Европейское космическое агентство сообщило, что астрометрический спутник «Гайя» (Gaia) подвергся ударам космической стихии. Его защитную оболочку пробил микрометеороид, а сильнейшая солнечная буря в мае этого года вывела из строя критически важный для работы обсерватории ПЗС-датчик. Инженеры вернули спутник к работе, хотя объём получаемых им данных, похоже, сильно сократился.

Источник изображений: ESA

Спутник «Гайя» размещён в точке Лагранжа L2 (в тени Земли на противоположной от Солнца стороне). Его огромное поле ПЗС-матрицы и два телескопа ежесекундно получают данные о миллионах звёзд, позволяя следить за их скоростями движения и направлениями. Фактически «Гайя» создаёт трёхмерную динамическую карту нашей галактики и даже заглядывает за её границы. Значение этих данных невозможно переоценить, и во многом даже не изучено, настолько содержательный массив информации они собой представляют.

В апреле в защитный кожух спутника ударил микрометеороид. Он вошёл под «неправильным» углом и с высокой скоростью, которую кожух не смог скомпенсировать. В земной атмосфере такая пылинка моментально бы испарилась. Но для «Гайи» её удар имел последствия. Через проделанное микрометеороидорм отверстие стал попадать рассеянный солнечный свет, что создавало на матрице ложные срабатывания — она стала показывать несуществующие звёзды.

Пока инженеры решали проблему снижения чувствительности матрицы спутника для компенсации повреждения, возникла новая проблема. В мае из строя вышла ПЗС-матрица, которая работала как контрольная для отсеивания ложных срабатываний по звёздам. Инженеры точно не могут назвать причину отказа, но связывают её (по времени) с сильнейшей за многие годы солнечной бурей, эффект от которой в виде сияний был виден даже в Краснодарском крае. Спутник проработал почти вдвое дольше отведённых ему 6 лет, и электроника могла существенно износиться под постоянным космическим излучением.

Вехи в 10-летней работы спутника «Гайя»

Поэтому вслед за решением проблемы гашения рассеянного солнечного света через дыру в защитном кожухе, инженеры снижали порог чувствительности основной матрицы, чтобы исключить появление ложных звёзд. Работы по восстановлению обсерватории были успешно завершены. Более того, проведённая заново калибровка телескопов повысила точность измерений до уровня, которого ранее у спутника ещё не было. Сегодня обсерватория каждые сутки передаёт на Землю данные в объёме 25 Гбайт. Их было бы намного больше, если бы бортовое оборудование не работало бы на компенсацию ложных срабатываний. Но даже этот поток данных — бесценный вклад в изучение Вселенной.

Анализируя данные, полученные европейским космическим телескопом Gaia, астрономы обнаружили две ближайшие к Земле чёрные дыры. Объекты получили названия Gaia BH1 и Gaia BH2 — первая наблюдается в созвездии Змееносца и находится на расстоянии 1560 световых лет от Земли; вторая обнаружена в созвездии Центавра в 3800 световых годах от нас.

Источник изображения: esa.int

Оба объекта по-своему уникальны, и обнаружить их удалось, изучив особенности движения вращающихся вокруг них звёзд-компаньонов: странные колебания указали учёным, что эти звезды вращаются вокруг неких массивных объектов — в обоих случаях их массы составляли около десяти солнечных. Массивные объекты не излучали света, поэтому очевидно, что речь идёт о чёрных дырах.

До недавнего времени все известные астрономам чёрные дыры обнаруживались посредством изучения, обычно в рентгеновском и радиодиапазонах, — его производит поглощаемое объектом вещество. Но Gaia BH1 и Gaia BH2 оказались по-настоящему чёрными, и выявить их удалось исключительно по гравитационным эффектам. Высоты орбит звёзд, вращающихся вокруг этих чёрных дыр, оказались необычно большими, что отличает их от так называемых рентгеновских двойных систем с низкой орбитой звезды вокруг чёрной дыры. Это дало учёным повод предположить, что двойные системы нового типа могут встречаться относительно часто.

Космический телескоп Gaia оказался подходящим инструментом для обнаружения подобных объектов — он с высокой точностью измеряет положение и особенности движения миллиардов звёзд, что позволяет извлекать важные сведения об объектах, оказывающих на эти звезды гравитационное воздействие. К таким объектам относятся другие звезды, планеты и чёрные дыры.

Следы Gaia BH2 в рентгеновском и радиодиапазонах попытались обнаружить специалисты, работающие с американской космической рентгеновской обсерваторией «Чандра» (Chandra X-ray Observatory) и радиотелескопом MeerKAT в ЮАР. В обоих случаях ничего обнаружить не удалось, и эта информация как раз представляет большую ценность. Звезда-компаньон испускает большие объёмы частиц в виде звёздного ветра, и отсутствие излучения указывает, что чёрная дыра поглощает не так много вещества, поскольку её горизонт событий пересекает небольшое число частиц. И учёные пока не нашли ответа, почему так происходит.

Международная команда учёных обнаружила благодаря европейскому космическому телескопу Gaia новую экзопланету, внутри которой, вероятно, продолжается ядерный синтез. Команда, возглавляемая британским профессором Сашей Хинкли (Sasha Hinkley) из Университета Эксетера, обнаружила экзопланету на орбите примерно в 483 млн км от звезды HD 206893, расположенной в 130 световых годах от Земли и примерно на 30 % более крупной, чем наше Солнце.

Источник изображения: ESA

Известно, что данная звезда имеет околозвёздный диск, то есть возле неё ещё формируются планеты, а потому она и рассматривалась в качестве перспективного кандидата для поиска в её окрестностях экзопланет. Инструмент Gaia Европейского космического агентства позволяет делать очень точные наблюдения и замеры в звёздном небе и в первую очередь предназначен для создания трёхмерной модели галактики.

Используя данные Gaia, команда использовала инструмент GRAVITY при Очень Большом Телескопе (VLT) на севере Чили для подтверждения присутствия новой планеты, получившей кодовое название HD 206893 c. Наблюдения также позволили исследователям проанализировать световой спектр атмосферы планеты. Имеющиеся данные позволяют предполагать, что в ядре гигантского объекта продолжается ядерный синтез с участием дейтерия — изотопа водорода.

Открытая планета, по имеющимся данным, похоже, примерно в 13 раз массивнее Юпитера. Её гигантский размер и свидетельства о ядерных реакциях в ядре означают, что она фактически является промежуточным звеном между планетой и звездой класса коричневого карлика. Такой объект формируется, как и обычные звёзды, но недостаточно массивен для того, чтобы стать одной из них. Открытие обеспечит учёных новыми данными, помогающими отличать массивные планеты от коричневых карликов.

Открытие демонстрирует, что Gaia способен выявлять потенциальные экзопланеты, которые позже могут дополнительно исследоваться другими инструментами — от наземных телескопов до «Джеймса Уэбба».

Подробнее об исследовании можно узнать из статьи на ArXiv, а также соответствующая статья вышла в журнале Astronomy & Astrophysics. Кроме того, доклад об открытии сделан в ходе недавней конференции Американского астрономического общества в Сиэтле.