационно-волновые обсерватории, первые из которых уже работают. Такие обсерватории следующего поколения и, особенно, космического базирования смогут фиксировать столкновения чёрных дыр далеко и обильно. Жаль только, что заработают эти инструменты не раньше середины следующего десятилетия.

Астрономы получили уникальную возможность изучить структуру и происхождение линзовидной галактики NGC 4753 благодаря новому снимку, сделанному космическим телескопом «Хаббл» (Hubble). На фотографии, опубликованной 13 мая, видно яркое центральное ядро галактики и сложные пылевые структуры, напоминающую рыболовную сеть или невод, которые могут быть результатом слияния галактик более миллиарда лет назад.

Источник изображения: L.Kelsey / NASA, ESA, Hubble

Галактика NGC 4753 была впервые открыта астрономом Уильямом Гершелем (William Herschel) в 1784 году. Она находится примерно в 60 млн световых лет от Земли в группе галактик Дева II (Virgo II Cloud), которая включает около 100 галактик и их скоплений.

Линзовидные галактики являются переходной формой между спиральными и эллиптическими галактиками: они имеют эллиптическую форму, но их спиральные рукава плохо выражены. Согласно заявлению Европейского космического агентства (ESA), галактика NGC 4753 позволяет астрономам исследовать различные теории образования линзовидных галактик благодаря низкой плотности её среды и сложной структуре.

Считается, что NGC 4753 является результатом слияния крупной галактики и её карликового компаньона около 1,3 млрд лет назад. Когда галактики сближались, мощные гравитационные силы более крупной галактики, вероятно, притягивали звёзды, газ и пыль её меньшего соседа, что привело к формированию искажённой эллиптической формы и характерных пылевых полос, наблюдаемых сегодня. Среди пылевых отростков галактики, звёзд и яркого белого ядра скрыта тёмная материя, которая, как считается, составляет большую часть массы галактики, сосредоточенной в её слегка сплющенном сферическом ореоле.

Наблюдения за NGC 4753 также указывают на то, что галактика была местом возникновения сверхновой типа Ia — мощного взрыва звезды, который происходит в двойных системах, где одна из звёзд является белым карликом, исчерпавшим своё ядерное топливо.

«Эти типы сверхновых чрезвычайно важны, поскольку все они вызваны взрывами белых карликов, у которых есть звёзды-компаньоны, и всегда достигают пика яркости — в 5 млрд раз ярче нашего Солнца. Зная истинную яркость таких событий и сравнивая её с видимой яркостью, астрономы получают уникальную возможность измерять расстояния во Вселенной», — отметили представители ESA.

Таким образом, наблюдения за галактикой NGC 4753 открывают перед учёными новые горизонты для изучения эволюции галактик и природы тёмной материи. Слияние галактик и связанные с этим процессы играют ключевую роль в формировании сложных структур, которые мы наблюдаем сегодня. Будущие исследования и наблюдения позволят углубить наше понимание этих явлений и ответить на ещё множество вопросов, связанных с развитием Вселенной.

Астрономы обнаружили гигантский отток газа из галактики NGC 4383 при помощи спектрографа MUSE, установленного на Чрезвычайно большом телескопе в рамках астрономической программы MAUVE. Предположительно, выброс был вызван вспышками образования звезд и взрывами сверхновых. Исследование структуры и состава этого выброса проливает свет на циклы звездообразования в галактиках.

Источник изображения: ESO/A. Watts et al

Международная группа ученых обнаружила в галактике NGC 4383, расположенной в скоплении Девы, гигантский отток ионизированного газа. По сообщению Ars Technica, исследователям удалось получить детальное изображение этой газовой структуры с разрешением в 100 парсек (326 световых лет). Выяснилось, что длина оттока составляет более 19 тысяч световых лет и является результатом активного звездообразования в центральной области NGC 4383.

В результате процесса звездообразования из недр галактики было выброшено огромное количество различных элементов, в том числе водород, кислород, азот и сера. По оценкам ученых, общая масса выброшенного газа составляет 50 миллионов солнечных масс, во что трудно даже поверить.

Астрономы давно предполагали, что мощные выбросы газа играют ключевую роль в эволюции галактик, так как, вырывающийся из недр звёзд, он загрязняет межзвёздную среду внутри галактик и, частично попадая в межгалактическое пространство, уже не может служить сырьём для формирования новых звёзд.

Именно поэтому считается, что гигантские газовые оттоки в конечном итоге могут привести к гибели галактик, так как они будут терять способность к звездообразованию и медленно «умирать». А данные наблюдения NGC 4383 служат ярким тому подтверждением.

Измерения показали, что средняя скорость выбрасываемого галактикой газа составляет 210 километров в секунду, а максимальная достигает 300 километров в секунду. Эти значения хорошо согласуются с теоретическими моделями, учитывающими видимую звёздную массу NGC 4383 и наблюдаемые темпы звездообразования в ней.

Также расчёты показывают, что ежегодно через этот газовый отток проходит масса вещества, эквивалентная почти двум миллионам солнечных масс. Для сравнения — масса всего вещества в нашей Галактике оценивается приблизительно в 600 миллиардов солнечных масс.

Источник изображения: ESO/A. Watts et al

Отмечается, что такое подробное исследование структуры ионизированного газа в NGC 4383 стало возможным благодаря уникальным возможностям современных инструментов. В частности, были задействованы спектрограф MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) на очень большом телескопе европейской южной обсерватории в Чили и комплекс ALMA из 66 радиотелескопов.

Результаты исследования были получены в рамках международной научной программы MAUVE (MUSE and ALMA Unveiling the Virgo Environment), целью которой является изучение роли мощных выбросов газа из галактик в их дальнейшей эволюции и возможной гибели.

Сверхмассивные чёрные дыры подобные той, что находится в центре нашей галактики, демонстрируют завидное постоянство тихой активности. Их излучение стабильно и умеренно, как будто вещество на них падает непрерывным и необильным ручейком. В относительном хаосе Вселенной это выглядит необычно, и учёные взялись разобраться с «пищевыми» привычками этих интереснейших объектов. Найти ответ помогли архивы телескопа «Спитцер».

Слева пыль, газ и звёзды, справа только пыль. Источник изображения: NASA

Данный случай стал наглядным примером того, как архивные данные помогают делать открытия, которые учёные проглядели в момент первичного сбора и изучения информации. К настоящему дню компьютерное моделирование развилось достаточно сильно, если сравнивать с инструментами 20-летней давности. С помощью уточнённых моделей и на более мощном оборудовании группа учёных воссоздала механизм тихого питания сверхмассивных чёрных дыр, когда их активность, выраженная в излучении аккреционного диска, оставалась равномерной без резких перепадов яркости.

Синим пунктиром показаны два рукава пыли, питающие чёрную дыру (синий кружок — это её диск аккреции)

Для подтверждения модели исследователи воспользовались тысячами снимков галактики Андромеда, сделанными инфракрасной космической обсерваторией «Спитцер», а также данными «Хаббла» в видимом диапазоне. Изучая свет на разных длинах волн, учёные смогли отделить пыль и газ от звёзд и областей звездообразования. Детальное изучение потоков пыли в центре Андромеды выявило два отчётливых рукава, направляющихся к сверхмассивной чёрной дыре в центре этой галактики. Данные наблюдений точно уложились в те пределы, которые установило моделирование, а это означает верность предложенной теории тихого питания сверхмассивных чёрных дыр. Вещество падает на аккреционный диск чёрной дыры равномерно, а не сгустками, питая её множественными потоками пыли и газа.

Установленная на телескопе им. Виктора Бланко камера для поиска тёмной энергии получила новое изображение интереснейшего объекта — разорванной кометарной глобулы CG4, также известной как «Рука Бога». На снимке подсвеченная кроваво-красным ореолом призрачная рука тянется к спиральной галактике. Но никакой мистики в этом нет: камера чувствительна к излучению молекулярного водорода, разогретого излучением близких звёзд, а он светится красным.

Источник изображения: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA

Кометарные глобулы впервые были обнаружены в 1976 году. Они имеют слабое свечение, поэтому плохо различимы на снимках. Также для образования подобных структур должен быть соблюдён ряд условий, поэтому повсеместно они не встречаются. Образования отдалённо напоминают кометы с ядром и хвостом, но к кометам они не имеют никакого отношения. Это плотные газопылевые облака, выбросившие хвосты под воздействием давления излучения звёзд или в процессе взрыва сверхновых. Впрочем, природа образования кометарных глобул продолжает оставаться предметом научных споров.

Свет молодых и горячих звёзд в шарообразных облаках вызывает свечение молекулярного водорода, который на снимках в ближнем инфракрасном диапазоне выглядит красным, придавая облакам и хвостам глобул мистический облик. В глобулах достаточно пыли и газа для зарождения новых звёзд, что придаст им новые черты и, в итоге, развеет в пространстве.

Большинство кометарных глобул обнаружено в туманности Гамма, в центре которой может находиться пульсар (нейтронная звезда), оставшийся после взрыва сверхновой. Вероятно, этот взрыв породил глобулы, которых в области туманности насчитывается свыше 30 штук. Но «Рука Бога» — это самый впечатляющий из подобных объектов. Его ядро имеет диаметр 1,5 световых лет, а хвост простирается на 8 световых лет. К тому же, разрыв глобулы действительно напоминает руку, тянущуюся к далёкой галактике. И это действительно красиво.

В минувший вторник в Чили официально открылась Атакамская обсерватория Токийского университета (TAO) — её проектирование и строительство заняли 26 лет. Расположенный на высоте 5640 м на горе Чахнантор в пустыне Атакама в Чили оптико-инфракрасного телескоп TAO с апертурой диаметром 6,5 м стал самым высокорасположенным в мире телескопом.

Источник изображения: u-tokyo.ac.jp

TAO заменил уменьшенную версию самого себя — ранее титул самого высокого носил телескоп MiniTAO. Новый объект превосходит принадлежащую Мадридскому университету обсерваторию Чакалтайя, расположенную на одноимённой горе в Боливии на высоте 5220 м. Следующие три рекордсмена из пятёрки самых высокогорных снова расположены в Атакаме: обсерватория Джеймса Экса (James Ax Observatory, 5200 м), Атакамский космологический телескоп (Atacama Cosmology Telescope, 5190 м) и обсерватория Льяно-де-Чахнантор (Llano de Chajnantor Observatory, 5104 м). Многие крупнейшие обсерватории мира построены в высокогорной северо-восточной части Чили недалеко от Боливии из-за ясного неба в этой местности. Развитию проектов также способствуют налоговые льготы.

Главное зеркало

Высокое расположение означает пониженную влажность воздуха: TAO охватывает «почти все длины волн ближнего инфракрасного диапазона», а также средневолновый диапазон — на это не способен ни один другой наземный телескоп. Такие наземные обсерватории способны делать снимки космоса с более высоким разрешением благодаря большей апертуре, чем у их космических аналогов. Телескоп будет использоваться для изучения «зарождения галактик и происхождения планет» с 2025 года. Он также может улучшить наблюдения близлежащего телескопа ALMA, изучая те же объекты в других длинах волн, чтобы дать исследователям новую информацию.

За очевидные преимущества ТАО, расположенного на такой большой высоте, придётся расплачиваться, потому что люди не приспособлены к жизни в таких условиях. Работавшие над возведением телескопа строители проходили медицинские осмотры и регулярно дышали кислородом. Занятым на объекте специалистам также придётся принимать меры предосторожности, чтобы избежать симптомов высотной болезни, связанной с кислородным голоданием. Учёные предполагают, что телескоп будет преимущественно управляться в удалённом режиме с нижней базы, и это поможет избежать подобных проблем.

Традиционные технологии зеркальных телескопов упёрлись в непреодолимые ограничения. Какое-то время спасало сегментирование зеркал, но даже телескопы с сегментным зеркалом диаметром больше 10 м считаются абсолютно неприемлемыми для космоса. Но без больших телескопов астрономия, астрофизика и даже физика крайне замедлятся, если учёные и инженеры не найдут выхода из этой ситуации. И выход есть может быть в жидких зеркалах.

Художественное представление телескопа с 50-м жидким зеркалом. Источник изображения: NASA

Специалисты NASA совместно с израильскими исследователями из Техниона (Израильского технологического института) несколько лет назад начали работу по проекту FLUTE. К недавнему времени проект завершил первую фазу проработки и начал вторую. В рамках проекта готовится технико-экономическое обоснование и ведётся проработка концепции и отдельных критически важных деталей по созданию космической обсерватории с 50-метровым жидким зеркалом. Зеркало ограничено диаметром 50 м, чтобы проект мог быть материально осуществим в течение следующих 15–20 лет.

Предварительно технология жидких зеркал для телескопов уже была успешно и испытана в лабораторных условиях на Земле и на борту МКС в условиях микрогравитации. Размер здесь не имеет значения. Жидкость может одинаково растекаться по чайной ложке, по 50-метровому ложу, 100-м и так далее, насколько хватит воображения и средств. Диаметр зеркала 50 м признан таким, который приведёт к прорыву в астрономии, а не проделает дыру в бюджете.

На первом этапе исследования были изучены варианты жидкостей для зеркал, что привело к остановке на ионных жидкостях. В общем случае это расплавы солей. После выбора типа жидкости встала задача повысить отражательную способность наиболее подходящих вариантов расплавов. Также во время первого этапа работ по проекту было проанализировано несколько альтернативных архитектур рамы главного зеркала. Каркасы рассматривались с позиций поведения жидкости во время манёвров, как и в зависимости от колебаний температуры.

На основании сделанного выбора и проделанной работы, учёные разработали подробную концепцию миссии для 50-метровой жидкостно-зеркальной обсерватории и создали набор начальных концепций для создания демонстрационного малого космического аппарата на низкой околоземной орбите.

На втором этапе работ команда проекта продолжит разработку ключевых элементов концепции миссии. В частности, продолжится анализ подходящих архитектур рам зеркал и моделирование их динамических свойств. В свете последних достижений в области ИИ для дальнейших исследований привлекут машинный интеллект, который поможет с конструкцией и поиском жидкостей с лучшей отражательной способностью. Начнётся проработка цепочки оптической передачи от зеркала к приборам обсерватории, а также более детальная проработка концепций наиболее ответственных узлов обсерватории.

Наконец, во время второго этапа будет создана концепция демонстратора, который будет отправлен на орбиту для проверки идей на практике. Всем, кто доживёт до реализации этого проекта в масштабе остаётся только позавидовать — с ожидаемой детализацией Вселенную ещё никто не видел.