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.

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble) обнаружил свидетельства появления планет из протопланетного диска, состоящего из пыли и газа, и окружающего молодую звезду. Событие произошло довольно рядом — в 196 световых годах от нашей Солнечной системы в созвездии Гидры.

Источник изображений: NASA

Последовательность изображений, сделанных в 2016 и 2021 годах, показывает изменения в тенях, окружающих звезду возрастом 10 миллионов лет, что, по мнению исследователей, является признаком раннего развития планет. TW Hydrae — звезда главной последовательности, масса которой составляет примерно 80 % массы Солнца, а радиус — 111 % радиуса Солнца. Поскольку система наклонена на 90° по отношению к нам, это даёт астрономам возможность подробно рассмотреть накопление материи вокруг звезды, возраст которой составляет 0,2 % возраста Солнца.

Набор изображений, сделанных в 2016 году, выявил тени на дисках, окружающих молодую звезду, которые учёные интерпретировали как внутренний диск, наклонённый относительно внешнего диска, блокирующий свет от звезды. Одно из объяснений, выдвинутых исследователями, заключается в том, что зарождающаяся планета вызвала разницу в выравнивании диска. Снимки, сделанные пятью годами позже, наводят на мысль о раннем развитии более чем одной планеты. Результаты были опубликованы в Astrophysical Journal на этой неделе.

Джон Дебес (John Debes), исследователь Европейского космического агентства в научном институте космического телескопа Хаббл в Балтиморе, был ведущим автором статьи. Он отметил: «Мы предполагаем, что две тени, вращающиеся вокруг звезды с разной скоростью – это две невидимые планеты, которые втягивают пыль на свои орбиты, создавая различия в системе всего за несколько лет. По всей видимости, две планеты должны быть достаточно близко друг к другу. Если бы одна двигалась намного быстрее другой, это было бы замечено в более ранних наблюдениях».

Исследовательская группа предполагает, что две планеты могут находиться на том же расстоянии от своей звезды, что и Юпитер от Солнца, так как орбитальный период теней предполагает такое расстояние. Наклоны дисков — 5-7° — тоже сопоставимы с нашей Солнечной системой. «Это соответствует типичной архитектуре Солнечной системы» — заявил Дебес.

Космическая обсерватория «Хаббл» была выведена на орбиту в челноке «Дискавери» 25 апреля 1990 года. Свою 33-летнюю годовщину научной работы телескоп отметил потрясающим снимком зоны звездообразования в созвездии Персея. Это символично — фотография звёздных яслей ко дню рождения. Свыше 4,5 млрд лет назад наше Солнце рождалось в таком же или даже более активном котле из молекулярного газа и пыли.

Область звездообразования в виде молекулярного облака Персей. Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: NASA, ESA

Область звездообразования в виде молекулярного облака Персей (Perseus Molecular Cloud), включая объект NGC 1333, давно привлекает внимание учёных. Ранее её рассматривал один из предыдущих орбитальных инфракрасных телескопов «Спитцер» (Spitzer Space Telescope). «Хаббл» не может заглянуть так далеко и детально в облако из пыли и газа, поскольку он работает в диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, но ценность наблюдения от этого не падает, ведь одни данные дополняют другие, создавая более полную картину.

В верхней части снимка мы видим голубую сияющую сквозь завесу пыли яркую звезду (на увеличенном изображении). Мелкая пыль рассеивает звездный свет в синем диапазоне длин волн. В средней части снимка ещё одна яркая сверхгорячая звезда светит сквозь пряди пыли подобно Солнцу за облаками. Разбросанные вокруг звёзды выглядят красноватыми, но это потому, что пыль хорошо фильтрует остальные длины волн, меньше всего задерживая красный цвет.

В нижней части снимка в почти сплошной черноте — в пыли и копоти межзвёздного вещества, которое когда-нибудь станет звёздами и планетами со всем, что на них появится — выделяется яркая прореха. Это пятно — красноватое свечение ионизированного водорода. Струи ионизированного водорода свидетельствуют о рождении звёзд в глубине кадра, которых мы не видим на изображении. Там эти невидимые звёзды окружены околозвездными дисками, которые со временем могут породить планетные системы. Эти образования формируют мощные магнитные поля, которые и направляют струи горячего газа сквозь завесу пыли.

Это как лазерное шоу в тумане. Это признак рождающихся в пыли и газе звёзд. Около 4,6 млрд лет назад в таких же условиях родилось наше Солнце. Оно рождалось не одно, а в окружении других звёзд и, возможно, даже в более насыщенном котле вещества, чем мы видим на снимке «Хаббла».

За время научной работы телескоп «Хаббл» выполнил около 1,6 млн наблюдений почти 52 000 небесных объектов. Несмотря на ряд проблем, научная программа обсерватории продлена до 2026 года. Более того, NASA рассматривает вариант поднятия орбиты телескопа и его заправку и ремонт, что продлит его работу ещё на больший отрезок времени. Над этим проектом работает компания SpaceX, но окончательного решения по этому вопросу пока нет.

В серии наблюдений «Хаббла» астрономы увидели явную помеху — светлый росчерк, который сочли попаданием в датчик космической частицы. Но детальное изучение снимка принесло нечто ранее невиданное. Оказалось, что на снимке чёрная дыра во всю прыть убегала из двойной системы чёрных дыр и на ходу теряла зарождающиеся звёзды. Такое-то придумать сложно, а увидеть — так просто чудо.

«Космический бильярд» глазами художника. Источник изображения: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Согласно проделанным расчётам, сверхмассивная чёрная дыра с массой около 20 млн масс Солнца быстро удаляется от двойной системы чёрных дыр. Беглянка оставила за собой невиданный ранее шлейф из новорожденных звёзд длиной 200 000 световых лет. Длина шлейфа в два раза превышает диаметр нашей галактики Млечный Путь — это колоссальное и абсолютно необычное образование.

«Мы думаем, что видим за чёрной дырой след, в котором газ охлаждается и способен образовывать звезды. Таким образом, мы наблюдаем звездообразование за чёрной дырой, — сказал ведущий автор исследования. — То, что мы видим, это последствия. Как след за кораблем, мы видим след за чёрной дырой». Учитывая, что шлейф за чёрной дырой почти в два раза ярче связанной с ним галактики, в следе должно быть много новых звёзд, полагают учёные.

Чёрная дыра не успевает поглотить вещество позади себя, поскольку движется очень быстро. Но и летящий впереди неё газ тоже падает на дыру не весь. Это ионизированный кислород, ярко светящийся на снимке либо от аккреции вещества на дыру, либо от ударных процессов. Что там происходит точно, учёные не берутся пока судить. Для этого будут проведены дополнительные исследования, включая наблюдения с помощью «Джеймса Уэбба».

То же событие на датчиках «Хаббла». Источник изображения: NASA, ESA

Условным началом этого необычного космического бильярда можно считать вероятное образование 50 млн лет назад двойной системы из чёрных дыр — она родилась из двух сошедшихся галактик. Затем появилась третья галактика со своей сверхмассивной чёрной дырой в центре и в системе началась гравитационная разбалансировка. Одна из трёх чёрных дыр получила импульс и была выброшена из галактики-хозяина. Она полетела в одну сторону, а пара других дыр — в другую. Похоже, что двойная система чёрных дыр тоже покидает галактику-хозяина, поскольку в её центре чёрные дыры не определяются, а на границе замечена активность.

Ждём новых данных от телескопов «Джеймс Уэбб» и «Чандра». Обнаруженное астрономами событие настолько необычное, что оно ещё сможет удивить.

Наблюдения космической обсерватории «Хаббл» поставили точку в вопросе существования двойных квазаров в ранней Вселенной. Орбитальный телескоп однозначно перевёл объект SDSS J0749 + 2255 из кандидата во впервые подтверждённую двойную систему квазаров на этапе примерно 3 млрд лет после Большого взрыва. Открытие позволит обнаружить больше подобных объектов, а это путь к пониманию эволюции сверхмассивных чёрных дыр, о которой наука знает мало.

Двойной квазар в представлении художника. Источник изображения: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Объект SDSS J0749 + 2255 был обнаружен космической обзорной астрометрической обсерваторией Gaia. «Гайя» не смотрит так далеко. Точнее, основная её задача — астрометрия или определение трёхмерных координат и радиальных скоростей ближайших к нам звёзд, прежде всего в нашей галактике. Однако датчики «Гайи» улавливают также свет далёких и особенно таких ярких объектов, как квазары (активных галактических ядер и, по совместительству, сверхмассивных чёрных дыр в их центрах).

В данных «Гайи» объект SDSS J0749 + 2255 выглядел скачущим по небу подобно далёкому перемигиванию сигнализации на железнодорожном переезде. Детальное изучение объекта с помощью других астрономических приборов и другими обсерваториями показало, что это пара активных ядер двух сходящихся галактик или квазаров. Поскольку квазары вспыхивали ярче, когда чёрные дыры в их центрах захватывали ближайшее к ним вещество, и это происходило случайным и далеко не синхронным образом, со стороны это выглядело, как прыжки яркого объекта с одного места в небе на чуть-чуть другое.

Двойной квазар на датчиках «Хаббла». Источник изображения: NASA, ESA

Разобраться с объектом и определить до него расстояние помогли наблюдения в целом спектре диапазонов земными обсерваториями им. Кека, «Джемини», VLA и космическими телескопами «Чандра» и «Хаббл». Подвёл черту под исследованиями «Хаббл», который чётко показал, что мы имеем дело с двойным квазаром — двумя активными ядрами галактик, начавших слияние. Расстояние между квазарами оказалось сравнимо с размерами галактики и они начали гравитационное взаимодействие. Согласно расчётам, через 220 млн лет после этого чёрные дыры в их центрах образуют двойную систему и со временем сольются, образуя сверхмассивную чёрную дыру и старую сверхмассивную галактику.

«Мы начинаем открывать вершину айсберга ранней популяции двойных квазаров, — сказал один из ведущих авторов работы, опубликованной в Nature. — В этом уникальность данного исследования. Оно фактически говорит нам, что эта популяция существует, и теперь у нас есть метод идентификации двойных квазаров, которые разделены менее чем размером одной галактики».