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

[Administrator]

Космический телескоп NEOWISE сгорел в атмосфере Земли
08.11.2024
1 ноября 2024 года инфракрасный космический телескоп NASA NEOWISE вошёл в плотные слои атмосферы Земли и сгорел, сообщило NASA в сети X (бывшая Twitter). Миссия телескопа продлилась чуть больше 14 лет. Большинство из них телескоп работал по расширенной научной программе, что послужило основой для разработки космического охотника за астероидами нового поколения.

Телескоп NASA NEOWISE был рождён как WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Его запустили в 2009 году. Основная научная работа телескопа завершилась в феврале 2011 года. На его борту закончился хладагент, охлаждавший инфракрасные датчики телескопа, и дальнейший поиск далёких и тусклых объектов стал невозможен. За год с небольшим работы WISE сделал множество открытий, включая обнаружение самой яркой инфракрасной галактики и ближайшего коричневого карлика. Даже сегодня собранные телескопом данные используются для научных исследований и будут использоваться в последующие годы.

В 2013 году телескоп WISE, более двух лет находившийся в режиме сна, разбудили для выполнения расширенной научной программы. На борту WISE оставались в работе два из четырёх инфракрасных датчиков, которые не нуждались в обязательном охлаждении. Так телескоп обрёл вторую жизнь и стал называться NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer). Как следует из названия, миссия телескопа заключалась в поиске околоземных объектов, которые, как нетрудно догадаться, могли угрожать нашей планете и земной цивилизации. Так NEOWISE поступил на службу в планетарную оборону и состоял на ней до конца июля 2024 года.

Бортовое оборудование NEOWISE было отключено 8 августа 2024 года. Телескоп спустился слишком низко над Землёй, чтобы он мог продолжать работать и просто оставаться на орбите. В NASA прогнозировали, что в зависимости от активности Солнца, которое на своём пике расширяет границы атмосферы, телескоп сгорит в период с декабря 2024 года по февраль 2025 года. Но Солнце в текущем цикле оказалось чрезвычайно активным и, по факту, NEOWISE сгорел в атмосфере уже 1 ноября.


Миссия NEOWISE будет продолжена новым охотником за астероидами — телескопом NEO Surveyor. Его запуск ожидается в 2027 году. Телескоп NEO Surveyor будет отправлен в точку Лагранжа L1 (между Солнцем и Землёй). Его датчики будут сконструированы и экранированы таким образом, чтобы использование хладагента не потребовалось. Телескоп NEO Surveyor поможет искать опасные астероиды, приходящие со стороны Солнца, которые сама звезда мешала наблюдать с Земли или с её орбиты. Отработанные на NEOWISE методики помогут сделать работу NEO Surveyor наиболее совершенной. Более 20 лет назад взорвавшийся над Челябинском метеорит пришёл со стороны Солнца и стал сюрпризом. NEO Surveyor поможет в будущем избежать подобных ситуаций.

[Administrator]

«Джеймс Уэбб» невольно поддержал альтернативную теорию гравитации
13.11.2024
Примерно 60 лет назад начала оформляться теория тёмной материи как нерегистрируемого вещества, играющего главную роль в зарождении объектов во Вселенной. Согласно принятой в космологии модели лямбда-CDM, звёзды и галактики на заре времён образовались благодаря «кучкованию» тёмной материи и концентрации вещества вокруг её сгустков. Альтернативной теорией стала модель MOND с переменной гравитацией. «Уэбб», говорят сторонники MOND, играет на их стороне.

Инфракрасная обсерватория им. Джеймса Уэбба далеко заглянула в раннюю Вселенную. Согласно модели Лямбда-CDM, первые галактики начали оформляться через 300–400 млн лет после Большого взрыва. В их формировании (и в зарождении звёзд) ключевую роль сыграла тёмная материя, благодаря которой обычное вещество собралось вместе и под действием гравитации сначала породило звёзды, а потом галактики, скопления галактик и сверхскопления галактик.

Если бы эта теория была верна, говорят сторонники модели MOND (Модифицированная ньютоновская динамика), то «Уэбб» увидел бы в ранней Вселенной слабые и тусклые галактики, которые превратились бы в яркие объекты намного позже — через миллиард и более лет после Большого взрыва. Вместо этого «Уэбб» раз за разом находит на рубеже 500–900 млн лет после Большого взрыва большие, яркие и развитые галактики, похожие, например, на Млечный Путь. Такое может объяснить только модель MOND, в которой не предусмотрен «костыль» в виде тёмной материи.

Чтобы подтвердить это, один из давних сторонников MOND — американский учёный Стейси Макго (Stacy McGaugh), провёл моделирование с учётом собранных «Уэббом» данных. Модель просчитала процесс роста множества галактик с учетом лямбда-CDM и MOND. Расчёт показал, что модель лямбда-CDM не смогла предсказать рост галактик до наблюдаемых «Уэббом», а MOND справилась с этой задачей ощутимо лучше. По мнению учёного, это доказывает, что поиски тёмной материи — пустое дело. Необходимо искать признаки MOND — изменений гравитации в зависимости от скоростей объектов.

[Administrator]

Астрономы обнаружили в раннюю эпоху все большую растущую черную дыру с использованием телескопов NASA.

На этой иллюстрации показана красная карликовая галактика ранней вселенной, в центре которой находится быстро питающаяся черная дыра. Используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба и рентгеновской обсерватории Чандра, группа астрономов обнаружила эту маломассивную сверхмассивную черную дыру в центре галактики всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Она втягивает материю с феноменальной скоростью — более чем в 40 раз превышающей теоретический предел. Несмотря на то, что «пир» этой черной дыры был недолгим, он мог бы помочь астрономам объяснить, как сверхмассивные черные дыры росли так быстро в ранней вселенной.

В центральной карликовой галактике ранней Вселенной художественный рисунок, который быстро растет черная дыра, содержит ценные подсказки об эволюции сверхмассивных черных дыр в целом. С другой стороны, группа астрономов, используя данные от Джеймса Уэбба и рентгеновской обсерватории Чандры, обнаружила ее. Они нашли эту сверхмассивную черную дыру с малой массой через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Черная дыра поглощает материю с феноменальной скоростью, более чем в 40 раз превышающей теоретический предел. Хотя этот «пир черной дыры» недолог, это представляет собой процесс «идеальный момент», чтобы помочь астрономам начать понимать, как сверхмассивные черные дыры росли так стремительно в ранней Вселенной.

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре всех галактик, и наши современные телескопы продолжают наблюдать их на удивительно ранних стадиях эволюции Вселенной. Невероятно проявить, как эти черные дыры могли разрастаться с таким авантюризмом и настолько быстро. С открытием сверхмассивной черной дыры малой массы, поглощающей материал с экстремальной скоростью так рано после рождения Вселенной, астрономы больше не остаются во мраке. Черная дыра, известная как LID-568, была найдена среди нескольких тысяч объектов, сфотографированных в обзоре наследия рентгеновской обсерватории Чандра COSMOS, который составила М интегральных секунд глубоких наблюдений. Эта популяция галактик яркая в рентгеновском свете, но практически невидима на оптических и ближних инфракрасных наблюдениях. Скорость и размер этих течений заставили команду сделать вывод о том, что значительная часть роста массы LID-568 могла произойти за один быстрый аккреционный эпизод. — имя астронома Международной обсерватории Джемини/NOIRLab, которая возглавила исследовательскую группу. Результаты описаны в статье «Сверх-Эддингтоновская аккреционная черная дыра ~1,5 млрд лет после Большого взрыва, наблюдаемая с помощью JWST», опубликованной в Nature Astronomy.

[Administrator]

Пара чёрных дыр влетела в межзвёздное облако и устроила «дискотеку» вселенских масштабов
16.11.2024
В марте 2021 года в далёкой-далёкой галактике была зарегистрирована вспышка, которую приняли за сверхновую и присвоили ей индекс 2021hdr. Через год там снова полыхнуло. А когда данные начала собирать установка для поиска транзиентов им. Цвикки в Паломарской обсерватории, вспышки стали фиксироваться каждые 60–90 дней. Сверхновые так себя не ведут. Эту «дискотеку» вселенских масштабов устроило что-то другое, и ответ вскоре нашёлся.

Исходя из первых впечатлений, учёные сочли произошедшее приливным разрушением звезды чёрной дырой. Однако продолжительность повторяющихся вспышек оказалась настолько большой, что на все наблюдаемые эффекты не хватило бы никакой звезды. Тут явно было что-то другое.

Несколькими годами ранее группа учёных провела моделирование захвата системой из двух чёрных дыр, вращающихся вокруг общего центра и приближающихся к слиянию, облака молекулярного газа. Эта модель лучше всего объяснила наблюдаемые в районе события 2021hdr вспышки. Две чёрные дыры взбалтывали облако и порционно поглощали его вещество, преобразуя аккрецию в вспышки энергии. Вспышки в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах позже были обнаружены в этой области космической рентгеновской обсерваторией «Свифт».

Собранный в разных диапазонах набор данных позволил рассчитать, что там, на расстоянии примерно 1 млрд световых лет от Земли, в созвездии Лебедя, вокруг общего центра тяжести вращается пара чёрных дыр общей массой 40 млн солнечных масс. Они находятся друг от друга на расстоянии 26 млрд км и совершают один оборот за 130 дней. Свету потребовались бы сутки, чтобы преодолеть пространство между ними. Через 70 тыс. лет эти чёрные дыры сольются. В их реальности это уже произошло миллиард лет назад, но до нас эхо от этого схлопывания докатится только через пропасть времени.

Если бы не случайно встретившееся на их пути облако межзвёздного газа, мы бы никогда не узнали, что в центре галактики 2MASX J21240027+3409114 происходит такая круговерть из чёрных дыр. Теперь учёные намерены изучить эту галактику внимательнее и оценить, насколько пара сливающихся чёрных дыр влияет на неё и ближайшие звёзды.

[Administrator]

«Уэбб» открыл в ранней Вселенной три огромные галактики — учёные не понимают, почему они так быстро сформировались
22.11.2024
В данных космической обсерватории им. Джеймса Уэбба учёные обнаружили трёх «Красных монстров» — три сверхмассивных для своего времени галактики, скорость формирования которых выходит за рамки современной космологии. Выборка небольшая, но она заставляет искать новые признаки нашего неточного понимания природы формирования звёзд и галактик на ранних этапах жизни Вселенной.


Международная группа учёных во главе с астрономами из Женевского университета (UNIGE) использовала собранные «Уэббом» данные по галактикам на красных смещениях от z=5 до z=9. Для этих значений возраст Вселенной составлял 1–1,5 млрд лет. По причине ускоренного разлёта звёзд и галактик во Вселенной длина волны фотонов становится длиннее и уходит во всё более красную область, что можно определить по спектральным измерениям. «Уэбб» как раз специализируется на таком. Тем самым он позволяет с приемлемой точностью определить расстояния до объектов и их массу.

Учёные отобрали для углублённого анализа 36 далёких массивных, пыльных, звездообразующих галактик. Из этого числа 33 галактики укладывались в рамки современных представлений о скорости их формирования, однако три вышли далеко за пределы моделей. За эту уникальность и сверхбольшую массу эти три объекта назвали «Красными монстрами». Расчёты показали, что для достижения наблюдаемых масс скорость рождения звёзд в них должна была быть на 50 % больше предсказываемой.

Нельзя исключать, что в данные наблюдений могли вкрасться ошибки. И всё же, учёные не исключают возможности, что в ранней Вселенной могли складываться условия для ускорения процессов рождения звёзд. Пока фактического материала недостаточно, чтобы потрясти основы современной космологии. Формируется лишь намёк на неполноту знаний о процессах и явлениях в ранней Вселенной. «Уэбб» вряд ли станет тем инструментом, который не оставит камня на камне на предыдущих воззрениях, но сомнения он заронил, а в науке нет ничего ценнее критики и здорового скептицизма.

[Administrator]

«Джеймс Уэбб» первым в истории нашёл «зигзаг Эйнштейна» — уникальное искривление пространства-времени
22.11.2024
Предсказанное 90 лет назад Эйнштейном гравитационное линзирование было подтверждено наблюдением через четыре года после публикации его работы. Это было сделано благодаря наблюдению искривления света звёзд гравитацией Солнца во время затмения. Десятилетия спустя, с появлением более совершенных телескопов, гравитационное линзирование стало популярным инструментом для изучения Вселенной. Но до недавнего времени никто не видел такого феномена, как «зигзаг Эйнштейна».

Началось всё с того, что астрономов заинтересовал далёкий квазар J1721+8842. Его первые наблюдения были проведены в 2017 году с помощью панорамного обзорного телескопа и системы быстрого реагирования (Pan-STARRS), расположенной в обсерватории Халеакала на Гавайях. Объект демонстрировал явление гравитационного линзирования, представ на снимках в четырёх экземплярах.

Как объяснил ещё в 1915 году Эйнштейн, материя тесно связана с пространством-временем. Массивные объекты искажают пространство-время, заставляя свет следовать этим изгибам. Изгибы, как линзы, фокусируют и направляют свет, отчего на снимках телескопов один и тот же объект будет двоиться, троиться и быть видимым одновременно в разных точках пространства. Чаще всего наблюдаются одиночные гравитационные линзы. Может быть, потому что их проще обнаружить? Но иногда возникают причудливые явления, такие как крест или кольцо Эйнштейна, когда фокусирующая свет далёкого объекта масса (галактика или скопление галактик вместе с собранной вокруг них тёмной материей) располагаются точно выверенным образом по отношению к объекту.

Квазар J1721+8842 оказался одним из таких уникальных объектов. А подключение к его наблюдению телескопа «Уэбб» сделало открытие поистине редким и первым в истории. Чувствительность «Уэбба» позволила выявить ещё две копии далёкого квазара — всего шесть. Оказалось, что свет от квазара, расположенного на удалении 11 миллиардов световых лет от нас, преломляется двумя массами — он дважды гравитационно линзируется. Сначала его свет преломляется далёкой галактикой на удалении 10 миллиардов световых лет, а затем более близкой к нам галактикой на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет от Земли. Все три объекта выровнены таким образом, что свет от квазара как бы совершает зигзаг в пространстве-времени, отклоняясь сначала одной галактикой, а затем другой. Такого эффекта ещё никто не наблюдал.

Более того, уникальное расположение линзирующих масс и источника света (квазара) позволяет одновременно провести два измерения — установить ограничения на определение постоянной Хаббла и ввести ограничения в уравнения для оценки тёмной энергии. Обычно можно либо одно, либо другое. Одновременная оценка обеих спорных величин даст науке больше, чем другие измерения.

Что касается постоянной Хаббла, то есть намёки на то, что её величина отличается в местной Вселенной и в ранней. Относительно тёмной материи вообще мало что понятно. Она «расталкивает» объекты во Вселенной и чем они дальше друг от друга, тем быстрее разлетаются в стороны. Две точки преломления света от J1721+8842 на разных концах Вселенной — это удобная возможность поискать отличия. Впрочем, учёные предупреждают, что выводы делать рано. Сначала необходима углублённая работа теоретиков с учётом полученных данных, а на это могут уйти годы.

[Administrator]

Вселенское ДТП на скорости 3,2 млн км/ч — «Джемс Уэбб» пролил свет на столкновение галактик
23.11.2024
Не секрет, что галактики могут сталкиваться, что ведёт к изменениям в ландшафте Вселенной и к эволюции самих галактик. Изучение последствий таких явлений позволит лучше понять основополагающие процессы мироздания и повысит точность прогнозирования. Интереснейшим объектом в этом плане остаётся самый опасный «перекрёсток» во Вселенной — так называемый Квинтет Стефана, где галактики сталкивались раньше и сталкиваются теперь.

Интерес к Квинтету Стефана — группе из четырёх взаимодействующих галактик (пятая случайно оказалась в кадре) — подчёркивается тем, что «Джеймс Уэбб» запечатлел этот объект в своей самой первой сессии научных снимков, как только приступил к научной работе. Ранее Квинтет Стефана снимали другие оптические и радиотелескопы. Последние дают наиболее полное представление о распределении газа и пыли в области столкновения и поведении фронта ударной волны от столкнувшихся гало галактик.

В новой работе учёные объединили данные с радиотелескопов Low Frequency Array (LOFAR), Very Large Array и спектрометра William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) на телескопе им. Уильяма Гершеля в Ла-Пальме (Испания) с изображениями «Джеймса Уэбба». Общие данные помогли в деталях воспроизвести место «аварии», в ходе которой галактика NGC 7318b на скорости 3,2 млн км/ч врезалась в останки предыдущих столкновений. Скорость фронта ударной волны оказалась настолько большой, что смогла сорвать электроны с орбит атомов межзвёздного газа и пыли. Возникли области плазмы, которые хорошо видны в данных радиотелескопов и на спектрометре.

«С момента своего открытия в 1877 году Квинтет Стефана пленил астрономов, потому что он представляет собой галактический перекрёсток, где прошлые столкновения между галактиками оставили после себя сложное поле обломков, — заявила Марина Арнаудова, руководитель группы и исследователь из Университета Хартфордшира. — Динамическая активность в этой группе галактик теперь возобновилась из-за того, что галактика пронеслась сквозь неё с невероятной скоростью более 2 миллионов миль в час (3,2 миллиона км/ч), что привело к чрезвычайно мощному удару, очень похожему на звуковой удар реактивного истребителя». Только этот «истребитель» двигался в 800 раз быстрее обычного...

«Наряду с деталями удара и разворачивающегося столкновения, которые мы видим в Квинтете Стефана, эти наблюдения дают замечательный взгляд на то, что может происходить в формировании и эволюции едва различимых слабых галактик, которые мы видим на пределе наших текущих возможностей», — добавил другой автор работы.

Для роботизированного спектрометра WEAVE это было первое наблюдение. Прибор начал работать с 2022 года и с тех пор занимает 70 % времени наблюдений телескопа, на который установлен. С его помощью ожидается множество новых открытий.