Космос

[batkov]

Ультима Туле переименовали в Аррокот
 1:21 13/11/2019
 

Спойлер   :

Объект пояса Койпера (486958) 2014 MU69, который в этом году посетила АМС “Новые Горизонты” и ранее именовавшийся Ультима Туле в честь далёкой северной мифологической страны, получил официально новое имя – Аррокот, что переводится как «небо» с языков алгонкинских племён.

Имя Ультима Туле подверглось серьёзному пересмотру после того, как репортер Newsweek указал на то, что германские нацисты использовали это словосочетание для обозначения мифической родины арийцев.

12 ноября НАСА согласно правилам Международного Астрономического союза провело церемонию присвоения MU69 нового официального названия Аррокот (Arrokoth). Название было взято из культуры коренных американцев штата Мэриленд, где находится центр управления полётом АМС “Новые Горизонты” и КТ “Хаббл”, с помощью которого был открыт Аррокот.

Многочисленные данные, полученные станцией во время посещения Аррокота, до сих пор переправляются на Землю. Пока что известно, что он имеет странную форму, похожую на пару слипшихся блинов, что указывает на относительно мягкое столкновение двух тел, как механизма его появления. Он также покрыт метановым или азотным льдом, придавая ему красноватый оттенок. Такие объекты, как Аррокот, были строительными блоками планет Солнечной системы, поэтому исследователи надеются, что изучение этого и родственных холодных миров поможет нам понять, как образовались и устроены планеты.

[batkov]

Астрономы проводят одно из самых подробных исследований звездного гало
 5:31 14/11/2019
 


Международная команда астрономов использовала телескоп «Субару» для изучения звездного гало близлежащей галактики Мессье 81. Эти наблюдения позволили провести одно из самых подробных на сегодняшний день исследований звездного гало.

Спойлер   :

Звездные гало представляют собой сферические популяции звезд и шаровых скоплений, окружающие большинство дисковых галактик. В гало обычно находятся самые древние и бедные металлами звезды. Поэтому звездные гало могут содержать ценную информацию о формировании и эволюции галактик. Однако из-за низкой светимости звездные гало с трудом поддаются наблюдениям.

Расположенная на расстоянии примерно 12 миллионов световых лет от нас, галактика М81 представляет собой спиральную галактику размером примерно вполовину меньше Млечного пути. Открытая в 1774 г., эта галактика принадлежит к одноименной группе галактик М81, которая также включает галактики Мессье 82 (М82), NGC 3077, а также десятки других галактик. Галактика М81 в настоящее время взаимодействует с галактиками M82 и NGC 3077, и это слияние является одним из самых близких к нам крупных слияний галактик.

В новом исследовании группа астрономов во главе с Адамом Смеркиной (Adam Smercina) наблюдала гало галактики M81 при помощи камеры Subaru Hyper Suprime-Cam (HSC), установленной на телескопе «Субару». Эти наблюдения позволили проследить эволюцию гало в ходе события слияния галактик. Ученые нашли, что галактика М81 долгое время не испытывала крупных столкновений, и ее гало, радиус которого составляет примерно 98 000 световых лет, характеризовалось низкой металличностью. Однако теперь в процессе слияния с галактиками M82 и NGC 3077 свойства гало галактики М81 изменились за последние чуть более миллиарда лет, и гало теперь демонстрирует существенно обогатилось «металлами» (элементами тяжелее гелия) и стало демонстрировать более высокую металличность, рассказали астрономы.

[batkov]

Астероидный след на фоне Крабовидной туманности
 7:35 16/11/2019



На получаемых обсерваториями снимках нередко остаются следы, оставленные проходящими через их поле зрения объектами. Зачастую ими являются астероиды. В июне этого года команда астрономов и инженеров из ESA запустили волонтерский проект Hubble Asteroid Hunter. Его цель заключается в выявлении астероидных следов на архивных снимках космического телескопа «Хаббл». Их последующий анализ позволяет уточнить орбитальные характеристики уже известных астероидов, а также находить ранее неизвестные малые тела.

Спойлер   :

В качестве наглядного примера – фото галактики Андромеда до обработки с многочисленными следами, оставленными самолетами, спутниками и т. д.

Всего за 1.5 месяца 1900 волонтеров идентифицировало свыше 300 тысяч следов на 11 тысячах снимках «Хаббла». В их числе было и представленное ниже изображение, сделанное космической обсерваторией в 2005 году. На снимке запечатлена Крабовидная туманность.

Крабовидная туманность является одним из самых знаменитых объектов на небе. Она расположена на месте вспышки сверхновой, наблюдавшейся в 1054 году. Туманность состоит из выброшенного в ходе звездного коллапса вещества. В ее центре находится пульсар, вращающийся со скоростью 30 оборотов в секунду.  Сложная форма туманности объясняется взаимодействием остатка сверхновой с веществом, выброшенным погибшей звездой до и во время взрыва. Поток испускаемых пульсаром высокоэнергетических частиц врезается в окружающее газовое облако, что приводит к образованию ударных волн, чем-то напоминающих расходящиеся круги на воде.

В центральной части изображения Hubble можно увидеть тонкую кривую линию. Это и есть астероидный след. Он оставлен 2001 SE101 — объектом Главного пояса, открытым в рамках обзора LINEAR  в 2001 году.

[batkov]

Инженеры из APL согласовали дизайн аппарата DART

 22:28 16/11/2019
Команда ученых и инженеров из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL) согласовала финальный дизайн аппарата DART (Double Asteroid Redirection Test). Цель его миссии заключается в проверке возможности изменения орбиты малого тела путем кинетического воздействия. Проще говоря, ученые оценят, как скажется на астероиде столкновение с космическим аппаратом.

Спойлер   :

Целью DART станет 780-метровый двойной астероид Дидим (65803 Didymos). В октябре 2022 г. зонд врежется в спутник Дидима — 160-метровый астероид S/2003 (65803) 1, также известный под неофициальным названием Didymoon. Ожидается, что удар изменит орбитальную скорость этого объекта примерно на 0.4 мм/c. Это, в свою очередь, приведет к изменению его периода обращения на несколько минут.

За столкновением DART с астероидом и его последствиями будут наблюдать радары и сеть наземных обсерваторий. В 2023 году ESA планирует запустить к Дидиму миссию Hera, которая достигнет его в 2026 году. Европейский аппарат тщательно обследует кратер, оставшийся после столкновения, и проведет комплексное изучение обоих тел системы. Эти данные дополнят результаты наземных наблюдений, а также помогут астрономам лучше понять свойства и эволюцию двойных астероидов.



С технологической точки зрения, конструкция DART не отличается особой сложностью. Масса зонда составит 500 кг. На его борту не будет никаких научных инструментов, кроме камеры высокого разрешения DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Op-nav), необходимой для навигации, наведения на астероид Дидим и его съемки. В качестве силовой установки на зонде будет установлен ксеноновый ионный двигатель NEXT (NASA Evolutionary Xenon Thruster).



В апреле следующего года NASA должно формально одобрить изготовление компонентов и сборке DART. Аппарат будет запущен в космос в июне 2021 года при помощи ракеты Falcon 9.

[batkov]

Орион А в инфракрасном диапазоне
 17:42 18/11/2019
 


Звезды образуются в гигантских облаках газа и пыли, которые пронизывают галактики, такие как Млечный Путь. На этом изображении показано одно такое облако, известное как Орион А, которое было замечено космическими обсерваториями ESA Гершель и Планк.

Спойлер   :

В 1350 световых лет от нас Орион А – ближайший к нам звездный питомник в полутяжелом весе. Облако заполнено газом – на самом деле оно содержит так много материала, что оно способно произвести десятки тысяч Солнц. Наряду со своим родным братом, Орионом В, облако образует комплекс молекулярных облаков Ориона, обширный звездообразующий регион в созвездии Ориона, который наиболее заметен на ночном небе в течение зимы в северном полушарии или в течении лета в южном полушарии.

Различные цвета, видимые здесь, указывают на свет, излучаемый межзвездными пылинками, смешанными с газом, телескоп Гершель наблюдал за длинноволновыми инфракрасными и субмиллиметровыми волнами, в то время как текстура слабых серых полос, растягивающихся по всему кадру, основана на измерениях телескопа Планка. Это направление поляризованного света, испускаемого пылью, показывает ориентацию магнитного поля.

Как видно на изображении, подобно этому, пространство между звездами не пустое, а заполнено прохладным веществом, известным как межзвездная среда (ISM) – смесь газа и пыли, которая часто слипается. Когда эти скопления становятся достаточно плотными, они начинают разрушаться под действием собственной силы тяжести и становятся все горячее, горячее, плотнее и плотнее, пока не зажгут что-то захватывающее: создание новых звезд.

Магнетизм является важной составляющей ISM. Магнитные поля пронизывают Вселенную и помогают облакам материи поддерживать тонкий баланс между давлением и гравитацией, что в конечном итоге приводит к рождению звезд. Механизмы, которые противодействуют гравитационному коллапсу звездообразных облаков, остаются несколько неясными, но недавнее исследование показывает, что межзвездные магнитные поля играют важную роль в управлении потоками веществ в ISM и могут быть ключевым игроком в предотвращении межзвездно-облачных коллапсов.

Исследование показало, что вещество в ISM связано с окружающим магнитным полем и может двигаться только вдоль его линий, создавая своего рода «конвейерные ленты» из выровненного по полю вещества, как и следовало ожидать от воздействия электромагнитных сил. Когда они взаимодействуют с внешним источником энергии, таким как взрыв звезды, эти потоки вдоль линий магнитного поля сходятся. Процесс создает сжатый карман более высокой плотности, который, по-видимому, перпендикулярен самому полю. По мере того, как все больше и больше материи стекает внутрь, эта область становится все более и более плотной, пока в конечном итоге она не достигнет критической плотности для гравитационного коллапса и не смягчит себя, что приведет к образованию звезды.

Данные, составляющие это изображение, были собраны во время наблюдений телескопом Планка на всем небе и «Обзора пояса Гулда» телескопа Гершель. Работая до 2013 года, телескопы Гершель и Планк сыграли важную роль в исследовании холодной и далекой Вселенной, проливая свет на многие космические явления, от образования звезд в нашей галактике Млечный Путь и до истории расширения всей Вселенной.

[batkov]

Ученые оценили шансы найти обитаемые миры в системе Альфа Центавра
 17:46 21/11/2019
 


Астрофизики смоделировали орбитальные параметры экзопланет в ближайшей к нам звездной системе Альфа Центавра AB, и выяснили, что вряд ли эти планеты будут обитаемыми. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

Спойлер   :

Примерно половина всех звезд нашей Галактики принадлежит к двойным системам.
Американские исследователи из Технологического института Джорджии и НАСА решили выяснить, какими параметрами должны обладать планеты в таких системах, чтобы там могла существовать жизнь.

Они провели моделирования на примере ближайшей к нам двойной системы Альфа Центавра AB, где звезда В размером с Солнце и более крупная звезда А вращаются вокруг общего центра на орбитах, расположенных как Солнце и Уран. Ученые рассчитали пределы изменений орбитальных параметров экзопланет в обитаемой зоне вокруг звезды В с учетом влияния звезды А и выяснили, что развитию сложной жизни способствует, главным образом, устойчивость наклона оси вращения планеты.

Исследователи начали с того, что сравнили, в каких пределах менялся угол наклона оси у Земли и Марса, и как это повлияло на условия обитания. Для нашей планеты этот параметр в течение всей геологической истории оставался практически постоянным, что обеспечивало стабильность климата и создавало условия для постепенной эволюции биологических видов. И, наоборот, резкие колебания наклона оси Марса стали причиной регулярных смен климата и разрушения атмосферы.

Ось вращения Земли находится под небольшим углом к ее орбите, который колеблется от 22,1 до 24,5 градусов с периодичностью 41 тысяча лет. Это колебание называется прецессией. Малая прецессия Земли связана с тем, что положение ее оси стабилизируется благодаря гравитационным связям с крупным спутником — Луной. В противном случае упругие взаимодействия с Меркурием, Венерой, Марсом и Юпитером вызывали бы более существенные отклонения оси, особенно в моменты возникновения резонансов.

Ось Марса прецессирует между 10 и 60 градусами каждые два миллиона лет. При наклоне на 10 градусов атмосфера конденсируется на полюсах, создавая ледяные шапки. При 60 градусах ледяной пояс образуется вокруг экватора.

“Если бы у нас не было Луны, наклон оси Земли мог бы изменяться примерно на 60 градусов, — приводятся в пресс-релизе института слова руководителя исследования Билли Куорлза (Billy Quarles). — Возможно, тогда Земля выглядела бы как Марс”.

Затем исследователи смоделировали орбитальные параметры потенциальной экзо-Земли в пригодных для обитания зонах системы Альфа Центавра. Результат оказался неутешительным. В окрестностях двух главных звезд системы — А и В — пока не обнаружено никаких экзопланет, но скорее всего, они окажутся необитаемыми, так как прецессия их осей будет очень высокой.

В более мелкой системе красного карлика Проксима Центавра экзопланета есть —Проксима Центавра b. Но согласно модели, разработанной авторами статьи, у нее слишком сильная прецессия, что исключает ее из числа обитаемых.

Результаты исследования указывают на то, что шансы на успех миссии StarShot — нанозонда, который должен отправиться в систему Альфа Центавра в поисках обитаемых планет, невелики.

[batkov]

Хаббл наблюдает за излучением галактики NGC 3749
 14:06 23/11/2019



Это изображение запечатлел космический телескоп Хаббл НАСА/ЕКА. Он обратил свой мощный взгляд на галактику под названием NGC 3749.

Когда астрономы исследовали содержимое и составные части галактики где-то во Вселенной, они использовали различные методы и инструменты для этого. Одним из них является распространение входящего спектра света из этой галактики и изучение его свойств. Это делается почти так же, как стеклянная призма разделяет белый свет на составляющие его длины волн, создавая радугу. Охотясь за определенными признаками излучения от различных элементов в спектре света галактики – так называемые линии излучения – или, наоборот, признаки поглощения от других элементов – так называемые линии поглощения – астрономы могут начать изучать то, что может происходить внутри галактики.

Если спектр галактики показывает много линий поглощения и мало линий излучения, это говорит о том, что ее звездообразующий материал исчерпан и что ее звезды в основном старые, в то время как противоположное предполагает, что она может разрываться из-за образования новых звезд и интенсивных звездных новорождений. Этот метод, известен как спектроскопия, он может рассказать нам о типе и составе галактики, плотности и температуре любого излучающего газа, скорости образования звезд или о том, какой массивной может быть центральная черная дыра галактики.

В то время как не все галактики показывают сильные эмиссионные линии, у NGC 3749 она явно присутствует. Галактика находится на расстоянии более 135 миллионов световых лет и является умеренно светящейся. Галактика использовалась в качестве «контроля» в исследованиях особо активных и светящихся галактик, центры которых известны как активные галактические ядра, которые испускают обильное количество интенсивного излучения. По сравнению с этими активными родственниками, NGC 3749 классифицируется как неактивная галактика и не имеет известных признаков ядерной активности.

[batkov]

Новая модель поможет спрогнозировать ряд солнечных явлений
 10:23 24/11/2019
 


Международная группа ученых, включающая исследователя из Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), разработала модель, описывающую изменения, происходящие в солнечной плазме. Это поможет глубже понять солнечную динамику и даст новые ключи к пониманию и прогнозированию событий космической погоды.

Бета (β) плазмы представляет собой важную величину, позволяющую оценить меняющиеся роли плазмы и давления магнитного поля в солнечной атмосфере. Она связана с магнитным полем нашего светила, а также является одним из факторов возникновения солнечных явлений, таких как солнечный ветер, корональные выбросы массы и вспышки; эти явления оказывают непосредственное влияние на космическую погоду.

Доктор Дженни Родригес (Jenny Rodriguez) из Космического центра Сколтеха вместе с коллегами из Германии и Бразилии разработали модель для оценки изменений беты плазмы в солнечной атмосфере. В частности, они получили описание беты плазмы в короне Солнца за предыдущие солнечные циклы (примерно за 22 года). Исследователи нашли, что наибольшее влияние на эту величину в ходе обоих проанализированных циклов оказывали солнечные факелы и области спокойного Солнца (quiet Sun regions).

Солнечные факелы и QS-области обусловливают изменения магнитного и кинетического давления на высотах, соответствующих солнечной короне. Они могут оказывать прямое влияние на космическую погоду и возможности ее прогнозирования. Эти результаты позволяют по-новому взглянуть на солнечную динамику, пояснили авторы.

«Бета плазмы представляет собой очень важную величину для описания солнечной атмосферы. Солнечная атмосфера представляет собой природную лабораторию для изучения физики плазмы; мы можем проанализировать ее динамику и попытаться понять происходящие в ней явления. Мы считаем, что наши находки помогут пополнить растущий багаж знаний человечества о динамике нашего светила и позволят точнее предсказывать космическую погоду», – сказала доктор Родригес.

[batkov]

Гравитационно-волновая астрономия позволит наблюдать «симфонию черных дыр»
 5:51 28/11/2019



Черные дыры являются одними из самых загадочных объектов во Вселенной, и тем не менее они до сих пор ускользают от наблюдений, поскольку их гравитация является настолько мощной, что даже свет не может покинуть их пределов. Чтобы обнаружить в космосе черные дыры астрономы обратились к бурно развивающейся сегодня области науки, называемой гравитационно-волновой астрономией.

Спойлер   :

Гравитационные волны представляют собой искажения, или рябь, пространства-времени, возникающие в результате движения массивных объектов. В 2015 г. астрономы впервые зарегистрировали движение гравитационных волн при помощи детекторов наземной обсерватории Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), расположенной на территории США. В этом случае волны были сформированы при столкновении двух массивных черных дыр, образующих двойную систему.

Используя обсерваторию LIGO и другие методы наблюдения, в новом исследовании астрономы хотят нарисовать более полную картину природы черной дыры – в частности, описать черные дыры, относящиеся к малоизученной категории черных дыр промежуточной массы.

«Когда я присоединился к команде LIGO, я понял, что те годы, которые я провел, создавая модели черных дыр на основе принципов Общей теории относительности, прошли не зря, и теперь мои результаты могут быть использованы для разработки новой стратегии поиска черных дыр промежуточной массы», – сказал Каран Яни (Karan Jani), астрофизик из Университета Вандербильда, США, и главный автор нового исследования.

В своей работе Яни и его коллеги показывают, что эксперимент LIGO, чувствительный к гравитационным волнам относительно высоких частот, и будущая космическая миссия LISA [Laser Interferometer Space Antenna], воспринимающая более низкие гравитационно-волновые частоты, могут быть эффективно использованы совместно для обнаружения черных дыр промежуточной массы.

В настоящее время астрономы обнаружили большое число черных дыр звездной массы, возникающих при коллапсе массивных звезд, а также сверхмассивных черных дыр, лежащих в центрах галактик, однако до сих пор ученым не удалось провести надежные наблюдения средних по размеру черных дыр. В этих поисках важно проводить наблюдения гравитационных волн в различных частотных диапазонах – не только в высоком (LIGO), но также и в низком (LISA), что подобно прослушиванию музыки, исполняемой целым многоголосым симфоническим оркестром, вместо одних лишь высоких частот одинокой скрипки, добавляет Яни.

[batkov]

Найдена рекордно крупная черная дыра звездных масс
 18:16 28/11/2019


Астрономы обнаружили широкую двойную систему из яркой звезды и невидимого массивного объекта. По современным представлениям компаньонов в таком случае может быть только черная дыра, которая должна быть тяжелее Солнца примерно в 68 раз. Это делает ее наиболее крупной из известных представителей группы таких объектов, масса которых сравнима со звездными, пишут авторы в журнале Nature.

Черные дыры — это объекты с такой большой гравитацией, что никакое тело не может удалиться из их непосредственной окрестности на бесконечность, даже свет. С точки зрения наблюдения выделяют три основных типа таких объектов: черные дыры звездных масс, промежуточных масс и сверхмассивные.

Спойлер   :

Эта классификация отражает как разные механизмы формирования, так и разные проявления. В частности, все известные до недавнего времени черные дыр звездных масс (помимо зарегистрированных посредством гравитационных волн) были обнаружены в рентгеновских двойных. В таких системах вещество обычной звезды перетекает на компактный объект, при этом разогреваясь до миллионов градусов и испуская высокоэнергетическое излучение.

На данный момент все известные в Млечном Пути черные дыры звездных масс не более чем в 20 раз тяжелее Солнца. Это хорошо согласуется с теорией звездной эволюции, которая описывает рождение таких объектов в результате взрывов сверхновых. Вместе с тем модели предсказывают, что экстремально тяжелые звезды должны заканчивать жизни в виде парно-нестабильных сверхновых, после взрывов которых не остается компактного объекта.

Астрономы под руководством Лю Цзифэна (Liu Jifeng) применили новый способ поиска черных дыр и обнаружили в нашей Галактике объект с массой порядка 68 солнечных. Авторы использовали метод лучевых скоростей, которым обычно ищут экзопланеты. Для обнаружения тела с его помощью необходимо фиксировать периодические смещения линий в спектре звезды, по которым можно вычислить орбитальные и физические параметры невидимого компаньона.

Поиск проходил в рамках длительной программы наблюдений спектроскопических двойных на китайском телескопе LAMOST. Всего изучалось около 3000 источников в направлении на антицентр Млечного Пути. У одной из звезд в этом поле, LB-1, обнаружились периодические вариации лучевой скорости, которые затем были независимо подтверждены наблюдениями на других телескопах.

Точные спектроскопические данные позволили определить параметры звезды с высокой точностью. Температура ее поверхности составляет около 18100 кельвин, логарифм силы тяжести — 3,43, масса — 8,2 солнечных, а расстояние — 4,23 килопарсека. В ее излучении нашли закономерные смещения линий с периодов в 78,3 дня, которые соответствуют амплитуде лучевой скорости в 52,8 километров в секунду.

Этих данные недостаточны для определения массы компаньона, так как неизвестен угол наклона плоскости орбиты системы относительно луча зрения. Однако даже в случае прямого угла получается масса в 6 солнечных, что уже однозначно классифицирует объект как черную дыру. Однако ученые показывают, что наблюдаемое от источника свечение в линии Hα не может быть связано с видимой звездой, диском вокруг нее или фоновым объектом, так как ее ширина составляет 300 километров в секунду. Следовательно, это излучение связано с диском вокруг черной дыры, что позволяет независимо определить ее массу, которая соответствует 68 солнечным с ошибками около 12. Это также позволяет определить угол наклонения, который в данном случае оказывается равен 15–18 градусам.

Обнаруженный объект исключителен сразу по нескольким параметрам. Во-первых, эта самая тяжелая непосредственно обнаруженная черная дыра звездных масс. Во-вторых, она входит в самую широкую известную двойную с черной дырой в составе, из-за чего не видна как рентгеновский источник. В-третьих, ее масса примерно в два раза превышает предельную начальную массу для формирующихся в результате взрывов сверхновых черных дыр.

Ограничение на максимальную массу черной дыры сильно зависит от металличности исходной звезды, то есть от концентрации в ней элементов тяжелее гелия. Однако LB-1 по этому показателю соответствует Солнцу, из чего можно ожидать примерно такой же металличности и у звезды-предшественника обнаруженной черной дыры. В таком случае на момент образования она не должна была быть тяжелее 25 масс Солнца.

Авторы предлагают несколько возможных сценариев формирования такого объекта. Эта черная дыра могла возникнуть после попадания дыры с разрешенной массой в крупную звезду примерно в 60 раз тяжелее Солнца. В таком случае значительная доля вещества может оказаться под горизонтом событий. Также такой объект мог образоваться после слияния пары черных дыр, появившихся после взрывов сверхновых. В таком случае изученная система должна была изначально быть тройной с парой очень массивных звезд на близкой орбите. Авторы не исключают, что этот объект теоретически может до сих пор быть очень тесной системой из двух черных дыр с массами около 35 солнечных.

Совсем недавно астрономы сообщали о другом рекорде — обнаружении исключительно маленькой черной дыры. Также ученые разрешили планетам формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр. О полученном ранее в этом году первом изображении тени черной дыры мы подробно писали в материале «Заглянуть за горизонт».

[batkov]

B цeнтpe Tpёxдoльнoй тумaннocти
 18:59 29/11/2019



Oблaкa cвeтящeгocя гaзa и пoлocы тёмнoй пыли — тaкoй выглядит Tpёxдoльнaя тумaннocть, oблacть звeздooбpaзoвaния в coзвeздии Cтpeльцa. Tpи oгpoмныe тёмныe пoлocы пыли, блaгoдapя кoтopым Tpёxдoльнaя тумaннocть и пoлучилa cвoe имя, cxoдятcя в цeнтpe тумaннocти. Cпpaвa видны гpуды нeпpoзpaчнoй пыли, и вcя тумaннocть пpoнизaнa пылeвыми вoлoкнaми. Heдaлeкo oт цeнтpa нaxoдитcя oдинoчнaя мaccивнaя звeздa, кoтopaя являeтcя ocнoвнoй пpичинoй cвeчeния Tpёxдoльнoй тумaннocти.

Tpёxдoльнaя тумaннocть, тaкжe извecтнaя пoд нaзвaниeм M20, являeтcя oднoй из caмыx мoлoдыx эмиccиoнныx тумaннocтeй — eё вoзpacт cocтaвляeт вceгo лишь 300 тыcяч лeт. Tумaннocть нaxoдитcя нa paccтoянии oкoлo 9 000 cвeтoвыx лeт, a eё чacть, пoкaзaннaя нa pиcункe, пpocтиpaeтcя нa 10 cвeтoвыx лeт. Этa фoтoгpaфия cocтaвлeнa из бaзoвoгo изoбpaжeния, пoлучeннoгo нaзeмным 8.2-мeтpoвым тeлecкoпoм Cубapу, a дeтaли взяты c дaнныx 2.4-мeтpoвoгo Kocмичecкoгo тeлecкoпa имeни Xaбблa, цвeтoвыe дaнныe пpeдocтaвлeны Mapтинoм Пaфoм, a вcё вмecтe coбpaл и oбpaбoтaл Poбepт Джeндлep.

[batkov]

Ученые ищут «память», оставленную гравитационными волнами
 11:20 07/12/2019
 


Гравитационные волны обрушиваются на всю Вселенную как рябь в пространстве-времени, вызванные некоторыми из самых катастрофических событий.

Спойлер   :

С помощью таких средств, как лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) и Virgo, мы можем теперь обнаружить самые сильные из этих волн, когда они омывают Землю. Но гравитационные волны оставляют после себя «воспоминание» («память») – постоянный изгиб в пространстве-времени – когда они проходят в пространстве. Теперь мы находимся на грани возможности обнаружения того, что позволит нам расширить наше понимание гравитации до предела.

Несмотря на то, что ей более века, общая теория относительности Эйнштейна является нашим современным пониманием того, как действует гравитация. С этой точки зрения, пространство и время объединяются в единую структуру, известную как пространство-время. Это пространство-время не просто фиксированная стадия, а она может изгибаться и сгибаться в ответ на действия материи и энергии.

Это изгибы пространства-времени продолжают указывать нам, как двигаются гравитационные волны. В общей теории относительности все, от света до ускоряющихся пуль и стартующих космических кораблей, путешествуют по прямым линиям. Но не в случае с гравитационными волнами, так как пространство-время вокруг них искривляется, заставляя их следовать по изогнутым траекториям – подобно попытке пересечь горный перевал по прямой линии.

То, что мы называем гравитацией, является результатом всего этого искривления пространства-времени и того факта, что у движущихся объектов нет иного выбора, кроме как следовать изгибам и волнам пространства-времени.

Как и любая другая гибкая поверхность, пространство-время не просто изгибается, но и вибрирует.

Если вы стоите на батуте, вы будете прогибать батут вниз. Если кто-то попытается пройти по батуту рядом с вами, он почувствует вашу «гравитацию» и будет вынужден следовать по извилистой траектории. Но на достаточно большом расстоянии, а «кто-то» не будет чувствовать вашу гравитацию, но он все равно будет двигаться в вашу сторону по искривленной линии.

Но если вы начнете прыгать на батуте, вы будете пропускать волны и дрожь через него и они будут зависеть от вашего движения.

Гравитационные волны действуют таким же образом, передавая энергию через рябь в ткани самого пространства-времени. Эта рябь возникает из-за почти всех возможных видов движения, но поскольку гравитация настолько слаба (это самая слабая сила природы), а гравитационные волны еще слабее, только самые энергичные движения будут способны создавать пульсации, способные быть обнаруженными с помощью инструментов здесь, на Земле.

До сих пор наши гравитационно-волновые обсерватории LIGO и Virgo обнаружили десятки катастрофических событий, связанных со слияниями массивных черных дыр и нейтронных звезд. Гравитационные волны от этих событий распространяются по всей Вселенной, омывая Землю. Когда они это делают, они очень ненамного (например на расстоянии меньшее ширины атома) перемещают вещи вокруг них.

Даже тебя, прямо сейчас сжимают и растягивают гравитационные волны на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли.

Почти любое движение вызывает генерацию гравитационной волны, от черных дыр, врезающихся друг в друга, до взмаха рукой.

Когда гравитационные волны распространяются в пространстве-времени, они становятся источником новых гравитационных волн, которые становятся источником новых гравитационных волн, которые становятся источником новых гравитационных волн и так далее. Каждое новое поколение волн слабее, чем предыдущее, но эффект накапливается в том, что ученые называют «памятью» пространства-времени – постоянное его искажение, оставшееся после проходящей гравитационной волны.

Другими словами, когда гравитационные волны накрывают вас, вы не просто растягиваетесь и временно сжимаетесь, вы остаетесь навсегда растянутыми.

Поскольку гравитационные волны настолько слабы, что мы еще не нашли никаких доказательств этой «памяти» пространства-времени, но они должны быть там, скрываясь в данных, взятых LIGO и Virgo.

Недавно группа астрономов проверила, что нужно, чтобы, наконец, увидеть «память» о гравитационных волнах. Поскольку каждое отдельное обнаружение оставляет только невероятно слабую «память», мы не сможем увидеть такие явления один за другим. Вместо этого нам нужно сложить несколько событий, чтобы собрать доказательства, необходимые для этого обнаружения.

А сколько событий нам понадобится? Исследователи предсказывают, что нам нужно будет записать около 2000 отдельных слияний черных дыр, прежде чем мы сможем обнаружить оставшуюся память. Это количество не произойдет в ближайшее время, но следующее поколение обсерваторий, которые как мы надеемся, будут собирать около 10 событий в день, смогут найти эту память в течение года наблюдений.

Эта постоянная память пространства-времени должна быть там – если наши прогнозы из общей теории относительности верны. И если мы не найдем ничего после нескольких лет поисков, нам придется пересмотреть наше понимание гравитации и посмотреть, не упустили ли мы еще что-нибудь.

[batkov]

Выяснены процессы образования звезд в дисках галактик
 4:39 09/12/2019


Сотрудники Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ изучили распространение звездообразования в галактических дисках различных типов и нашли связь между возрастом звездного скопления и расстоянием до ближайшей области ионизированного водорода. Результаты нового исследования позволят предсказать, где и когда произойдут вспышки звездообразования в галактиках в будущем. Работа исследователей опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Исследование процессов звездообразования важно для понимания процессов и физических явлений в межзвездной среде. Главную роль в ее динамике играет турбулентность. Но в новой работе российских астрономов показано, что в возмущенных несимметричных дисках галактик на всех масштабах пространства, а в правильных симметричных — на относительно малых масштабах заметный вклад вносят и другие физические процессы, такие как звездные ветры и вспышки сверхновых.

Ученые из ГАИШ МГУ — Александр Гусев и Елена Шимановская — провели исследование таких дисков, применив новый метод определения скоростей и направлений распространения волны звездообразования. Для этого они измеряли расстояния между молодыми звездными скоплениями и ближайшими к ним областями ионизированного водорода. Часть наблюдений была получена на новом телескопе Кавказской горной обсерватории ГАИШ МГУ.

Астрономы обнаружили зависимость возраста звездного скопления от расстояния до ближайшей области ионизированного водорода. Средний возраст звездных скоплений растет с увеличением расстояния до области ионизированного водорода согласно степенному закону. При этом показатель степени оказывается равен 1–1,2 для расстояний 40–200 пк и равен 0,4–0,9 на расстояниях 100–500 пк в галактиках с симметричной морфологией.

У галактик с асимметричной структурой диска ученые выявили более сложную и резкую зависимость (показатель степени 1,2 при расстояниях от 40 до 500 пк). Результаты работы подтверждают выводы предыдущих исследований о ведущей роли турбулентности в распространении звездообразования в пространственных масштабах до 500 пк и во временных масштабах до 300 млн лет. На меньших масштабах важную роль кроме турбулентности играют другие физические процессы — звездные ветры и взрывы сверхновых. В масштабе звездных ассоциаций (100–200 пк и менее) скорость распространения звездообразования оказалась почти постоянна и обычно не превышала нескольких километров в секунду.

Дальнейшие исследования позволят астрономам предсказывать, где и когда произойдут вспышки звездообразования в галактиках в будущем.

[batkov]

Процесс образования планет оказался проще, чем считалось ранее
 15:35 11/12/2019
 


Планеты появляются, когда частицы пыли слипаются в протопланетном диске, вращающемся вокруг молодой звезды. Но, достигнув определенного размера, они должны, наоборот, отскакивать друг от друга. Ученые нашли объяснение, почему этого не происходит.

Спойлер   :

У теории процесса формирования планет есть одна загвоздка, которую можно назвать «барьером отскока» — он препятствует скоплению частиц пыли, которые, ударяясь друг об друга, разлетаются в стороны. Так будет происходить до тех пор, пока не образуется массивный ком пыли, способный притягивать объекты. Но чтобы такой ком сформировался, требуется как-то преодолеть барьер отскока.

Дополнительную «липучесть» частицам может дать электрический заряд, выяснили ученые, опубликовавшие статью в журнале Physics Nature. В ходе эксперимента они встряхивали тысячи мелких стеклянных шариков, которые затем катапультировались на высоту более 100 метров, что должно было имитировать процесс рождения планет из протопланетных дисков.

В дисках, состоящих из пыли и газа, частицы будущих планет сталкиваются и слипаются, образуя все более и более крупные комки, пока они не достигают диаметра около одного миллиметра. В этот момент рост комков пыли замедляется, так как они начинают отскакивать друг от друга. Данное поведение не позволяло объяснить, как же формируются планеты. «Должен быть способ получить более крупные частицы», — говорит астрофизик-экспериментатор Тобиас Штайнпилз из Университета Дуйсбург-Эссен в Германии.

Поэтому Штейнпилз и его коллеги попытались воссоздать условия, при которых формируются планеты. Вместо протопланетной пыли исследователи использовали стеклянные шарики, каждый диаметром чуть меньше полмиллиметра, которые сталкивались друг с другом. Но эксперименту мешала гравитация Земли. В результате было решено использовать катапульту в Бременской башне высотой 120 метров, расположенной в Германии.

Камера с шариками и измерительным оборудованием подбрасывалась вверх, затем падала вниз в течение 90 секунд. Перед броском камера встряхивалась, что имитировало столкновения частиц. Во время столкновений шарики накапливали электрические заряды, отрицательные и положительные.

Оказалось, что во время падения шарики образовывали комки, некоторые из которых состояли более чем из тысячи шариков. И все благодаря электрическим зарядам.

Результаты эксперимента доказали, «что электростатические силы помогают преодолевать барьер отскока в лабораторных условиях», — комментирует опыт астроном Ричард Бут из Кембриджского университета. Но протопланетные диски состоят из натуральных материалов, а не из стекла.

Эксперимент с базальтовыми сферами, которые больше похожи на частицы реального протопланетного диска, показал, что базальтовые шарики заряжаются даже больше, чем стеклянные.

Теперь ученым предстоит решить другую проблему теории зарождения планет: почему большие комки частиц не разбиваются, сталкиваясь.

[batkov]

Галактики NGC 5394 и NGC 5395
 9:35 14/12/2019



«Все определяется силами, которые мы не можем контролировать … Люди, предметы или космическая пыль, мы все танцуем под таинственную мелодию, звучащую на расстоянии невидимым волынщиком», – писал Альберт Эйнштейн.

Спойлер   :

Галактики ведут изящное существование в космическом масштабе времени. На протяжении миллионов лет они могут заниматься сложными танцами, которые создают некоторые из самых изысканных грандиозных замыслов природы. Немногие так очаровательны, как галактический дуэт, известный как NGC 5394/5, иногда называемый Галактикой Герона. На этом снимке, полученном Обсерваторией Gemini Национальной исследовательской лаборатории по оптической и инфракрасной астрономии NSF, показано неотразимое взаимодействие этой пары.

Существование Вселенной зависит от взаимодействий – от мельчайших субатомных частиц до самых больших скоплений галактик. В масштабах галактики для раскрытия взаимодействий могут потребоваться миллионы лет, и этот процесс можно увидеть на этом изображении двух галактик, выпущенных сегодня Обсерваторией Gemini. Новое изображение запечатлело медленный танец пары галактик, находящихся на расстоянии около 160 миллионов световых лет, и показывает искорку последующего звездообразования, вызванного их взаимодействием.

Астрономы пришли к выводу, что две галактики уже когда-либо сталкивались. Однако галактические столкновения могут быть длительным процессом последовательных гравитационных столкновений, которые со временем могут превратить галактики в экзотические, неузнаваемые формы. Эти галактики, как и во всех галактических столкновениях, кружатся друг вокруг друга, поскольку расстояния между звездами в каждой галактике исключают реальные звездные столкновения, и их общая форма искажается только гравитацией каждой галактики.

Одним из побочных продуктов турбулентности, вызванной взаимодействием галактик, является слияние газообразного водорода в области звездообразования. На этом изображении эти звездные питомники показаны в виде красноватых сгустков, разбросанных по кругу в большой галактике (и несколько в меньшей галактике). Также видно пыльное кольцо в силуэте на фоне большой галактики. Подобная кольцевая структура видна на предыдущем изображении из Обсерватории Близнецов, вероятно, в результате другой взаимодействующей пары галактик.

Хорошо известная цель для астрономов-любителей, свет от NGC 5394/5 впервые пробудил интерес человечества, когда он был замечен Уильямом Гершелем в 1787 году. Гершель использовал свой гигантский телескоп длиной 20 футов, чтобы обнаружить две галактики в том же году, когда он обнаружил две луны Урана. Многие наблюдатели за звездами сегодня представляют две галактики как Цаплю. В этой интерпретации большая галактика – это тело птицы, а меньшая – ее голова, а ее клюв охотится на похожую, на рыбу фоновую галактику.

NGC 5394 и NGC 5395, также известные под общим названием Arp 84 или Галактика Герона, представляют собой взаимодействующие спиральные галактики на расстоянии 160 миллионов световых лет от Земли в созвездии Гончие Псы. Большая галактика NGC 5395 (слева) имеет ширину 140 000 световых лет, а меньшая – NGC 5394 – 90 000 световых лет.