всё о космосе

[batkov]

Изучение шаровых скоплений звезд позволяет независимо оценить возраст Вселенной
 5:47 30/07/2020
 


Сегодня принято считать, что в эпоху формирования во Вселенной первых звезд, что происходило примерно 13 миллиардов лет назад, звезды быстро собирались в объединения, называемые шаровыми скоплениями. Затем эти скопления, в свою очередь, объединялись между собой, формируя первые галактики, которые росли за счет слияний и эволюционировали, начиная с тех самых пор. Поэтому астрономы давно подозревали, что самые древние звезды во Вселенной могут быть обнаружены в составе шаровых скоплений.

Spoiler for Hiden:

Таким образом, изучение звезд, входящих в состав этих скоплений, дает инструмент для определения возраста Вселенной – который до сих пор является до известной степени дискуссионным вопросом. В новой работе команда астрономов и космологов под руководством Дэвида Валчина (David Valcin) из Барселонского университета, Испания, провела изучение шаровых скоплений звезд, чтобы с их помощью определить возраст Вселенной. Полученные результаты указывают, что возраст нашего мира составляет около 13,35 миллиарда лет. Кроме того, эти находки могут помочь астрономам глубже понять расширение Вселенной.

В своем исследовании Валчин и коллеги изучили 68 шаровых скоплений звезд нашей Галактики, наблюдения которых проводились при помощи камеры Advanced Camera for Surveys (ACS) космического телескопа Hubble («Хаббл») НАСА/ЕКА. В частности, авторы изучили распределение звезд в составе скоплений на основе их звездной величины, которое было получено с использованием модифицированной версии изохрон, позволившей смоделировать данные.

В результате моделирования ученые установили, что возраст старейших шаровых скоплений звезд составляет 13,13 миллиарда лет. Прибавив к этой цифре время, необходимое для формирования самих шаровых скоплений звезд, Валчин и его команда получили оценку возраста Вселенной – 13,35 миллиарда лет (с доверительной вероятностью 68 процентов при статистической погрешности +-0,16 миллиарда лет и систематической погрешности +-0,5 миллиарда лет). Эта оценка сходится с предыдущей оценкой возраста Вселенной (на основе данных, полученных при помощи спутника Planck («Планк»), наблюдавшего реликтовое излучение) – 13,8+-0,02 миллиарда лет – однако новый метод имеет то преимущество, что он не основан на какой-либо конкретной космологической модели, а потому может быть использован для корректировки параметров такой модели, пояснили авторы.

[batkov]

Раскрыта загадка сверхновой звезды SN 1987A
 13:24 31/07/2020
 



Ученым, возможно, удалось найти разгадку сверхновой звезды SN 1987A, скрытой под плотными слоем облаков. После более чем тридцати лет с момента ее обнаружения выяснилось, что это, скорее всего, нейтронная звезда.

Spoiler for Hiden:

Прийти к такому выводу позволили данные радиотелескопа ALMA. Ученые из Университета Кардиффа смогли получить изображение SN 1987A в высоком разрешении, благодаря которому подтвердилось наличие пыльного внутреннего ядра, более яркого, чем области находящиеся вокруг. Это описание соответствует нейтронной звезде.

На протяжении трех десятилетий ученые из-за ограниченных технических возможностей не могли понять, что скрывается под обволакивающими SN 1987A облаками — нейтронная звезда или черная дыра. По словам Микако Маццуры, единственное объяснение состоит в том, что внутри должен присутствовать какой-то источник, который разогревает пыль, так что она блестит. Только нейтронная звезда, считает ученый, способна на такое, поскольку черные дыры не испускают свет.

Тем не менее у исследователей все же были сомнения, поскольку яркость была слишком высокой для нейтронной звезды. Но объяснение нашлось в том, что SN 1987A является слишком молодой звездой и поэтому у нее такой уровень яркость. К такому заключению пришел астрофизик Дэнни Пэйдж из Национального автономного университета Мексики, который наблюдает за звездой с момента ее идентификациии. «День рождения» SN 1987A приходится на 23 февраля 1987 года, когда ученые зафиксировали взрыв звезды. Нынешнее исследование делает ее самой молодой, из когда-либо открытых нейтронных звезд.

[batkov]

Суперземли породнили с субнептунами
 6:06 01/08/2020
 


Французские планетологи выяснили, что суперземли и богатые водой субнептуны могут принадлежать к одному семейству планет. При этом среди субнептунов могут быть планеты с водной оболочкой в сверхкритическом состоянии, в то время как раньше считалось, что большинство планет этого класса имеют богатую водородом и гелием атмосферу. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Spoiler for Hiden:

Среди более 4000 известных к настоящему времени экзопланет больше половины — это небольшие планеты с радиусами от 1 до 3,9 земных. Самые интересные и загадочные с точки зрения происхождения из них — это субнептуны (планеты с радиусом больше 1,6 земного, меньшей, чем у Земли, плотностью и периодом обращения менее 100 дней): принято считать, что они состоят из твердого ядра и богатой водородом и гелием газовой оболочки, масса которой может составлять до 30 процентов от массы планеты.

Кроме того, спектроскопические исследования показывают наличие в атмосферах некоторых субнептунов водяного пара. Его уже обнаруживали, например, в атмосфере планеты K2-18b, обращающейся за 33 дня вокруг красного карлика в созвзедии Льва на расстоянии 111 световых лет от Солнечной системы, а также в атмосфере HAT-P-26b, которая делает оборот вокруг оранжевого карлика в созвездии Девы за четыре с небольшим дня.

Чтобы разобраться в вопросе происхождения субнептунов подробнее, Оливье Муси (Olivier Mousis) из французского Университета Экс-Марсель и его коллеги сопоставили две уже существующие модели: модель внутреннего строения планет земного типа и модель атмосферы, в которой преобладает водяной пар. На основе этого они разработали модель, которая объясняет происхождение субнептунов и суперземель.

Ученые предположили, что планетезимали, из которых сформировались небольшие планеты, родились в холодных регионах протопланетных дисков, и поэтому содержали значительное количество водяного льда. В дальнейшем эти тела мигрировали во внутреннюю, находящуюся ближе к родительской звезде, область диска. Исследователи отмечают, что в Солнечной системе широко распространены содержащие воду тела — например, Европа, Титан, Энцелад, Плутон — а те планетезимали, из которых сформировались Нептун и Уран, тоже, скорее всего, были насыщены водой.

Находясь рядом с сильным источником излучения — звездой — и испытывая парниковый эффект в атмосфере, богатые водой небольшие планеты могут сформировать сильно раздутую гидросферу в сверхкритическом состоянии, в котором исчезают различия между жидкой и газовой фазой. В результате их радиус больше, чем у похожих тел, которые находятся дальше от звезды и бедны водой. Интересно, что экзопланеты, которые точно отвечают массе и радиусу Нептуна, согласно разработанной модели могут быть соотнесены с океаническими планетами, которые содержат до 70 процентов воды в сверхкритическом состоянии — в зависимости от типа родительской звезды и расстояния от звезды до планеты.

Планетологи отметили, что разработанную ими модель можно усовершенствовать, если провести более детальный анализ атмосфер экзопланет, однако полагают, что наличие субнептунов с гидросферой в сверхкритическом состоянии представляет собой интересную альтернативу существующей концепции, в которой друг другу противопоставлены планеты земного типа и планеты-гиганты, богатые водородом и гелием.

[batkov]

Астрофизики наблюдают давно предсказываемый теорией квантовый эффект
 7:17 02/08/2020
 


В центре каждого белого карлика – плотных остатков звезды, израсходовавшей свое «звездное горючее» к концу жизненного цикла – лежит квантовая загадка: по мере увеличения массы белого карлика его размер уменьшается, пока в конечном счете белый карлик не станет настолько крохотным и плотным, что не сможет больше сопротивляться коллапсу в нейтронную звезду.

Spoiler for Hiden:

Это загадочное соотношение между массой и размером белого карлика, называемое отношением массы к радиусу, было впервые предложено в теории нобелевским лауреатом по физике Субраманьяном Чандрасекаром в 1930-е гг. Теперь в новом исследовании команда астрофизиков из Университета Джона Хопкинса, США, разработала метод, позволяющий наблюдать это явление, используя астрономические данные, собранные при помощи обзора неба Sloan Digital Sky Survey и спутника Gaia («Гея») Европейского космического агентства. Вместе эти наборы данных содержат информацию более чем о 3000 белых карликов.

«Отношение массы к радиусу демонстрирует удивительное сочетание квантовой механики и гравитации, однако оно на первый взгляд кажется противоречащим здравому смыслу, который подсказывает нам, что чем больше масса объекта, тем больше должен быть его размер, – рассказала Надежда Закамская (Nadia Zakamska), профессор отделения физики и астрономии Университета Джона Хопкинса, руководившая студентами, осуществлявшими эту научную работу. – Эта гипотеза существует на протяжении долгого времени, однако тот набор данных, который мы использовали в этой работе, отличается беспрецедентным объемом и беспрецедентной точностью измерений».

[batkov]

Черная дыра не сделала свою работу – и в скоплении галактик вспыхнули звезды
 17:29 04/08/2020
 


Астрономы выяснили, что происходит, когда гигантская черная дыра не вмешивается в процессы, протекающие внутри скопления галактик. Используя рентгеновскую космическую обсерваторию Chandra («Чандра») НАСА и другие телескопы, они показали, что пассивное поведение черной дыры может объяснять мощную вспышку звездообразования, наблюдаемую в далеком скоплении галактик.

Spoiler for Hiden:

Скопления галактик содержат сотни тысяч галактик, погруженных в горячий, излучающий в рентгеновском диапазоне газ, масса которого превышает общую массу всех галактик скопления вместе взятых. Выбросы материала в результате активности сверхмассивной черной дыры (СМЧД), расположенной в центральной галактике скопления, приводят к тому, что горячий газ не может охладиться до температур, благоприятствующих образованию большого числа новых звезд. Этот нагрев позволяет СМЧД оказывать влияние на активность и эволюцию родительского скопления галактик – и даже регулировать их.

Основываясь на результатах наблюдений, проведенных при помощи космических телескопов НАСА Hubble («Хаббл») и Spitzer («Спитцер»), астрономы ранее обнаружили, что в скоплении галактик SpARCS1049 происходит формирование новых звезд с ошеломляющей скоростью – порядка 900 масс Солнца в год. Для сравнения, в нашей галактике Млечный путь скорость формирования звезд примерно в 300 раз ниже. Эта вспышка звездообразования наблюдается на расстоянии примерно 80 000 световых лет от центра скопления. Но с чем связано ее возникновение?

В новом исследовании группа под руководством Джулии Главачек-Ларрондо (Julie Hlavacek-Larrondo) из Монреальского университета, Канада, смогла выяснить причину загадочного всплеска звездообразования, выяснив, что звезды в скоплении галактик SpARCS1049 образуются в такой области пространства, температура которой составляет всего лишь 10 миллионов Кельвинов, в то время как большая часть газа в скоплении разогрета до 65 миллионов Кельвинов. Согласно команде, такое остывание газа до температур, благоприятствующих звездообразованию, связано с отсутствием активности со стороны черной дыры центральной галактики скопления. Отсутствие в окрестностях этой СМЧД материала, необходимого для «питания», подтверждается отсутствием рентгеновского и радиоизлучения с ее стороны и может быть связано с тем, что скопление SpARCS1049 образовалось в результате слияния двух меньших по размерам скоплений галактик, а потому его центральная СМЧД оказалась смещена по отношению к области с наивысшей плотностью газа, пояснили авторы.

[batkov]

Одеяло черной дыры: планеты, рожденные во мраке и холоде
 14:31 05/08/2020
 


Пространство вокруг сверхмассивных черных дыр долгое время считалось обособленным «аэропортом», из которого материя отправляется в путешествие в один конец — в чрево черной дыры. Некоторые туристы прибывали в зону вылета ненадолго и через пару часов ожидания улетали в неизвестность, другие: звезды и целые звездные системы — задерживались в пространстве вокруг черной дыры на длинные десятилетия и ждали отправки, как главный герой фильма «Терминал»: практически жили в «аэропорту».

Spoiler for Hiden:

Но в прошлом году астрономы предположили, что вокруг черных дыр есть не только аэровокзал, из которого уже не выпускают прошедших контроль. Вскоре ученые выяснили, что вокруг каждой сверхмассивной черной дыры существует безопасная зона, в которой могут вращаться тысячи планет. Эти планеты вовсе не путешественники из других областей Вселенной, захваченные притяжением черной дыры. Они родились здесь также, как люди в деревне, какие расположены вблизи аэропортов крупных городов.

Команда исследователей под руководством Кейичи Вада из Университета Кагосима в Японии назвала эти «поселения» одеялами. Одеяла из экзопланет формируются вокруг активных сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Такие черные дыры окружены аккреционным диском, вокруг которого вращаются гигантские облака пыли и газа. Внутренний край диска поглощается черной дырой, внешний же является благоприятной средой для формирования планет.

Процесс мало отличается от образования звездных систем, типа нашей Солнечной, где из газового диска вокруг протозвезды формируются планеты. Мельчайшие частицы пыли в диске под действием электростатических сил начинают слипаться. Этот процесс называется коагуляцией — укрупнением частиц за счет их объединения с другими. Более крупные частицы в случайных столкновениях становятся еще массивнее. Набрав достаточную массу для проявления сил гравитации, частицы начинают притягивать материю. Через несколько миллионов лет так формируется новенькая планета.

В статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal и доступной на сайте предварительной печати arXiv, команда Вада показала, что процесс коагуляции возможен в дисперсных системах пыли и газа, вращающихся вокруг черной дыры. Авторы работы утверждают, что эффективность «набора массы» частиц при этом выше, чем в облаках материи вокруг звезд. Это связано с тем, что будущие планеты не покидают свою орбиту, если вращаются вокруг черной дыры. Единственным вопросом оставалось расстояние: где заканчивается безопасная зона, и начинается территория «аэропорта» с единственным пунктом назначения?

Ученые искали расстояние от черной дыры, на котором газ мог бы беспрепятственно конденсироваться в твердое вещество. Выяснилось, что вокруг черной дыры массой примерно в 1 миллион масс Солнца одеяла из экзопланет могут формироваться на расстоянии от 13 световых лет и выше. Чем дальше зона безопасности от чрева черной дыры, тем быстрее формируются планеты в одеяле. Расчет показал, что массы планет, рожденных в космической тьме и лишенных светила, составляют 20−3000 масс Земли, а сама «деревня» или зона безопасности формируется за 70−80 миллионов лет.

Одеяла черных дыр остаются гипотетическими объектами и пока не были обнаружены в космосе.

[batkov]

Обнаружена гигантская экзопланета с необычными характеристикам
 17:41 10/08/2020
 


Планета имеет размеры Сатурна. Это первое открытие планеты при помощи астрометрического метода в радиоволнах.Она вращается вокруг ультрахолодного карлика и расположена в 35 световых годах от Земли. Этот газовый гигант имеет период обращения 221 день и находится на близком расстоянии от звезды (0,3 астрономической единицы или 0,3 расстояния между Землей и Солнцем). Красный карлик типа M9, по расчетам астрономов, имеет массу всего в 0,06−0,08 раза больше массы Солнца. Звезда получила название TVLM 513, а планета — TVLM 513b. В исследовании использовались данные VLBA (Антенная решётка со сверхдлинными базами), сети из десяти радиотелескопов, который принадлежит Национальной радиоастрономической обсерватории (США) .

Spoiler for Hiden:

Планета была идентифицирована при помощи астрометрического метода, заключающегося в идентификации движения звезды в космосе и обнаружения крошечных колебаний в движении, вызванных гравитационным эффектом планеты

В данном случае этот эффект можно было увидеть более отчетливо, поскольку довольно крупная планета вращается вокруг небольшой звезды и ее гравитационное воздействие на нее более ощутимо. Заметив колебания, исследователи были удивлены, обнаружив планету, подобную TVLM 513b, поскольку они ожидали, что ее масса, по крайней мере, будет такая же, как у Юпитера, а орбита будет более широкой. Исследователи также подчеркивают, что идентификация такой огромной планеты на сравнительно небольшой орбите было трудной задачей.

На самом деле такой эффект воздействия существует для всех звезд, с планетами вокруг, но для многих из них он минимален и не заметен с больших расстояний. Даже в солнечной системе, планеты и особенно Юпитер, оказывают такое же влияние на Солнце, но этот эффект очень мал.

[batkov]

Моделирование показало, как Юпитер мог «смыть» воду с Венеры
 




Новое исследование рассказывает о том, какими путями вода, которая, вероятно, была на Венере, могла исчезнуть с ее поверхности, и как на этот процесс мог повлиять Юпитер.

Spoiler for Hiden:

В журнале Planetary Science Journal недавно появилась статья, авторы которой утверждают, что миллиард лет назад на Венере могла быть жидкая вода. Среди прочих виновников исчезновения воды с поверхности близкой нам планеты, в работе упоминается Юпитер, который, согласно различным доказательствам, когда-то находился сравнительно недалеко от планет земной группы. Затем газовый гигант начал путь в свое текущее положение в Солнечной системе и во время миграции мог повлиять на Венеру.

Ведущий автор статьи, доктор Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде, и его соавторы смоделировали сотни тысяч различных вариантов путешествия Юпитера из центра к окраине на раннем этапе формирования Солнечной системы. Часть этих сценариев показала, что из-за близости Юпитера Венера имела эксцентриситет в 44 раза больше, чем в настоящее время. Эксцентриситет показывает, насколько орбита эллиптическая: чем он больше, тем меньше орбита напоминает круг и больше — овал. Сейчас орбита Венеры практически круговая.

«Сбежать» с планеты, которая вращается по круговой орбите, воде сложнее. Эллиптическая орбита дает сразу два пути: сезонные изменения климата и влияние ультрафиолета. Когда орбита сильно вытянута, сезонность выражена сильнее. Зимой вода может превратиться в многолетние ледяные образования, а летом — попросту испариться. Ультрафиолетовое излучение также поджидает жидкость, когда планета подлетает ближе к Солнцу. Под воздействием ультрафиолета молекулы воды могут развалиться на кислород и водород. Легкий водород тут же «сдует» солнечным ветром, а вот кислород можно поискать. Этим и займется группа Кейна в ближайшее время, когда отправит на Венеру спускаемый аппарат. Обнаружив оксиды на поверхности, они смогут подтвердить свою гипотезу.

Если окажется, что миграция Юпитера привела Венеру в нынешнее состояние, ученые станут лучше понимать последствия эволюции звездных систем, где идет поиск потенциально обитаемых планет. Эти знания уточнят определение того, что астрономы считают обитаемой зоной вокруг звезд во Вселенной, и, вероятно, продвинут человечество в вечных поисках соседей по космосу.

[batkov]

Черная дыра не смогла разжечь «холодное сердце» скопления галактик Феникс
 4:24 01/09/2020
 


При помощи радиоастрономических методов ученые обнаружили джеты горячего газа, извергаемого черной дырой, расположенной в центральной галактике скопления галактик Феникс, лежащего на расстоянии около 5,9 миллиарда световых лет от нас в направлении созвездия Феникс. Эти результаты стали важным этапом в понимании совместной эволюции галактик, газа и черных дыр, лежащих в скоплениях галактик.

Spoiler for Hiden:

Галактики распределены в космосе не случайным образом. В результате взаимного гравитационного притяжения галактики собираются в группы, известные как скопления галактик. Пространство между галактиками не является абсолютно пустым. Оно заполнено очень разреженным газом, который может быть обнаружен при помощи наблюдений в рентгеновском диапазоне.

Если этот межгалактический газ, входящий в состав скоплений, остывает, то он конденсируется под действием собственной гравитации с формированием звезд в центре скопления. Однако охлажденный газ и звезды обычно не наблюдаются в центрах близлежащих скоплений, и это указывает на то, что в результате действия некоторого механизма происходит разогрев межгалактического газа и соответствующее этому разогреву подавление звездообразования. Одним из возможных кандидатов на роль такого источника тепла являются джеты движущегося с высокой скоростью газа, ускоренного сверхмассивной черной дырой (СМЧД), расположенной в центральной галактике.

Скопление Феникс является необычным, поскольку в окрестностях его центральной галактики наблюдается активное звездообразование. Означает ли это, что со стороны СМЧД центральной галактики отсутствуют джеты, разогревающие межгалактический газ?

Нет, не означает, выяснили в новом исследовании ученые под руководством Такайи Акахори (Takaya Akahori) из Национальной астрономической обсерватории Японии, наблюдая скопление Феникс при помощи радиотелескопа Australia Telescope Compact Array (ATCA). Исследователи смогли обнаружить структуры, соответствующие по характерным признакам биполярным джетам со стороны центральной галактики скопления. Таким образом, в этой работе ученым удалось впервые наблюдать одновременное сосуществование джетов и холодного газа в одном скоплении галактик в далекой части Вселенной.

[batkov]

Heoбычный вид нeoбычнoй cпиpaли
 6:39 05/09/2020
 


Пpиeмник MUSE, cмoнтиpoвaнный нa Oчeнь Бoльшoм тeлecкoпe (VLT) ESO в Чили,был иcпoльзoвaн для нaблюдeний cпиpaльнoй гaлaктики c двoйнoй пepeмычкoй NGC 1365, pacпoлoжeннoй нa paccтoянии пpимepнo 56 миллиoнoв cвeтoвыx лeт oт нac в cкoплeнии гaлaктик в coзвeздии Пeчи. Эти нaблюдeния и пoзвoлили нaм coздaть зaмeчaтeльнoe cocтaвнoe цвeтнoe фoтo. Эту гaлaктику eщe нaзывaют «Бoльшoй cпиpaльнoй гaлaктикoй c пepeмычкoй» –в ee цeнтpaльнoй oблacти pacпoлoжeнa cocтoящaя из звeзд двoйнaя пepeмычкa.

Spoiler for Hiden:

Двe пepeмычки в NGC 1365 – peдкoe явлeниe. Cчитaeтcя, чтo oни вoзникли блaгoдapя oбъeдинeннoму дeйcтвию вpaщeния гaлaктики и cлoжныx эффeктoв звeзднoй динaмики. Звeзднaя пepeмычкa бoльшeгo paзмepa cлишкoм вeликa и нa этoт cнимoк нe пoмecтилacь –oнa coeдиняeт c цeнтpoм гaлaктики ee внeшниe cпиpaльныe вeтви. Ha фoтo мы видим знaчитeльнo мeньшую втopую пepeмычку, угнeздившуюcя внутpи глaвнoй. Пo вceй вepoятнocти этa втopичнaя пepeмычкa нeзaвиcимa oт ocнoвнoй –oнa вpaщaeтcя гopaздo быcтpee, чeм вcя ocтaльнaя гaлaктикa.

Mнoгoэлeмeнтный cпeктpoгpaф MUSE (Multi-UnitSpectroscopicExplorer), инcтpумeнт, нa кoтopoм этo изoбpaжeниe гaлaктики пoлучeнo в видимoм и инфpaкpacнoм cвeтe, пoзвoляeт иccлeдoвaть гaз и пыль в ee цeнтpaльнoй oблacти. Cпeктpoгpaф уcтaнoвлeн нa тeлecкoпe «Йeпун», oднoм из чeтыpex 8.2-мeтpoвыx Ocнoвныx тeлecкoпoв, cocтaвляющиx кoмплeкc VLT. Boзмoжнocти этoгo вeликoлeпнoгo пpиeмникa пoзвoлили пpoвecти нeкoтopыe из нaибoлee иcчepпывaющиx и дeтaльныx иccлeдoвaний oбъeктoв нaшeй Bceлeннoй, в тoм чиcлe дaлeкиx гaлaктик, cвepxмaccивныx чepныx дыp и дaжe иcтoчникa гpaвитaциoнныx вoлн.

[batkov]

Газовый диск объясняет таинственные изменения яркости в созвездии Стрелец
 21:54 05/09/2020
 


Загадочные изменения яркости света в двойной звездной системе, расположенной в направлении созвездия Стрелец, могут быть объяснены присутствием газового диска вокруг горячей звезды, которая обращается вокруг более холодного светила, выяснили астрономы в новом исследовании.

Spoiler for Hiden:

Эта двойная звездная система под названием OGLE-BLG-ECL-157529 расположена на расстоянии около 10,567 светового года от Земли в направлении центра Галактики. Данная система демонстрирует необычные изменения яркости с периодом около 800 суток дополнительно к типичным изменениям яркости затменной двойной звезды, период которых составляет 24,8 суток. Эти данные охватывают 18,5 года и были получены при помощи обсерватории Лас-Кампанас, Чили, в рамках реализации польского проекта OGLE.

Этот объект был идентифицирован как двойная звезда, в составе которой относительно холодная и глубоко проэволюционировавшая звезда передает массу на более горячую звезду с формированием газового диска диаметром примерно в 30 диаметров Солнца. Температура диска составляет порядка 3000 Кельвинов, и при этом она флуктуирует, так же как и размер диска, в результате изменений количества материала, получаемого от более холодной звезды.

В данной статье показано, как изменения свойств диска убедительно объясняют изменения яркости двойной системы. В частности, система демонстрирует необычные изменения глубины затмений, которые могут быть объяснены эволюцией газового диска, согласно авторам. «Многие звезды во Вселенной являются двойными, и наиболее массивные из этих звезд участвуют в процессах переноса массы, что оказывает огромное влияние на эволюцию таких светил. Подобные объекты могут в далеком будущем вспыхнуть как сверхновые или даже стать источниками гравитационных волн», – объяснил главный автор исследования доктор Рональд Менникент (Ronald Mennickent) из Университета Консепсьон, Чили.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

[batkov]

Влияние спутников SpaceX на ночное небо невозможно полностью устранить
 17:24 07/09/2020
 


По словам астрономов, влияние спутников SpaceX на ночное небо невозможно полностью устранить. Проблема может быть минимизирована, но полностью не будет решена уже никогда Остановимся на некоторых важных аспектах вышедшего доклада астрономического сообщества более подробно.

Spoiler for Hiden:

Спутники, массово запускаемые SpaceX и другими компаниями, неизбежно окажут негативное влияние на способность астрономов наблюдать за ночным небом, говорится в новом докладе астросообщества. Доклад называется “Влияние спутниковых группировок на оптическую астрономию и рекомендации по минимизации этого влияния”.

Его вывод звучит однозначно: не существует стратегий смягчения последствий, которые могли бы полностью устранить воздействие спутников на астрономические наблюдения – помимо того, чтобы не запускать спутники вообще.

В то же время в докладе содержатся рекомендации о том, как операторы спутников могут свести к минимуму помехи для наблюдений и как обсерватории могут приспособиться к изменившимся условиям:

– Запускать меньше или вообще не запускать группировки на НОО. Это единственный вариант, который может достичь нулевого воздействия на наблюдения.
– Развёртывание спутников должно происходить на высоте не выше ~600 км.
– Затемнение спутников путём уменьшения их альбедо
– Контроль положения каждого спутника на орбите так, чтобы он отражал меньше солнечного света на Землю.

– Удаление следов спутников с помощью специального софта
– Избегание спутниковых треков, используя точные положения эфемерид (они дают данные о положении спутника относительно Земли).

– Спутниковые операторы также должны приложить максимум усилий, чтобы избежать зеркальных отражений (вспышек) в направлении обсерваторий.

– Рекомендации доклада для обсерваторий в значительной степени сосредоточены на разработке нового программного обеспечения.

Доклад стал результатом недавнего научно-практического семинара по спутниковым созвездиям (SATCON1), который был организован Национальной научной лабораторией NOIRLab Национального научного фонда и Американским астрономическим обществом (ААС).

Инженеры SpaceX тоже приняли участие в онлайн-семинаре, однако доклад был написан членами Научного организационного комитета SATCON1 и представляет их консенсусные взгляды. Члены комитета представляют NOIRLab, AAS, Лоуэлловскую и Стюардскую обсерватории в Аризоне, обсерватория Веры Рубин в Чили, Мичиганский университет, Калифорнийский университет в Дэвисе, Smith College и Ассоциацию университетов по исследованиям в области астрономии (AURA).

“Изменения необходимы c обоих сторон: как операторов группировок, так и астросообщества. SpaceX показал, что операторы могут уменьшить отраженный солнечный свет за счёт ориентации путников, уменьшения отражений и затемнения поверхности спутников. Совместные усилия по получению более точных общедоступных данных о прогнозируемых местах расположения отдельных спутников (или эфемеридов) могли бы позволить в некоторой степени избежать влияние трека спутника на наблюдения. По мере увеличения числа спутников группировок потребуется более динамичное планирование и управление наблюдениями, хотя даже эти меры будут неэффективными для многих научных программ.

В марте Илон Маск сказал, что он уверен, что Starlink не окажет никакого влияния на астрономические открытия. Он сказал, что спутники видны только сразу после запуска и после расхождения и подъёма до рабочих орбит они не должны создавать проблем для астрономов.

Прошло уже больше года с тех пор, как SpaceX начала запускать широкополосные спутники, и астрономы теперь “накопили достаточно наблюдений за спутниками группировок, подобных тем, которые запускают SpaceX и OneWeb, и провели компьютерное моделирование их вероятного воздействия, чтобы начать понимать масштабы и сложность проблемы.

“Если 100 000 и более спутников, предложенных многими компаниями и правительствами, будут развернуты на низкой околоземной орбите, то никакое сочетание сокращений не сможет полностью избежать их воздействия на научные программы существующих и планируемых наземных астрономических установок. Астрономы только начинают понимать весь негативный спектр воздействия на науку. Астрофотография, любительская астрономия, а также науки связанные с изучением о звёзд и Млечного Пути, уже затронуты”, – заявляется в докладе.

[ред. – сразу развеем миф по поводу наблюдений. Процитируем SpaceX: “Важно отметить, что в любой момент времени только около 300 спутников будут подниматься по орбите или находится на парковочной орбите и будут видны. Остальные спутники будут находиться на рабочих орбитах, где они не должны влиять на наблюдения”].

Влияние спутников на астрономию будет зависеть и от их высоты. Спутники, находящиеся на высоте менее 600 км (как спутники SpaceX), не так вредны для наблюдений, как спутники, находящиеся на высоте более 600 км (как спутники OneWeb). Amazon предусматривает высоты орбит 590 км, 610 км и 630 км.

“Спутники ниже 600 км видны в течение нескольких часов в ночное время астрономических сумерек из обсерваторий на средних широтах, они находятся в тени Земли и невидимы в течение нескольких часов в ночное время вокруг местной солнечной полуночи. Такая схема видимости приводит к тому, что эти группировки наиболее сильно мешают наблюдателям во время сумерек”, – говорится в докладе. Учитывая, что спутники на расстоянии ниже 600 км находятся ближе к поверхности Земли, они “ярче, чем те же спутники, которые находятся на более высокой орбите” и “с большей вероятностью превысят порог яркости, видимой невооружённым глазом, если операторы не учтут этот критерий при проектировании спутниковых систем”, – говорится в отчёте.

Однако спутники с орбитами выше 600 км вызывают еще большую озабоченность у астрономов, поскольку они включают в себя все упомянутые выше воздействия, но также могут быть освещены всю ночь напролёт. Они оказывают отрицательное влияние на множество астрономических программ. Спутниковые группировки будут наиболее яркими “вблизи горизонта и в сумерках”, что сильно влияет на “поиск объектов, сближающихся с Землей (околоземные астероиды) и удаленных объектов Солнечной системы. Спутниковые группировки, такие как OneWeb, представляют собой особенно серьезные проблемы, они будут видны всю ночь в течение лета и значительные части ночи в течение зимы, осени и весны, и будут иметь отрицательное воздействие почти на все программы наблюдения”, – сказано в докладе.

Астрономы заявляют, что некоторые конструкции спутников оказывают чрезвычайно большое отрицательное влияние на научные программы. Для менее пострадавших программ требуется разработка новых программных мер в попытке убрать следы спутников со снимков.

[ред. – к слову, сейчас все серьёзные программы астрономических наблюдений имеют специальный софт для обработки и ликвидации пролётных треков спутников и других естественных объектов, вызывающих следы на снимках].

На данный момент у SpaceX есть разрешение на запуск 12 000 спутников, у OneWeb – 2 000, у Amazon (группировка Kuiper) – 3 236. Кроме этого, компания SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи США на возможность запуска до 40 000 спутников, а OneWeb – на 47 844.

“Я надеюсь, что коллегиальность и дух партнёрства между астрономами и коммерческими операторами спутников будут расширяться, чтобы охватить больше членов обоих сообществ, и что это сотрудничество будет и далее приносить пользу. Я также надеюсь, что выводы и рекомендации, содержащиеся в отчете SATCON1, послужат руководством как для обсерваторий, так и для спутниковых операторов по мере того, как мы будем работать над более подробным пониманием воздействия спутниковых группировок для астрономических наблюдений, и мы научимся “делиться нашим небом”, одним из бесценных сокровищ природы”, – заявил в пресс-релизе директор NOIRLab Патрик Маккарти.

[batkov]

Почему мы не находим внеземной разум
 17:30 08/09/2020
 


При изучении участка неба, где расположено 10 миллионов звезд, исследователи не нашли ни единого признака инопланетного разума. Но ученые не видят в этом проблемы.

В ходе исследования 10 миллионов звезд с помощью телескопа Murchison Widefield Array (MWA), расположенного в Австралии и состоящего из 4096 дипольных антенн, не было обнаружено ни одной техносигнатуры, которая указала бы на существование разумной цивилизации в этом районе космоса. Однако астрономы Ченоа Тремблей и Стивен Тингей из Кертинского университета Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) говорят, что это их нисколько не разочаровало. Они заявляют, что теперь вести поиск внеземного разума (SETI) наугад не составляет труда, а попутно можно делать другие ценные астрофизические наблюдения.

Spoiler for Hiden:

Мы понятия не имеем, какую технологию может разработать инопланетная цивилизация. Поэтому наши представления основываются исключительно на собственных достижениях. В случае MWA телескоп ищет радиосигналы на частотах, аналогичных FM.

На Земле низкочастотные радиосигналы могут «просачиваться» сквозь ионосферу, образуя вокруг планеты некое подобие гигантского пузыря, который инопланетяне могли бы заметить. Если и наши братья по разуму производят подобные сигналы, то их можно будет обнаружить с помощью MWA.

«MWA — это уникальный телескоп с чрезвычайно широким полем зрения, который позволяет нам одновременно наблюдать миллионы звезд, — говорит Тремблей. — Мы изучали небо в районе созвездия Вела в течение 17 часов, заглядывая в 100 раз глубже, чем когда-либо прежде, при очень широком угле зрения. Но даже так мы не обнаружили никаких техносигнатур — никаких признаков разумной жизни».

Созвездие Вела — крошечный кусочек неба, но на этом клочке расположены миллионы звезд. Точнее, 10 миллионов звезд, находящихся на разном расстоянии от нас, включая некоторые звезды Млечного пути. К слову, в нашей галактике насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд, в зависимости от того, кого вы спрашиваете об их количестве.

Поэтому неудивительно, что в созвездии Вела не было обнаружено никаких сигналов — шансы слишком малы. Это все равно что изучать океан, исследуя только несколько квадратных метров его поверхности.

Есть и другие причины, по которым мы не можем обнаружить техносигнатуры. И дело не только в вероятных особых технологиях инопланетян. Любое электромагнитное излучение, исходящее от инопланетной цивилизации, может быть слишком далеким или слишком слабым, чтобы его обнаружить. Мы, например, испускаем радиоволны только с 1895 года. Следовательно, наши радиопередачи успели отдалиться от Земли всего на сто с небольшим световых лет.

Согласно закону обратных квадратов, радиоволны становятся слабее с увеличением расстояния. При удвоении пройденного расстояния сигнал теряет три четверти своей интенсивности, которая наблюдалась в начальной точке. На расстоянии 100 световых лет от Земли радиоволны будут неотличимы от фонового шума.

Но с учетом того, что в Западной Австралии и Южной Африке строятся еще более мощные телескопы, такие как Square Kilometer Array (SKA), кто знает, что мы сможем обнаружить с их помощью.

[batkov]

Алгоритм METISSE раскроет новые тайны устройства массивных звезд
 4:28 10/09/2020
 


Массивными считаются звезды массами свыше 10 масс Солнца, и они рождаются во Вселенной значительно реже, чем обычные светила. Однако массивные звезды вносят решающий вклад в эволюцию скоплений звезд и галактик. Массивные звезды дают начало многим высокоэнергетическим процессам во Вселенной, обогащая окружающую их межзвездную среду тяжелыми элементами в результате взрывов сверхновых и изменяя динамику своих систем.

Spoiler for Hiden:

Наилучшим способом изучения массивных звезд является подробное компьютерное моделирование звездной эволюции – коды, которые позволяют рассчитать внутреннее строение и эволюцию этих звезд. К сожалению, расчет подробных моделей требует больших затрат машинного времени – расчет эволюции всего лишь одной одиночной звезды может занять несколько часов. Поэтому использование таких программ является непрактичным при моделировании сложных систем, таких как шаровые скопления звезд, которые могут содержать миллионы взаимодействующих между собой звезд.

С целью решения этой проблемы команда ученых под руководством исследователей из научного центра ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) разработала модель звездной эволюции под названием METISSE (METhod of Interpolation for Single Star Evolution, Метод интерполяции эволюции одиночной звезды). Интерполяция представляет собой прием для оценки неизвестного значения какой-либо величины, исходя из нескольких соседних значений этой величины. Так, в случае алгоритма METISSE производится интерполяция размера звезды на основе размеров нескольких звезд, имеющих близкие массы. В результате применения интерполяции код METISSE позволяет быстро рассчитать свойства звезды в любой момент времени, используя в качестве основы выбранные модели эволюции звезд, подробно рассчитанные ранее.

Использование такого подхода приводит к тому, что при помощи алгоритма METISSE удается рассчитать эволюцию 10 000 звезд менее чем за три минуты. Применение этот подхода к массивным звездам, свойства которых с трудом поддаются расчету при помощи подробных компьютерных моделей, позволило авторам определить финальную судьбу большого количества светил этого типа. Для большинства массивных звезд, изученных в этой работе, масса звездных остатков (нейтронных звезд или черных дыр) – являющихся результатом взрыва звезды как сверхновой – варьировалась вплоть до значения в 20 масс Солнца.

Когда эти звездные остатки объединяются, происходит излучение гравитационных волн, поэтому полученные в данной работе результаты имеют большое значение для гравитационно-волновой астрономии, подчеркнули авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Пуджан Агравал (Poojan Agrawal).

[batkov]

Ученые раскрыли загадку шестиугольных штормов Юпитера
 5:27 14/09/2020
 


Астрономы заявили о том, что наконец разобрались в природе странных вращающихся вихрей на полюсах планеты-гиганта.

Юпитер широко известен карнавалом хаотичных облаков и неистовых ветров. С тех пор, как космический зонд Juno прибыл на орбиту газового гиганта в 2016 году, ученые получили беспрецедентный доступ к набору данных, который помог им понять природу безумной погоды, царящей на планете.

Spoiler for Hiden:

Но вместе с ответами на старые вопросы, данные Juno породили множество новых. Ранее нам не удавалось как следует рассмотреть полюса Юпитера. Однако космический зонд стал свидетелем потрясающей картины: практически идеальные многоугольники штормов окружали колоссальный ураган в центральной части.

На северном полюсе Юпитера бушуют девять циклонов: один в центре, и восемь других, аккуратно расположившихся вокруг него. Все вращаются против часовой стрелки.

На южном полюсе к 2016 году циклонов было шесть: снова один в центре и пять вокруг него. Седьмой шторм присоединился к ним где-то в 2019 году, так что теперь на юге целых шесть вихрей шестиугольной формы, окружающих центральный шторм. Эти шторма вращаются по часовой стрелке.

С 2016 года эти огромные циклоны — сравнимые по размеру с континентальной частью Соединенных Штатов — продолжают существовать автономно, без единой попытки слияния. В новой статье ученые заявили о том, что наконец нашли причину этого загадочного явления.

Климат Юпитера не похож на климат другого газового гиганта, Сатурна, у которого на каждом из полюсов всего лишь по одному огромному шторму. Он также не похож на земной климат — на нашей планете большинство циклонов формируются в тропических широтах и ​​дрейфуют к полюсам, но рассеиваются над сушей и зонами холодного океана, прежде чем достигнут их.

Поскольку у Юпитера нет ни суши, ни холодных океанов, имеет смысл, что его штормы будут вести себя иначе, чем на Земле. Но остается вопрос — почему они не сливаются, чтобы сформировать единый циклон как на Сатурне?

Астроном Ченг Ли из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги из Калифорнийского технологического института провели численное моделирование конфигураций штормов и обнаружили набор условий, при которых те могут оставаться дискретными и стабильными в течение длительных периодов времени, не сливаясь в мегаструктуры.

«Мы обнаружили, что стабильность структуры в основном зависит от защиты — антициклонического кольца вокруг каждого циклона — но также и от ее глубины», — пишут исследователи в своей статье.

«Слишком слабое экранирование и малая глубина приводят к слиянию и потере многоугольного рисунка. Слишком сильное экранирование заставляет циклонические и антициклонические части вихрей разделяться. А вот промежуточное состояние приводит к появлению стабильных многоугольников».

Команда использовала уравнения, описывающие движение одного слоя жидкости на сфере, и смоделировала многоугольное расположение вихрей. Это не новый подход, однако ученые включили в свои модели полярную геометрию и бета-дрейф — тенденцию циклонов дрейфовать из-за увеличения силы Кориолиса с широтой из-за скорости ветра.

Наибольшее влияние на силу урагана оказывает явление, известное как «защита» вихрей. Она возникает, когда вихрь — в данном случае наши циклоны Юпитера — окружен кольцом, движущимся в противоположном направлении. Таким образом, каждый из циклонов, что движутся против часовой стрелки на северном полюсе, окружен мощным ветром, дующим вокруг циклона по часовой стрелке.

Если это экранирование будет слишком слабым, бури сольются. Если он будет слишком мощным, шторм и его «щит» разлетятся друг от друга, что приведет к полному хаосу.

Однако теперь перед исследователями возник ряд новых загадок. Как именно образуются шестиугольные штормы? Почему количество циклонов не увеличивается со временем? В будущем понадобится еще целая серия виртуальных экспериментов, чтобы ответить на эти и другие вопросы.