Незначительные слияния - источник звездообразования

Незначительные слияния галактик являются основными факторами формирования звезд.

По данным Sky Survey Sloan Digital, около половины звезд в локальной Вселенной возникает в результате незначительных слияний (minor mergers) галактик. При наблюдениях за участком неба Stripe 82 неоднократно получались высококачественные изображения спиральных галактик. Об изменении их форм, вызванном взаимодействием с самыми мелкими соседями и свидетельствующем о росте звездообразования, говорится в исследовании, представленном на Национальном собрании астрономии в университете Ноттингема.

Гравитация, вездесущая сила притяжения, пронизывающая нашу Вселенную и сталкивающая галактики, является важным фактором их формирования. Эти столкновения могут влиять на различные свойства:

• вызывать слияние и сильное звездообразование в этих галактиках;
• увеличивать массы их черных дыр;
• значительно изменять внутреннюю структуру галактик.

Наша классическая парадигма часто предполагала, что слияния между равными по массе предшественниками ('крупные' слияния) имеют наиболее преобразующее влияние на галактик. Тем не менее, такие события редки. Гораздо более распространенными являются слияния между массивными галактиками и малыми спутниками ('незначительные' слияния), так как небольшие галактики намного превосходят численностью их более массивные аналоги, а гравитация обеспечивает постоянные бомбардировки этих больших галактик мелкими компаньонами.

Спиральная галактика NGC 7714, форма которой была сильно искажена при тесном взаимодействии с соседней галактикой, снята космическим телескопом Хаббл. Такое незначительное слияние вызывает взрыв звездообразования - рождение около половины всех новых звезд в локальной Вселенной Фото: Королевское астрономическое общество (RAS)

Крупные слияния более яркие зрелищные, их легче изучать, а незначительные требует больших усилий, предполагают 'глубину', то есть отображение с большой выдержкой, обнаруживающей слабые приливные свойства, которые являются признаками незначительных слияний.

В последнее время накапливаются косвенные доказательства того, что незначительные слияния действительно являются важными факторами эволюции галактик: например, наблюдаемый рост размера галактик в течение последних 10-12 миллиардов лет происходит, вероятно, из-за повторных незначительных слияний. Это первое исследование, использующее большую выдержку изображений для количественной оценки звездообразования в соседних областях Вселенной, вероятно, вызванного процессом незначительного слияния.

"Результаты поразительны. Чуть более половины космического бюджета звездообразования непосредственно обусловлено незначительными слияниями. Другими словами, если бы этот процесс не произошел, то галактики в сегодняшней Вселенной были бы, по крайней мере, вдвое менее массивными".
Доктор Сугэта Кэвирэдж (Sugata Kaviraj), ведущий автор работы, Университет Хартфордшира

Без глубокого изучения процесса незначительных слияний наше понимание эволюции галактик останется неполным, считает исследователь.

Источник: ras.org.uk

Модели эволюции Вселенной говорят о ее расширении

Впервые после бескомпромиссных формул Эйнштейна исследователи создали модели эволюции Вселенной, чтобы выяснить, действительно ли темная энергия ускоряет ее расширение.

Правда ли, что расширение Вселенной ускоряется и всё, что ее составляет, разлетается с нарастающей скоростью под действием таинственной силы? Или ложные предположения об однородном пространстве, которое выглядит одинаковым во всех направлениях, создают неправильное впечатление? Несколько исследовательских команд из США и Италии представили недавно в трех публикациях первые полные симуляции без ограничений законов общей теории относительности.

До этого лишь суперкомпьютеры были в состоянии сами моделировать математически уменьшенные приближения, основанные обычно на ньютоновской теории тяготения. Исследователи рассматривали, как расширяется Вселенная, исходя из несколько неравномерного распределения материи при реальных измерениях. Гравитация способствовала созданию постоянно растущих скоплений массы. Для расчетов применялись модели, которые были разработаны, чтобы определить, как влияют на пространство-время двойные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга. Удалось дважды экспериментально доказать такое влияние, проявляющееся в виде гравитационных волн.

Эволюция Вселенной - начало и конец Фото: © dreamstime/Attila Alexovics

Современные космологические модели появились в двадцатые годы прошлого века. Одним из создателей теории Большого Взрыва, согласно которой Вселенная продолжает расширяться с момента ее выхода из сингулярности, был бельгийский священник и астрофизик Леметр. Это подтвердили измерения красного смещения спектров галактик, выполненные Эдвином Хабблом.

Однако компьютерные мощности ограничивали дальнейшее цифровое моделирование эволюции Вселенной. Поэтому используется предположение о однородной Вселенной, в которой (при больших масштабах) материя везде распределена одинаково, и игнорируются реально существующие локальные скопления массы, такие как звезды и галактики. При этом вместо сложных релятивистских уравнений Эйнштейна рассматриваются упрощенные модели гравитации. Не принимаются во внимание физические эффекты.

Вычисления сверхновых тоже предоставляют доказательства ускоренного расширения Вселенной. Толчок к этому должна давать темная энергия, о которой нам пока известно очень мало. Все это и сегодня порождает скептиков преобладающих космологических моделей.

Но авторы данного исследования не считают, что их работа будет способствовать отмене идеи темной энергии, так как релятивистские эффекты, которые они обнаружили при моделировании, слишком малы по сравнению с крупномасштабными. Тем не менее, они обнаружили, что превышение скорости расширения в менее плотных областях может достигать 28 процентов, а в районах с большей плотностью вещества гравитационный коллапс скоплений материи может происходить более быстрыми темпами.

Таким образом, новые релятивистские методы могут, например, привести в ближайшие несколько лет к лучшему пониманию образования галактик.

Источник:  spektrum.de

Почему так мало галактик - спутников Млечного Пути

Найден возможный виновник недостающих галактик - спутников Млечного Пути: материю, необходимую для создания звезд, мог выбросить в Космос взрыв сверхновой, препятствовавший галактической эволюции.

САН-ДИЕГО - Давнюю тайну недостающих галактик-спутников Млечного Пути открывают новые исследования. Сверхновые, энергичные взрывы массивных звезд, могли вытолкнуть большую часть материи, окружающей нашу Галактику, далеко в Пространство, предотвращая тем самым возникновение множества крошечных галактик-компаньонов.

Согласно теории эволюции галактик вокруг Млечного Пути должны быть миллионы таких мелких объектов, но обнаружены лишь несколько десятков. И самые яркие из найденных оказались легковесами, не оправдав ожиданий теоретиков. Но новые компьютерные симуляции, предназначенные для отслеживания роста галактик вплоть до уровня отдельных звезд, показывают важную роль сверхновых в раскрытии этих тайн.

Филип Хопкинс (Philip Hopkins), астрофизик из Калифорнийского технологического института, представили результаты 13 июня во время заседания Американского астрономического общества.

Новые модели показывают, что сверхновые в море темной материи вокруг нашей галактики (слева) оставили только несколько сгустков, достаточно массивных (в окружностях) для создания галактик-спутников. Изображение справа (из той же имитации) показывает, где возникают звезды

"Если добавить всю энергию, которую сверхновые испускают при жизни галактики, это будет больше, чем гравитационная энергия, удерживающая галактики вместе. Ее нельзя игнорировать".
Филип Хопкинс

Моделирование галактик обычно ограничено вычислительной мощностью, а усилия, требующиеся для имитации эволюции галактик, слишком велики, чтобы показать некоторые детали. Например, вместо охвата всего, что происходит в галактике, симуляции ограничиваются совокупным воздействием сверхновых в специально созданных рамках. Эти ограничения не в полной мере охватывают всю физику звездных ветров и ударов сверхновых, которые испытывают галактики.

Симуляции Хопкинса создают галактики на компьютере и отслеживают эволюцию таких систем, как Млечный путь, за 13 и более миллиардов лет. В звездных яслях (массивном виртуальном сгустке темной материи - неуловимого вещества, связывающего, по мнению ученых, галактики) собираются газ и пыль. В этой цифровой вселенной рождаются и умирают звезды. Взрыв самых массивных из них приводит к бурной галактической истории, считает Хопкинс.

"Поскольку эти звезды быстро формируются в ранней Вселенной, живут они тоже недолго, бурно взрываются и умирают, далеко от галактики отбрасывая материю. Они не просто избавляются от газа".
Филип Хопкинс

Вспышки сверхновых взбалтывают темную материю, предотвращая создание множества спутниковых галактик и уменьшая число тех немногих, которые выживают.

Эта идея не нова, говорит астроном Дженис Ли (Janice Lee), Научный институт космического телескопа, Балтимор. Но моделирование Хопкинса открывает намного больше деталей этой истории и показывает, в чем вероятная причина спутникового дефицита нашей Галактики.

Однако, прежде чем объявить, что тайна отсутствующих галактик-спутников раскрыта, астрономы должны провести несколько проверок, говорит Ли. Существует, например, предположение, что энергия умирающих звезд взаимодействует с межзвездным газом. Точные детали этого взаимодействия могут показать, сколько карликов и гигантов образуется в звездных скоплениях.

Исследовать звездные скопления в нескольких относительно близких галактиках поможет запускаемый в 2018 году космический телескоп JWST, носящий имя Джеймса Уэбба. Чтобы увидеть, насколько эти наблюдения соответствуют реальной Вселенной, можно было бы сравнить их с виртуальными кластерами, возникающими при моделировании.

Источник: sciencenews.org

Планета-океан может быть враждебной для жизни

Kepler 62e

Выяснилось, что водные планеты могут быть враждебными для жизни, если слой льда высокого давления отделяет атмосферу от морского дна.

Обычно присутствие воды в жидком виде считается необходимым условием развития жизни на планете. Поэтому в последние годы значительно усилился поиск таких экзопланет. Однако новое исследование выяснило, что слишком большое количество воды скорее будет помехой появлению жизни на планете. Ученые изучали вопрос, насколько это влияет на ее развитие и возникновение там жизни.

Команда, возглавляемая Яном Хендриком Бредерхёфтом (Jan Hendrik Bredehöft), Университет Бремена, и Леной Ноак (Lena Noack), Королевская обсерватория Бельгии, выяснила, что вода очень глубоких океанов под действием собственного веса может стать редкой формой льда высокого давления.

Художественное изображение планеты-океан Фото: NASA

Если ядро планеты производит достаточное количество тепла, то этот лед может таять снизу, образуя массивный ледяной слой между верхним и нижним океанами. Такой лед отделяет затем атмосферу от морского дна. Но это создает трудности для возникновения жизни, построенной как на минералах, так и на органических веществах из атмосферы.

"Достаточно удивительно, что лед высокого давления может образоваться на действительно очень больших (стокилометровых и более) водных глубинах. Но странно, что этот лед затем может снизу расплавиться и друг над другом образуются два океана".
Ян Хендрик Бредерхёфт

Планета-океан величиной с Землю образует на морском дне под 170-километровой толщей воды лед. Это соответствует более чем 15-кратной глубине самой низкой точки на Земле. В 2013 году поиски внеземной жизни привели к открытию двух экзопланет, Kepler 62e и Kepler 62f, размер и плотность которых позволяют предположить, что на них возможны такие глубокие океаны.

Сравнение Земли, Kepler 62e и Kepler 62f

И в Солнечной системе - на некоторых спутниках Сатурна и Юпитера - могут оказаться, большие океаны, скрытые под слоем льда. Сейчас исследователи проверяют, как можно применить их модель к луне Юпитера Энцеладу и спутнику Сатурна Титану, и насколько вероятно там наличие жизни.

Источник: sciencedirect.com

Реликвии первого поколения звезд Млечного Пути

АНН-АРБО - Первые звезды Млечного Пути уже давно выгорели, однако, астрономы впервые наблюдали новый набор химических элементов, образующихся в их ядрах, и взрывы сверхновых, которыми заканчивается их короткая жизнь.

Исследователи обнаружили в звезде второго поколения Млечного Пути следы серы и фосфора и впервые использовали спектрограф космического телескопа Хаббл, чтобы отобразить ее ультрафиолетовый спектр.

Хотя ученые не могут непосредственно наблюдать первые звезды, которые сформировались в Млечном пути, они могут обратиться к существующим звездам второго поколения. Тогда можно увидеть то, что было создано после смерти более ранней звезды. Звезды второго поколения были сформированы, когда первые звезды Вселенной, в составе которых были, главным образом, гелий и водород, взорвались как сверхновые.

Остаток сверхновой G266.2-1.2, как он виден в рентгеновском и оптическом диапазонах длин волн. Остатки сверхновых состоят из пыли, куда входят элементы, произведенные сверхновой. Материя в них смешивается с другими газами и пылью и формирует новое поколение звезд
Фото: X-ray: NASA и др

В результате этих взрывов звезды первого поколения создали новые элементы, сопоставление которых с физикой их производства позволяет ученым что-то узнать об особенностях звезды-прародительницы.

"Звезды являются фабриками, где были созданы элементы всей Вселенной, кроме водорода и гелия, включая те, которые составляют нашу Землю и даже наши собственные тела".
Ян Рёдерер (Ian Roederer), преподаватель астрономии и научный сотрудник, университет Мичигана, колледж литературы, науки и искусств

Для исследования команда Рёдерера выбрала BD+44 493 - самую яркую известную звезду второго поколения, которая прекрасно видна в хороший бинокль, хотя от нас ее отделяет приблизительно 600 световых лет.

Остаток сверхновой BD+44 493

BD+44 493 содержит высокую концентрацию углерода и низкую концентрацию железа и других тяжелых элементов. Поэтому она, вероятно, сформирована из единственной звезды первого поколения. Кроме фосфора и серы ученые обнаружили в ее ультрафиолетовом спектре цинк, только однажды замеченный ранее в звезде второго поколения.

Присутствие этих трех элементов в замеченных количествах означает, что звезда, выбрасывающая их в Пространство, была крупной — вероятно, больше чем в 20 раз превышающей Солнце — и взорвалась как сверхновая.

"Одна из особенностей этой сверхновой в том, что взрыв был менее энергичным, чем тот, который мы считаем нормальным взрывом сверхновой звезды".
Ян Рёдерер.

Эта история отличается от предыдущей находки цинка в другой звезде второго поколения, считает ученый.

"В таком случае, взрыв был более энергичным, чем обычно. Даже эти два объекта показывают нам, что взрывы сверхновых первых звезд были весьма разнообразны".
Ян Рёдерер.

Открытие также позволяет получить дополнительную информацию о звездах первого поколения. Сейчас лишь космический телескоп Хаббл обеспечивает просмотр ультрафиолетовых спектров звезд. Но, как только станут доступными более мощные ультрафиолетовые спектрографы, исследователи смогут посмотреть на многие звезды второго поколения и получить новую информацию о различных особенностях первых звезд нашей Вселенной, поясняет Рёдерер.

Источник: ns.umich.edu

Открыта тайна ранней миграции газовых гигантов

Молодые экзопланеты свидетельствуют о ранней миграции газовых гигантов.

Обнаружена еще одна экзопланета: кроме недавно возникшего супернептуна K2-33 b, до сих пор окруженного остатками праоблака, найден горячий юпитер - газовый гигант звезды V830 Tau. У обеих планет очень тесные орбиты. Однако экзопланеты слишком велики, чтобы возникнуть так близко к родительским звездам, поэтому должны были перемещаться к ним, будучи еще внутри праоблака, сообщают исследователи в журнале "Nature".

Из примерно 2000 известных в настоящее время экзопланет поразительно многие относятся к горячим юпитерам - газовым гигантам, вращающимся в сто раз ближе к своим звездам, чем Юпитер к Солнцу. Обычно для оборота вокруг своего светила им требуется всего несколько земных суток. Кроме того, они сильно нагреваются из-за близости к звезде. Часть этих горячих юпитеров движется по "неправильным" или необычно эксцентричным орбитам.

Такие газовые гиганты не могли родиться там, где находятся. Они должны были возникнуть вдали от звезды, в области плотного и достаточно холодного газа, способного при турбулетности коллапсировать и формировать планеты. Даже Юпитер образовался когда-то намного дальше от Солнца, а затем мигрировал на сегодняшнюю орбиту.

Два газовых гиганта в младенчестве

Но когда происходит миграция? В праоблаке, до того как сформировались каменистые планеты, или после этого? Астрономы не знали, так как наблюдали за такими внесолнечными газовыми гигантами на раннем этапе их рождения, а не сразу после этого, в критической фазе для миграции.

Впервые позволяют взглянуть на эту критическую фазу обе недавно открытые экзопланеты, соответствующие ряду условий:

• космическим младенцам лишь несколько миллионов лет;
• принадлежат эти планеты к газовым гигантам, вращающимся на очень близком расстоянии вокруг своих звезд;
• образовались они не там, где находятся.

Звезде V830 Tau только два миллиона лет. Газовый гигант, вращающийся вокруг нее, тоже очень молод Фото: © Mark А. GarlickGarlick

Очень молодой горячий Юпитер

До нас от планетарного "младенца" приблизительно 430 световых лет. Он всего на 80 % меньше Юпитера. Его солнцу, V830 Tau, лишь около двух миллионов лет, и поэтому сам газовый гигант должен еще быть очень молод. Тем не менее, экзопланета вращается по чрезвычайно тесной орбите: ее период обращения составляет всего пять суток.

"Наше открытие продемонстрировало, что газовый гигант может появиться очень скоро после рождения своей звезды в непосредственной близости от нее. Горячие юпитеры могут, видимо, менее чем за два миллиона лет мигрировать внутрь планетарной системы".
Элоди Эбрард (Elodie Hébrard), соавтор работы, Университет Йорка.

Источник: nature.com

Новорожденная экзопланета полностью сформирована

Фото: NASA/JPL-Caltech

Открытие новорожденной экзопланеты может помочь объяснить планетарную эволюцию.

Международная команда исследователей обнаружила самую юную полностью сформировавшуюся экзопланету на орбите молодой звезды, свет от которой идет к нам 500 лет. Недавно открытая планета K2-33b напоминает размерами Нептун (но на 50% больше), примерно в шесть раз больше Земли и обращается вокруг своей звезды за пять суток. Это означает, что она в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу.

Исследователи, в число которых входит д-р Саша Хинкли (Sasha Hinkley), Университет Эксетера, полагают, что планете всего 5000000 - 10000000 лет (по астрономическим понятиям и по сравнению с Землей, которой 4,5 млрд лет, она - сущий младенец). Это самая молодая, полностью сформировавшаяся планета из немногих новорожденных планет, обнаруженных на сегодняшний день.

Команда надеется, что новое открытие поможет астрономам глубже понять процессы эволюции планет Галактики. Статья об исследовании вышла в научном журнале Nature 20 июня 2016. Д-р Хинкли, старший преподаватель астрофизики и астрономии в Эксетере, считает, что открытие "обеспечивает экстраординарный снимок процесса образования планет".

K2-33 b, как показано на этом рисунке, является одной из самых молодых экзопланет, обнаруженных до настоящего времени. Она делает полный оборот вокруг своей звезды примерно за пять суток Фото: NASA/JPL-Caltech

Группа астрономов изучала новую планету, обнаруженную в ходе миссии K2 космического телескопа Kepler, зафиксировавшего транзит экзопланеты - регулярное затемнение света, излучаемого ее звездой.

Когда звезды формируются, они окружены плотными областями газа и пыли - протопланетными дисками, из которых формируются планеты. Если молодая звезда достигает нескольких миллионов лет, этот диск, в основном, рассеивается и формирование планеты завершается.

Родительская звезда новой экзопланеты имеет небольшой объем дискового материала, о чем свидетельствуют наблюдения космического телескопа Spitzer. Следовательно, она находится в завершающей стадии рассеивания.

"Астрономы знают, что звездообразование в этом регионе, Верхней Скорпиона (Upper Scorpius), только что закончилось, так как около четверти звезд еще имеют яркие протопланетные диски. У остальной части звезд в регионе нет таких дисков, поэтому мы полагали, что формирование планет этих звезд, должно быть почти завершено и что там был бы хороший шанс найти вокруг них молодые экзопланеты".
Тревор Дэвид (Trevor David), ведущий автор статьи, докторант, работающий под руководством профессора астрономии Линн Хилленбранд (Lynne Hillenbrand)

Источник: nature.com

Стабильность солнечного ветра

Космический аппарат НАСА Wind, запущенный в 1994 году, наблюдает за солнечным ветром до начала его воздействия на магнитосферу Земли. Расстояние до орбиты "Ветра" составляет более двухсот земных радиусов. Одна из главных целей корабля - изучение основных физических процессов, происходящих в ионизированном газе околоземного солнечного ветра. Одним из нерешенных вопросов является стабильность плазмы солнечного ветра.

Основные частицы солнечного ветра

В солнечном ветре присутствуют три основных вида частиц:

• протоны;
• электроны;
• ядра гелия с двумя протонами и двумя нейтронами.

Художественное изображение космического аппарата Wind. Астрономы использовали его данные для первого полного анализа двух ключевых нестабильностей в плазменном потоке солнечного ветра Фото: NASA/Wind

В отличие от частиц, находящихся в обычном плотном газе, заряженные частицы ветра могут обладать движениями и коллективными моделями поведения, которые нельзя просто охарактеризовать их температурами. Например, ветер может создавать области различных температур и плотностей, распространяющихся волнообразно по ходу движения или рассеивающихся, а энергия в ветре может быть преобразована различными способами.

Кроме того, ветер может образовывать два не смешивающихся газа с различными температурами и потоками в том же районе, и эти области могут по-разному реагировать на присутствующие магнитные поля.

Первый анализ ключевых нестабильностей солнечного ветра

Астроному CfA Майку Стивенсу (Mike Stevens) и его коллегам удалось проанализировать две ключевых нестабильности для ветра, использовав космический аппарат Wind. Это был первый анализ всех трех видов частиц. Одна из нестабильностей показала, что для создания ряби в плазме давление, направленное по ходу движения, должно быть достаточно велико, а также другие результаты, когда давление растет в плотных сгустках ветра, заставляя их разбиваться.

Ученые, исходившие из данных "Ветра", сделали вывод, что протоны были разновидностями, которые доминировали для обеих нестабильностей. Однако присутствие двух других видов было значительным для каждой нестабильности и способствовало приблизительно одной трети наблюдаемых эффектов. Отсюда следует, что большую часть времени солнечный ветер стабилен. Новые результаты будут полезны для других ситуаций, связанных с астрофизической плазмой.

Источник: cfa.harvard.edu

Сверхвысокое разрешение показало "потрясение" звезд

Беспрецедентный снимок, сделанный телескопом Gemini South (Чили) исследует рой молодых формирующихся звезд, жизнь которых стала возможной благодаря "потрясению". Место рождения звездной группы N159W - Большое Магелланово Облако (один из спутников Млечного Пути), до которого от нас до приблизительно 158000 световых лет.

Хотя группа находится за пределами нашей Галактики, сверхвысокое разрешение снимка позволяет исследователям по-новому взглянуть на то, как предшествующие поколения звезд могут вызвать образование новой звездной "поросли".

Изображение ближней инфракрасной области N159W охватывает 1,5 угловых минут в поперечнике, разрешает звезды около 0,09 угловых секунд, и представляет собой совокупность трех фильтров (J, H, и Ks). Экспозиция каждого фильтра составляла 25 минут. Цветосоставное изображение: Travis Rector, Университет Аляски, Анкоридж Фото: Gemini Observatory/AURA

"Из-за замечательного количества деталей, чувствительности и глубины этого изображения мы выявили около 100 новых молодых звездных объектов, наших новорожденных звезд (YSO's), в этом регионе".
Бенуа Нейшель (Benoit Neichel) из Лаборатории астрофизики Марселя

Нейшель проводил исследование совместно с докторанткой Анаиc Бернар (Anais Bernard), которая рассчитывает на основе этой работы в 2017 году получить степень доктора философии.

Бернард добавляет, что юные звезды - очень красные объекты, часто все еще закутанные в коконы материала, из которого они родились.

"То, что мы видим, кажется, группы YSO's, образующиеся на границе пузыря, который содержит ионизированный газ, распространяющийся внутри пузыря от старшего поколения звезд".
Анаиc Бернар

Астрономы относят эти области расширения газа к HII-регионам из-за большого количества ионизированного (энергичного) газообразного водорода. Это разновидность эмиссионной туманности, представляющая собой облако горячей плазмы.

"В самом прямом смысле этим молодым звездам дает жизнь потрясение от расширяющегося газа из этих более зрелых звезд".
Анаиc Бернар

Система адаптивной оптики Gemini South использует "созвездие" из пяти лазерных опорных звезд, обеспечивая очень большие поля зрения и высокие уровни коррекции для минимизаци эффекта размывания атмосферных искажений равномерно по всему изображению.

"Без этой передовой адаптивной технологии оптики на Джемини мы не могли бы проводить наши наблюдения на расстоянии Большого Магелланова обдлака. Это дает нам уникальную возможность изучить звездообразование в другой среде".
Бенуа Нейшель

Нейшель описывает YSOs как "... драгоценные камни, которые делают возможным это исследование" Фото: Gemini Observatory/AURA

Исследовательская группа под руководством Нейшеля и Бернард опубликовала свою работу в Astronomy and Astrophysics.

Источник: gemini.edu

В звездных скоплениях намного больше "горячих юпитеров"

Фото: ESO/L. Calçada

Международная команда астрономов выяснила, что звездный кластер Messier 67 содержит гораздо больше "горячих юпитеров", чем считалось ранее. Этот удивительный результат был получен с использованием длительных наблюдений несколькими телескопами и инструментами, в том числе спектрографом HARPS обсерватории La Silla (ESO) в Чили, что привело к открытию трех гигантских планет.

В более плотной среде скопления чаще происходит взаимодействие планет и близлежащих звезд. Этим можно объяснить необычно большое число "горячих юпитеров".

Открытое звездное скопление M67, до которого 2500 световых лет
Фото: Найджел Шарп, Марк Ханна/NOAO/AURA/NSF

Международная команда несколько лет собирала высокоточные измерения 88 звезд в Messier 67. Это рассеянное звездное скопление почти такого же возраста, как Солнце (считается, что наше светило образовалось в столь же плотной среде). Исследователи искали следы "горячих юпитеров" - гигантских экзопланет, у которых короткий орбитальный период. Астрономы надеялись заметить колебание звезды, которое вызывается присутствием какого-либо массивного объекта близкой к ней орбите. Три звезды в кластере показали именно эти признаки наличия "горячих юпитеров"; наряду с этим появились данные о нескольких других планетах.

"Горячий юпитер" - огромная экзопланета, масса которой превышает одну треть массы Юпитера. Их назвали "горячими", так как у этих объектов короткий орбитальный период - "год" на них менее десяти дней - и очень близкие к светилу орбиты. В отличие от "горячих юпитеров" год на Юпитере, планете Солнечной системы, составляет приблизительно 12 земных лет. Было бы также очень большим преувеличением считать его горячим, поскольку там намного холоднее, чем на Земле.

"Мы используем открытое звездное скопление в качестве лаборатории, чтобы изучать свойства экзопланет и теории возникновения планет. Здесь у нас не только много звезд, которые возможно имеют планеты, но и присутствует плотная среда, где они, по-видимому, сформировались".
Роберто Салья, руководитель исследования

Кластер Messier 67 (созвездие Рака) - ближайшее старое открытое звездное скопление, в котором уже был проведен ряд наблюдений с целью исследования звездной эволюции. Их анализ показал: "горячие юпитеры" у звезд в Messier 67 попадаются чаще, чем за пределами звездного скопления.

"Это действительно удивительный результат. Новые результаты указывают, что приблизительно возле 5% исследованных в кластере Messier 67 звезд вращаются "горячие юпитеры", что значительно больше, чем в аналогичных исследованиях звезд, которые не являются частью звездного скопления. Здесь норма составляет скорее 1%".

Художественное изображение "горячего юпитера" со звездой на горизонте Фото: NASA, ESA, G. Bacon (STScI)

Маловероятно, что эти экзотические гиганты возникли действительно там, где мы находим их сегодня, так как условия на таком незначительном удалении от родной звезды были непригодными для образования планет, подобных Юпитеру. Более вероятно, что они родились намного дальше, как это, вероятно, было с Юпитером, а затем переместились ближе к своей родительской звезде. Холодные далекие планеты-гиганты стали горячее. В этой связи возникает вопрос о причине их миграции к звезде.

Исследователи считают, что виновник этого - воие соседних звезд или планет находящихся поблизости звездных систем. Следовательно, ближайшее окружение планетарной системы способно оказывать значительное влияние на ее развитие.

В кластерах, подобных Messier 67, звезды находятся друг к дугу намного ближе, чем в среднем, поэтому такие встречи бывают там значительно чаще. Это объясняет, почему в них было найдено больше "горячих юпитеров". При таком сценарии (из-за взаимодействия с близлежащими звездами) они должны иметь эксцентрические орбиты - у трех планет, которые были найдены в Messier 67, так и происходит.

"Несколько лет назад в открытых звездных скоплениях не было известно ни одного "горячего юпитера". Минуло три года, и парадигма совершенно изменилась - от полного отсутствия до избытка таких планет".
Лука Паскини, соавтор исследования

Анимация: "горячий юпитер" в Messier 67

Источник: mpe.mpg.de

Размеры некоторых суперземель определены неверно

По мнению исследователей из Граца, некоторые экзопланеты окружают слои облаков, что привело к ошибочным оценкам размеров суперземель.

Грац - Уже идентифицировано более 3400 экзопланет, в том числе два десятка так называемых суперземель, имеющих, по меньшей мере, массу Земли и не достигающих массы Урана. Суперземли далеко не всегда могут быть каменистыми планетами, как Земля или Марс, и обладать условиями для жизни.

Австрийские ученые из IWF (Институт космических исследований) пришли к заключению, что в некоторых случаях размеры планет-суперземель были завышены. Они окружены слоем облаков и кажутся больше, чем в действительности.

Действительный радиус планет

Хельмутом Ламмером (Helmut Lammer) и его коллегой Лукой Фоссати (Luca Fossati) из IWF в Граце предложили гипотезу на основе анализа суперземель Corot-24b и Corot-24c, находящихся приблизительно в 4400 световых лет. Их радиусы превышают земной примерно в 4-5 раз. При этом у них абсолютно разные массы: Corot-24b примерно в шесть раз массивнее Земли, а чуть большая Corot-24c в 28 раз.

Сравнение действительных радиусов суперземель Corot-24b и Corot-24c

Фоссати и Ламмер изучали оболочки газообразного водорода двух экзопланет, обнаруженных в 2014 году космическим телескопом Коро, сначала по первой традиционной модели: при расчетах исследование до сих пор исходило из того, что безоблачные оболочки газообразного водорода затемняют звездный свет в области транзитных радиусов.

"Для этого планетам нужно давление газа примерно 0,1 бар. Следовательно, более легкая планета Corot-24b должна испытывать очень большие атмосферные выбросы и потеряла бы свою газовую оболочку менее чем за 100 миллионов лет".
Хельмут Ламмер

Однако горячая планета сохранила большой радиус, несмотря на преклонный возраст своей звезды. Из этого следует, что атмосферное давление должно быть значительно ниже.

"Звездный свет, скорее всего, гасится имеющимися облаками или паром в гидродинамически нагретой и протяженной верхней атмосфере".
Хельмут Ламмер

Необходимо рассмотреть другие суперземли

"То, что измеряется при транзите, не может в некоторых случаях быть настоящим радиусом планеты".
Лука Фоссати

По расчетам ученых Граца, "реальный" радиус CoRoT-24b составляет приблизительно 50 % наблюдаемого методом транзита. У более тяжелой и компактной экзопланеты CoRoT-24с эти данные совпадают.

По словам Фоссати, их работа будет полезна в последующих исследованиях экзопланет, так как космическим телескопом Кеплер найдено несколько планет с огромными транзитными радиусами, которые необходимо перепроверить на основе недавних исследований и вычислить истинные размеры.

Источник: oeaw.ac.at

Планета с экстремальной орбитой найдена прямым наблюдением

Известно, что прямое наблюдение экзопланет чрезвычайно затруднено, так как центральная звезда в большинстве случаев затмевает их слабое свечение. Используя Very Large Telescope, астрономы смогли напрямую создать снимок планеты, вращающейся вокруг светила, у которого методом транзитов уже была обнаружена одна планета.

Исследовательской группе обсерватории Гамбурга, возглавляемой Тобиасом Шмидтом (Tobias Schmidt), удалось методом прямого наблюдения сделать изображение экзопланеты с помощью Очень большого телескопа (VLT) ЕСО в Чили.

Астрономы наблюдали за звездой T Tauri CVSO 30, находящейся на расстоянии 1200 световых лет. В 2012 году к северо-западу от пояса Ориона была найдена методом транзитов экзопланета CVSO 30b.

Пояс Ориона, северо-западнее которого находится звезда CVSO 30

При недавнем прямом наблюдении с помощью VLT была обнаружена вторая планета. Она обращается вокруг своего светила в 662 раз дальше, чем Земля от Солнца. Для одного оборота вокруг звезды этой экзопланете нужно не менее 27000 лет, а ее соседка, найденная в 2012 году, имеет орбитальный период меньше 11 часов.

Планета CVSO 30c - слабая точка слева от звезды (источника света)
Фото: ESO

Наблюдаемая звезда стала первым солнцем с двумя планетами, одна из которых (с очень тесной орбитой) была найдена при транзите, а вторая (очень далекая) обнаружена путем прямого создания изображения. Ученые пока не знают, как могла возникнуть такая необычная система. Вполне возможно, что обе планеты находились в прошлом очень близко, создавая тем самым друг другу помехи, и поэтому оказались на таких экстремальных орбитах.

Сейчас известно 3406 экзопланет в 2550 системах. До сих пор астрономы смогли обнаружить большинство их них лишь косвенно. Когда планета проходит перед яркой звездой, вокруг которой она вращается и свет которой слегка ослабевает, это колебание светимости может быть зарегистрировано, что и доказывает существование планеты. При прямом наблюдении экзопланета непосредственно фиксируется оптическим телескопом.

VLT является самым совершенным оптическим инструментом в мире

Очень большой телескоп состоит из четырех основных 8,2-метровых и четырех подвижных 1,8-метровых.

Источник: hs.uni-hamburg.de

Мы можем ждать контактов с инопланетянами еще 1500 лет

Команда астрономов Корнелльского университета предсказала, что наше ожидание контактов инопланетного разума с человеческой расой может длиться полтора тысячелетия.

Ученые выполнили расчеты, основанный на вероятности возникновения технологических цивилизаций на экзопланетах и возможной продолжительности передачи сигналов сквозь Пространство.

Наша встреча с представителями иных планет возможна через 1500 лет

Результаты показали, что наше одиночество во Вселенной не подтвердилось. Нам нужно просто проявлять чуточку терпения...

"Мы еще не получили известий от инопланетян, поскольку Космос - большое пространство, но это совсем не означает, что там никого нет. До этого нам может казаться, что мы одни - даже если это не так. Но если мы прекратим слушать или смотреть, мы можем пропустить сигналы. Следовательно, мы должны продолжать наблюдения".
Эван Соломонайдс (Evan Solomonides), исследователь, докторант Корнелльского университета

Если жизнь Земли не уникальна, то где все инопланетяне?

Астрономы давно задавались вопросом, почему Космос молчит, несмотря на многочисленность звезд Млечного Пути (их в нашей Галактике больше 200 млрд, и почти у половины могут оказаться планеты земного типа).

Не оправдали ожиданий и все попытки ученых Seti услышать сигналы внеземного разума

Если жизнь других миров развивалась так же, как земная, галактика должна кишеть цивилизациями. Однако ни один подтвержденный сигнал инопланетян обнаружен не был. Эта загадка была задана в 1950 итальянским физиком Энрико Ферми и получила название "парадокс Ферми".

Было названо много логических причин отсутствия контакта c инопланетянами:

• внеземная разумная жизнь очень редка;
• внеземного разума не существует;
• любая разумная цивилизация, в конечном счете, уничтожает себя до достижения звезд;
• инопланетяне считают межвидовую коммуникацию слишком опасной;
• они наблюдают за нами издалека.

Но новые исследования показывают, что нет никакого противоречия с "парадоксом Ферми" и мы не должны ожидать, скорых контактов с инопланетянами, но надо продолжать поиск внеземных цивилизаций, чтобы не пропустить сигнал.

Источник: cornell.edu

Kepler-1647b - самая большая экзопланета двух солнц

Ученые обнаружили самый большой татуин: планета Kepler-1647b, найденная космическим телескопом Кеплер, вращается вокруг двух солнц.

Вашингтон. Космический телескоп Кеплер (США) помог ученым обнаружить самую большую планету вне нашей Солнечной системы, вращающуюся вокруг двух звезд.

Сравнение относительных размеров нескольких планет с кратной орбитой, от самой маленькой Kepler-47b до самой крупной - Kepler-1647b, которая намного больше любой из известных ранее планет с кратной орбитой
Фото: Lynette Cook

Новая экзопланета Kepler-1647b приблизительно размером с Юпитер, обе её звезды напоминают Солнце: одна чуть больше, а вторая чуть меньше нашего светила. Об этом заявил в понедельник американский астроном Уильям Уэлш (William Welsh) во время заседания Ассоциации астрономов (AAS) в Сан-Диего, штат Калифорния.

По его словам, примерно 4,4 млрд.-летняя экзопланета находится в созвездии Лебедя. Свет от ее двух звезд доходит до нас приблизительно за 3700 лет. Для оборота вокруг своей пары светил этому татуину требуется 1107 суток.

Художественное изображение двух одновременно происходящих явлений: звездного затмения и транзита планеты Kepler-1647b. Такое двойное затмение называется сизигии Фото: Lynette Cook

Хотя Kepler-1647b находится в обитаемой зоне своих двух звезд (там не должно быть чрезмерно жарко, либо слишком холодно и могла бы быть вода), гигантская газовая планета, скорее всего, безжизненная. Однако, по мнению астрономов, жизнь могла бы возникнуть на ее спутниках, если они у экзопланеты есть и имеют достаточные размеры.

Художественное изображение планеты Kepler-1647b, почти идентичной по массе и размеру Юпитеру. Она должна быть похожа на него по внешнему виду, но гораздо теплее, так как вращается в обитаемой зоне
Фото: Lynette Cook

С 2005 года было обнаружено десять планет с кратной орбитой, которые также называют "татуинами" по имени вымышленной планеты Люка Скайуокера (сага "Звездные войны"), которая также вращается вокруг пары солнц. Открытая телескопом "Кеплер" экзопланета Kepler-1647b стала одиннадцатой.

Коллега Уэлша Лоренс Дойл (Laurance Doyle) впервые наблюдал транзит экзопланеты Kepler-1647b перед ее двумя звездами в 2011 году. Но потребовались годы, чтобы подтвердить, что это действительно кратная гигантская планета.

Источник: arxiv.org

Что такое дозаторы и автоматические пипетки

С каждым годом растет число лабораторных исследований, для которых требуются современные измерительные приборы. В их число входят облегчающие работу дозаторы лабораторные и автоматические пипетки, с помощью которых готовят растворы и реактивы. Эти инструменты строго отмеряют необходимое количество практически любых жидкостей, кроме ряда самых агрессивных.

Применение лабораторных дозаторов

Без лабораторных дозаторов и пипеток не обходится ни один научно-исследовательский институт. Они нужны в медицине при проведении анализов и в фармацевтике для изготовления лекарств, в химических лабораториях на производстве и в контролирующих организациях, проверяющих качество воды и продуктов.

Очень удобен в этом отношении дозатор Ленпипет, снабженный дисплеем, где можно видеть результаты. Этот электронный прибор отмеряет фиксированное количество жидкости, что позволяет многократно вводить одинаковую дозу вещества. Существуют дозаторы с переменными объемами, отмеряющие как очень малые, так и 10-кратные объемы реактивов.

Дозаторы бывают как одноканальные, так и многоканальные (с 4, 8, 16 каналами). Их стерильные сменные наконечники дают идеальную точность измерений.

Что представляют собой автоматические пипетки

Применяемая в лабораториях автоматическая пипетка тоже является дозатором. В интернет- магазине Ленпипет есть наряду с поршневыми механическими и автоматические модели. С помощью кнопки, расположенной наверху механической пипетки, двигают поршень и сбрасывают замеренную жидкость. Возможна стерилизация механических пипеток и смена съемных наконечников. К электронным пипеткам прилагается адаптер для зарядки от сети. Ряд электронных пипеток снабжены подсветкой дисплея.

Лабораторные пипетки очень легки и удобны в использовании. Существуют варианты для праворуких лаборантов, и для леворуких.

Измерение Млечного Пути: новое решение сложной задачи

Это сложная галактическая задача, но Гвендолин Иди (Gwendolyn Eadie) подошла вплотную к точному ответу на вопрос, который ознаменовал начало ее карьеры в астрофизике: какова масса Млечного Пути?

Считалось, что 7 х 1011 солнечных масс, то есть масса нашего Солнца, умноженная на 700 миллиардов (это 2 с последующими 30 нулями) килограммов, или 330000 масс Земли.

"И наша галактика еще не самая большая".
Gwendolyn Eadie

Измерить массу нашей родной Галактики или любой другой особенно трудно. Галактика включает не только звезды, планеты, луны, газы, пыль, а также другие объекты и вещества, но и большую порцию темной материи, таинственную и невидимую форму материи, которая еще полностью не понята и не была непосредственно обнаружена в лаборатории. Но астрономы и космологи делают вывод о наличии темной материи по ее гравитационному влиянию на видимые объекты.

Млечный Путь Иллюстрация: Р. Hurt (SSC), JPL-Caltech, NASA

Иди, докторант философии в области физики и астрономии в Университете МакМастера, изучала массу и темную материю галактики Млечный Путь, используя скорости и положения шаровых звездных скоплений, вращающихся вокруг нее.

Орбиты шаровых скоплений определены силой тяжести Галактики, куда входит ее массивный компонент - темная материя. Новая методика Иди разработана с помощью скорости шарового скопления (GCs).

Общая скорость шарового скопления должна измеряться в двух направлениях:

• вдоль нашей линии прямой видимости;
• поперек плоскости неба (собственное движение).

К сожалению, исследователи еще не измерили собственное движение всех шаровых скоплений вокруг Млечного Пути.

Чтобы вычислить массу Галактики, Иди разработала способ использования этих лишь частично известных скоростей в дополнение к полностью известным. Ее метод также предсказывает массу, находящуюся на любом расстоянии от галактического центра с неопределенностью, что позволяет легко сравнивать ее результаты с результатами других исследований.

Иди и ее научный руководитель Уильям Харрис (William Harris), профессор физики и астрономии в МакМастере - соавторы статьи о своих новых результатах, которые допускают различное распределение в Пространстве темной и видимой материи, вышедшей в Astrophysical Journal. Иди представила свои результаты 31 мая на конференции Канадского астрономического общества в Виннипеге.

Источник: phys.org