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

Источник изображений: NASA

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

Изображения Марса

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

Фрагмент туманности Розетка

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

Более широкий взгляд на туманность Розетка

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

Туманность NGC 2899

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

Спиральная галактика NGC 5335

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

Космический телескоп «Хаббл» сделал эффектный красочный снимок крупным планом двух близлежащих звёзд в созвездии Водолея, которые находились в тесном контакте на протяжении столетий. Космическая обсерватория продемонстрировала сложное взаимодействие звёздного дуэта.

Источник изображения: Hubble (NASA)

На новом изображении видна эффектная туманность в форме песочных часов, образовавшаяся в результате многовекового взаимодействия двух звёзд: компактного, оставшегося практически в неизменном виде белого карлика (горячая сгоревшая звезда) и его звезды-компаньона, холодного красного гиганта, который увеличился до размеров, превышающих размеры нашего Солнца более чем в 400 раз, и меняющего свою температуру и яркость 750 раз за период примерно в 390 земных дней.

Эта звёздная система, известная как R Aquarii (R Водолея), находится на расстоянии около 710 световых лет от Земли в созвездии Водолея. Она относится к симбиотическому классу переменных звёзд, что по аналогии с биологическим термином «симбиоз» означает сосуществование двух различных объектов — совершенно разных типов звёзд — в тесной близости друг к другу.

Белый карлик, вращаясь вокруг красного гиганта с орбитальным периодом в 44 года, в момент приближения сбрасывает вещество на его поверхность, время от времени взрываясь, как «гигантская водородная бомба». В результате этого взрыва в космос выбрасываются искривлённые потоки светящегося газа, которые, по описанию учёных, выглядят как «сошедший с ума садовый разбрызгиватель для поливки газона». Выброшенный материал устремляется в космос со скоростью более 1,6 миллиона километров в час. Для примера учёные приводят расстояния от Земли до Луны, которое преодолевается за 15 минут!

Процесс наглядно демонстрирует, как Вселенная перераспределяет продукты термоядерного синтеза, которые образуются глубоко внутри звёзд и выбрасываются обратно в космос. Причём некоторые из этих продуктов включают более тяжёлые элементы, такие как углерод, азот и кислород, являющиеся важнейшими строительными блоками планет, подобных нашей.

Будучи одной из ближайших симбиотических звёзд, R Водолея была тщательно изучена с помощью множества космических и наземных телескопов. Например, телескоп «Хаббл» начал наблюдать за ней вскоре после запуска на орбиту в 1990 году. Десять лет спустя рентгеновская обсерватория «Чандра» начала отслеживать изменения рентгеновского излучения туманности, главным образом излучаемого её узловатой струёй и ударными волнами, которые R Водолея генерирует при столкновении с окружающим веществом. На основании этих наблюдений астрономы предполагают, что последний раз извержения белого карлика произошли в конце 1970-х годов, и предположительно, следующий взрыв может произойти не ранее 2470 года.

Последний снимок звёздной системы, сделанный «Хабблом», показывает, что в результате воздействия мощных магнитных полей и силы самого взрыва выброшенный материал образовал спиральный узор и распространился на расстояние более 400 миллиардов километров, что в 24 раза превышает диаметр нашей Солнечной системы, и по мнению команды «Хаббла» «поистине невероятен даже по астрономическим меркам». Покадровые снимки R Водолея, сделанные за последние 10 лет, демонстрируют изменения яркости звёздной пары, вызванные сильными пульсациями красного гиганта, а также драматическую эволюцию окружающей туманности.

Компания Hubble Network установила первое в истории Bluetooth-соединение напрямую с орбитальным спутником. Можно говорить о технологическом прорыве, открывающим потенциальные возможности подключения миллионов устройств по всему миру, которые теперь смогут получить надежное соединение в любой точке земного шара.

Источник изображения: Спутник Hubble Network

Hubble Network вывела на орбиту свои первые два спутника в рамках миссии SpaceX Transporter-10 в марте, с тех пор компания подтвердила, что принимает сигналы от встроенных 3,5-мм чипов Bluetooth на расстоянии более 600 километров.

Возможность подключения Bluetooth-устройств к спутникам открывает широкие возможности. В первую очередь так можно подключить устройства Интернета вещей (IoT) — современные решения потребляют довольно много энергии и дороги в эксплуатации, в том числе из-за необходимости их подключения к интернету через сотовую сеть или через проводное подключение. А с помощью спутникового Bluetooth устройства IoT можно сделать более энергоэффективными и получить стабильное соединение.

Помимо устройств IoT, потенциальные сферы применения сети Hubble, по мнению разработчиков, очень широки: мониторинг логистических цепочек, «умные» ошейники для домашних животных, детские GPS-часы, контроль запасов на складах и многого другого. Первоначально компания планирует сосредоточится на отраслях, которым требуется непрерывный мониторинг. Например, это может быть нефтегазовая промышленность, IoT, сельское хозяйство, медицинские учреждения и охранные системы.

Для подключения к сети клиентам нужно будет всего лишь интегрировать стандартные Bluetooth чипы с прошивкой Hubble в свои устройства, чтобы те автоматически подключились к спутникам.

Напомним, Hubble Network была основана в 2021 году соучредителем Life360 Алексом Харо (Alex Haro), основателем Iotera Беном Уайлдом (Ben Wild), который продал свой стартап Ring, и аэрокосмическим инженером Джоном Кимом (John Kim). Изначально идея Bluetooth-соединения по спутнику казалась чем-то нереальным, учитывая ограниченный радиус действия технологии. Однако команда разработала уникальное программное и аппаратное решение, позволяющее преодолеть эти ограничения.

Этим летом Hubble Network планирует запустить третий спутник в рамках миссии SpaceX Transporter-11 и четвертый — в рамках Transporter-13. Все эти четыре спутника составят то, что Харо назвал «бета-созвездием». Следующие 32 спутника планируется запустить одновременно в четвертом квартале 2025 года или начале 2026 года.

Космический телескоп NASA «Хаббл» представил снимок галактики AM 1054-325, названной «жемчужным ожерельем» за свой характерный внешний вид — S-образную последовательность из миллионов ярких голубых звёзд. Это одно из 12 наблюдаемых «Хабблом» слияний пар галактик. В процессе взаимного воздействия в пространстве возникают невообразимые по длине приливные хвосты вещества, в которых одновременно рождаются миллионы звёзд.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: NASA

Изучаемые «Хабблом» слияния пар галактик в прошлом могли происходить намного чаще. Тем самым мы можем у себя под боком изучать процессы, которые в остальной Вселенной давно прошли. Слияния наблюдаемых пар галактик наглядно показывают, что звездообразование практически одновременно вспыхивает по всей длине приливного хвоста — собранного гравитационными силами обеих галактик в изогнутый жгут молекулярного водорода.

Если бы столкновения не произошло, то обе галактики продолжили бы свой путь без интенсивного процесса рождения новых звёзд и планет. Слияние привело к сжатию межзвёздного газа и пыли до состояния, когда начали запускаться термоядерные реакции и возникать новые звёзды. В 12 парах сливающихся галактик «Хаббл» смог обнаружить 425 скоплений с примерно по одному миллиону новорожденных звёзд в каждом, настолько интенсивными оказались процессы звездообразования.

Судьба новорожденных звёзд в приливных хвостах неизвестна. Молодые звёзды могут собраться в скопления и сопровождать свои галактики дальше в путешествии по Вселенной, а могут рассеяться по гало галактик одиночными объектами, как и покинуть их и стать межгалактическими скитальцами. В сухом остатке следует признать, что «космическое ДТП» в случае столкновения галактик ведёт не к смерти участников процесса, а к интенсивному зарождению множества новых полноценных обитателей этой Вселенной.

В системе звезды AU Микроскопа (AU Microscopii) в 32 световых годах от Земли молодая звезда термоядерными вспышками сдувает атмосферу с ближайшей к себе планеты AU Mic b. Первое наблюдение «Хаббла» за экзопланетой полтора года назад не показало ничего необычного, тогда как свежий снимок AU Mic b обнаружил чудовищные водородные шлейфы за планетой и перед ней, что указало на внезапное лишение её значительной части атмосферы.

Экзопланета в системе AU Микроскопа в представлении художника. Источник изображения: NASA, ESA, and Joseph Olmsted (STScI)

Ранее учёные никогда не фиксировали настолько сильных отличий между наблюдениями одного и того же объекта (экзопланеты) с такой небольшой разницей во времени. Экзопланета должна была примерно одинаково «пылить» своей атмосферой тогда и сегодня.

«Мы никогда не видели, чтобы за такой короткий период времени при прохождении планеты перед своей звездой уход атмосферы переходил от совершенно неразличимого к явно обнаруживаемому, — сказала Кили Рокклифф (Keighley Rockcliffe) из Дартмутского колледжа в Ганновере, штат Нью-Гэмпшир. — Мы действительно ожидали чего-то очень предсказуемого, повторяющегося. Но это оказалось странным. Когда я впервые увидела это, я подумала: "Этого не может быть"».

Возраст звезды AU Mic составляет менее 100 млн лет. Это красный карлик, меньше и холоднее Солнца, но молодой возраст звезды сказывается на её характере. Он поистине взрывной! В её недрах происходят частые и активные термоядерные реакции, порождающие вспышки, кратно превосходящие по мощности вспышки на Солнце. Ситуацию усугубляет то, что экзопланета AU Mic b вращается очень близко к звезде — на удалении менее 10 млн км, что в десять раз ближе орбиты Меркурия.

Сочетание близости планеты к своей звезде с активностью самой звезды позволяет учёным наблюдать систему в экстремальном взаимодействии. На основе наблюдений можно изучить граничные условия параметров сохранения планетами атмосферы. В конечном итоге нам интересно и полезно знать, насколько велики шансы у экзопланет сохранить свою атмосферу, чтобы у неё появился шанс зародить биологическую жизнь.

«Это откровенно странное наблюдение является своего рода стресс-тестом для моделирования и физики планетарной эволюции. Это наблюдение очень интересно, потому что мы получаем возможность исследовать взаимодействие между звездой и планетой в самом экстремальном режиме», — сказала астроном.

Экзопланета AU Mic b представляет собой газовый мир размерами с Нептун или в четыре раза больше Земли. Если звезда продолжит сдувать с неё атмосферу с замеченной интенсивностью, то из газового гиганта она может превратиться в скалистое тело мало пригодное для зарождения жизни. Впрочем, её близость к звезде даже с учётом того, что это красный карлик, не оставляет шансов на появление там той жизни, которая нам известна. Но как пример для уточнения моделей эволюции планетарных атмосфер — это очень удачное открытие и оно готово пролить толику света на тайны Вселенной.