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.

Астрономы обнаружили галактику LEDA 1313424, которая разительно отличается от всего, что наблюдалось ранее. От её центра, словно круги на воде, расходятся девять рукавов-колец, тогда как у большинства других галактик их всего два или три. Благодаря своему необычному внешнему виду галактика получила прозвище Bullseye (англ. — «яблочко», как центр мишени). Это название особенно символично, поскольку в её центр, словно стрела в мишень, врезалась другая галактика.

Источник изображений: NASA

Галактика LEDA 1313424, или «Яблочко», была обнаружена случайно. Внимание астронома привлёк необычный объект на рабочих снимках, что побудило провести более детальное исследование. Помимо космического телескопа «Хаббл» в наблюдениях использовалась наземная обсерватория Кека (Гавайи). Исследования с помощью наземных инструментов позволили обнаружить признаки десятого кольца, которое, вероятно, почти рассеялось к моменту создания снимка.

Каждое кольцо в галактике LEDA 1313424 представляет собой область с повышенной концентрацией звёзд, газа и пыли. Согласно моделированию, около 50 млн лет назад через центр «Яблочка» прошла карликовая голубая галактика, которую сейчас можно увидеть слева от его центра. Эти две галактики до сих пор связывает едва различимый шлейф газа и пыли, который со временем полностью исчезнет.

На сегодняшний день астрономы располагают множеством снимков сталкивающихся галактик. Однако открытие LEDA 1313424 стало первым случаем в истории наблюдений, когда одна галактика прошла точно через центр другой — попала прямо в «яблочко»! Примечательно, что все ранее созданные модели эволюции сталкивающихся галактик предсказывали именно такое распределение звёздного вещества, какое сейчас наблюдается в LEDA 1313424.

Галактика LEDA 1313424 примерно в 2,5 раза больше Млечного Пути: её поперечник достигает 250 тыс. световых лет. Галактику-мишень и галактику-«стрелу» разделяет расстояние около 130 тыс. световых лет. Высокая концентрация газа и пыли в кольцах ускорила процесс звездообразования, ещё больше подчеркнув уникальную структуру объекта. Подобные столкновения во Вселенной происходят регулярно, и, вероятно, таких галактик намного больше — их только предстоит найти, чем астрономы и займутся в дальнейшем.

Завершено создание самого детального панорамного изображения галактики Андромеда, на что ушло десять лет наблюдений по двум программным обзорам. Составной снимок разрешением 2,5 млрд пикселей — это своего рода взгляд со стороны на нашу галактику Млечный Путь. Нам изнутри невозможно оценить все галактические особенности нашего звёздного дома, и Андромеда даёт подсказки для обнаружения многих из них.

Источник изображения: NASA/ESA

Для создания снимка Андромеды «Хаббл» совершил 1000 оборотов вокруг Земли. Было сделано 600 отдельных снимков этой галактики в обзорах Hubble Andromeda Southern Treasury (PHAST) и Hubble Andromeda Treasury (PHAT). Галактика словно лежит на ладони, удобно развёрнутая для наблюдений с Земли под углом 77°. Это самая близкая к нам спиральная галактика с перемычкой. До неё 2,5 млн световых лет.

На снимках «Хаббла» можно обнаружить около 200 млн звёзд. Это лишь малая часть звёзд Андромеды и все они намного ярче нашего Солнца. Последний из обзоров, который завершил создание панорамного изображения Андромеды, добавил информацию о южном крае галактического диска Андромеды. Северный край изучен очень хорошо, чего не скажешь о юге. Между тем, в южной части Андромеды наблюдается карликовая галактика M32 и признаки внешнего влияния.

С этим объектом также связывают массивный поток пыли, газа и отдельных звёзд, которые как бы втекают в галактику извне — из её гало. Всё вместе намекает на то, что это следы былого столкновения галактик — Андромеды и более мелкой, хотя этот вопрос ещё предстоит изучить в деталях. Но уже сейчас учёные считают, что M32 — это ядро, оставшееся от поглощённой миллиарды лет назад Андромедой другой галактики.

Полученный в двух обзорах снимок Андромеды даст богатейшую пищу учёным для новых работ и открытий. Изображения доступны для свободного скачивания по этой ссылке.

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».

Исследование учёных из Университета Вашингтона позволяет предположить, что атомы в наших телах побывали не только в межзвёздном пространстве, но и в межгалактическом. Впервые спектральные измерения показали, что в гало галактик присутствуют огромные резервуары углерода, который поступает внутрь галактик и выходит наружу, циркулируя таким образом миллиарды лет и участвуя в эволюции галактических объектов.

Источник изображения: NASA

Считается, что элементы тяжелее водорода и гелия — включая углерод, кислород и железо — рождаются в звёздах и распространяются по галактикам и за их пределы после взрывов сверхновых. Новое исследование указывает на то, что такие элементы могут длительное время оставаться в гало галактик, многократно возвращаясь в галактические диски и участвуя в процессах звездообразования, формирования планет и других объектов, включая нас с вами и биологические организмы в целом.

В 2011 году было доказано, что галактики с продолжающимся звездообразованием окружены запасами кислорода. Гало вещества распространяется на расстояние до 400 тыс. световых лет, что в три-четыре раза превышает размеры самих галактик. Новое исследование показывает, что помимо кислорода в этих резервуарах содержится также огромное количество углерода — элемента, особенно интересного с точки зрения возможности существования биологической жизни.

Учёные использовали свет девяти далёких квазаров для анализа среды вокруг 11 галактик с продолжающимся звездообразованием. Данные о поглощении световых волн средой были получены с помощью спектрографа Cosmic Origins на космическом телескопе «Хаббл». Окологалактическая среда оказалась насыщена углеродом. Исследователи считают это ключом к пониманию эволюции галактик, в частности того, почему они так долго сохраняют способность к звездообразованию. Вещество, выброшенное из звёзд во время взрывов сверхновых, не улетучивается сразу во Вселенную, а длительное время остаётся в гало галактик и возвращается в галактические диски, где участвует в формировании новых звёзд и планет.

«Представьте окологалактическую среду как гигантскую железнодорожную станцию: она постоянно выталкивает материал наружу и втягивает его обратно, — поясняют учёные. — Тяжёлые элементы, из которых состоят звёзды, выбрасываются из их галактики-хозяина в окологалактическую среду в результате взрывов сверхновых. Затем эти элементы могут быть втянуты обратно, продолжая цикл формирования звёзд и планет».

Изучение динамики круговорота вещества в окологалактических средах важно для понимания того, как и с какой скоростью галактики превращаются в пустыни, где звездообразование прекращается. Это также позволяет глубже понять продолжительность этапов эволюции галактик.

«Для эволюции галактик и природы в целом наличие резервуара углерода, доступного для формирования новых звёзд, является захватывающим открытием, — пишут авторы исследования. — Тот же углерод, из которого состоят наши тела, скорее всего, провёл значительное время за пределами галактики!»

Международная группа учёных исследовала снимки, полученные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), и подтвердила выводы, сделанные ранее по итогам наблюдений с помощью телескопа «Хаббл» (Hubble): протопланетные диски могут сохраняться вокруг звёзд десятки миллионов лет.

Туманность NGC 346 на снимках «Хаббла» (слева) «Джеймс Уэбба» (справа). Источник изображений: nasa.gov

«Джеймс Уэбб» помог получить изображения туманности NGC 346 в карликовой галактике Малое Магелланово Облако, расположенной недалеко от нашего Млечного Пути. Эта туманность, в которой происходит активное звездообразование, по некоторым критериям повторяет условия, существовавшие в ранней Вселенной — в частности, здесь отсутствуют тяжёлые элементы, которые традиционно связываются с формированием планет. Спектральный анализ показал, что вокруг звёзд в этом регионе до сих пор присутствуют протопланетные диски. Это противоречит теории, согласно которой эти диски должны разлететься за несколько миллионов лет.

Жёлтыми окружностями обозначены десять звёзд, ставшие объектами исследования

«Наблюдения „Хаббла“ за NGC 346 с середины двухтысячных годов выявили множество звёзд возрастом примерно 20–30 млн лет, которые, видимо, ещё обладают дисками, из которых формируются планеты», — обращает внимание NASA. Без подробных доказательств такое предположение казалось спорным, но «Джеймс Уэбб» его подтвердил: у дисков в соседних галактиках гораздо больше времени, чтобы собрать пыль и газ, из которых формируется основа новой планеты.

Учёные предложили два объяснения для этого явления. Согласно первому, звёзды в NGC 346 создают «радиационное давление», из-за которого требуется больше времени для рассеивания протопланетных дисков. Согласно второму объяснению, большое газовое облако, необходимое для формирования звезды, подобной Солнцу, в среде с меньшим содержанием тяжёлых элементов естественным образом формирует более крупные диски, которые рассеиваются дольше.

Квазизвёздные объекты, или квазары, — это активные ядра галактик, свет которых в тысячи раз ярче, чем свет всех звёзд галактики-хозяйки вместе взятых. Рассмотреть что-либо вблизи квазара крайне затруднительно. Между тем окрестности квазаров могут многое рассказать об их эволюции и будущем. «Хаббл» и небольшая хитрость позволили впервые увидеть близкое окружение квазара.

Источник изображений: NASA

Астрономы давно научились наблюдать за Солнцем так, чтобы его яркость не мешала изучать атмосферу и корону. Для этого используются коронографы, которые закрывают диск звезды. У «Хаббла» такого устройства нет, но учёные применили установленный на телескопе спектрограф STIS. Датчик прибора закрыл центральную область квазара 3C 273, что значительно снизило его яркость и позволило разглядеть ряд интересных деталей.

Квазар 3C 273 был одним из первых обнаруженных квазаров около 60 лет назад и стал первым официально подтверждённым объектом такого рода. Он находится на расстоянии 2,5 млрд световых лет от Земли. Если бы квазар располагался всего в нескольких десятках световых лет от нас, он сиял бы на небе, как второе Солнце.

Учёные сравнили новое изображение квазара 3C 273 с архивным, сделанным «Хабблом» 22 года назад. Благодаря использованию своеобразного коронографа на новом изображении удалось разглядеть недоступные ранее детали — «капли» и струю газа длиной 300 тыс. световых лет, что в три раза больше диаметра диска нашей галактики, Млечного Пути. Вероятно, «капли» представляют собой карликовые галактики, притягиваемые к центру квазара — сверхмассивной чёрной дыре. А струя газа — это джет, выбрасываемый чёрной дырой.

Объекты вблизи квазара рано или поздно станут «пищей» для чёрной дыры, что приведёт к новым выбросам энергии. Учёным пока не до конца ясно, что именно и в какой последовательности будет поглощено квазаром. Однако они намерены продолжать изучение 3C 273 с использованием телескопа «Уэбб».

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал снимок далёкой спиральной галактики — ему удалось запечатлеть не только яркое световое шоу в областях звездообразования, но и короткую вспышку сверхновой, ещё более яркую, чем все её соседи.

Источник изображения: esahubble.org

Спиральная галактика NGC 1672 с перемычкой располагается в 49 млн световых лет от Земли и наблюдается в созвездии Золотая Рыба. Яркий свет галактике придают миллиарды подпитываемых газообразным водородом звёзд, а красным на снимке обозначены недавно сформировавшиеся и чрезвычайно горячие звёзды, испускающие мощное излучение. Ещё более ярким является активное галактическое ядро — сверхмассивная чёрная дыра, которая интенсивно поглощает вещество. В подпитывающем её кольце газа находится множество горячих молодых звёзд, обозначенных на снимке яркими розовыми пятнами.

Будучи вместилищем активного галактического ядра, NGC 1672 относится к сейфертовским галактикам. Композицию «Хаббла» дополняет сверхновая класса I под названием SN 2017GAX, которая хорошо видна около правого нижнего угла изображения. Сверхновая — яркий взрыв, происходящий, когда гигантская звезда подходит к концу своего жизненного цикла и коллапсирует. Этот эффект может оказаться ярче целой галактики. Сделанные менее чем за год снимки галактики NGC 1672 показали, что SN 2017GAX начинает превращаться в небольшую зелёную точку. Разницу можно увидеть на одной из страниц сайта Европейского космического агентства, где представлено наглядное сравнение снимков.

Группа американских учёных при помощи космических телескопов «Чандра» (Chandra) и «Хаббл» (Hubble) обнаружила расположенную в относительной близости от Земли пару сверхмассивных чёрных дыр, которые ждёт слияние.

Источник изображений: nasa.gov

Две сверхмассивные чёрные дыры расположены в переживающих слияния галактиках MCG-03-34-64 на расстоянии 800 млн световых лет от нас — сами объекты разделяют всего 300 световых лет. Они активно поглощают газ и пыль в окрестностях, производя выбросы излучения и вещества — джеты. Такие области называются активными ядрами галактик, и они могут быть настолько яркими, что их свет перебивает свет всех звёзд в их галактиках.

Эта пара находится на огромном расстоянии от Земли, но это все равно самая близкая пара активных ядер галактик, которые наблюдаются в нескольких диапазонах: у «Хаббла» это видимый свет, а у «Чандры» — рентгеновское излучение. Ранее была обнаружена пара сверхмассивных чёрных дыр, расположенных ближе друг к другу, чем эта, но их присутствие удалось подтвердить только в радиочастотном диапазоне.

В будущем расстояние между двумя объектами будет сокращаться. Вращаясь вокруг друг друга, они производят рябь в пространстве и времени — гравитационные волны. Это вызывает сокращение их углового момента, провоцируя сближение чёрных дыр. Примерно через 100 млн лет они окажутся настолько близко друг к другу, что их огромная гравитация возьмёт верх, после чего произойдёт их столкновение и слияние.

Считается, что двойные активные ядра галактик в ранней Вселенной были распространенным явлением, когда чаще происходили и слияния самих галактик. Сейчас учёным представилась уникальная возможность наблюдать это явление — двойную систему открыли благодаря счастливой случайности: «Хаббл» обнаружил её среди данных, указывавших на высокую концентрацию кислорода в небольшой области MCG-03-34-64. Впоследствии этот же регион изучили при помощи «Чандры».

На достигнутом астрономы останавливаться не стали — они запросили архивы наблюдений наземного комплекса VLA (Very Large Array) в американском штате Нью-Мексико, и те показали, что пара сверхмассивных чёрных дыр также испускает мощные радиоволны. «Хаббл» же обнаружил и третий яркий источник света в этой области: предполагается, что это газ, на который оказал воздействие плазменный джет, выпущенный одной из чёрных дыр — так струя воды из садового шланга обрушивается на кучу песка.

Величайшая космологическая загадка современности может быть результатом ошибки измерений, сообщают учёные под руководством исследователя из Университета Чикаго (University of Chicago). Зоркие глаза «Уэбба» помогли извлечь из наблюдений данные, которые отправляют напряжённость Хаббла в диапазон погрешностей измерений. Статья об открытии ещё не прошла рецензирование, но выводы в ней интересные.

Художественное представление космического телескопа «Джеймс Уэбб». Источник изображения: NASA

Около ста лет назад Эдвин Хаббл измерил скорость разбегания галактик и выяснил, что они разлетаются, а Вселенная расширяется. Позже выяснилось удивительное: с использованием расчётов на основе одних и тех же законов физики коэффициент пропорциональности в расчётах — так называемая постоянная Хаббла, которая зависит от удалённости объекта, существенно отличается в зависимости от исходной для расчётов точки. Если измерять и считать от начала Вселенной (по измерениям реликтового излучения) то постоянная Хаббла одна (66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк), а если начинать считать от Земли и дальше, то другая (73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк). Почти 8 % разницы — это не ошибка, это разная физика, а такого в природе не должно быть.

Группа Венди Фридман (Wendy Freedman) из Чикагского университета воспользовалась данными Уэбба как наиболее точными на сегодняшний день. Учёные проанализировали свет сверхновых типа Ia в 10 ближайших галактиках, носящих название стандартных свечей за их предсказуемую яркость и динамику. Затем они воспользовались другими тремя методами определения скорости разбегания этих галактик: по состоянию красных гигантов, по углеродистым звёздам J-класса и Цефеидам — переменным звёздам с известными и предсказуемыми характеристиками.

Всё это раньше делал телескоп «Хаббл» и другие инструменты, поэтому вся надежда была на возросшую точность измерений с помощью инфракрасных приборов «Уэбба». И результат себя оправдал! Два первых метода (гиганты и J-звёзды) дали показатели, близкие к «реликтовому»: 69,85 (км/с)/Мпк и, соответственно, 67,96 (км/с)/Мпк. Из стройного ряда вылетели лишь Цефеиды, показав значение 72,04 (км/с)/Мпк. В среднем измеренная «Уэббом» постоянная Хаббла составила 69.96 ± 1,05 (км/с)/Мпк, что близко к Стандартной модели и практически устраняет противоречия или необходимость в напряжённости Хаббла. Никаких противоречий в современной космологической модели нет, считают учёные. Во всяком случае, они сделали шаг в сторону их ликвидации.

Обнаружить чёрные дыры — та ещё задача, ведь они буквально невидимы во всех диапазонах излучения. Но абсолютно неуловимыми оказались чёрные дыры промежуточной массы, превышающие массу Солнца в 10–10 000 раз. Меньше — пожалуйста, больше — сколько угодно. Но между крайними состояниями — пустыня. Но так было. Новая работа предполагает обнаружение наиболее вероятного кандидата в чёрные дыры промежуточной массы и даже недалеко от нас.

Источник изображения: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)

Открытие сделали учёные, решившие изучить калибровочные данные космического телескопа «Хаббл». Более 20 лет телескоп калибровал свои приборы, делая снимок самого близкого к нам в нашей галактике шарового скопления Омега Центавра (NGC 5139). Это скопление удалено от Земли на 18 тыс. световых лет и содержит миллионы звёзд. За всё время набралось свыше 500 превосходных снимков этого объекта, что позволило отследить траектории движения множества его звёзд.

Анализ траекторий звёзд в центре скопления выявил аномалию для семи из них. Их скорости оказались слишком большими, чтобы оставаться в центре скопления. Что-то удерживало эти звёзды, и это что-то должно было быть довольно компактным. Моделирование показало, что наиболее вероятным кандидатом для обнаруженного явления может быть чёрная дыра массой около 8200 солнечных масс или больше. Не исключено, что там может быть компактная группа чёрных дыр меньшей массы. В любом случае для учёных появился шанс сделать долгожданное открытие чёрной дыры промежуточной массы.

Для науки пока большая загадка, как чёрные дыры проскакивают пустыню от объектов малой массы к сверхмассивным. Они ведь должны расти постепенно? Следовательно, во Вселенной должно быть неисчислимое количество чёрных дыр промежуточной массы, но их нет и это проблема.

С поддержкой NASA создано видео полёта к «Столпам творения» в созвездии Орла, до которых от Земли 5700 световых лет. Виртуальная камера не только приближается к этой грандиозной естественной «скульптуре» из пыли и газа, но также совершает её облёт, демонстрируя всё великолепие и мощь вселенских явлений. Увидеть массу деталей в этом образовании позволила комбинация видимого изображения от «Хаббла» и инфракрасного от «Уэбба».

Источник изображения: NASA

«Столпы творения» состоят из холодного молекулярного водорода и пыли. Но это не монолит. Из-за сильных ветров и излучения от близлежащих молодых и горячих звёзд столпы начинают разрушаться. На вершинах столбов можно увидеть длинные и тонкие ответвляющиеся структуры, каждая из которых больше, чем наша Солнечная система.

«Пролетая мимо столпов и между ними, зритель знакомится с их трёхмерной структурой и видит, насколько по-разному они выглядят в видимом свете “Хаббла” и в инфракрасном свете “Уэбба”, — пояснил главный специалист по визуализации Фрэнк Саммерс (Frank Summers). — Разница помогает понять, почему у нас есть более одного космического телескопа для наблюдения разных аспектов одного и того же объекта».

Внутри этих структур водород и пыль под действием силы тяжести сжимаются в новые, зарождающиеся звёзды. Эти новые звёзды продолжат процесс рассеивания вещества внутри столпов. Самый высокий из столпов простирается сверху донизу на 3 световых года, что примерно равно 70 % расстояния между Солнцем и ближайшей к нам звездой.

На протяжении всей визуализации мы можем видеть звёзды на разных стадиях формирования — от протозвезд до новорожденных звёзд с джетами. Этот регион настолько богат явлениями звездообразования, что постоянно подбрасывает учёным новые данные о подобных процессах, что, в конечном итоге, позволяет раз за разом уточнять наши знания о самых первых шагах в эволюции звёзд. Наконец, это просто красиво.

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».

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.

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.