Известно, что потоки улетающего от чёрных дыр вещества и энергии (джеты) способны быстро лишить галактику-хозяйку питания для зарождения новых звёзд и дальнейшего роста. Но теперь сделано открытие, которое заставляет заподозрить джеты во влиянии на вселенские процессы. Учёные обнаружили джеты длиной в 23 млн световых лет — от таких струй изменится архитектура целых локальных участков Вселенной, а это уже инструмент для эволюции мироздания.

Художественное представление джетов из активной галактики в нити тёмной материи. Источник изображения: Caltech

Найденный астрономами Калифорнийского технологического института объект из пары джетов от активной галактики простирается примерно на 7 Мпк (мегапарсек). Это примерно как пять раз слетать туда и обратно в соседнюю с нами галактику Андромеда. Выброс вынес колоссальную энергию из сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики-хозяйки, сравнимую с энергией, выделяемой при столкновении галактических скоплений (10⁵⁵ Дж). В целом учёным повезло с обнаружением этого объекта. Он выявлен на пределе чувствительности наших приборов и если бы возник чуть раньше или был чуть слабее, то явление осталось бы незамеченным.

За свои размеры объект получил имя гиганта Порфириона (Porphyrion) из древнегреческой мифологии. Его джеты раскинулись на 6,4 Мпк. Истинные размеры джетов учёные оценили на уровне чуть более 7 Мпк, поскольку есть признаки того, что мы наблюдаем за ними под небольшим углом в нашу сторону. Сам объект был обнаружен в данных наблюдений радиотелескопа LOFAR за Северным полушарием. Их пропустили через систему машинного обучения и ручной отбор внештатных учёных. Всего было обнаружено свыше 11 тыс. джетов, которые были протяжённее одного Мпк.

Данные по Порфириону были проверены с помощью другого радиотелескопа — uGMRT и дополнены наблюдениями обсерватории Кека. Измерения и спектральный анализ показали, что вероятная галактика — источник джетов — находится на удалении 6,3 млрд лет от Большого взрыва. Струи вещества обычно выбрасываются из полюсов чёрной дыры, где их направляет и ускоряет её электромагнитное поле. Это естественный ускоритель частиц, который в данном случае разогнал вещество джетов (плазму) до скорости 0,012 от световой. Чтобы достичь наблюдаемых размеров струям пришлось путешествовать по Вселенной около 500 млн лет.

Изображение следов джетов в данных радиотелескопов (яркие области означают столкновения джетов с веществом)

Поскольку джеты сохранили форму и направление, учёные делают вывод, что, во-первых, породившая их чёрная дыра не меняла ось своего вращения и, во-вторых, что галактика-хозяйка окружена войдами (пустотами). Джеты не встречали на своём пути достаточно много вещества — газа и пыли — чтобы рассеяться. Это также означает, что галактика-хозяйка находилась в нити тёмной материи, которая как паутиной пронизывает и связывает всю Вселенную и является матрицей для формирования галактик.

С учётом небывалой протяжённости обнаруженных джетов, они могли стать переносчиком массы и энергии в соседние нити и, тем самым, были способны повлиять на основы формирования ткани самой Вселенной. Не исключено, что мы просто не видим всех подобных явлений, особенно на ранних этапах формирования мироздания, когда Вселенная явно была плотнее. Если таких объектов много и они возникают достаточно часто, вероятно придётся их учитывать для моделирования эволюции галактик и Вселенной. Но для этого пока не хватает данных, так что наблюдения будут продолжены.

Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли заявили об открытии гравитационной линзы рекордной силы. Они обнаружили редчайшее расположение ряда галактик и скоплений, выстроенных в одну линию на расстоянии до 12 млрд световых лет от Земли. Это как найти в стоге сена семь выстроенных в ряд иголок, объяснили масштаб открытия исследователи. Уникальная линза обещает помочь в раскрытии тайн космологии, которые пока не поддаются науке.

Нажмите, чтобы раскрыть. Источник изображения: William Sheu/UCLA

Самое интересное, что открытие сделано не случайно, а в результате целенаправленного поиска. Учёные создали компьютерную модель специально для поиска уникальных гравитационных линз. В модель загрузили данные множества предыдущих наблюдений неба и затем провели ручной отбор наиболее многообещающих кандидатов. Фактически «иголки в стоге сена» искал суперкомпьютер, с чем он блестяще справился. Созданная учёными модель также позволит анализировать данные, собранные при наблюдениях через этот «вселенский телескоп», что является сложной задачей. Из-за искажения пространства-времени одна и та же галактика через гравитационную линзу может быть представлена двумя, тремя и даже большим числом образов, что не всегда очевидно. А найденная «суперлинза» искажает пространство-время последовательно шесть раз!

На фотографии «карусельной линзы» (carousel lens), сделанной через телескоп «Хаббл», как назвали её учёные, можно видеть центральную линзу, образованную ближайшим к Земле скоплением галактик, обозначенных буквой L (их четыре). До них 5 млрд световых лет. За этим скоплением, почти на идеальной прямой по линии зрения от Земли, расположены семь галактик в пяти группах на глубине до 12 млрд световых лет. Каждая из них имеет несколько копий, размноженных из-за искажения пространства-времени на пути света (они обозначены буквами с порядковыми номерами). Почти идеальная прямая, проходящая через все семь галактик и скопление на переднем плане, проявляется в виде концентрических окружностей на изображении, по которым размазаны дубликаты галактик — каждая по своей окружности. Это уже не линза, а целый гравитационный объектив.

Но чудо случайности на этом не заканчивается. Обратите внимание на галактику под номером 4, четыре образа которой почти идеально расположены крестом вокруг центрального скопления. Это так называемый Крест Эйнштейна. Значительное разнесение четырёх копий этой галактики вокруг почти пустого пространства в центре указывает на присутствие тёмной материи.

«Это беспрецедентное открытие, и созданная вычислительная модель демонстрирует весьма многообещающую перспективу для измерения свойств космоса, включая свойства темной материи и темной энергии», — уверены авторы работы.

Теория предполагает, что чёрные дыры в центрах галактик способны «задуть свечу их жизни» — лишить вещества для образования новых звёзд. Космическая обсерватория им. Джеймса Уэбба помогла воочию увидеть такой процесс — сверхмассивная чёрная дыра почти мгновенно в масштабах жизни Вселенной уморила голодом галактику-хозяина.

Источник изображения: University of Cambridge

Астрономы из Университета Кембриджа заинтересовались далёкой массивной галактикой GS-10578, большинство звёзд в которой образовались в период с 12,5 до 11,5 млрд лет назад. Благодаря инфракрасной чувствительности «Уэбба» такое наблюдение стало впервые возможным с невероятной детализацией. Галактика GS-10578 имеет массу около 200 млрд солнечных масс. Для юности Вселенной это примерно эквивалентно массе Млечного Пути — нашей родной галактики (масса Млечного Пути составляет 1,2–1,9 трлн солнечных масс). Удивительным стало открытие, что по масштабам Вселенной образование звёзд в GS-10578 прекратилось очень быстро. Галактика быстро разрослась до гигантских для того времени размеров и «умерла». Почему?

Инфракрасная чувствительность «Уэбба» помогла обнаружить улетающий из галактики со скоростью более 1000 км/с холодный газ. Это скорость, позволяющая веществу преодолеть гравитационное притяжение галактики GS-10578, тем самым лишая её «пищи» для зарождения новых звёзд. Облака холодного газа не проявляют себя в спектре наблюдений «Уэбба», но он смог определить их скопления и скорость улёта по ослаблению света фоновых звёзд в галактике. Ранее такие измерения (холодного газа) можно было проводить только с помощью радиотелескопов, поэтому «Уэбб» действительно удивил. Полученные данные учёные намерены уточнить с помощью массива антенных решёток радиотелескопа Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA). Как минимум, ALMA сможет заглянуть внутрь галактики и попытается обнаружить хоть какое-то холодное топливо для процесса рождения новых звёзд.

«Основываясь на более ранних наблюдениях, мы знали, что эта галактика находится в затухающем состоянии: в ней образуется не так много звёзд, учитывая её размер, и мы ожидали, что существует связь между чёрной дырой и окончанием звездообразования, — поясняют авторы работы. — Однако до появления «Уэбба» мы не могли изучить эту галактику достаточно подробно, чтобы подтвердить эту связь, и мы не знали, является ли это подавленное состояние временным или постоянным».

Физика происходящего процесса проста. Вещество падает на чёрную дыру и вызывает выбросы энергии и вещества в сторону от неё. От чёрной дыры постоянно «дует» поток частиц, унося молекулярные газы и пыль от центра галактики и, как мы видим, даже прочь от неё.

«Мы нашли виновника, — продолжают учёные. — Чёрная дыра убивает эту галактику и удерживает её в состоянии покоя, перекрывая источник "пищи", необходимой галактике для образования новых звёзд».

Астрономы впервые в истории получили подробные изображения турбулентной активности на звезде, отличной от нашего Солнца. Покадровое видео, опубликованное 11 сентября, показывает огромные газовые пузыри размером в 75 раз больше Солнца, бурлящие на поверхности красного гиганта в созвездии Золотой Рыбы. Звезда R Золотой Рыбы (HD 29712) примерно в 300 раз больше нашего Солнца и находится в 200±9 световых годах от Земли.

Источник изображений: https://www.eso.org

Золотая Рыба (лат. Doradus) — созвездие южного полушария неба, содержащее 32 звезды, видимые невооружённым глазом. На территории России оно не наблюдается, а полная видимость созвездия возможна южнее широты +20 °. Золотую Рыбу всегда видно из таких городов, как Рио-де-Жанейро, Сан-Паулу, Сантьяго, Монтевидео, Буэнос-Айрес, Йоханнесбург, Сидней, Мельбурн.

Источник изображения: Википедия

Результаты научной деятельности астрономов были опубликованы в журнале Nature. «Поразительно, что теперь мы можем напрямую получать изображения деталей на поверхности звёзд, которые находятся так далеко, — заявил докторант шведского технологического университета Чалмерса и соавтор исследования Бехзад Боджноди Арбаб (Behzad Bojnodi Arbab). — Благодаря последним изображениям астрономы теперь могут наблюдать физику, которая до сих пор была в основном видна только на нашем Солнце».

Покадровое видео собрано из тщательно отобранных изображений поверхности звезды, которые были получены сетью чилийских радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). На изображениях видны пузыри плазмы, приводимые в движение теплом, поднимающимся из ядра звезды.

«Первый раз кипящая поверхность настоящей звезды может быть показана таким образом, — утверждает профессор шведского технологического университета Чалмерса и ведущий автор исследования Воутер Влеммингс (Wouter Vlemmings). — Мы не ожидали, что данные будут настолько высокого качества, что мы сможем увидеть так много деталей конвекции на поверхности звезды»

Хотя R Золотой Рыбы значительно крупнее Солнца, массы звёзд сопоставимы. Поэтому члены исследовательской группы считают, что HD 29712 является наглядным примером того, как будет выглядеть Солнце примерно через пять миллиардов лет, когда оно войдёт в фазу красного гиганта, увеличившись до такой степени, что поглотит Меркурий и Венеру.

На основе последних снимков R Золотой Рыбы, сделанных с начала июля по август прошлого года, Влеммингс и его коллеги подсчитали, что плазменные пузыри звезды поднимаются и опускаются с месячным циклом, что быстрее, чем подобные явления на поверхности нашего Солнца. Учёные пока не могут дать ответ, в чём причина такой разницы. «Похоже, что конвекция меняется по мере старения звезды способами, которые мы пока не понимаем», — полагает Влеммингс.

Предыдущие наблюдения при помощи ALMA показали, что красный гигант HD 29712 вращается по крайней мере на два порядка быстрее, чем ожидалось для звезды такого типа. Команда Влеммингса в процессе исследований исключила возможность того, что высокая скорость вращения — это иллюзия, созданная кипящей поверхностью звезды. Подобная гипотеза была недавно выдвинута другой группой астрономов, изучающих Бетельгейзе, ещё один красный гигант в созвездии Ориона, который вращается в 100 раз быстрее, чем ожидалось.

Новая работа по поиску коричневых карликов и планет-гигантов в областях активного звездообразования выявила их гораздо большее присутствие в таких зонах, чем предсказывала теория. Инфракрасные приборы «Уэбба» буквально рассеяли пыль и газ туманностей, позволив заглянуть в их глубины как никогда раньше. Собранные данные помогут изучить границу между самыми тяжёлыми планетами и самыми лёгкими звёздами, без чего картина жизни звёзд остаётся неполной.

Область поиска коричневых карликов в работе. Источник изображения: NASA

Тип звёзд и их эволюция в основном зависят от массы, набранной в процессе формирования. Дальше в процесс вступают обычные химия и физика, которые предопределяют, к какому классу относится новорождённая звезда и каков будет её жизненный путь. Для звёзд с большой массой всё относительно просто — яркие объекты легко наблюдать и регистрировать. В нижнем диапазоне — где планеты-гиганты пересекают границу с коричневыми карликами и наоборот — всё гораздо сложнее. Это тусклые объекты, поиск которых сам по себе является непростой задачей.

Группа учёных под руководством Адама Лангевельда (Adam B. Langeveld) из Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) решила восполнить пробел в наших знаниях о маломассивных объектах в зонах активного звездообразования. Исследование было сосредоточено на так называемом молекулярном облаке Персея в одноимённом созвездии, в частности на туманности NGC 1333, находящейся на расстоянии 960 световых лет от Солнечной системы. Ранее эта область уже изучалась камерой NIRCam телескопа «Уэбб». В ходе новой работы по туманности тщательно исследовали спектрометром телескопа — прибором NIRISS.

Телескоп наблюдал 585 объектов, из которых коричневым карликам соответствовали только 114. Из этого числа 19 объектов были уже известными коричневыми карликами, но 6 кандидатов были обнаружены впервые. Подчеркнём, что речь идёт об одиночных объектах малой массы — это либо самые лёгкие звёзды, либо одиноко летящие по Вселенной планеты-изгои. Масса всех 6 кандидатов оказалась в диапазоне от 5 до 10 масс Юпитера, что недостаточно для того, чтобы планета-гигант вела себя как коричневый карлик. Это всё ещё планеты, и остаётся не до конца понятен механизм, который выбрасывает такие объекты за пределы их родных звёздных систем.

Проделанная работа пытается ввести ограничения как на количество таких объектов в туманностях, так и на их массы, чтобы определить, являются ли они планетами или уже коричневыми карликами (звёздами). Оказалось, что блуждающих планет-гигантов в молекулярном облаке Персея оказалось намного больше, чем предполагала теория. Их доля составляет примерно 10 % от всего звёздного населения туманности, и это открытие определённо заслуживает внимания.

«Мы исследуем самые границы процесса звездообразования, — пояснил в своём заявлении ведущий автор исследования Адам Лангевельд. — Если у вас есть объект, похожий на молодой Юпитер, возможно ли, что он мог бы стать звездой при правильных условиях? Это важный контекст для понимания как формирования звёзд, так и планет».

Группа учёных из Государственного университета Пенсильвании провела глобальный анализ динамики роста сверхмассивных чёрных дыр. Данные брались из показаний рентгеновских обсерваторий и моделирования. Работа позволила проследить за тем, как сверхмассивные чёрные дыры набирали примерно 90 % своей массы за последние 12 млрд лет. Набор первоначальных 10 % массы остался тайной времён юной Вселенной, разгадать которую ещё предстоит.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Сверхмассивные чёрные дыры (СЧД) с массой более одного миллиона солнечных в основном растут за счёт двух процессов: аккреции вещества (его падения на чёрную дыру) и слияния с другими чёрными дырами. О скорости и интенсивности аккреции, которая предсказуемо увеличивает массу СЧД, можно напрямую судить по интенсивности рентгеновского излучения от этих объектов. Разогретый газ во внутренней зоне аккреционного диска попадает также на полюса СЧД, где его энергия выплёскивается вместе со струёй вещества (в джете). В рентгене это всё отлично отображается и измеряется космическими рентгеновскими обсерваториями. Рассчитать скорость набора массы по этим данным не составит труда, и в среднем она составляет одну солнечную массу в год.

Слияния чёрных дыр более сложный процесс для измерения динамики питания СЧД. Но у учёных есть наблюдения, что обычно происходит при слияниях двух и более галактик с СЧД в центрах каждой из них. Если подключить к вычислениям статистику, то моделирование даст более-менее точную оценку роста СЧД от процессов слияния. Согласно полученным данным, этот процесс соответствует приросту массы СЧД на одну солнечную каждые несколько десятилетий.

Описанные процессы набора массы сверхмассивными чёрными дырами объясняют набор лишь 90 % массы каждой из них, что произошло за последние 12 млрд лет. За оставшиеся 1,8 млрд лет после Большого взрыва у нас нет данных, как будущие СЧД смогли набрать 10 % своей массы. Это ещё предстоит выяснить, с чем сейчас, например, помогает разбираться инфракрасная обсерватория «Джеймс Уэбб». Также интересно отметить, что СЧД перестали расти примерно 8 млрд лет назад. Похоже, необходимый для их питания газ к тому времени был в основном поглощён, а процессы слияния замедлились из-за расширяющейся Вселенной.

В рамках программы NASA «Миры на заднем дворе: 9-я планета» трое астрономов-любителей обнаружили небесное тело, спешно покидающее нашу галактику. Подключение профессионалов позволило уточнить, что это, скорее всего, коричневый карлик, летящий с невероятной скоростью около 1,6 млн км/час. Это позволит ему преодолеть гравитацию галактики и унестись прочь из Млечного Пути, став первым такого рода объектом в истории наблюдений.

Художественное представление пары из сверхновой и коричневого карлика. Источник изображения: W.M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Существует два наиболее вероятных сценария, почему объект CWISE J1249 — сверхлёгкая звезда или недоразвитая звезда в лице коричневого карлика — смог разогнаться до сверхгалактической скорости. По одному предположению, он мог быть в паре с белым карликом, который стал сверхновой и энергией своего взрыва придал партнёру по системе дополнительное ускорение. Другое предположение заключается в том, что объект CWISE J1249 родом из плотного шарового скопления, где ему довелось пролететь в зоне гравитации одной или двух чёрных дыр. Учёные пока не готовы вынести окончательное утверждение о том, как объект CWISE J1249 дошёл до такой жизни, но они обещают продолжить наблюдение.

В проекте Backyard Worlds: Planet 9 любителями обнаружено свыше 4000 коричневых карликов — тусклых объектов, так и не ставших полноценными звёздами. Их масс не хватило для запуска полноценных поддерживающих себя термоядерных реакций. Они темны и относительно холодны, поэтому лучше всего обнаруживаются в инфракрасном диапазоне. Согласно предложению NASA, любители просеивают собранные миссией NASA WISE данные в поисках как коричневых карликов, так и мифической девятой планеты в нашей системе, а также других интересных объектов.

Открытие сверхбыстрого объекта стало тем событием, которое случается один раз на миллион — неожиданным и захватывающим. Трое гражданских учёных, независимо друг от друга открывших это объект в данных WISE, стали соавторами посвящённой открытию научной работы.

Добавим, инфракрасный телескоп NASA WISE был навсегда отключён 8 августа 2024 года. Ближе к концу этого года или в начале следующего он войдёт в плотные слои атмосферы Земли и сгорит, но собранные им данные будут и дальше приносить научные открытия, что станет своеобразным памятником этой научной миссии.

Величайшая космологическая загадка современности может быть результатом ошибки измерений, сообщают учёные под руководством исследователя из Университета Чикаго (University of Chicago). Зоркие глаза «Уэбба» помогли извлечь из наблюдений данные, которые отправляют напряжённость Хаббла в диапазон погрешностей измерений. Статья об открытии ещё не прошла рецензирование, но выводы в ней интересные.

Художественное представление космического телескопа «Джеймс Уэбб». Источник изображения: NASA

Около ста лет назад Эдвин Хаббл измерил скорость разбегания галактик и выяснил, что они разлетаются, а Вселенная расширяется. Позже выяснилось удивительное: с использованием расчётов на основе одних и тех же законов физики коэффициент пропорциональности в расчётах — так называемая постоянная Хаббла, которая зависит от удалённости объекта, существенно отличается в зависимости от исходной для расчётов точки. Если измерять и считать от начала Вселенной (по измерениям реликтового излучения) то постоянная Хаббла одна (66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк), а если начинать считать от Земли и дальше, то другая (73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк). Почти 8 % разницы — это не ошибка, это разная физика, а такого в природе не должно быть.

Группа Венди Фридман (Wendy Freedman) из Чикагского университета воспользовалась данными Уэбба как наиболее точными на сегодняшний день. Учёные проанализировали свет сверхновых типа Ia в 10 ближайших галактиках, носящих название стандартных свечей за их предсказуемую яркость и динамику. Затем они воспользовались другими тремя методами определения скорости разбегания этих галактик: по состоянию красных гигантов, по углеродистым звёздам J-класса и Цефеидам — переменным звёздам с известными и предсказуемыми характеристиками.

Всё это раньше делал телескоп «Хаббл» и другие инструменты, поэтому вся надежда была на возросшую точность измерений с помощью инфракрасных приборов «Уэбба». И результат себя оправдал! Два первых метода (гиганты и J-звёзды) дали показатели, близкие к «реликтовому»: 69,85 (км/с)/Мпк и, соответственно, 67,96 (км/с)/Мпк. Из стройного ряда вылетели лишь Цефеиды, показав значение 72,04 (км/с)/Мпк. В среднем измеренная «Уэббом» постоянная Хаббла составила 69.96 ± 1,05 (км/с)/Мпк, что близко к Стандартной модели и практически устраняет противоречия или необходимость в напряжённости Хаббла. Никаких противоречий в современной космологической модели нет, считают учёные. Во всяком случае, они сделали шаг в сторону их ликвидации.

Учёные сообщили о крупнейшем за всю историю наблюдений приливном разрушении чёрной дырой очень массивной звезды. По горячим следам вспышки её приняли за сверхновую, хотя она полыхнула на удалении 9 млрд световых лет. Детальное изучение явления позволило сделать сенсационный вывод — это была гибель самой массивной в истории наблюдений звезды от оков гравитации чёрной дыры.

Художественное представление приливного разрушения звезды чёрной дырой. Источник изображения: ESA/C. Carreau

Событие TDE AT2023vto было невероятно ярким. Немудрено, что оно поначалу было приписано явлению сверхновой. Последующий анализ данных и наблюдение за объектом во всех доступных диапазонах волн показали, что мы с большой вероятностью имеем дело с разрушением звезды в пределах гравитационного воздействия чёрной дыры. Расчёты заставили удивиться учёных. На обед чёрной дыре досталась звезда, в девять раз массивнее Солнца (9,1 массы). Совершившая это злодейство чёрная дыра в центре далёкой галактики тоже была немаленькая — в 10 млрд раз массивнее нашей звезды.

До сих пор явления приливного разрушения охватывали диапазон масс от 0,1 до 2 солнечных масс. На этом фоне зафиксированное 9 сентября 2023 года событие TDE AT2023vto стало огромным по масштабам. Для учёных это настоящая находка — лабораторный эксперимент с новыми переменными, который никогда нельзя будет поставить в земной лаборатории. Поэтому за местом явления будут продолжать следить.

Кстати, есть ещё один повод продолжить наблюдение. Событие TDE AT2023vto не сопровождалось обычным в таких случаях релятивистским джетом — своеобразной отрыжкой чёрной дыры, выбросом излучения и энергии в пространство с субсветовой скоростью. Такое происходит, когда вещество падает на чёрную дыру. Тем самым TDE AT2023vto стало самым далёким из обнаруженных событием приливного разрушения без джета или с джетом слабой интенсивности, что делает открытие вдвойне интереснее.

Наука всё ещё блуждает в потёмках в поисках источника быстрых радиовсплесков (FRB), впервые открытых в 2007 году. За несколько миллисекунд что-то из глубин Вселенной посылает радиоимпульс мощностью, сравнимой с тремя днями солнечного излучения. У учёных есть мысли о происхождении всплесков и одна из гипотез получила хорошее подтверждение.

Источник изображения: Robert Lea / space.com

В журнале Nature группа астрономов опубликовала статью, в которой сообщила об обнаружении слабого источника радиосигнала из предполагаемого пространства одного из прежних всплесков: FRB 20201124A на удалении примерно 1,3 млрд световых лет от нас. Обнаружить слабый радиосигнал помог радиотелескоп Very Large Array в США. Радиосигнал исходит от слабосветящейся туманности в месте предполагаемого источника быстрого радиовсплеска.

Авторы исследования пояснили, что обнаруженное очень слабое радиоизлучение имеет связь с диапазонами излучения импульсов быстрых радиовсплесков. Это позволило учёным создать собственную «модель туманности», в недрах которой рождаются быстрые радиовсплески. В частности, предложенная модель предсказывает, что радиоизлучение пространства создаётся пузырём плазмы (ионизированного газа) с «двигателем» процесса в центре пузыря. За вспышки ответственность несёт «двигатель», а сами вспышки раздувают пузырь газа (плазмы) вокруг него.

«Открытие позволяет нам приписать происхождение быстрых радиовсплесков остаткам массивных звезд, — делают выводы учёные. — Наше открытие о непрерывном излучении, связанном с определённым FRB, позволяет нам лучше понять среду их источника, подразумевая, что центральный привод, производящий вспышки, также должен быть способен раздувать плазменный пузырь с помощью ветра [из заряженных частиц]».

«Лучшим кандидатом для объяснения этих свойств на данный момент является магнетар, чрезвычайно намагниченная нейтронная звезда», — заключают исследователи.

Магнетары являются частным случаем нейтронных звёзд — сжавшихся всего до 19 км ядер некогда гигантских умерших звёзд в 8 и более раз больше Солнца. Одна чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы 1 млрд тонн. За счёт уменьшения диаметра объекта, скорость нейтронных звёзд может достигать 700 об/с. Также физическое сжатие ядра приводит к невообразимому росту магнитного поля.

Это очень ценные объекты для изучения физики в экстремальных условиях, которые мы никогда не сможем повторить в лабораториях на Земле. Более того, изучение нейтронных звёзд может открыть путь к новой физике. Поэтому так важно понять или привязать быстрые радиовсплески к магнетарам или иным источникам, если таковые есть. А они могут быть! Некоторые быстрые радиовсплески повторяются — такое очень редко, но бывает. Учёные не исключают, что повторяющиеся FRB и разовые могут иметь разное происхождение.

Новое открытие позволяет ещё раз взглянуть на вероятные источники быстрых радиовсплесков для получения ранее пропущенных особенностей поведения пространства в радиодиапазоне в районе событий. Пузыри мёртвых звёзд оказались ценным следом, ведущим к магнетарам.

Учёные только что обнаружили в Солнечной системе комету, ставшую второй в истории наблюдений, которую за пределы системы отправила одна из наших планет-гигантов. Первая комета была отправлена скитаться меж звёзд в 1980 году Юпитером. Новая комета получила необходимое ускорение после сближения в 2022 году с Сатурном. Разница в 45 лет между этими событиями намекает, что подобное случается чаще, чем представляли себе учёные.

Источник изображения: NASA

Комета C/2024 L5 была обнаружена 14 июня 2024 года роботизированной системой планетарной обороны ATLAS как объект A117uUD (астероид). Позже объект был определён как комета с присвоением соответствующего индекса. Группа учёных изучила объект, заинтересовавшись его высокой скоростью. Расчёты показывали, что комета C/2024 L5 должна была прилететь в систему извне. Межзвёздные объекты — редкие гости в нашей системе и поэтому привлекают к себе повышенное внимание.

Группа учёных из Университета Комплутенсе в Мадриде (Universidad Complutense de Madrid) провела 145 сеансов наблюдения за кометой в течение неполных 32 суток. Выяснилось, что комета C/2024 L5 в январе 2022 года сближалась с Сатурном на расстояние 0,00687 астрономической единицы. Это привело к попаданию кометы внутрь так называемой сферы Хилла, что придало объекту ускорение и изменило его орбиту на уходящую за пределы системы. Встреча с Сатурном настолько сильно повлияла на первоначальную траекторию движения кометы по нашей системе, что сделало невозможным точное определение первоначальной орбиты. Но это гарантированно был объект из нашей системы, а не из межзвёздного пространства.

Первой подтверждённой отправленной за пределы Солнечной системы кометой стала комета C/1980 E1 (Боуэлл). Из системы её вышвырнуло сближение с Юпитером 9 декабря 1980 года. Новая комета C/2024 L5 стала вторым подтверждённым объектом такого рода. Из межзвёздных объектов надёжно подтверждены два: комета Борисова и астероид Оумуамуа. Есть ещё один объект, взорвавший над Тихим океаном, которому приписывают судьбу межзвёздного скитальца. Но вокруг него создана стена домыслов и спекуляций, поэтому пока оставим его в покое.

В последний день июля 2024 года официально завершилась расширенная научная работа орбитального инфракрасного телескопа NASA WISE (NEOWISE). Телескоп был запущен в космос в 2009 году как инструмент для поиска слабых и сильных инфракрасных источников во Вселенной. В 2013 году после долгого сна телескоп начал работать на планетарную оборону Земли, выискивая опасные для неё астероиды. Сегодня его служба окончена и вскоре он сгорит в атмосфере.

Источник изображений: planetary.org

Команда на полное отключение телескопа NEOWISE будет отдана 8 августа 2024 года. В зависимости от активности Солнца, влияющей на размеры атмосферы Земли, телескоп сгорит в её плотных слоях в период с декабря 2024 года по февраль 2025 года. Фактически всё время с 2013 года телескоп работал сверх первоначальной программы и был полезен науке намного дольше, чем планировали разработчики.

Запаса криогенного водорода на борту обсерватории WISE хватило на год работы сверхчувствительных инфракрасных датчиков телескопа. Обсерватория запускалась для поиска интересных объектов, невидимых в оптическом диапазоне. Например, WISE открыл самые близкие к земле коричневые карлики всего в 6,5 световых годах от Земли, которые уже не планеты, но ещё не звёзды, и поэтому тусклы для оптического обнаружения, а также ряд ярчайших за историю наблюдений инфракрасных галактик. Также WISE смог отследить 150 тыс. астероидов в главном поясе между Марсом и Юпитером (инфракрасное излучение даёт наиболее полную картину рельефа этих объектов).

Истощение запасов хладагента привело к завершению программы WISE и отправке телескопа в режим сна в 2010 году. К 2013 году команда телескопа и приглашённые учёные разработали и воплотили в жизнь новую программу обсерватории — NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer), благо ничего нового в космос запускать было не нужно, требовалось лишь обновить бортовое ПО и вернуть телескоп в работу.

Целью расширенной научной программы NEOWISE стал поиск и изучение околоземных астероидов. Без экстремального охлаждения датчиков телескоп мог использовать только два инфракрасных диапазона из четырёх, но этого оказалось достаточно для удивительно продуктивной работы инструмента и исследователей.

Более того, на основе практики охоты NEOWISE за околоземными астероидами была разработана более совершенная космическая платформа для целей преимущественно планетарной обороны — NEO Surveyor. Ожидается, что телескоп NEO Surveyor будет запущен в космос в 2027 году, после чего отправится в точку Лагранжа L1. У него не будет хладагента для охлаждения инфракрасных датчиков. Система защиты от Солнца будет строиться на тщательно продуманном экранировании, включая использование для этого солнечных панелей.

За более чем 14 лет работы телескоп WISE с программой NEOWISE выполнил 1,45 миллиона инфракрасных измерений более чем 44 000 объектов Солнечной системы. Космический телескоп также обследовал более 3000 космических объектов, 215 из которых он обнаружил сам, в том числе первый в истории троянский астероид Земли — 2010 TK7, представляющий собой 300-метровую скалу, которая движется впереди нашей планеты в точке Лагранжа L4.

В журнале Nature вышла первая из трёх статей, в которой учёные сообщили о получении убедительных доказательств обнаружения самой древней галактики в истории наблюдений. Галактика JADES-GS-z14-0 существовала менее чем через 300 млн лет после Большого взрыва. Это не укладывается в голове у учёных — настолько больших, ярких и развитых галактик в те времена просто не должно было быть.

Источник изображения: NASA

«В январе 2024 года прибор NIRSpec наблюдал за этой галактикой, JADES-GS-z14-0, в течение почти десяти часов, и когда спектр был впервые обработан, были получены однозначные доказательства того, что у галактики действительно было красное смещение 14,32, что побило предыдущий рекорд самой удаленной галактики», — пояснили астрономы Стефано Карниани (Stefano Carniani ) из Высшей нормальной школы в Италии и Кевин Хайнлайн (Kevin Hainline) из Университета Аризоны.

Спектрограф NIRSpec ближнего инфракрасного диапазона в составе космической обсерватории им. Джеймса Уэбба способен определить величину красного смещения объекта, отсеяв, например, волны того же диапазона естественного происхождения — от химических и физических процессов в звёздах. Только после спектрального анализа объекта, например, галактики, можно делать вывод о его удалённости. После такого анализа галактика JADES-GS-z14-0 определена как самая древняя (или самая юная, смотря, откуда считать) в истории наблюдений.

Протяжённость галактики JADES-GS-z14-0 оценивается минимум в 1600 световых лет. Это говорит о том, что свет в основном исходит от молодых звёзд, а не от массивной чёрной дыры в её центре. Масса галактики превышает несколько сотен миллионов масс Солнца. Это примерно 10 % от массы нашей галактики Млечный Путь. Казалось бы, мелочь. Но эта «мелочь» была не по годам развита во времена Рассвета Вселенной, когда не должно было быть галактик такого размера и массы.

«Джеймс Уэбб» позволил нам заглянуть во времена, когда Вселенная была окутана туманом из атомарного водорода, рассеивавшего видимый свет и не позволяющий учёным заглянуть вглубь времён. Увиденное там бросило вызов земной науке. Динамика эволюции звёзд и галактик превысила все теоретические расчёты. В галактике JADES-GS-z14-0, например, обнаружено так много пыли и тяжёлых элементов (в астрономии это всё, что тяжелее гелия), что это невозможно сегодня объяснить. Для этого должны были жить и умереть много поколений тяжёлых звёзд, что для времени через 300 млн лет после Большого взрыва представляется просто невероятным.

Сегодня в чилийской пустыне Атакама в разгаре работы по созданию купола Чрезвычайно большого телескопа и ложа для 200-тонного 39-метрового зеркала. Строительная техника и краны кажутся игрушечными на фоне колоссального сооружения. Проект стартовал 10 лет назад и движется к своему завершению через четыре года. Это будет крупнейший на Земле оптический телескоп, который расширит горизонты наших знаний о Вселенной.

Источник изображения: ESO

Представители Европейской южной обсерватории (ESO) поделились кадрами со стройки объекта, сделанными в прошлом месяце. На снимках мы видим, прежде всего, гигантский купол, который будет оборудован раздвижными створками. На время жаркого дня или пылевых бурь телескоп будет прятаться за ними и за теплоизоляционной обшивкой купола. Всё сооружение будет покрыто теплоизоляцией для сохранения более-менее стабильной температуры внутри помещения до наступления ночи.

Внутри купола создаётся специальное ложе для самого большого в мире зеркала. Оно должно выдержать 200 т и будет компенсировать перепады температур и вибрации, вызванные, например, сильным ветром. Кроме того регулироваться будет каждый сегмент составленного из 798 шестиугольных кусочков зеркала. Каждый сегмент будет иметь собственный модуль с системой выравнивания.

Также оптика телескопа будет иметь адаптивную лазерную подстройку для компенсации турбулентностей в атмосфере. Система будет следить за четырьмя искусственными звёздами в небе, и тысячу раз в секунду подстраивать одно из зеркал в оптической системе телескопа под завихрения воздуха в зоне обзора. Всего оптическая система телескопа будет включать шесть зеркал вместе с основным. Первый свет обсерватория рассчитывает получить в 2028 году, что будет на 4 года позже первоначальных планов.

Взрывы сверхновых, слияния нейтронных звёзд и чёрных дыр порождают самые энергичные явления во Вселенной — гамма-всплески, которые на Земле замечают, лишь попав под их лучи. В октябре 2022 года произошло из ряда вон выходящее событие — ярчайший за всю историю наблюдений гамма-всплеск, названный за это BOAT. Всплеск ослепил датчики телескопов, но не помешал восстановлению данных, которые оказались сюрпризом для учёных — в них обнаружился спектр.

Источник изображения: Science China Physics, Mechanics & Astronomy

В четверг 25 июля 2024 года одновременно в ведущих американском и китайском научных журналах вышли две независимые статьи, в которых сказано об удивительном открытии, вызвавшем «мурашки на коже» учёных. Впервые за многие годы регистрации гамма-всплесков в нём обнаружился спектр. Точнее, признаки спектров и раньше были в гамма-всплесках, но все они объяснялись помехами. В случае события BOAT (номер регистрации GRB 221009A) вероятность проявления помехи, а не спектра, оценивалась как один к 500 млн. Иначе говоря, есть все основания полагать, что в составе гамма-всплеска учёные впервые рассмотрели спектральные линии.

Для понимания, спектр — это подноготная физики и химии процесса. По линиям поглощения или свечения можно многое узнать о явлении, что позволит с уверенностью говорить о происхождении того или иного гамма-всплеска. Пока учёные не готовы строить предположения о сути события BOAT или «ярчайшего за всё время» (Brightest Of All Time), но расшифровка и моделирование продолжатся, и это станет основой для работы по другим подобным явлениям.

Можно подозревать, что значительный вклад в это удивительное открытие внесли китайские учёные и китайский орбитальный рентгеновский телескоп GECAM-C. В момент события BOAT все гамма-телескопы оказались ослеплены, включая ведущий инструмент NASA — «Ферми». По интенсивности всплеск BOAT в среднем оказался в 1000 раз ярче обычно регистрируемых всплесков. Датчики телескопов такое не вынесли, за исключением датчиков китайского GECAM-C, которые либо были частично отключены, либо настроены на меньшую чувствительность. Благодаря данным GECAM-C удалось восстановить данные «Ферми» и вычленить спектральные линии из сигнала.

Посвящённая статье обложка журнала Science China Physics, Mechanics & Astronomy.

Согласно выводам международной группы учёных, спектральное излучение длилось около 40 секунд и достигло пиковой энергии около 12 МэВ, по сравнению с 2 или 3 МэВ для видимого света. Китайские учёные дали более развёрнутую характеристику спектральным составляющим вспышки, заявив об открытии линии гамма-излучения с энергией до 37 МэВ, что, как они заявляют, стало спектральной линией с самой высокой энергией, когда-либо излучавшейся небесными объектами во Вселенной. Кстати, в событии BOAT обнаружены признаки необычной физики. Интрига сохраняется. Интересно, что бы это могло быть?