Обнаружена алмазная звезда - белый карлик

Найден загадочный объект - белый карлик, оказавшийся настоящей космической драгоценностью.

Астрономы обнаружили подлинное чудо - самую холодную и тусклую звезду среди известных объектов Вселенной. Ученые считают, что большая часть этого белого карлика, температура которого не выше 3000 °C, может состоять из алмаза. Удаленный на 900 световых лет, он слишком прохладен, тяжел и плотен для звезды такого класса: имея размер Земли, это сокровище по массе равно Солнцу. Давление и тепло вызвало в нем кристаллизацию углерода и превратило звезду в алмаз.

Однажды и наше Солнце превратится в такую тусклую звезду: белый карлик - это очень плотное звездное ядро, которое после исчезновения внешних оболочек постепенно становится прохладнее и темнее. Поскольку основное горючее ядерного синтеза, водород, давно израсходовано, а гелий соединился в большие атомы, то такие белые карлики - это звезды, состоящие преимущественно из углерода и кислорода в очень сжатом виде.

Загадка невидимого спутника

Необычный белый карлик проявлял себя только влиянием на своего компаньона, быстро вращающуюся нейтронную звезду - пульсар PSR J2222-0137th, ротация которого давно показывала, что поблизости должна находиться вторая звезда. Однако оставалось неясным, что это был за объект, так как в телескоп ничего не было видно. По крошечным изменениям во вращении пульсара астрономы предполагали, что это должна быть либо еще одна нейтронная звезда, либо очень маленький и необычно холодный белый карлик.

Так может выглядеть белый карлик, состоящий из алмаза, рядом со своим спутником, пульсаром PSR J2222-0137th Фото: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Чтобы это выяснить, Дэвиду Каплану (David Kaplan) и его коллегам по Университету Висконсин-Милуоки пришлось вести наблюдения пульсара и его невидимого компаньона на протяжении двух лет. Работа проходила с помощью нескольких крупных радиотелескопов, в том числе Green Bank Telescope и Very Long Baseline Array.

Данные новых наблюдений показывают, что спутник имеет приблизительную массу Солнца, но гораздо меньше (величиной с Землю) и темнее, чем наше светило. По расчетам астрономов, это белый карлик, который слабее Солнца более, чем в сто раз. Его температура составляет всего лишь около 2.700 °C, что в 5000 раз меньше температуры нашей центральной звезды и является рекордом холода даже для белого карлика. Поэтому вычисленное исследователями небесное тело - самый холодный и тусклый из всех объектов это вида.

Высокая плотность белого карлика свидетельствует о том, что он, скорее всего, состоит в основном из кристаллического углерода, похожего на алмаз. Такие небесные тела астрономы обнаруживали во Вселенной и раньше. Так супер-земля "55 Cancri e", до которой нам лететь где-то 41 световой год,  вероятно, тоже частично состоит из алмаза, пишет scinexx.de.

"Планета X" имеет более крупного компаньона?

Иллюстрация: НАСА

Астрономы обнаружили свидетельство присутствия двух неизвестных больших планет внешней Солнечной системы.

Мадрид (Испания) - Сильно эксцентрические (эллиптические) орбиты карликовых планет, таких как Седна и "2012 VP113", некоторые астрономы считают свидетельством существования значительно большего небесного тела - "Планеты X" внешней Солнечной системы. Новые расчеты испанских астрономов идут еще на шаг дальше и видят в недавно полученных данных доказательство существования двух неизвестных больших планет.

Только в прошедшем марте астрономы из группы Скотта Шеппарда (Институт наук Карнеги) обнаружили во внешней области Солнечной системы две новые карликовые планеты, орбиты которых могут также указывать на присутствие там других ​​неизвестных больших планет.

Испанские астрономы Карлос (Carlos) и Рауль де ла Фуэнте Маркос (Raul de la Fuente Marcos) из Мадридского университета представили на "ArXiv.org" новые расчеты образцов направления орбит карликовых планет, проходящих за орбитой планетоида Плутон, считавшегося раньше девятой планетой. Это предполагает существование не одной, а двух больших планетарных объектов внешней Солнечной системы.

Ученые обосновывают свой вывод тем, что орбиты небольших групп этих карликовых планет очень похожи. Однако их тела недостаточно велики, чтобы в силу гравитации притягиваться друг к другу. Поэтому исследователи предполагают, что эти объекты находятся под воздействием более крупной планеты, что создает "орбитальный резонанс" - ситуацию, когда периоды обращения небесных объектов имеют соотношения небольших натуральных чисел. Примеры таких орбитальных резонансов создают Плутон и многочисленные мелкие тела, находящиеся в поясе Койпера, так называемые Плутино, которые с Нептуном состоят в резонансе 3:2, следовательно, за время трех обращений Нептуна вокруг Солнца обходят его дважды.

Символическое изображение "Планеты X" Иллюстрация: НАСА

Исследованные мелкие объекты должны иметь аналогичное соотношение с гораздо большей, но значительно более отдаленной и поэтому еще не обнаруженной планетой. Ее масса должна быть где-то между массами Марса и Сатурна. От Солнца такая планета может находиться приблизительно в 200 раз дальше, чем наша (в 200 а.е.). Некоторые из более мелких объектов имеют чрезвычайно вытянутые орбиты, уносящие их далеко от Солнца. Однако, по мнению авторов исследования, для большой планеты необычно вращаться вокруг Солнца так близко к другим объектам. Это возможно, если она динамически связана еще с одной.

Оба исследователя делают вывод, что "Планета X" состоит в орбитальном резонансе с намного большим объектом, чем она сама. Вторая вращается вокруг Солнца примерно в 250 а.е., как и было предсказано в предыдущих работах.

Однако открытие как малых, так и больших тел - не простая задача. Более мелкие объекты имеют крайне вытянутые эллиптические орбиты. Следовательно, их можно заметить только в момент приближения к Солнцу. Большие планеты имеют, вероятно, круговую орбиту и движутся очень медленно. Кроме того, они очень тусклые, поэтому прежними телескопами их обнаружить было трудно. "Совсем не удивительно, что их еще не нашли", - цитирует исследователей "New Scientist".

Астрономы ищут признаки существования "Планеты X"

Внешняя область Солнечной системы

Вашингтон (США) - Солнечная система выглядит уже не так, как прежде: наряду с открытием астероида с кольцевой системой как у Сатурна, астрономы США обнаружили две новые карликовые планеты внешней Солнечной системы. К тому же, их орбиты могут указывать на существование еще ​​одной неизвестной большой планеты.

Астроном Института наук Карнеги Скотт С. Шеппард (Scott S. Sheppard), первооткрыватель обеих карликовых планет, предрекал, что в Солнечной системе будут найдены и другие аналогичные небесные тела. Команда Шеппарда надеется обнаружить здесь признаки вызывающей споры так называемой "Планеты X".

Шеппард указывал ранее, что возле карликовых планет с каталожными номерами "2012 VP113" и "2013 FY27" может находиться ещё одна, с идентификатором "2013 FZ27". В апреле астроном сказал, что его команда заметила очередную возможную карликовую планету: “Мы сразу обнаружили несколько объектов, за которыми сейчас следим и их изучаем. Эти объекты либо очень яркие и поэтому крупные, либо очень сильно удалены. Но пока мы эти объекты при следующих наблюдениях ещё раз не исследуем, я не смогу о них много сказать. Одно точно - тут есть несколько других, по-видимому, карликовых планет".

Вид Солнечной системы с поверхности карликовой планеты Седна
Рисунок Адольфа Шаллера/NASA/ESA

"Отдаленные объекты - пояснил далее Шеппард, - являются основной причиной наших поисков, чтобы таким образом проверить теорию существования неизвестной пока супер-земли внешней Солнечной системы. Мы должны найти здесь объекты, которые действительно находятся очень далеко, за краем пояса Койпера, на расстоянии приблизительно 50 астрономических единиц (одна а.е. = расстоянию: Солнце-Земля)".

Объекты Солнечной системы до открытия "2012 VP113". Вверху слева - внутренняя, а справа - внешняя части Солнечной системы; внизу справа - орбита планеты Седна, слева - внутренняя часть Облака Оорта Фото: НАСА

"Даже если эти объекты столь слабо освещены или малы, они могли бы - как ни сильно они удалены - представлять для нас большой интерес. Очень сильно удаленные объекты имеют, скорее всего, орбиты - как те же Седна или "2012 VP113" - которые отделены от путей больших планет. Эти далекие орбиты могли бы показать возможные признаки далекой супер-земли, так как та не испытывает (в Солнечной системе) влияния крупных планет".

Следующие наблюдения были запланированы на май этого года, пишет grewi. Мы с интересом ждём сообщений об их результатах, а в следующей статье читайте сообщение на эту тему из Мадрида.

Многие массивные звезды - это двойные системы

За самыми тяжелыми звездами обычно скрываются двойные системы. Астрономы из Германии обнаружили, что подобные пары встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее - в частности, у массивных звезд наличие близнецов может быть даже нормой.

Известно, что вокруг сверхмассивных звезд часто вращаются их компаньоны. Вместе они образуют бинарную систему, которую, однако, даже самые современные телескопы определяют с трудом. Расстояние между звездами двойной системы, по сравнению с путем до Земли, настолько малы, что их невозможно отобразить отдельно друг от друга.

Исследование немецких ученых

Астрономы из команды Рурского университета Бохума (RUB), возглавляемой Рольфом Чини (Rolf Chini) вели наблюдения в обсерватории, находящейся в чилийской пустыне Атакама. Они детально исследовали 800 массивных звезд - каждую в течение нескольких дней или даже недель.

Масса Эта Киля, самой яркой звезды в туманности Киля, примерно в 100-120 раз превышает массу Солнца Фото: © RUBIN

Эффект Доплера выдает двойные звезды

Они обнаружили, что на самом деле более 90 процентов наблюдаемых звезд - двойные объекты. Это открытие стало возможным лишь с помощью "трюка", так как считается, что обсерватория RUB безнадежно уступает некоторым другим современным телескопам, например, расположенному всего в 20 километрах "Very Large Telescope", принадлежащему Европейской южной обсерватории. Однако астрономам пришел на помощь эффект Доплера: если звезда удаляется от наблюдателя, то её световой спектр сдвигается к красной зоне. Если же звезда приближается, спектр смещается в сторону синего цвета. У пересекающих друг друга орбит звезд Чини и его коллеги заметили такие характерные сдвиги, которые колебались с регулярными интервалами - явное доказательство двойных звезд.

Статистический анализ свидетельствует, что вероятность двойной системы возрастает с увеличением массы: чем тяжелее звезда, тем более возможен у неё компаньон. Особенно неожиданными являются соотношения масс партнеров. Далеко не всегда маленькая звезда обращается вокруг большей. Часто обе примерно одинакового размера и тяжести.

Схематическое изображение эффекта Доплера Фото: © RUBIN

Новая модель формирования двойных звезд

Однако это опровергает общепринятую модель, объясняющую, как возникают двойные звезды, согласно которой считается, что большая звезда захватывает меньшую. Ей противоречит большое количество двойных систем со звездами одинаковых размеров. "Почему звезда в 50 солнечных масс должна притянуть звезду с теми же 50 солнечными массами? - спрашивает Чини и продолжает, - было бы гораздо легче захватить звезду с одной солнечной массой. Процесс звездообразования, конечно, дает объяснение этому явлению".

Поэтому астрономы предлагают новую модель образования таких систем: гигантские газовые и пылевые облака, из которых рождаются массивные звезды, в ходе этого процесса разделяются. Из каждой половины возникает звезда, оба партнера (примерно одинаковой массы) вращаются друг вокруг друга, как близнецы. Этот тип рождения бинарных звездных систем также может быть рассчитан и подтверждён на модели. Многие теории, например возникновения отдельных массивных звезд, до сих пор имеют пробелы, пишет scinexx.de.

Планетезимали Земли возникли за 100 000-300 000 лет

Изображение: NASA/JPL

Наша Земля и другие каменистые планеты Солнечной системы возникли в результате столкновений и слияний мелких обломков, которые называются планетезималями. Новый анализ железных метеоритов определил сроки их образования: по-видимому, эти небесные тела сформировались за несколько сотен тысяч лет.

В поясе астероидов, протянувшемся между планетами Марс и Юпитер, находятся остатки формирования планет, сохранившиеся со времен их образования. Астрономы называют эти "планетарные строительные блоки” планетезималями, что означает "бесконечно малая часть планеты".

Исследование немецких ученых

Д-р Томас Круийер (Thomas Kruijer), д-р Марио Фишер-Гёдде (Mario Fischer-Gödde) и проф., д-р Торстен Кляйне (Thorsten Kleine) совместно со своими коллегами из Института планетологии Университета Мюнстера, а также Университета штата Мэриленд (США) сообщили в научном журнале "Science", что некоторые из этих планетезималей появились через несколько сотен тысяч лет, после того как возникла Солнечная система. Этим открытием впервые был намного точнее ограничен временной промежуток их образования.

Установление возраста железных метеоритов

Железные метеориты являются фрагментами металлических ядер планетезималей. Предыдущие определения возраста были неточными, потому что эти обломки на пути из пояса астероидов к Земле подвергались влиянию космических лучей. Взаимодействие с таким излучением создает эффекты, подобные сигналам, которые используются для определения возраста.

Исследователям впервые удалось вычислить степень облучения и с высокой точностью определить возраст железных метеоритов. Эти результаты представляют интерес для ученых, так как дают информацию о планетезималях и ранней истории Земли.

Столкновение планетезималей при образовании планеты

Результаты показывают, что так называемые родительские тела железных метеоритов сформировались через 100-300 тысяч лет после образования Солнечной системы. Однако зарождение их ядер длилось до двух миллионов лет. Эту большую разницу исследователи объяснили высокими температурами, необходимыми для формирования ядра.

Формирование ядра родительских тел железных метеоритов

После образования родительские тела железных метеоритов были первоначально "холодными" и медленно нагревались при распаде радиоактивных нуклидов, пока наконец не расплавились. Лишь потом тяжелый металл опускался в центр объекта.

Удивительным результатом новых исследований стало открытие, что формирование ядра происходило внутри родительских тел железных метеоритов в разное время, хотя сами тела возникли в одно время. Это наблюдение исследователи объясняют различным содержанием серы в железных метеоритах. Сера снижает температуру плавления железа, поэтому тела с высоким содержанием серы расплавились раньше, чем с низким.

Выводы планетологов о формировании Земли

Исследования показывают, что первые планетезимали, следовательно, и строительные блоки нашей планеты, возникли очень быстро. Формирование Земли из них длилось еще очень долго и завершилось после возникновения Солнечной системы приблизительно через 100 миллионов лет.

Источник: astronews.com.

Карликовые галактики скрывают свои тайны

Нитевидная космическая сеть темной материи Фото: Моделирование Проекта Милениум

Наш Млечный Путь и галактика Андромеды окружены множеством систем карликовых галактик, ставших загадкой для астрономов, так как их расположение в Пространстве противоречит общепринятой космологической модели. Недавнее исследование предлагает новую гипотезу рождения этих галактик-спутников.

Космологи ссылаются при объяснении многих динамических явлений на существование так называемой темной материи. "Тем не менее, еще непосредственно не доказано, что это загадочное вещество, вообще, существует", - поясняет Герхард Хенслер (Gerhard Hensler), астрофизик из Университета Вены. И не только он убежден в том, что такое доказательство ее существования не устранило бы все расхождения и противоречия между полученными данными и теоретическими предположениями.

Противоречия теории возникновения карликовых галактик

Одним из примеров таких несоответствий являются карликовые галактики. Принятая сегодня большинством астрофизиков стандартная модель, названная "Лямбдой CDM", предполагает, что обладающие малой массой галактики-спутники, которые окружают такие крупные, как Млечный Путь и галактика Андромеды, должны обладать определенными свойствами.

Тысячи светящихся звездных систем, входящих в CDM, должны хаотично вращаться вокруг родительских галактик. Но эти галактики-спутники сосредоточены в огромных дисках и движутся, как и планеты, вращающиеся вокруг Солнца, в одном направлении. По мнению Марселя Павловского (Marcel Pawlowski) из университета Case Western Reserve в Кливленде, это открытие является неожиданным и представляет собой реальную проблему.

Карликовые галактики вращаются в громадных плоских дисках

Вокруг Млечного Пути спутниковые галактики расположены в почти полярном тонком диске "Disk of Satellites" (сокращённо - DoS) и образуют звездные скопления и потоки, которые авторы называют "Огромной Полярной Структурой" (Vast Polar Structur). Половина всех спутников Андромеды находится в "Великой Плоскости Андромеды" (Great Plane of Andromeda).

Три различных международных команды авторов пришли к заключению, что такое плоское распределение спутников совместимо со стандартной моделью, а отдельные потоки (Streams) порождает темная материя Вселенной. Они попадают в гравитационные поглотители галактик - вплоть до галактических скоплений. Следовательно, они состоят из газа и гипотетически должны порождать карликовые галактики. В настоящее время предполагается, что все дисковые галактики, такие как наш Млечный Путь, произошли именно так.

Столкновение карликовых галактик Фото: космического телескопа Хаббл

Новая гипотеза возникновения карликовых галактик

Павловский и его команда из шести различных стран проводили исследование другого процесса, образующегося также в ходе сценария CDM. «Когда мы сравнили свои наблюдения с моделированием, использующим данные этих других работ, то обнаружили фундаментальное несоответствие", - поясняет Павловский. Модели, созданные при космологическом симулировании на компьютере, вокруг тысячи объектов, похожих на нашу Галактику, показали авторам только один случай из тысячи, соответствующий наблюдаемому расположению спутников вокруг Млечного Пути.

"Вероятность обнаружить похожие явления в двух соседних галактиках, Млечном Пути и Андромеде, даже меньше, чем 1:100000," - подчеркнул Хенслер. Поэтому исследователи считают выводы своих коллег в предыдущих исследованиях ошибочными и предлагают другую гипотезу развития спутниковых систем: столкновение двух крупных галактик в ранней Вселенной.

"Из 'сегодняшних' столкновений и слияний галактик мы знаем, что возникают большие приливные хвосты, из которых вырываются газ и звезды, причем газ может собираться в мелкие галактики и вызывать образование новых звезд. Эти приливные карликовые галактики вынуждены двигаться в совместной орбитальной плоскости, но скрывают много тайн", - отметил Хенслер.

В связи с этим исследование карликовых галактик может иметь значительные последствия для нашей физической картины Вселенной. По словам Хенслера, возможно сосуществование двух типов карликовых галактик, которые мы пока не можем наблюдать: одного с CDM, а другого - без, является "серьезным конфликтом".

Сколько лет нашей старушке Земле?

Планета Земля и Луна

Нанси (Франция) - На "Goldschmidt Geochemistry Conference" - геохимической конференции в калифорнийском Сакраменто французские ученые представили результаты нового исследования, указывающие, что столкновение между молодой Землей и другой планетой размером примерно с Марс (Тейя) должно было произойти где-то спустя 40 млн. лет после рождения Солнечной системы. Открытие означает, что к возрасту нашей Земли нужно добавить еще приблизительно 60 млн. лет.

Как сообщила группа ученых университета Лотарингии, возгавляемая Гийомом Ависом (Guillaume Avice) и Бернардом Марти (Bernard Marty), ими был обнаружен изотопный сигнал, свидетельствующий, что предыдущие оценки возраста Земли и Луны являются ошибочными.

Точная датировка событий ранней Земли затруднена, так как вряд ли можно найти классические геологические данные этого периода. "Поэтому для оценки этих событий геологи должны полагаться на другие методы". Одним из таких методов является измерение изменений в пропорциях различных газов (изотопов), которые все еще ​​присутствуют на планете со времен ранней Земли. Авис и Марти исследовали газ ксенон, найденный в южноафриканском и австралийском кварце. Его возраст был определен, соответственно, как 3,4 и 2,7 млрд. лет. Кварцевые газы позволили исследователям сравнить их с сегодняшним изотопным содержанием ксенона. В результате этого сравнения ученые вывели новую датировку момента столкновения ранней Земли с Теей.

До сих пор исследователи полагали, что после рождения Солнечной системы должно было пройти примерно 100 млн. лет до возникновения атмосферы молодой Земли. А так как эта атмосфера не выдержала столкновения Земли с Тейей, то новые расчеты переносят данное событие примерно на 60 млн. лет вперед. Значит, наша планета младше Солнечной системы где-то на 40 млн. лет.

По мнению исследователей, нам, вероятно, никогда не удастся назвать точное время возникновения Земли. Однако проведенное исследование показывает, что ее возраст приблизительно на 60 млн. лет больше, чем предполагали раньше. Сначала разница может казаться незначительной, но это важно, так как она представляет границу возникновения планет Солнечной системы и, прежде всего, как и когда сильные столкновения сформировали нашу планетную систему, сообщает eurekalert.org.

Рентгеновский снимок двойника Млечного Пути

Галактика М51

Галактика М51 сияет в рентгеновском свете благодаря интенсивному звездообразованию и взрывам сверхновых

Спиральная галактика М51 - любимый объект для снимков и исследований - повернута к нам боковой стороной, поэтому у астрономов создается четкое представление о ее структуре и внутреннем строении. Это новое изображение галактики, выполненное рентгеновским телескопом Chandra, показывает сотни светящихся источников. По крайней мере, десять из них настолько яркие, что в них, по мнению ученых, должны быть активные черные дыры.

Галактика Водоворот с каталожным номером М51 похожа на Млечный Путь. Этот спиральный вихрь созвездия Гочие Псы состоит из газа и звезд. В отличие от Млечного Пути M51, удалённая от нас приблизительно 30 млн. световых лет, - настоящий звездный инкубатор. Звездообразование здесь идет значительно интенсивнее, чем в нашей родной галактике. По предположениям астрономов, M51 должна вскоре слиться с меньшей галактикой и их взаимодействие вызывает усиленное формирование звезд.

Галактика Водоворот или Галактика М51 Фото: NASA/CXC/ Wesleyan Univ.

Новая фотография рентгеновского телескопа Чандра является еще одним доказательством предстоящего столкновения, так как часть примерно 400 рентгеновских источников в этой галактике возникла из газа, разогретого ударными волнами взрывов сверхновых звёзд. Это свидетельствует о чрезвычайно большой массе и недолговечности возникающих звезд, которые, в основном, вновь быстро переходят в сверхновые.

Однако минимум 10 особо ярких рентгеновских источников принадлежат двойным звездным системам, где один из партнеров уже взорвался и стал черной дырой. Он откачивает материю у звезды-компаньона, и при этом высвобождаются рентгеновские лучи. Как сообщают астрономы, большинство из этих источников рентгеновского излучения находятся вблизи областей особенно мощного звездообразования.

Великолепный вид глубин Вселенной

Астрономы представили расширенную версию знаменитого Ultra Deep Field Хаббла, дополненную данными съемки в ультрафиолетовом диапазоне. Для создания такого изображения проводятся длительные наблюдения за небольшим участком неба. При этом становятся видны даже далекие и очень тусклые галактики.

Космический телескоп Хаббл известен своими красочными фото галактик, туманностей и других астрономических объектов. Среди самых интересных снимков и так называемые изображения Deep Field. Для этого выбирают небольшой и, казалось бы, пустой кусочек ночного неба и наблюдают за ним в течение многих часов. Длительная экспозиция позволяет увидеть галактики, которые в обычном режиме обнаружить было бы сложно.

Первое изображение этого вида, Hubble Deep Field, было сделано в 1993 году в результате очень долгого наблюдения за участком северного неба. Вскоре стало ясно, что дорогостоящее время космического телескопа было потрачено не напрасно. Полученная фотография тысячи ранее неизвестных галактик стала одним из самых известных снимков с телескопа Хаббл .

В новом тысячелетии на фотографии с Хаббла стало видно, что ему удалось еще глубже заглянуть в Пространство: изображение в созвездии Печь (Fornax) было сделано на основе наблюдений 2003-2004 годов, длившихся более миллиона секунд. На записи, которая показывает площадь в небе, соответствующую примерно одной десятой полного диаметра Луны, стали заметны тысячи близких и удаленных галактик. На момент публикации это был самый глубокий взгляд во Вселенную.

Недавно опубликованное изображение UVUDF
Фото: NASA/ESA/IPAC/Caltech/STScI/Arizona State University

С тех пор Ultra Deep Field был неоднократно дополнен новыми наблюдениями и расширен. Тем не менее, не хватало информации, например, о формировании звезд и галактик на расстоянии приблизительно 5-10 миллионов световых лет. Для этого были необходимы данные в ультрафиолетовом свете, которые были получены с помощью широкоугольной камеры, смонтированной на Хаббле. Ему сейчас доступны данные длин волн инфракрасного излучения, видимого света и ультрафиолетового диапазона. Таким образом возникло это непревзойдённое красочное изображение Вселенной на различных стадиях развития, дающее ученым важную информацию об эволюции галактик от истоков до современного состояния.

Недавно опубликованное фото получено на основе данных, собранных во время 841 витка Хаббла вокруг Земли. На нем представлено 10000 галактик. Наиболее удаленные объекты мы видим в то время, когда возраст Вселенной составлял лишь несколько сотен миллионов лет.

Астероид "Зверь" направлялся к Земле ... и пролетел мимо

WISE Художественное изображение: NASA/JPL

Вселенная хорошо "спланировала" путешествие этого малого небесного тела: 8 июня рано утром - в 7:56 по среднеевропейскому летнему времени - "Зверь" (астероид 2014 HQ124) промчался около нашей планеты почти на 3,5-кратном расстоянии Земля-Луна. Имя свое "The Beast" (его еще переводят как "Антихрист") он получил по совершенно непонятным причинам. Нам можно и в будущем не бояться этого астероида: пролетев мимо, он не представляет в ближайшие столетия никакой опасности для Земли.

"Зверь" был обнаружен с помощью космического телескопа WISE, который фактически сняли с эксплуатации уже в 2011 году, однако вскоре снова активировали, и сейчас он в рамках миссии Neowise занимается поиском неизвестных астероидов. Причем с успехом, о чем свидетельствует, например, открытие астероида 2014 HQ124. Как следует из его каталожного номера, этот объект был обнаружен недавно. Точнее, WISE отыскал астероид 23 апреля 2014. И это довольно необычно, так как речь идет о сравнительно большом небесном теле величиной 250-400 м, сообщает НАСА.

С другой стороны, считается, что мы обнаружили всего 50 процентов всех околоземных даже более крупных астероидов, имеющих размеры 300-500 м. Человечество несколько обеспокоено тем, что такое довольно массивное небесное тело, как 2014 HQ124, было найдено незадолго до сигнала что к Земле  приближается астероид.

Орбита астероида 2014 HQ124 Изображение: JPL/NASA

Если бы астероид шел на столкновение, то у нас было бы мало времени для каких-либо действий. От его удара мир не погиб бы - для этого размеры "Зверя" слишком малы. Не было бы и глобальной катастрофы, как 65000000 лет назад - именно тогда вымерли динозавры. Но для страны, куда бы пришелся удар, это была бы серьезная катастрофа: астероид мог разрушить большой участок поверхности - один только кратер был бы величиной почти 5 км.

Поэтому было бы желательно даже такие небольшие объекты обнаруживать как можно раньше, чтобы успеть принять соответствующие защитные меры и предотвратить столкновение с астероидом. Для этого нужны инвестиции в наблюдение за небом. Чтобы находить астероиды не требуются гигантские телескопы. Необходимы лишь обсерватории с соответствующим персоналом, который мог бы посвятить себя поиску.

Луна образовалась при ударе протопланеты Тейя

Земля. Вид с Луны Фото: НАСА

Впервые доказано, что спутник Земли сформировался в результате катастрофы.

Катастрофическое столкновение: спутник нашей планеты действительно возник из-за столкновения молодой Земли с каким-то небесным телом размером приблизительно с Марс. Ученые впервые подтвердили, что на Луне существуют уникальные изотопные следы протопланеты Тейя. Это доказывает, что спутник Земли на самом деле образовался из обломков при столкновении двух планет, сообщают исследователи в журнале "Science".

Спутник Земли - это особый случай среди 150 лун нашей Солнечной системы. Это не захваченный астероид и не сформировавшийся вместе со своей планетой в праоблаке сателлит. По основной теории, Луна возникла вскоре после образования Земли при скользящем столкновении с протопланетой Тейя. Где-то 4,5 млрд. лет она была размером с Марс. От этого удара по касательной испарилась большая часть Тейи, а также частично кора и мантия Земли. Затем вещество сгущалось и сжимались на орбите вокруг Земли. Эти обломки и сформировали Луну.

При таком столкновении Земли с протопланетой Тейя могла образоваться Луна

Поиск следов в пробах "Аполлона"

Если эта теория столкновения верна, то наша Луна состоит примерно на 70 % из вещества Тейи. Поскольку скалистая порода отдельного небесного тела происходит из различных областей праоблака, то в ней содержится различное количество определенных изотопов. Однако прежние анализы изотопов лунных метеоритов и лунной породы всегда показывали чрезвычайно высокое сходство между Землей и ее сателлитом - чего не могло бы быть, если бы спутник состоял преимущественно из обломков протопланеты.

Даниэль Херварц (Daniel Herwartz) из Кельнского университета заново проанализировал лунную породу, использовав для этого пробы базальта трех миссий "Аполлона", сохранившихся относительно нетронутыми в специальных лабораториях NASA. Исследователи выделили кислород скалистых пород, провели его трудоемкое очищение и проанализировали в газовом спектрометре. "При этом мы впервые смогли измерить минимальную разницу в соотношениях редкого изотопа кислорода 17-O и наиболее распространенного - 16-O, - объясняет Херварц. - Различия небольшие и трудноопределимые - но они есть".

Анализ различных образцов лунных пород подтвердил гипотезу об образовании Луны при космическом столкновении Фото: Addi Bischoff

Тейя вращалась по похожей орбите

Это маленькое отличие является первым безусловным свидетельством того, что в формировании Луны участвовало, кроме Земли, второе небесное тело. "То, что состав изотопов с Луны и Земли все же так похож, можно было бы обосновать тем, что обе планеты возникли в одном регионе", - говорит Херварц. Это объяснило бы химическое сходство и то, почему тогда обе столкнулись.

Следующей целью исследования будет выяснение, какую часть Тейи включила в себя Луна. Предыдущие данные свидетельствуют о том, что материя Земли и Тейи присутствует на Луне в равных долях (50 на 50). Это предположение исследователи собираются обосновать, проведя следующий анализ данных, пишет scinexx.de.

Магнитное поле может препятствовать гравитации черных дыр

Фото: Alexander Tchekhovskoy

Ненасытные массивные монстры: ранее предполагалось, что черные дыры, обладающие сильной гравитацией, поглощают вокруг себя всё. Их магнитные поля считались, напротив, относительно слабыми. Сейчас немецкие и американские исследователи обнаружили, что магнитные силы вблизи черных дыр могут достичь такой же мощности, как и гравитация. Это явление в значительной степени способствует возникновению сильных струй материи, которые излучают многие черные дыры, сообщают астрономы в журнале "Nature".

Черные дыры считаются бездной, откуда нет возврата: их огромному притяжению ничто не может противостоять, даже свет. Тем не менее, многие черные дыры испускают в противоположных направлениях так называемые джеты - два взаимосвязанных пучка материи. Эти струи возникают из аккреционного газового диска, окружающего черную дыру и всасывающегося им. Они выделяют сильное электромагнитное излучение: от рентгеновского - до радиодиапазона. Эти лучи, состоящие из частиц, определяют часто по их радиоизлучению, которое испускается супермассивными черными дырами, расположенными в галактических центрах. Однако пока по-прежнему неясно, как возникают струи.

Радиоджеты показывают сильную напряженность магнитного поля

Астрономы боннского Института радиоастрономии, носящего имя Макса Планка (MPIfR), установили, что магнитное поле черной дыры, вероятно, влияет на джеты. "Мы обнаружили, что радиоизлучение струй позволяет определять напряженность магнитного поля непосредственно в окружении черной дыры", - говорит ведущий автор статьи Мохаммад Цаманиназаб (Mohammad Zamaninasab) из MPIfR. Астрономы использовали для этого данные программы MOJAVE, которая с помощью американской сети радиотелескопов VLBA постоянно обнаруживает отсутствие сотен джетов супермассивных черных дыр.

Магнитные поля иногда оказывались неожиданно сильными: исследователи заметили, что вблизи черной дыры напряженность магнитного поля может быть сравнима с её гравитацией. Черная дыра, чья масса превышает солнечную в миллиард раз, создает магнитное поле, которое приблизительно в 10000 раз сильнее, чем у Земли. Такой огромной напряженностью поля обладают, как известно, томографы, работающие на основе ядерного магнитного резонанса.

Компьютерное моделирование газа, устремляющегося в центр черной дыры
Фото: Alexander Tchekhovskoy

Для проверки своих выводов ученые моделировали на компьютере взаимодействие между газовым облаком, черной дырой и магнитным полем. "Когда газ создает в наших моделях достаточно сильное магнитное поле, вблизи черной дыры влияние этого магнитного поля становится столь сильным, что нарушается гравитационное равновесие", - говорит соавтор работы Александр Чеховской (Alexander Tchekhovskoy) из Национальной лаборатории Лоренса Беркли.

Магнитное поле позволяет уходить газовым струям

Поэтому поведение газа в области черной дыры коренным образом изменяется: магнитное поле замедляет газ при его поступлении в черную дыру, сжимая аккреционный диск, который вращается медленнее, а джеты, наоборот, усиливаются. Так напряженность магнитного поля сверхмассивной черной дыры оказывает прямое влияние на силу струй. Таким же путём возникают очень сильные радиоджеты в активных галактических центрах, где магнитные поля достигают силы, сравнимой с гравитацией.

Когда магнитное поле становится достаточно сильным, чтобы сравниться с силой тяготения черной дыры, по крайней мере, часть газа ускользает от притяжения космической бездны. Эрик Клаузен-Браун (Eric Clausen-Brown) из MPIfR обобщает: "Если наши представления выдержат более точную перепроверку, то мы должны будем пересмотреть наши предположения о свойствах черных дыр, а также их влиянии на окружение".

Источник: scinexx.de

Обнаружены две планеты на орбите древней звезды

Звезда Каптейна - красный карлик в созвездии Живописца - является одной из ближайших (по космическим меркам) к Солнцу. Открыты две планеты, вращающиеся вокруг неё каждые 48 и 121 дней, причём расстояние до "Kapteyn b" позволяет предположить, что она находится в "обитаемой" зоне, в которой теоретически может быть жидкая вода, необходимая для поддержания жизни на экзопланетах земного типа. Работа международной команды астрономов опубликована в MNRAS.

Звезда, получившая название по имени открывшего её голландского астронома, Якоба Каптейна, является второй из самых быстро движущихся звезд и принадлежит гало Млечного Пути, группе звезд, вращающихся по очень вытянутой орбите вокруг нашей Галактики. Этот красный карлик, имеющий треть массы Солнца, виден в Южном полушарии в любительский телескоп.

Чтобы измерить очень малые периодические изменения в движении звезды Каптейна, астрономы использовали данные нескольких спектрометров ряда обсерваторий:

• HARPS, Ла Силла (ESO);
• Magellan/Las Campanas, Чили;
• HIRES, Кек, Гавайи.

Эффект Доплера позволил ученым рассчитать некоторые характеристики этих планет, в том числе их орбитальные периоды и массу.

Так могла бы выглядеть планетная система звезды Каптейна
Фото: Guillem Anglada-Escudé

По словам ведущего автора исследования доктора Гиллема Англада-Эскюде (Университет Королевы Мэри, Лондон), учёные были удивлены, найдя планеты звезды Каптейна. После того как предыдущие данные выявили некоторое нерегулярное движение, команда целенаправленно искала планеты с очень короткими орбитальными периодами, в результате чего появились четко и ясно новые сигналы.

Масса планеты "Kapteyn b", по меньшей мере, впятеро больше земной. Она обращается вокруг своей звезды каждые 48 дней. Это означает, что там достаточно тепла для присутствия на поверхности воды. "Kapteyn c" - более массивная суперземля. Её год длится 121 дней, и астрономы полагают, что там для жидкой воды слишком холодно. Пока известны лишь ряд свойств обеих планет:

• расстояния от их звезды,
• орбитальные периоды,
• приблизительные массы.

Проверить наличие или отсутствие воды астрономы смогут, получив данные об их атмосфере с помощью инструментов, которые сейчас разрабатываются.

Необычна история звезды Каптейна, являющейся одной из 25 ближайших к Солнцу: она родилась, как полагают, в карликовой галактике, давно разрушенной и поглощенной Млечным Путем, ставшей теперь частью его гало.

Планеты звезды Каптейн. Характерные потоки звезд при слиянии распавшейся галактики и Млечного Пути
Фото: James Bullock, Victor Robles, Joel Primack, Miguel Rocha

Остатком той карликовой галактики может быть Омега Центавра, загадочная группа звезд от которой к нам свет идёт 16000 лет. Она содержит сотни тысяч таких же старых солнц и была долгое время шаровым скоплением. Это устанавливает наиболее вероятный возраст звезды Каптейна, а также её планет, равный 11,5 млрд. лет и превышающий земной в 2,5 раза. Получается, что этот красный карлик лишь на два млрд. лет младше самой Вселенной (возраст которой, по последним измерениям, равен 13,7 млрд. лет).

Источник:  carnegiescience.edu

Астрономы обнаружили звездный рентгеновский пульсар

Звезда "Xi1 Canis Majoris" на снимке "XMM-Newton" Фото: ESA/XMM-Newton/L. Oskinova

С помощью европейского рентгеновского телескопа "XMM-Newton" международная команда, возглавляемая астрономами Потсдама, обнаружила своеобразный небесный объект. Удалённая от Солнца приблизительно на полторы тысячи световых лет "Xi1 Canis Majoris" - звезда созвездия Большого Пса не только очень ярко светит, но и показывает в рентгеновском диапазоне регулярные пульсации. Сейчас исследователи ломают голову над причиной этого феномена.

Потсдамские астрономы совместно с коллегами из Бельгии и США смогли подтвердить, используя телескоп "XMM-Newton", рентгеновские импульсы от объекта, который ранее не считался пульсаром. С удивительной регулярностью активность рентгеновского излучения звезды "Xi1 Canis MajorisXi" на протяжении пяти часов возрастает, а затем вновь спадает. Такие пульсации у нормальной звезды никогда не отмечались. Ученые пытаются найти физическое объяснение этих свойств.

Звезда "Xi1 Canis MajorisXi" и в прошлом привлекала внимание исследователей. Так Светлана Хубриг (Swetlana Hubrig) из Астрофизического Института Потсдама имени Лейбница (AIP) обнаружила, что звезда имеет необычно сильное магнитное поле, в 5000 раз сильнее, чем у Солнца. Она может быть видна невооруженным глазом. Причина заключается в ее сильной светимости: при примерно 15-кратной массе поверхность "Xi1 Canis MajorisXi" в пять раз горячее, чем у Солнца.

Не только в оптическом свете, но и в рентгеновских лучах "Xi1 Canis MajorisXi" кажется очень яркой. Наблюдение с помощью телескопа "XMM-Newton" возглавлялось Лидией Оскиновой (Lidia Oskinova) из Потсдамского Университета. Однако для рентгеновского излучения температура звезды оказалась недостаточной, поэтому исследователи предположили, что оно возникает из-за ударных волн в магнитном поле звезды. Взаимодействие этого магнитного поля с так называемым звездным ветром - специальность коллег из команды Оскиновой: Хельге Тодт (Helge Todt) и Вольфа-Райнера Хаманна (Wolf-Rainer Hamann).

Взаимодействие магнитного поля звезды со звездным ветром

До этого было известно, что испускать рентгеновские импульсы способны лишь нейтронные звезды и белые карлики. Однако механизмы, которые действуют в таких объектах из суперплотной материи, не свойственны "Xi1 Canis Majoris", состоящей только из материи нормальной плотности. Поэтому исследователи надеялись, что смогут понять происхождение наблюдаемых пульсаций звезды в оптическом свете.

Эта оптическая переменчивость известна уже примерно на протяжении столетия. С тех пор почти 5-часовой период стабилен с точностью до секунд. Команда Потсдама сравнила оптические данные с новыми рентгеновскими наблюдениями и действительно нашла совпадение. Тем самым астрономы смогли показать, что процессы, происходящие в звездном ветре и внутри звезды, связаны теснее, чем полагали ранее.

При существующем и будущем сотрудничестве AIP и Университета Потсдама в совместном наблюдении, а также разработке конкретных моделей звездных ветров и магнитосферы, исследователи надеются окончательно разгадать тайну обнаруженного звездного рентгеновского пульсара, пишет astronews.com.

О своих наблюдениях астрономы сообщают в "Nature Communications".

Как измеряют расстояния до планет, звезд и галактик?

Определение расстояния в астрономии зависит обычно от того, насколько далеко находится небесное тело. Некоторые методы можно применять лишь для относительно близких объектов, например, соседних с нами планет. Другие - для более удаленных, таких как звёзды или даже галактики. Однако эти способы, как правило, менее точны.

Как определить расстояние до объекта в космосе

Способ определения расстояния до соседних планет

В Солнечной системе это относительно просто: движение планет здесь рассчитывается по законам Кеплера, и можно вычислить удаленность близлежащих планет и астероидов с помощью радиолокационных измерений. Таким путём устанавливать расстояние весьма легко.

Внутри Солнечной системы действуют законы Кеплера

Как измеряют расстояние до звезд

Для относительно близких к нам звезд можно определять так называемый параллакс. При этом необходимо наблюдать, как изменяется положение звезды в результате обращения Земли вокруг нашего светила относительно звезд, гораздо более удаленных от нас. В зависимости от точности измерения возможно довольно точное и прямое определение расстояние.

Вычисление расстояний по параллаксу звезд

Если это не подходит, можно попытаться определить тип звезды по спектру, чтобы по истинной яркости сделать вывод об удаленности. Это уже косвенный метод, так как нужно делать о звезде определенные предположения.

Измерение расстояний по спектру звезд

Если невозможно применить и этот метод, то ученые пытаются обойтись"шкалой расстояний". При этом ищут звезды, яркость которых точно известна по наблюдениям в нашей Галактике. Такие объекты называются "стандартные свечи". Ими служат, например, звезды-цефеиды, чьи яркость периодически изменяется. Согласно теории, скорость этих изменений зависит от максимальной яркости звезды.

Вычисление расстояний по цефеидам

Если такие цефеиды обнаруживают в другой галактике и можно наблюдать, как меняется яркость звезды, то определяется её максимальная яркость, а затем расстояние от нас. Другим примером стандартной свечи служит определенный вид взрыва сверхновой, у которой, как считают астрономы, всегда одинаковая максимальная яркость.

Стандартной свечой может быть взрыв сверхновой

Тем не менее, даже этот метод имеет свои ограничения. Тогда астрономы используют красное смещение в спектрах галактик.

Увеличение длины волны света, исходящего из галактики, придает ему на спектре более красный цвет, названный красным смещением

Исходя из него, может быть рассчитана скорость удаления галактики, которая непосредственно связана - согласно закону Хаббла - с расстоянием до этой галактики от Земли.