Новости космических телескопов: Хаббл, Джеймс Уэбб, Чандра и другие

[boom]

«Джеймс Уэбб» открыл две экзопланеты, пережившие гибель своих звёзд

Космическая обсерватория им. Джеймса Уэбба сделала два редких наблюдения — напрямую увидела две экзопланеты в системах с белыми карликами. Это экзотика в квадрате — получить свет от планет вне Солнечной системы и ещё переживших смерть своей звезды.


Статья об открытии ещё не прошла рецензирование и находится на сайте arXiv. Экзопланеты-кандидаты были обнаружены прибором «Уэбба» MIRI в среднем инфракрасном диапазоне, когда в поле зрения телескопа попали белые карлики WD 1202-232 и WD 2105-82. Одна из потенциальных экзопланет располагается на расстоянии от звезды примерно в 11,5 раз дальше, чем Земля отстоит от Солнца. Второй кандидат находится ещё дальше от своей звезды — на удалении в 34,5 раза дальше, чем расстояние между нашей планетой и Солнцем.

Массы обеих экзопланет пока неизвестны. Для их определения необходимы новые наблюдения. По грубым оценкам, каждая из экзопланет может быть от 1 до 7 раз тяжелее Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы. Пока масса этих объектов не будет определена, они будут считаться кандидатами в экзопланеты. Их предыдущие орбиты, по-видимому, были намного ближе к звёздам. Вероятно, примерно на том месте, где сейчас находятся орбиты Сатурна и Юпитера. Когда звёзды в этих системах умирали и превращались в красных гигантов, их разросшиеся оболочки выжигали и выталкивали всё до орбиты Марса, и это могло также привести к изменению орбит экзопланет-гигантов.

Глядя на системы WD 1202-232 и WD 2105-82 мы фактически наблюдаем слепок с Солнечной системы примерно через 5 млрд лет, когда Солнце пройдёт стадию красного гиганта и сбросит внешнюю оболочку, оставив в центре системы остывающее ядро — белый карлик.


Кстати, от 25 % до 50 % наблюдаемых белых карликов демонстрируют повышенное содержание металлов по классификации астрономии — химических веществ тяжелее водорода и гелия. На примере наблюдаемых систем с выжившими планетами-гигантами можно предположить, что они сбрасывают на ядра звёзд астероиды и кометы, являясь источниками загрязнения остатков звёзд металлами. Тем самым планеты-гиганты могут считаться распространёнными телами в звёздных системах.

Ещё одно интересное наблюдение кандидатов в экзопланеты заключалось в том, что они были намного горячее в определённом диапазоне инфракрасного спектра, чем можно было бы ожидать. Это позволяет надеяться, что дополнительное тепло может поступать, например, от их спутников. Тем самым у нас появляется шанс впервые открыть экзолуну. Одним словом, обнаружены очень перспективные для наблюдений объекты и «Уэбб» ещё наверняка уделит им внимание.

[boom]

«Джеймс Уэбб» обнаружил самую невозможную из невозможных галактик в ранней Вселенной

Наблюдения последних лет за ранней Вселенной всё чаще позволяют обнаруживать там массивные галактики, образование которых не могут объяснить современные теории. Ещё больше таких объектов позволил найти космический телескоп «Джеймс Уэбб». Но свежее открытие вышло ещё дальше за рамки возможного — учёные обнаружили чрезвычайно массивную галактику, сформировавшуюся всего через 400 млн лет после Большого взрыва.


Строго говоря, галактика ZF-UDS-7329 попала в поле зрения наземных телескопов ещё в 2010 году. Она обнаружена на удалении 1,75 млрд лет после Большого взрыва (красное смещение z=3,205). Наземные телескопы способны работать на такой дистанции, но подтвердить истинное удаление этого объекта и состав его звёздного населения спектральными наблюдениями с Земли они не смогли. Семь лет исследований ZF-UDS-7329 ничего не принесли и только появление «Джеймса Уэбба» изменило правила игры.

С помощью приборов «Уэбба» учёные выяснили, что в спектре галактики ZF-UDS-7329 присутствуют следы очень древних для того времени звёзд. В основном возраст звёзд в далёкой галактике составил от 1 до 1,5 млрд лет. При этом масса звёзд в 4 раза превысила массу звёзд в нашей галактике Млечный Путь. Это выглядит невероятным. Получается, что массивная галактика сформировалась уже через 400 млн лет после Большого взрыва. Это очень сильно ограничивает базовые модели образования и эволюции галактик и фактически бросает вызов всем современным теориям астрофизики.

По нашим представлениям, для зарождения в те времена настолько массивных галактик банально не хватило бы тёмной материи, ведь считается, что именно она обеспечивает сборку вещества в пространстве и запуск звездообразования. Таким образом, новые открытия помогают также создать рамки для изучения этой загадочной и неуловимой субстанции, без которой не было бы звёзд, планет и нас с вами. Для дальнейшего изучения этого непростого вопроса понадобится сделать ещё множество открытий. Пока объект ZF-UDS-7329 обнаружен в единственном таком экземпляре. Для создания новых математических моделей эволюции звёзд и галактик нужны новые множественные открытия.

[boom]

«Джеймс Уэбб» впервые обнаружил в ранней Вселенной быстрорастущую сверхмассивную чёрную дыру

Ранняя Вселенная на красных смещениях больше 10 была в основном белым пятном для наблюдательной астрономии. Из смещения света в красный диапазон заглянуть дальше мог только инфракрасный телескоп, что привело к рождению «Уэбба». Открытия пошли косяком. Да, такие, что грозят изменить наши космологические теории. Ранняя Вселенная оказалась не пустыней, а средоточием удивительных вещей, включая зрелые массивные галактики и сверхмассивные чёрные дыры.


Новым удивительным открытием стало обнаружение быстрорастущей сверхмассивной чёрной дыры примерно через 700 млн лет после Большого взрыва. Намёк на её существование в те времена появился после одного из первых глубоких наблюдений «Уэбба» летом 2022 года за окрестностями сверхмассивного скопления галактик Abell 2744. На снимке по бокам и над скоплением были замечены три ярких красных точки, привлёкших внимание астрономов.

Анализ показал, что это один и тот же квазар — активный центр галактики или активно питающаяся сверхмассивная чёрная дыра, которая благодаря эффекту гравитационного микролинзирования отобразилась одновременно в трёх местах на небе. С помощью спектрометра «Уэбба», а также с привлечением радиотелескопа ALMA и рентгеновского телескопа «Чандра» группа астрономов внимательно изучила этот объект и пришла к далеко идущим выводам.

Измерения и моделирование показало, что квазар слишком тяжёлый для подобного среднестатистического объекта. Его масса достигает 3 % массы галактики-хозяйки, тогда как в окружающей нас Вселенной масса квазаров обычно составляет 0,1 % массы галактик. Открытие такого массивного и активно питающегося объекта, о чём говорит его красный цвет, и так рано после Большого взрыва, заставляет предположить, что учёные наткнулись на недостающее переходное звено между зародышем сверхмассивной чёрной дыры и ярким квазаром.


Учёных смущают участившиеся случаи открытия содержащих сверхмассивные чёрные дыры квазаров в первый миллиард жизни Вселенной. Нам непонятен процесс быстрого набора массы чёрными дырами за короткий промежуток времени. В теории зародышами сверхмассивных чёрных дыр могут быть чёрные дыры, рождённые смертью первых звёзд определённой большой массы, либо чёрные дыры, возникшие при прямом коллапсе газовых облаков вскоре после Большого взрыва. Обнаруженный учёными объект A2744-QSO1 на красном смещении z=7,045 демонстрировал высокий темп естественного роста, что может помочь объяснить механизмы эволюции сверхмассивных чёрных дыр на раннем этапе развития Вселенной.

Одного наблюдения определённо не хватит для построения стройных математических моделей эволюции сверхмассивных чёрных дыр. Но «Джеймс Уэбб» поможет набрать достаточно данных по таким объектам, и тогда своё слово скажут теоретики. Пока они не спешат разрушать космологические устои, требуя больше доказательств по наблюдаемым с помощью «Уэбба» явлениям.

[Administrator]

«Джеймс Уэбб» обнаружил облака затвердевшего спирта вокруг протозвёзд

Международная группа учёных при помощи прибора MIRI (Mid-Infrared Instrument) на космическом телескопе «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружила в скоплениях вещества вокруг протозвёзд IRAS 2A и IRAS 23385 ледяные соединения сложных органических молекул: этилового спирта и, предположительно, уксусной кислоты.


Некоторые из органических веществ, в том числе обнаруженные в рамках данного исследования в твёрдом агрегатном состоянии, ранее фиксировались в газообразном состоянии — учёные предположили, что вещество переходит из твердой в газообразную фазу посредством сублимации, то есть минуя жидкость. Обнаружение ледяной органики даёт учёным надежду лучше понять происхождение других, ещё более крупных молекул в космосе.

Исследователи пытаются выяснить, в какой степени эти органические вещества переносятся на планеты, появляющиеся на гораздо более поздних стадиях эволюции протозвёзд. Считается, что в ледяной фазе эти вещества легче переносятся из молекулярных облаков в диски, из которых формируются планеты, чем в более горячей газообразной фазе. В ледяном состоянии они могут попадать на кометы и астероиды, которые, в свою очередь сталкиваются с формирующимися планетами и доставляют на них ингредиенты для потенциального зарождения жизни.

Учёные также обнаружили более простые молекулы, в том числе муравьиную кислоту, метан, формальдегид и диоксид серы. Исследования показывают, что серосодержащие соединения играли важную роль в запуске метаболических реакций на молодой Земле. Особый интерес в данном исследовании представляет IRAS 2A — протозвезда малой массы, развитие которой может быть похожим на ранние стадии жизни Солнечной системы. Обнаруженные вокруг этой протозвезды органические вещества, возможно, также появились на ранних стадиях развития Солнечной системы, а впоследствии были доставлены на древнюю Землю.

[boom]

Такой Вселенную мы ещё не видели: ЕКА поделилась первыми научными снимками с космического телескопа «Евклид»
24.05.2024
На днях вышли первые научные работы по раннему циклу наблюдений за небом космической обсерваторией «Евклид» (Euclid). Этот созданный Европейским космическим агентством инструмент представил Вселенную в новом свете — его приборы одновременно улавливают видимый и инфракрасный свет, что позволяет делать «резкие» снимки на большую глубину вплоть до 10 млрд световых лет. Подобная детализация — это ключ к пониманию тёмной материи и тёмной энергии.

Строго говоря, все представленные сегодня изображения космических объектов ЕКА уже показывало в прошлом году. Но тогда это был беглый обзор, который сегодня подкреплён прочным научным анализом. И это не только работы по поиску тёмной материи и признаков тёмной энергии. Высокая чувствительность «Евклида» в расширенном диапазоне приёма света, а также более широкий, чем у «Хаббла» и «Уэбба» обзор позволяют новому европейскому космическому инструменту делать множество других открытий. Например, телескоп способен улавливать тусклые объекты — блуждающие планеты и коричневых карликов.

Но основная задача «Евклида» — это поиск и картирование скоплений тёмной материи во Вселенной, и изучение эволюции её скоплений во времени, что даст подсказку к оценке такого необъяснимого пока явления — как тёмная энергия и ускоренное расширение Вселенной.

Сильное гравитационное линзирование позволит идентифицировать объёмы и массы тёмной материи, а слабое — отследить эволюцию «тёмных сгустков» на протяжении 10 млрд лет эволюции Вселенной. Широкое поле охвата «Евклида» позволит сделать это с максимально возможной сегодня точностью.

К 2030 году, как ожидается, «Евклид» составит подробную карту распределения тёмной материи по Вселенной и во времени примерно на 30-% участке неба. К этому времени к нему присоединятся широкоугольные космические «супертелескопы» NASA им. Нэнси Грейс Роман и китайский «Сюньтянь». Эти инструменты восполнят пробелы в наблюдениях «Евклида», которые неизбежны для любого прибора. Но это будет уже другая история.

[Administrator]

«Хабл» прислал важнейший снимок за последнее время — он доказал, что телескоп способен работать на одном гироскопе

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 первое. Сегодня «Хаббл» доказал правильность выбора.

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».

[Administrator]

«Джеймс Уэбб» обнаружил идеально расположенные протозвёзды в звёздной колыбели

Учёные всего мира надеются на космический телескоп «Джеймс Уэбб», чтобы ответить на многочисленные вопросы. Благодаря огромному сегментированному зеркалу и чувствительности к инфракрасному излучению «Уэбб» идеально подходит для изучения сверхдалёких галактик, экзопланет и звёздообразований.

Группа астрономов из Лаборатории реактивного движения (JPL) под руководством Клауса Понтоппидана (Klaus Pontoppidan) опубликовала новые удивительные снимки звёздообразующего региона, сообщает ExtremeTech. Используя инструмент NIRCam телескопа Уэбб, команда сканировала туманность Змееносца, чтобы больше узнать о процессе звёздообразования. На снимках изображена группа молодых звёзд в туманности Змееносца, расположенного примерно в 1300 световых лет от Земли, извергающих струи газа, которые идеально выровнены в одном направлении.

«Астрономы давно предполагали, что при коллапсе облаков с образованием звёзд, они будут вращаться в одном направлении», — сказал Понтоппидан. «Однако мы никогда раньше этого не видели так явно. Эти выровненные вытянутые структуры по сути являются историческим открытием фундаментального процесса рождения звёзд», — добавил он.

Ярко-красные вытянутые структуры на снимках представляют собой ударные волны от столкновений потоков газа, выбрасываемых звёздами, с окружающим межзвёздным облаком. Этот газ состоит в основном из молекулярного водорода и окиси углерода и заметен в инфракрасном свете как ярко-красная вспышка. До Уэбба эти потоки газа от молодых звёзд были видны лишь как слабые пятна или были вообще невидимы. Телескоп же раскрыл внутренние процессы и ключевые моменты звёздообразования.

Туманность Змееносца имеет и другие интересные особенности, включая «Bat Shadow» (тень летучей мыши), ранее заснятую телескопом Хаббл. Она видна ближе к центру изображения и вызвана протопланетным диском, отбрасывающим тень на плотный газ позади него. А ближе к правой части изображения можно увидеть пределы возможностей Уэбба. Так, тёмные области в этом секторе представляют собой карманы газа, настолько плотного, что даже инфракрасный свет не может пройти сквозь них.

Космический телескоп James Webb работает всего около двух лет, но уже значительно расширил наше понимание Вселенной и подтвердил теоретически предсказанные процессы, такие как выровненные струи в туманности Змееносца. Благодаря успешному запуску, NASA считает, что Уэбб может проработать 20 лет, что вдвое превышает изначально запланированный срок службы.

[Administrator]

Экзопланета с экзотической атмосферой: сероводород и стеклянные дожди
Астрономы из Университета Джонса Хопкинса, используя космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб», обнаружили, что экзопланета HD 189733 b имеет атмосферу, насыщенную сероводородом, и там идут стеклянные дожди. Эта юпитероподобная планета расположена примерно в 13 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Температура на её поверхности достигает 930 °C, а скорость ветра — 8000 км/ч.

Экзопланета HD 189733 b была открыта в 2005 году и находится на расстоянии около 64 световых лет от Земли, что делает её одной из ближайших юпитероподобных планет, доступных для изучения. Несмотря на экстремальные погодные условия, эта планета представляет большой интерес для астрономов и ученых.

«Сера является ключевым элементом для образования сложных молекул, наряду с углеродом, азотом, кислородом и фосфором. Изучение её присутствия на других планетах помогает нам понять процессы их формирования», — пояснил Гуанвэй Фу (Guangwei Fu), астрофизик из Университета Джонса Хопкинса, руководивший исследованием, результаты которого были опубликованы в журнале Nature. Он добавил, что обнаружение сероводорода на других небесных телах может дать новые знания о формировании различных типов планет.

Команда ученых также провела измерения содержания тяжёлых металлов на HD 189733 b, аналогичных тем, что были найдены на Юпитере. Это может помочь соотнести количество этих элементов с массой планеты. Например, на Нептуне и Уране содержится больше металлов и других тяжёлых элементов, чем на Юпитере и Сатурне, где преобладают газы, такие как водород и гелий. Ученые предполагают, что состав планет связан с процессом их раннего формирования и стремятся выяснить, действует ли это правило и для экзопланет.

Фу и его коллеги планируют продолжать наблюдения за соединениями серы на других экзопланетах, чтобы определить, как высокое содержание этого элемента связано с расстоянием от звёзд, на котором формируются планеты. «Мы хотим понять, как такие планеты оказались на своих орбитах, и изучение их атмосфер поможет найти ответы на этот вопрос», — заключил Фу.

[Administrator]

Найден Вероятный Кандидат в Чёрные Дыры Промежуточной Массы — Он Был Прямо Перед Нами
11.07.2024

Обнаружение чёрных дыр — задача не из лёгких, так как они невидимы во всех спектрах излучения. Особенно трудны для поиска чёрные дыры промежуточной массы, чья масса составляет от 10 до 10 000 солнечных масс. Чёрные дыры меньшей и большей массы находят часто, а вот промежуточные словно исчезли. Однако новое исследование предполагает, что наиболее вероятный кандидат в чёрные дыры промежуточной массы скрывался прямо у нас на виду.

Открытие сделали учёные, изучая калибровочные данные космического телескопа «Хаббл». В течение более 20 лет телескоп калибровал свои приборы, фотографируя ближайшее к нам шаровое скопление Омега Центавра (NGC 5139) в нашей галактике. Это скопление находится в 18 тысячах световых лет от Земли и включает миллионы звёзд. За это время было собрано более 500 высококачественных снимков, что позволило тщательно изучить траектории движения звёзд.

Анализ траекторий звёзд в центре скопления выявил аномалию: скорости семи звёзд были слишком велики для того, чтобы они могли удерживаться в центре скопления. Что-то невидимое удерживало эти звёзды, и это что-то должно быть компактным и массивным. Моделирование показало, что наиболее вероятным объяснением этого явления является чёрная дыра с массой около 8200 солнечных масс или более. Также существует возможность, что это компактная группа чёрных дыр меньшей массы. В любом случае, учёные получили шанс на долгожданное открытие чёрной дыры промежуточной массы.

Вопрос о том, как чёрные дыры переходят из объектов малой массы в сверхмассивные, остаётся загадкой для науки. Логично предположить, что они должны расти постепенно, и во Вселенной должно быть множество чёрных дыр промежуточной массы. Однако их обнаружение до сих пор представляло проблему.

[Administrator]

Телескоп «Джеймс Уэбб» Захватил Кольцо с Драгоценными Камнями Космического Масштаба
Космический телескоп «Джеймс Уэбб», принадлежащий NASA, направил свой взор на далёкий астрономический объект, который визуально напоминает кольцо с драгоценными камнями. На самом деле это квазар RX J1131-1231, расположенный на расстоянии 6 миллиардов световых лет от Земли в созвездии Чаши.

Этот необычный вид квазара обусловлен эффектом гравитационного линзирования, который искажает его изображение. Галактика, расположенная между Землёй и RX J1131-1231, действует как гравитационная линза, искажая изображение квазара на заднем плане. В результате этого на снимке видны яркая дуга и четыре светящихся образования. По данным Европейского космического агентства (ESA), этот снимок является одним из лучших изображений «линзированных» квазаров на сегодняшний день.

Эффект гравитационного линзирования был предсказан Альбертом Эйнштейном. Проще говоря, этот эффект можно сравнить с работой увеличительного стекла. Массовые космические объекты искривляют пространство и время под действием своей гравитации, создавая увеличительный эффект, который позволяет астрономам заглядывать глубже в космос. При наблюдении за дальним источником света через другой космический объект, например галактику, свет искажается.

«Вся материя во Вселенной искривляет пространство вокруг себя, причём более массивные объекты создают более сильный эффект. Свет, проходящий рядом с очень массивными объектами, такими как галактики, следует за искривлённым пространством и отклоняется от своего первоначального направления. Одним из следствий гравитационного линзирования является то, что оно может увеличивать удалённые астрономические объекты, позволяя астрономам изучать их. Без этого эффекта такие объекты были бы слишком тусклыми или удалёнными», — говорится в сообщении ESA.

Этот снимок квазара RX J1131-1231, сделанный телескопом «Джеймс Уэбб», открывает новые возможности для изучения далёких объектов во Вселенной и подтверждает важность гравитационного линзирования в современной астрономии.