Самые точные измерения Вселенной

Рисунок: ESO/L. Calcada

Этот рисунок художника показывает затменно-переменную систему двойных звезд. Их орбитальная плоскость, при взгляде с Земли, немного наклонена, и нам видны ребра их орбит и периодические затмения то одной звезды, то другой. При этом общая яркость уменьшается. По изменению света астрономы могут, наряду с другими свойствами системы, очень точно вычислить расстояние до неё.

Длительные (на протяжении почти десятилетия) тщательные наблюдения редкой холодной затменно-переменной пары позволили намного точнее, чем раньше, определить, насколько Большое Магелланово Облако удалено от своего соседа, Млечного Пути. Это важный шаг для определения расстояний в Космосе, что будет способствовать углублению наших знаний о текущей степени расширения Вселенной - так называемая постоянная Хаббла – и пониманию природы загадочной темной энергии, которая продолжает ускорять расширение.

Согласно пресс-релизу Европейской южной обсерватории, ученые использовали, наряду с другими телескопами по всему миру, и обсерваторию ESO (Ла-Силла, Чили).

Астрономы определяют масштабы Вселенной, измеряя вначале расстояния от нас до ближайших объектов, которые считают затем своего рода маяками, чтобы определить расстояния до более далеких космических миров. До недавнего времени не удавалось точно определить насколько Большое Магелланово Облако удалено от Млечного Пути. А, так как звезды этой галактики используют для создания шкалы расстояний во Вселенной, их удаление имеет очень большое значение.

Тщательный анализ наблюдений редкого класса двойных звездных систем позволил команде астрономов вычислить точные значения: от нас Большое Магелланово Облако находится в 163000 световых лет.

Вольфганг Гирен и Гжегож Петжинский

По мнению Вольфганга Гирена (Wolfgang Gieren), одного из лидеров команды (Универсидад де Консепсьон, Чили), это оказалось невероятно трудно. Но учёные смогли, наконец, решить эту проблему, причём с точностью результата до 2%".

"У ESO есть телескопы и инструменты, которые необходимы для этого проекта: спектрограф HARPS, служащий для высокоточных радиальных измерений скорости даже слабых звезд, а также SOFI - для измерений яркости в инфракрасном диапазоне", - отметил ведущий автор исследования, вышедшего в журнале «Nature», Гжегож Петжинский (Grzegorz Pietrzyski), профессор Универсидад де Консепсьон, Чили.

Более точное измерение удаления Большого Магелланова Облака приводит также к более точным значениям расстояний для многих цефеид. Эти пульсирующие звезды используют в качестве стандартных маяков для вычисления расстояний до далеких миров и текущей скорости расширения Вселенной, носящей название "постоянная Хаббла" и являющейся, в свою очередь, основой исследования Вселенной. Более точно вычисленное расстояние до галактики Большое Магелланово Облако уменьшает существующую погрешность измерения космологических расстояний.

Чтобы определить это расстояние, астрономы наблюдали редкие находящиеся близко друг от друга звездные системы - затменные двойные звезды. На их взаимной орбите видно звезду, проходящую перед её партнером. При наблюдениях с Земли, заметно меньшую общую яркость системы, и когда первая звезда проходит перед второй и наоборот, хотя и в разной степени.

Фото: Универсидад де Консепсьон

По тщательным измерениям изменения яркости, при одновременном определении их скорости, можно вычислить размер звезд, массу и другие данные об их орбитах. Если эту информацию объединить с общей яркостью и цветом звезд, то можно очень точно рассчитать расстояние до них.

Этот метод использовали и раньше, но только с горячими звездами. В этом случае делаются определенные допущения, поэтому полученные расстояния не так точны, как хотелось бы. Астрономы впервые смогли определить восемь крайне редких затменных двойных звезд, обе звезды которых являются холодными красными гигантами. Их очень тщательно исследовали, и получили более точные значения расстояний с погрешностью всего 2%.

Исследователи работают, чтобы улучшить метод, и надеются в течение нескольких лет выйти на погрешность этого расстояния, равную … всего 1%, что будет иметь важное значение для космологии и многих других областей астрономии, пишет в заключении соавтор статьи, Дариуш Грачек (Dariusz Graczyk).

Может ли звезда Мафусаила быть старше Вселенной?

HD 140283

Астрономы давно уже считают звезду Мафусаила (HD 140283) именем нарицательным. Она была включена в звездный каталог около 100 лет назад. Но благодаря космическому телескопу Хаббл возраст звезды можно теперь измерить более точно, причём получается удивительный результат: HD 140283, оказывается, старше, чем считалось ранее, даже старше, чем вселенная. Новым определением возраста звезды Мафусаила занимается команда под руководством американского астронома Говарда Бонда - Институт космического телескопа/Университет штата Пенсильвания в Балтиморе.

От Земли звезда "HD 140283» удалена на 190,1 световых лет. Она очень старая. Ученые знали это ещё до того, как смогли более точно измерить расстояние с помощью космического телескопа Хаббл. Измерения показали, что звезде сейчас около 14460 миллионов лет, следовательно, она моложе, чем считалось ранее. Исходя из предыдущих измерений HD 140283, ей приписывали 16 миллиардов лет. Но данные были настолько неточными, что их нельзя было использовать: оценки оставались расплывчатыми.

Так называемая звезда Мафусаила: благодаря космическому телескопу Хаббл удалось более точно определить её возраст

Принимая во внимание новые данные телескопа Хаббл, можно сделать вывод, что звезда оказалась старше Вселенной, так как той примерно 13770 млн. лет. Однако измерение Вселенной является гораздо более точным, чем все расчёты возраста звезды HD 140283. Погрешность измерения или дисперсия измерения Вселенной составляет плюс или минус 0,06 миллиарда лет. То есть, возраст Вселенной может колебаться в пределах 13,71-13830 млн. лет. Дисперсия измерений HD 140 283 равна плюс или минус 0,8 миллиардам лет. Это означает, что звезде Мафусаила может быть от 13,66 до 15260 миллионов лет, то есть HD 140283 может в равной степени быть и моложе, и старше Вселенной.

Астрономы считают, что после Большого Взрыва звезды появились приблизительно через 100 млн. лет. В связи с неточностью измерений 1402832 HD, это предположение не изменится. "При оставшейся неопределенности, возраст звезды совместим с возрастом Вселенной", - говорит Говард Бонд.

Звёздная пара коричневых карликов вблизи Солнечной системы

В данных инфракрасного телескопа WISE астроном Кевин Луман из Университета штата Пенсильвания обнаружил звёздную систему, состоящую из двух коричневых карликов. Она находится на небольшом расстоянии от Солнца - всего 6,5 световых лет - ближе к нам только Альфа и Проксима Центавра, а также звезда Барнарда.

Мы многократно убеждались в том, что наше ближайшее космическое окружение - настоящая терра инкогнита: об этом свидетельствуют нежелательные визиты космических обломков из пояса астероидов, которые были замечены лишь незадолго до их появления в атмосфере Земли. К тому же, недалеко от нас, хотя и на значительно большем расстоянии, американскому астроному удалось сделать более приятное открытие. Изучая инфракрасные снимки спутника НАСА WISE, Кевин Луман из Университета штата Пенсильвания обнаружил звездную систему всего лишь в шести с половиной световых годах (световой год – это не время, а расстояние, которое свет преодолевает за один год). Это напоминает об аналогичном открытии в 1916 году, когда американский астроном Эдвард Эмерсон Барнард нашёл названную в его честь звезду в шести световых годах по её большому собственному движению (изменению координат звёзд, вызываемому относительным движением звёзд и нашей Солнечной системы).

Инфракрасный источник с большим собственным движением

Луман тоже исследовал собственное движение звезд, однако, он использовал для этого более совершенную технику астрономических наблюдений. В отличие от Барнарда, которому были доступны только оптические изображения, Луман изучал инфракрасные данные высокочувствительной съёмки космического телескопа WISE (NASA). В инфракрасном спектре выявляются относительно холодные объекты, которые почти не излучают видимый свет. Их невозможно наблюдать с помощью оптических телескопов. К таким тёмным небесным телам относятся коричневые карлики – звезды, имеющие недостаточную массу, чтобы внутри них начала вырабатываться энергия, как это происходит с Солнцем.

В данных телескопа WISE обратил на себя внимание инфракрасный источник WISE J104915.57-531906, для которого было характерно большое собственное движение: за 13 месяцев наблюдений, завершившихся в 2011 году, объект явно изменил свое положение по отношению к другим, более далёким, небесным телам. Открытие стало возможным благодаря тому, что WISE в течение этого времени многократно снимал каждую точку неба. С помощью полученного таким путём собственного движения Луман смог вычислить видимый путь за предыдущие годы и определить объект на более ранних снимках (1978-1999 гг.). Объединив данные различных наблюдений, он определил также параллакс (периодические изменения, которые вызывает движение Земли вокруг Солнца) и, следовательно, расстояние от объекта.

Звездная система коричневых карликов

Дополнительные спектроскопические наблюдения Лумана, проведенные в феврале 2013 года 8,1-метровым телескопом Gemini South в Чили, должны выявить физические свойства. Уже предварительная прямая съёмка в ближней инфракрасной области приготовила сюрприз: на вычисленном месте обнаружены два точечных источника на угловом расстоянии 1,5 дуговой секунды. По мнению Лумана, это физическая двойная система, так как другие инфракрасные наблюдения не показали здесь никаких объектов на заднем фоне и спектры обоих компонентов соответствуют свойствам коричневых карликов.

Новые наблюдения определяют WISE J104915.57-531 906 на третье место в рейтинге звездных расстояний: ближайшие к Солнечной системе звёзды - только система Альфа и Проксима Центавра да ещё звезда Барнарда.

Когда встречаются Венера и Сатурн?

Белое пятно в середине кольца Сатурна не погрешность съёмки - это Венера. "Кассини" сфотографировал одновременно далекую планету и близкую. Перед вами одна из многих замечательных фотографий, отправленных зондом на Землю.

С 2004 года орбитальный космический зонд "Кассини" вращается вокруг Сатурна. С тех пор им передано на Землю множество данных и фото. Один из этих снимков, который показывает часть планеты и её концентрические образования изо льда и пыли, окутанные мягким солнечным светом и напоминающие нам сияющие золотом обручальные кольца, кажется, на первый взгляд, обычным. Однако белое пятно между кольцами Сатурна – это не спутник и не грязь на фото: В ноябре "Кассини" удалось сделать снимок Венеры, который был недавно опубликован.

Как могли встретиться Венера и Сатурн?

Отражающие облака

Густые облака двуокиси серы окружают Венеру, на поверхности которой преобладает температура до 500 градусов по Цельсию, то есть там жарче, чем на Меркурии. Облака в атмосфере Венеры настолько сильно отражают солнечный свет, что эта планета ярко сияет и поэтому её может «увидеть» даже далекий космический аппарат. Если Венера движется на расстоянии около 108 млн. км от Солнца, то орбита Сатурна проходит приблизительно в 1,43 млрд. км от нашей центральной звезды.

Венера выглядит на фото маленьким белым пятном. Снимок был сделан космическим зондом "Кассини", вращающимся вокруг Сатурна с 2004 года

 

На самом деле, Венера достаточно изучена с помощью другого зонда - "Венера-Экспресс", принадлежащего Европейскому космическому агентству ESA, который недавно представил свежую информацию о гигантском хвосте плазмы, которые формирует эта планета.

Задачи зонда Кассини

Научная деятельность "Кассини" направлена большей частью на анализ атмосферы спутников Сатурна, таких как Титан и Рея. При этом зонд постоянно облетает их на предельно малых высотах с целью получения самой подробной информации и детальных фотографий. В планы работы Cassini, который был отправлен в длительный полет ещё в 1997 году, входит также получение записей погодных явлений на Сатурне.

И то, что "Кассини" способен к тому же наблюдать далекую Венеру, показывает новый снимок, представленный НАСА и ЕКА.

И на этом снимке, сделанном "Кассини" в начале 2013 года, Венера видна "возле" Сатурна

На спутнике Юпитера Европе возможна жизнь

Рисунок: NASA/JPL-Caltech

Американские астрономы нашли доказательство того, что соленая вода из скрытого под толстым слоем льда огромного океана на спутнике Юпитера Европе попадает на его поверхность, что приводит к постоянному обмену между океаном и поверхностью. Тем самым увеличивается вероятность того, что в 100-километровых глубинах океана могла возникнуть жизнь.

По сообщению Майка Брауна (Mike Brown)- Калифорнийский технологический институт (Caltech) - и Кевина Хенда (Kevin Hand) из Jet Propulsion Laboratory НАСА в Astronomical Journal, данные их наблюдений спутников Юпитера с помощью спектрометра WM Keck II Observatory подтверждают, что происходит химический обмен между океаном и поверхностью Европы. Это свидетельствует о том, что океан является еще более богатой химической средой. Кроме того, открытие показывает, что изучение ледяной поверхности с помощью наземных телескопов может дать много информации о самом океане.

Используя новую адаптивную оптику и OSIRIS 10-метрового телескопа, учёные получают больше измерений, чем с бывшего зонда Юпитера «Галилео» (1989-2003).

«Так что теперь мы располагаем доказательствами того, что океан на Европе не является изолированными водами, а состоит в обмене с поверхностью», - поясняет Браун. «Это также означает, что энергия попадает в океан, что важно для ответа на вопрос, могла ли в этом океане возникнуть жизнь. К тому же, это значит, что многие сведения об океане, можно получить из анализа его ледяной поверхности. Мы должны лишь кое-что с него соскрести (и исследовать)». Поверхность льда на Европе откроет нам, таким образом, окно в мир океана, имеющий условия возникновения жизни, добавляет Хенд.

Обмен химическими веществами соленого океана спутника Юпитера Европы с его поверхностью Рисунок: NASA/JPL-Caltech

С помощью спектрографического анализа компонентов поверхности Европы Браун и Хенд смогли обнаружить присутствие эпсомита - соли сульфата магния. «Этот магний не должен присутствовать на поверхности, если только он не поступает из океана», - объясняет Браун. «Его наличие означает, что вода из океана попадает на поверхность, а вещества с поверхности - в океан».

Основываясь на текущем исследовании, ученые предположили, что океан богат либо сульфатами, либо хлором. По обнаруженному сульфату магния, Браун и Хенд исключают большие количества сульфатов в океане и предполагают, что в нем присутствует хлор (хлориды натрия и калия), а потому он может походить на соленые океаны Земли.

Исходя из этого, Хенд и Браун видят в спутнике Юпитера главную цель поиска планет, на которых возможна жизнь, в Солнечной системе. «Если мы на Земле что-то постигли, так это то, что там, где присутствует вода, есть также жизнь. А так как наш собственный океан довольно соленый, то и соленый океан на Европе мог бы быть прекрасным местом для жизни».

Новости сегодня: изучение, освоение и использование космоса

Разработка нового способа использования солнечной энергии

Американские ученые разработали новый метод получения солнечной энергии с помощью металлов, которые являются гораздо более прочными, чем ранее использовавшиеся полупроводниковые материалы. Хотя этот метод пока еще в стадии разработки, первые эксперименты показали, что в течение нескольких недель работы никаких ошибок не установлено. Исследователи также надеются с помощью нового метода повысить степень эффективности существующих солнечных технологий.

Миллиардер планирует частный пилотируемый полет на Марс уже на 2018 год

Американский миллиардер Деннис Тито, который уже вложил 10 млн. долларов США, чтобы стать первым космическим туристом на МКС, в настоящее время планирует через пять лет, в январе 2018 года, слетать на Марс и обратно. Для участия в этом частном пилотируемом полёте Тито ищет ещё пару авантюристов. Путешествие к Красной планете будет протекать в ограниченном пространстве без посадки на Марсе.

В Антарктиде обнаружен метеорит, весящий 18 кг

В Антарктике был обнаружен 18-килограммовый метеорит, крупнейший в этой части света с 1988 года. Сейчас исследования должны определить, откуда прибыл к нам космический осколок. По первоначальной оценке, это обыкновенный хондрит. Найден он был бельгийскими учеными, работающими на полярной станции "Принцесса Елизавета" (международный проект SAMBA, цель которого поиск метеоритов, - часть крупномасштабного исследования по изучению Солнечной системы и возникновения Земли).

Изучение осколков метеорита, упавшего в Челябинске

В институте им. академика Вернадского определили, что челябинский метеорит является обыкновенным хондритом LL5. Зафиксировано 21 падение таких метеоритов в мире, в России же подобных случаев никогда не отмечалось. Изучение его осколков даст возможность получить новые сведения об возникновении планет, так как в составе метеорита обнаружено вещество, которое образовалось сразу после зарождения Солнечной системы. Предварительные данные говорят, что возраст этого небесного тела превышает 4 миллиарда лет и в его состав входит расплавленное стекло. Столкновение с очень крупным астероидом привело, возможно, к изменению траектории метеорита, упавшего в Челябинске, и направило его в сторону Земли.

Новая теория зарождения жизни в межзвёздном пространстве

Green Bank Telescope

В межзвездном пространстве обнаружены основы жизни. Внутри облака газа вблизи центра нашей галактики американские астрономы обнаружили важные пребиотические молекулы. Данное открытие позволяет предположить, что основы жизни создаются в космосе и такие молекулы могут оплодотворять молодые планеты.

В своей работе ученые команды Anthony Remijan из NRAO (Национальная радиоастрономическая обсерватория) исследовали с помощью Green Bank Telescope, расположенного в Западной Вирджинии, гигантское газовое облако. Расстояние от Земли до него - примерно 25000 световых лет. Находится этот космический объект вблизи центра Галактики.

Одна из недавно открытых молекул Cyanomethan (ацетонитрил) считается предшественником аденина и, следовательно, одним из четырех органических комплементарных оснований дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК). Другая молекула, этанамин, играет роль в образовании аминокислоты аланин, важного компонента муреина, основного вещества клеточных стенок бактерий и одной из 20 протеиногенных аминокислот генетического кода.

Некоторые из молекул, найденные в межзвездном облаке газа на фоне Green Bank Telescope Изображение: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

«Открытие этих молекул в межзвездном облаке газа в центре Млечного Пути означает, что важные строительные блоки ДНК и аминокислот могут оплодотворить молодую планету химическими прекурсорами (исходными компонентами при синтезе какого-либо вещества) жизни", - заявил Remijan.

В любом случае, открытие межзвездных молекул свидетельствует о ранних стадиях химического процесса, состоящего из нескольких частей, в конце которого может быть появление биологических молекул. Хотя точная последовательность этого процесса еще во многом не понята, это открытие может, по меньшей мере, показать, где протекают эти процессы.

Раньше учёные исходили из того, что процессы такого рода происходят в разреженных газах между звёзд. Новое открытие позволяет, однако, предположить, что эти молекулы возникают не в газах, а на поверхности ледяных частиц пыли в межзвездном пространстве, пишет nrao.edu.

Новости космоса сегодня: коротко самое важное

Свежие новости космоса

Челябинский метеорит снят в студии

Фото: DPA

Как же выглядит челябинский метеорит, куски которого упали в озеро Чебаркуль? Весь мир интересуют размеры и состав камня, ставшего причиной разрушений и травм жителей. Куски метеорита для съёмки получены от Виктора Гроховского, который взглавляет экспедицию Уральского федерального университета.

Из данных NASA: размер объекта 15х17 м. Астрономы относят такие космические тела к метеороидами. Астероидами, по принятой классификации, считаются объекты, размер которых превышает 30 м.

Куски челябинского метеорита, предоставленные Виктором Гроховским Фото: Павел Мальцев

Шестиугольник Сатурна на новом снимке Cassini

Шестиугольник Сатурна

Северный полюс Сатурна знаменит своим шестиугольником, новое изображение которого передано космическим зондом Cassini. Диаметр шестиугольника около 25000 км. Аппарат Cassini был в это время в 580000 км от Сатурна, в северном полушарии которого с приходом весны солнце греет сильнее и увеличивается вихревая активность в атмосфере. Снимок от 26.02 позволяет хорошо различить в центре шестиугольника спиральный вихрь, заметный и на фото от 27.11 прошлого года. Впервые его обнаружил Voyager I в 1980-е годы. Скорость вращения этого вихря 354 км/ч.

Обнаружен третий радиационный пояс нашей планеты

Найден третий радиационный пояс Земли

Оказывается "космический щит" Земли имеет не два, а три радиационных пояса. Это обнаружили зонды RBSP. По сообщению, опубликованному в Science, один из этих слоёв внезапно появляется, а затем снова исчезает. Дэниел Бейкер (университет штата Колорадо, Боулдер, США) признаёт возможным постоянное существование третьего пояса Ван Аллена, однако раньше его просто не замечали, и только с запуском RBSP учёные смогли это проверить.

Радиационные пояса (пояса Ван Аллена) защищают Землю от космических лучей. В них имеются внешние и внутренние пояса, наполненные высокоэнергетическими космическими частицами.