Учёные провели измерение скорости расширения Вселенной при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), и полученные результаты подтвердили, что космология все ещё находится в состоянии кризиса, потому что прежние результаты измерений космического телескопа «Хаббл» (Hubble) оказались верными.

Источник изображения: webbtelescope.org

Вселенная может казаться неизменной, но в реальности все наблюдаемые нами объекты разлетаются с огромной скоростью, которая описывается постоянной Хаббла или H₀. Точное значение этой величины установить не удаётся, потому что разные способы её измерения дают разные результаты — разногласия между методами измерения обозначаются как «напряжённость Хаббла».

Первый способ измерить скорость расширения Вселенной — изучение параметров реликтового излучения, возникшего на ранних этапах её существования. Второй — измерение расстояний до объектов с известной собственной светимостью, например, сверхновых или пульсирующих звёзд цефеид. Проблема в том, что первый метод показывает, что скорость расширения Вселенной составляет около 67 километров в секунду на мегапарсек (км/с)/Мпк, а второй даёт около 73 (км/с)/Мпк.

Эти измерения проводились неоднократно, что значительно снижает вероятность ошибки при каждой из оценок. По одной из версий, несоответствие могло быть вызвано тем, что наиболее точные на сегодняшний день данные о цефеидах были получены от одного источника — «Хаббла». Он демонстрирует точность, недоступную земным телескопам, показания которых искажает атмосфера. Но ещё более точными должны быть данные «Джеймса Уэбба», который работает в инфракрасном диапазоне — ему не страшны помехи, вносимые космической пылью.

Показания «Джеймса Уэбба» имеют меньший разброс, чем измерения «Хаббла», но их данные согласуются

Группа учёных решила определить постоянную Хаббла при помощи «Джеймса Уэбба». На начальном этапе они направили телескоп на галактику, расстояние до которой известно, чтобы откалибровать телескоп по светимости известных цефеид. После этого учёные провели наблюдение цефеид в других галактиках — в общей сложности 320 объектов. И, несмотря на естественную погрешность измерений «Хаббла», его данные всё-таки согласовывались с показаниями «Джеймса Уэбба». Значение H₀ так и осталось равно 73 (км/с)/Мпк, а значит, естественные недостатки конструкции или человеческий фактор не объясняют напряжённость Хаббла.

Учёные до сих пор не знают, что вызывает расхождение. Одним из главным «подозреваемых» остаётся тёмная энергия — эта неизученная, но, кажется, фундаментальная сила, вероятно, ускоряет расширение Вселенной.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) сделал снимок галактики ESO 300-16, расположенной примерно в 28,7 млн световых лет от Земли. Она наблюдается в созвездии Эридан (Южное полушарие) и выглядит как облако сверкающих звёзд. На снимок попали также другие звёзды и галактики.

Источник изображения: esahubble.org

Снимок был сделан прибором Advanced Camera for Surveys на космическом телескопе «Хаббл» в рамках проекта, направленного на изучение соседних галактик. «Около трёх четвертей известных галактик, расположенных на расстоянии предположительно до 10 мегапарсеков (32 млн световых лет) от Земли „Хаббл” изучил достаточно подробно, чтобы различить самые яркие звёзды и установить расстояния до этих галактик. Группа астрономов предложила использовать небольшие промежутки в графике наблюдений „Хаббла”, чтобы познакомиться с оставшейся четвертью близлежащих галактик», — заявили в Европейском космическом агентстве (ЕКА).

Галактика ESO 300-16 классифицируется как неправильная из-за её нечёткой формы и отсутствия выступа в районе ядра или спиральных рукавов. По своей форме она напоминает облако, состоящее из собравшихся вместе звёзд. Они излучают мягкий рассеянный свет и окружают пузырь ярко-голубого газа в ядре.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал изображение космического скопления галактик Абель 3322 (Abel 3322), которое было увеличено благодаря уникальному явлению гравитационного линзирования.

Источник изображения: ESA, Hubble, NASA

Гравитация этого скопления, основная часть которого, как полагают учёные, происходит от тёмной материи, действует как космическая увеличительная линза. Она искажает и усиливает свет от далёких галактик, находящихся за ней. Благодаря способности телескопа «Хаббл» регистрировать эффект гравитационного линзирования, у астрономов появляется уникальная возможность исследовать далёкий космос.

Пример использования гравитационного линзирования телескопом «Хаббл». Источник изображения: D. Player (STScI) / ESA, Hubble, NASA

NASA утверждает, что наблюдение за такими скоплениями галактик, как Абель 3322, расположенным в созвездии Живописца (Pictor constellation) на расстоянии примерно 2,6 млрд световых лет от Земли, сможет расширить наше понимание взаимодействия тёмной и обычной материи. Это также поможет лучше использовать мощные гравитационные «телескопы» для увеличения объектов в глубоком космосе.

Для получения этого изображения на борту телескопа «Хаббл» использовались два инструмента: Wide Field Camera 3 (WFC3) и Advanced Camera for Surveys (ACS). Первый способен регистрировать электромагнитное излучение от ультрафиолетового до видимого света. Второй был спроектирован для обследования больших участков неба на различных длинах волн с эффективностью, в 10 раз превосходящей его предшественника.

Знание местоположения таких гравитационных линз, как Абель 3322, в будущем поможет в наблюдениях не только с помощью телескопа «Хаббл», но и телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope). Эти открытия подчёркивают неоценимую роль космических телескопов в расширении наших горизонтов и понимании вселенной.

Космический аппарат New Horizons был запущен 19 января 2006 года. С тех пор он миновал Юпитер и провёл облёт Плутона и его спутников. Теперь космическая лаборатория переключает своё внимание на Уран и Нептун, двигаясь в поясе Койпера, более чем в 8 миллиардах километров от Земли, и NASA приглашает всех астрономов-любителей помочь внести «реальный вклад в космическую науку», поделившись наблюдениями за атмосферой и энергетическим балансом обеих планет.

Источник изображения: NASA

«Объединив информацию, которую New Horizons собирает в космосе, с данными телескопов на Земле, мы можем дополнить и даже усилить наши модели, чтобы раскрыть тайны, витающие в атмосферах Урана и Нептуна, — отметил Алан Стерн (Alan Stern), главный исследователь проекта New Horizons из Юго-западного научно-исследовательского института штата Колорадо. — Даже с любительских астрономических телескопов размером всего 16 дюймов эти дополнительные наблюдения могут быть чрезвычайно важными».

Согласно сообщению в блоге NASA, New Horizons будет работать в тандеме с космическим телескопом «Хаббл», чтобы сосредоточиться на более тонких деталях атмосфер планет и изучения передачи тепла от ядра через газовую оболочку. Астрономы-любители могут помочь измерить распределение ярких деталей на Уране или даже охарактеризовать любые необычно яркие детали на Нептуне. Идея обращения за помощью к широкой публике заключается в том, что они могут отслеживать особенности в течение гораздо более длительного периода времени, чем любой космический корабль.

Тех, кто решит принять участие в этом совместном исследовании, просят опубликовать любые полученные изображения на X или Facebook✴, используя хэштег #NHiceGiants. Изображения должны содержать сведения о времени и дате создания, и полосе пропускания фильтра. После публикации команда New Horizons соберёт изображения и любую вспомогательную информацию.

Снимки двух ледяных гигантов, сделанные телескопом «Хаббл», будут доступны для общественности в конце сентября этого года в Архиве космических телескопов Микульского (MAST), на портале stsci.edu. Изображения, сделанные New Horizons, скорее всего станут доступны только к концу 2023 года.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал снимок величественного космического левиафана — гигантского скопления галактик 2MASX J05101744-4519179. Этот далёкий космический объект поражает своей яркостью в рентгеновском спектре и может стать ключом к пониманию взаимодействия тёмной и обычной материи во Вселенной.

Источник изображений: H. Ebeling / ESA, Hubble, NASA

В центре изображения, сделанного телескопом, расположено галактическое скопление 2MASX J05101744-4519179, которое находится в созвездии Живописца (Pictor constellation), на расстоянии около 2,6 млрд световых лет от Земли. Изучение таких объектов позволяет глубже понять эволюцию и взаимодействие тёмной материи и обычной (барионной) материи в галактических скоплениях. Тёмная материя — это невидимая часть Вселенной, которая не излучает свет, но оказывает гравитационное воздействие на видимые объекты. Обычная материя — это всё, что мы можем наблюдать: звёзды, планеты, галактики.

Подобные галактические скопления действуют как мощные гравитационные «телескопы», усиливающие изображение далёких объектов благодаря гравитационному линзированию. Знание местоположения таких «линз» важно для будущих наблюдений не только с помощью телескопа «Хаббл», но и телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope).

Для создания этого изображения были использованы два инструмента телескопа «Хаббл»: Wide Field Camera 3 (WFC3) и Advanced Camera for Surveys (ACS). Оба они являются инструментами третьего поколения, предоставляя высокое качество изображения. Они позволяют получать изображения больших участков ночного неба, но работают в немного разных диапазонах электромагнитного спектра. WFC3 охватывает спектр от ультрафиолетового до видимого света и ближнего инфракрасного, в то время как ACS оптимизирован для наблюдений в видимом свете.

Открытие галактического скопления 2MASX J05101744-4519179 — это не просто очередное космическое открытие. Это шаг вперёд в понимании структуры Вселенной, взаимодействия её объектов и роли гравитации в формировании космического ландшафта. Такие исследования подтверждают важность продолжения космических миссий и развития технологий наблюдения за далёким космосом.

Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» (Hubble) обнаружили огромный рой камней, которые, вероятно, были выброшены с поверхности астероида Диморф, когда американский полутонный зонд DART врезался в него на скорости около 22 530 км/ч.

Источник изображений: nasa.gov

Размеры разлетающихся от Диморфа 37 камней варьируются от 90 см до 6,7 м, показала фотометрия «Хаббла». Они удаляются от астероида со скоростью немногим более 800 м/ч — с такой скоростью ползает гигантская черепаха. Общая масса этих камней составляет около 0,1 % от массы Диморфа. Эти объекты, скорее всего, не являются осколками самого астероида, образовавшимися при ударе зонда — они лежали на его поверхности, что видно на снимке крупным планом, сделанном за две секунды до столкновения, когда DART находился в 11 км от астероида.

По оценкам астрономов, в результате удара с поверхности Диморфа разлетелись 2 % его камней — наблюдения за ними позволяют предварительно оценить размеры образованного DART ударного кратера. Исследователи предполагают, что камни оторвались от участка диаметром около 50 м — при том, что диаметр самого астероида составляет 160 м. Более точные сведения поможет получить европейская миссия «Гера» (Hera) — очередной аппарат стартует к астероиду в 2024 году.

Считается, что Диморф образовался из камней, выброшенных более крупным астероидом Дидим — при его резком развороте или скользящем столкновении с другим объектом они образовали кольцо, которое под действием гравитационных сил слилось в единое, но не монолитное тело, структура которого больше напоминает гроздь винограда. Механизмы, вызвавшие отрыв этих камней от поверхности Диморфа, ясны не до конца: они могли быть частью шлейфа, снимки которого делал «Хаббл» и другие обсерватории; или по астероиду могла пройти сейсмическая волна.

Космическая обсерватория «Хаббл» получила самый детальный снимок неправильной или нерегулярной галактики ARP 263. Но ярче всего на снимке позирует «звёздная фотобомба», как назвали её в NASA — это яркая и совершенно посторонняя звезда. Но именно она оживила фотографию, как приглашённая на вечеринку знаменитость.

Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: ESA/Hubble, NASA

Пекулярные или нерегулярные галактики названы так по причине отсутствия у них явно выраженной галактической структуры — спиральных или эллиптической формы рукавов. Галактика ARP 263 или NGC 3239 выглядит как поле звёзд с отдельными очагами звёздообразования. По мнению учёных, такая форма могла образоваться при столкновении двух галактик. Эстафету наблюдений «Хаббла» за галактикой подхватит «Джеймс Уэбб» и, возможно, раскроет её секрет.

«Фотобомба» на переднем плане — это звезда BD+17 2217, которая к нам намного ближе, чем галактика ARP 263, которая удалена от нас на 25 млн световых лет. У звезды чётко видны восемь лучей — это особенности оптики «Хаббла». При прохождении света через оптическую систему этого телескопа вокруг ярких объектов образуется четыре дифракционных шипа. На снимке их восемь по той причине, что телескоп наблюдал галактику ARP 263 дважды в ходе двух отдельных обзоров, каждый из которых проводился под другим углом. Совмещение двух изображений дало такую картину. Теперь ждём снимка ARP 263, сделанного «Уэббом».

NASA опубликовало фото отдалённой галактики, сделанное космическим телескопом «Хаббл» — она пережила относительно недавний взрыв сверхновой. Галактика UGC 11860 находится в 184 млн световых лет от Земли в созвездии Пегаса.

Источник изображения: NASA

Речь идёт о спиральной галактике, похожей на наш собственный Млечный путь — на снимке отчётливо заметны рукава, исходящие из яркого ядра галактики и свивающиеся в спиралеобразную структуру.

Судя по фото, опубликованному NASA, UGC 11860 находится в довольно стабильном состоянии, и как сообщает Space.com, «спокойно плывёт» в космосе. Тем не менее, по данным космического агентства, в недавнем прошлом она пережила «невообразимо мощный звёздный взрыв».

Когда жизнь массивной звезды подходит к концу, она погибает в «эффектном» взрыве, превращаясь в сверхновую. На этом этапе звезда становится чрезвычайно яркой, выбрасывая в окружающий космос огромное количество материи и формирует расширяющиеся оболочки из газа и пыли, по остаткам которых не в последнюю очередь и можно отследить недавний взрыв.

Как заявляют в NASA, высокоэнергетические процессы при взрыве отвечают за формирование разнообразных химических элементов, от кремния до никеля. Это, в частности, позволяет многое понять о происхождении многих химических элементов на Земле.

Наблюдения UGC 11860 проводились ещё в 2014 году с использованием камеры «Хаббла» Wide Field Camera 3, но снимок опубликован NASA только теперь. Данные с «Хаббла» позволили астрономам подробно изучить последствия звёздного взрыва и сохранившиеся в галактике остатки сверхновой после него.

Космический телескоп Хаббл запечатлел потрясающее массовое скопление галактик eMACS J1353.7+4329. Это скопление находится примерно в восьми миллиардах световых лет от Земли в созвездии Гончих Псов. Для сравнения, самый удаленный объект, когда-либо наблюдаемый человечеством, находится на расстоянии 13,5 миллиарда световых лет от Земли.

Источник изображений: ESA/Hubble & NASA, H. Ebeling

Это скопление галактик является «монстром в процессе становления» и состоит, по меньшей мере, из двух эллиптических скоплений галактик, которые находятся в процессе слияния воедино, как указывается в заявлении Европейского космического агентства.

На новом фото с «Хаббла» кластер галактик виден как плотное скопление овальных форм. У каждой галактики есть светящаяся оранжевая аура вокруг яркого ядра. Множество других галактик разбросаны по всему изображению, включая яркую звезду запечатлена с четырьмя характерными дифракционными лучами.

Космический монстр eMACS J1353.7+4329 из скоплений галактик действует как гравитационная линза, позволяя исследователям изучать ранние галактики более подробно, чем они могли бы сделать это ранее. Гравитационное линзирование происходит, когда массивные объекты в переднем плане, такие как сливающиеся галактики, искривляют структуру пространства и времени таким образом, что свет от более дальних объектов увеличивается или искажается.

«Небесное тело, такое как скопление галактик, достаточно массивно, чтобы искажать пространство и время, в результате чего путь света вокруг объекта видно, как будто он искривлен огромным объективом, — заявили представители Европейского космического агентства. — Первые намеки на гравитационное линзирование уже видны на этом изображении в виде ярких дуг, которые переплетаются с множеством галактик в eMACS J1353.7+4329».

На изображении можно видеть эффекты гравитационного линзирования справа от самой большой центральной галактики, которая растянула фоновую галактику, вызвав появление двух соединенных тонких дуг.

Недавние наблюдения eMACS J1353.7+4329 были сделаны в нескольких диапазонах длин волн с использованием камерой широкого поля и камерой ACS телескопа «Хаббл». Эти данные были собраны в рамках инициативы под названием Monsters in the Making, которая охватывает пять исключительных скоплений галактик. Наблюдения «Хаббла» за этими огромными гравитационными линзами легли в основу дальнейшего изучения таких объектов с использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб» NASA.