Хаббл сделал детальные фото звезды Бета Живописца

Такого четкого изображения звездного диска мы никогда еще не видели. Космический телескоп раскрывает подробности фотографий Beta Pictoris.

Звезда Бета Живописца еще в детсадовском возрасте - ей всего приблизительно 20 млн лет. Beta Pictoris окружена пылевым диском, который давно вызывает интерес астрономов. NASA опубликовало самые детальные изображения этого объекта.

Только недавно Nasa поразило всех гигантским изображением галактики Андромеда невиданной четкости. Сейчас американское космическое агентство продолжает нас удивлять, представив самый детальный снимок звезды Бета Живописца, которая в свои 20 млн. лет окружена огромным диском пыли и газа. Космический телескоп Хаббл сделал фото, ясно показывающее, что диск практически не изменился за последние десятилетия, хотя он вращается вокруг звезды как карусель.

Фото Хаббла 1997 и 2012 гг. Фото: NASA/ESA/D. Apai/G. Schneider

Бета Живописца является относительно молодой звездой - нашему Солнцу больше 4,5 млрд. лет. Астрономы наблюдают Beta Pictoris, от которой до нас свет идет всего 63 года, в течение многих десятилетий. Расположена она в созвездии Живописца.

До сих пор это единственная звезда, возле которой исследователи Университета Аризоны, возглавляемые Даниэлом Апаем, обнаружили гигантскую экзопланету внутри несимметричного газопылевого диска. Планета, получившая прозвище супер-Юпитер, обращается вокруг звезды Бета Живописца по наклонной орбите за 18-20 лет. При этом она влияет на структуру диска, вызывая в ней большие возмущения, которые спиралевидно закручивают вещество. Отсутствие симметричности диска и поведение зарождающейся экзопланеты противоречат общепринятым теориям образования планет.

Фото: NASA/ESA/D. Apai/G. Schneider

В дальнейшем ученые собираются с помощью нового телескопа Джеймс Уюбб, который предполагается запустить в 2018 году, за относительно небольшой временной отрезок исследовать, как большая планета влияет на диск, вращающийся вокруг звезды. Из своих наблюдений они надеются почерпнуть новые гипотезы возникновения планет.

Экзопланета красного гиганта - звезды Kepler-432

Космическим телескопом Кеплер была обнаружена на орбите вокруг красного гиганта массивная экзопланета: Kepler-432b является одним из пяти объектов, вращающихся вокруг этой умирающей звезды.

Нам известно почти 1900 подтвержденных экзопланет, потому открытие таких небесных тел редко вызывает повышенное внимание. Но Кеплер-432b стала исключением, так как вращается вокруг умирающей звезды, под конец своего существования активно расширяющейся и значительно увеличивающей яркость. От нас Kepler-432 отделяет 2850 световых лет. Красный гигант - звезда, чей диаметр в 4,2 раза превышает солнечный, должна нарастить его за следующие 200 миллионов лет чуть ли не в 100 раз.

Планета, обнаруженная космическим телескопом Кеплер, представляет собой газовый гигант и имеет диаметр, превышающий в 1,12 раза диаметр Юпитера  - газового гиганта Солнечной системы, а его массу - 5,8 раз. Следовательно, эта экзопланета в 1850 раз массивнее Земли. Орбита Кеплер-432b вокруг центральной звезды позволяет нам видеть ее транзит (как планета проходит перед солнцем и его свет через регулярные промежутки слегка ослабевает).

Кеплер определил орбитальный период экзопланеты, равный 52,5 дня. Она движется по вытянутой эллиптической орбите с эксцентриситетом е = 0,54. Удаление планеты от ее светила составляет 0,3 расстояния Земля-Солнце. Поэтому Kepler-432b намного ближе к центральной звезде, чем Меркурий к Солнцу. Это также влияет на температуру поверхности: приближаясь к своему светилу на расстояние до 21 млн. км, экзопланета нагревается до 1000 °C, а удаляясь до 69 млн. км, остывает до 500 °C.

Орбита Kepler-432b Рисунок: © ZAH/Sabine Reffert

Здесь сравнивается орбита Kepler-432b (красного цвета) с орбитой Меркурия вокруг Солнца (оранжевого цвета). Красная точка в центре обозначает положение центральной звезды. Размер звезды показан в правильном масштабе - в отличие от размеров планет, которые для наглядности увеличены в десять раз.

Две независимо работающих в Гейдельберге научно-исследовательские группы, возгавляемых Симоной Чичери (Simona Ciceri из Института астрономии Макса Планка и Маурисио Ортисом (Mauricio Ortiz) из Центра астрономии 2,2-метрового телескопа на испанской горе Калар Альто, использовали для своих исследований спектрограф Калар Альто с волоконным фидером ECHELLE. По его данным определена масса и средняя плотность планеты. Она удивительно высока - 5,4 г на кубический см - почти такая я же, как средняя плотность Земли, равная около 5,5 г на кубический см. Но Кеплер-432b не скалистая планета, а компактный газовый гигант.

Исследователи до этого предполагали, что при возникновении красных гигантов умирающая звезда быстро поглощает свои планеты. По-видимому, это занимает больше времени, чем считалось ранее. Астрономы из команды Маурисио Ортиса ожидают, что в ближайшие 200 млн. лет Kepler-432b будет уничтожен своим солнцем.

Источник:  spektrum.de

Звездный дуэт в хороводе смерти

Художественное изображение Henize 2-428

Астрономы обнаружили звездную пару, чей тесный танец приведет в ближайшие 700 миллионов лет к взрыву сверхновой. Это два белых карлика, представляющие собой очень плотные звездные остатки, общая масса которых при слиянии составит в итоге около 1,8 солнечных масс. Исследователи считают, что термоядерный ад неминуем.

Команда астрономов, возглавляемая Мигелем Сантандер-Гарсия (Miguel Santander-García) - Национальная астрономическая обсерватория, Испания, Алькала-де-Энарес, хотела выяснить, почему некоторые звезды в конце существования образуют туманности необычных, асимметричных форм. Для ответа на этот вопрос они вели наблюдение за туманностью Henize 2-428 . По словам соавтора исследования Генри Боффина (Henri Boffin) - Европейская южная обсерватория, при исследовании с помощью Very Large Telescope центральной звезды в сердце этой светящейся газовой туманности, имеющей странную форму, астрономы поняли, что она не одинока, а представляет собой звездную пару.

Слияние двух Белых карликов. Художественное изображение Henize 2-428 Фото: ESO/L. Calçada

Это открытие сначала лишь подтвердило теорию, что виновниками необычной формы некоторых туманностей могут быть двойные центральные звезды. Но впереди исследователей ожидал удивительный результат: последующие наблюдения с помощью телескопов на Канарских островах дали ученым, наконец, возможность определить орбиты, расстояние между двумя звездами и массы белых карликов.

Планетарная туманность Henize 2-428 была снята с помощью Very Large Telescope Фото: ESO

Как отметил другой соавтор работы Романо Корради (Romano Corradi) - Институт астрофизики, Канары, Тенерифе, это было большим сюрпризом. Период обращения звезд составляет только четыре часа, и они по спиралеобразным орбитам приближаются друг к другу. Это означает, что в ближайшие 700 миллионов лет две звезды, белые карлики, сольются. Каждый из партнеров имеет массу немного меньше солнечной. Следовательно, возникший при этом небесный объект будет настолько массивным, что неизбежно сожмется и взорвется сверхновой типа Ia.

Анимация показывает, как сливаются два белых карлика, и взрываются сверхновой типа Ia Видео: ESO/L. Calçada

Общая масса звезды превысит так называемый предел Чандрасекара, определяющий максимальное значение массы белого карлика, прежде чем он коллапсирует под действием собственной силы тяжести. Она составляет около 1,4 солнечных масс. При превышении этого предела увеличивается температура белого карлика, пока не начинается ядерный синтез и не происходит термоядерный взрыв, разрывающий звезду на куски. "До сегодняшнего дня врыв сверхновой звезды типа Ia в результате соединения двух белых карликов представлялось просто теорией", - поясняет еще один соавтор исследования Дэвид Джонс (David Jones), работавший в то время в ESO. Теперь у астрономов есть реальный пример: звездная пара Henize 2-428 .

Источник: nature.com

Свидание трех спутников Юпитера

Три луны Юпитера, проходящие в одно время на фоне его диска, явление довольно редкое. Оно было зафиксировано Хабблом, космическим телескопом Наса. На снимке все три луны получились разного цвета.

Планета Юпитер имеет, по меньшей мере, 67 спутников, большинство из которых довольно малы. Тем не менее, мы можем наблюдать, как три самых крупных луны газового гиганта продемонстрировали редкое явление - одновременный транзит.

Редкий одновременный транзит - свидание трех крупнейших спутников Юпитера Фото: © NASA/ESA/Группа наследия Хаббла

При таком большом количестве лун, вращающихся вокруг Юпитера, сделанные телескопом изображения так называемого транзита вовсе не редкость. Однако комбинация во время общего транзита трех самых крупных спутников этой газовой планеты происходит действительно не часто: примерно один-два раза за десятилетие. Космический телескоп НАСА сфотографировал их свидание – общий проход Европы, Каллисто и Ио, отбрасывающих тени на поверхность Юпитера. Вначале появляются на обращенной к нам стороне гигантской планеты Ио и Каллисто; через 42 минуты незадолго до того, как уже почти исчезает Ио, приходит Европа.

Ио (наверху справа), Каллисто (слева внизу, коричневатый), Европа (слева внизу, желтоватая) перед диском Юпитера 23 января 2015. Видимые тени принадлежат Kallisto и Европе Фото: © NASA/ESA/Группа наследия Хаббла

Эта встреча возможна благодаря разной высоте, на которой проходят орбиты лун. Расстояние от спутника Ио до Юпитера меньше, чем у остальных ее "собратьев", поэтому она вращается вокруг планеты-гиганта быстрее. Но и исчезает из поля зрения Ио первой, а тень Каллисто (это второй по размеру спутник Юпитера) кажется почти стоящей на месте.

Европа, Каллисто и Ио отличаются и по цвету: ледяная поверхность Европы окрашена желтовато-белым, отложения серы делают Ио оранжевой, выветренный и усеянный кратерами старый спутник Каллисто выглядит коричневатым.

На снимке мы не видим самый крупный из спутников Юпитера - Ганимед, который находился в тот момент вне угла съемки Хаббла.

Открытые Галилео Галилеем четыре спутника Юпитера Фото из Википедии

Вместе эти четыре луны образуют систему галилеевых спутников Юпитера, описанных великим ученым в 1610 году.

Заглянем в пасть хищного небесного зверя!

Фото: © ESO

Кометоподобная глобула CG4 в эмиссионной туманности Гама до сих пор остается загадкой.

Заглянув в зияющую пасть гигантского небесного зверя, можно увидеть конец загадочного космического явления. Это представитель кометоподобных глобул - сгустков пыли и газа, природа которых неясна до сих пор. Глобула CG4, изображенная на этой новой фотографии ESO, выполненной Very Large Telescope, находится в туманности Гама, приблизительно в 1300 световых годах от Земли. Найти ее можно в созвездии Корма, принадлежащем к Млечному Пути и видимом в южном полушарии небесной сферы.

Что представляют собой глобулы

В 1976 году астрономы обнаружили в туманности Гама множества удлиненных кометоподобных объектов. У них толстые, темные, пыльные головы и длинные тусклые хвосты, которые указывают на путь от остатка сверхновой Вела, расположенной в центре туманности Гама. Из-за их вида эти темные газопылевые туманости были названы к кометподобными глобулами, хотя они не имеют с кометами ничего общего.

Глобула CG4

CG4 - объект, который мы видим на этом изображении, является одним из таких глобул. На снимке показана "голова" CG4, диаметр которой 1,5 световых лет. Состоит она из плотного газопылевого облака, которое заметно благодаря свету ближайших звезд. Излучение, испускаемое этими звездами, постепенно приближает конец глобулы, просто уничтожая крохотные частицы, которые распространяют звездный свет.

Снимок выполнен Very Large Telescope Фото: © ESO

Хвост глобулы, протянувшийся вниз и не видимый на фото, длиной около восьми световых лет. Эта сравнительно незначительная по астрономическим масштабам величина - главный признак кометоподобных глобул. Все до сих пор найденные глобулы - это изолированные, относительно небольшие нейтральные газопылевые облака внутри Млечного Пути, которые окружены горячим ионизированным веществом.

Почему CG4 и другие глобулы имеют такую характерную форму?

На сегодняшний день существует две теории, объясняющие это:

1. Кометоподобные глобулы - следовательно, и CG4 - могли быть первоначально шарообразными туманностями, которые разорвались и приобрели новый, необычный вид под воздействием соседнего взрыва сверхновой.
2. Другие астрономы, однако, предполагают, что эти объекты формируются звездными ветрами и ионизированным излучением горячих массивных убегающих звезд (runaway star), так как такие эффекты способны привести к образованию глобул.

Кто из ученых прав, покажут дальнейшие наблюдения за кометоподобными глобулами.

Источник: scinexx.de

Обнаружена древняя солнечная система в миниатюре

Астрономы обнаружили старейшую из известных систему звезды, имеющей землеподобные планеты. Пять из них вращаются вокруг Kepler-444, находящегося от нашего светила в 117 световых годах. Эта планетарная система не только очень маленькая, но и очень старая. В момент ее возникновения (с тех пор минуло 11,2 млрд. лет) Вселенная была в пять раз младше, чем сейчас.

Хотя уже найдено более 1000 экзопланет вокруг других звезд, открытие целых систем с несколькими планетами пока происходит не так часто. Одной из них является KOI-351 - система с семью планетами в очень тесном пространстве (нас от нее отделяют 2500 световых лет). Другая находится всего лишь в 22 световых годах. Это Gliese 667C - звезда с низкой светимостью. Вокруг нее обращаются экзопланеты земного типа - их, как минимум, шесть, и не менее трех из них могут оказаться в обитаемой зоне.

Древняя планетарная система

Биллу Чаплину (Bill Chaplin) и его коллегам по Университету Бирмингема удалось обнаружить еще одну систему, в которой есть экзопланеты земного типа. Пять маленьких планет вращаются вокруг Kepler-444 - звезды примерно на четверть меньшей нашего Солнца и значительно более прохладой.

Древняя звезда Kepler 444 и пять планет земного типа
Фото: © Tiago Campante/Peter Devine

Мини-система с пятью маленькими скалистыми планетами

Когда астрономы для определения размера, массы и возраста анализировали крохотные световые колебания этой звезды, они заметили, что на различных расстояниях регулярно происходит затемнение звездного света. Дальнейшие исследования показали, что это вызвано пятью планетами, проходящими перед звездой.

Kepler 444 и его 5 планет в 2,5 раза старше Солнечной системы

Пять найденных экзопланет меньше Земли: их размеры можно расположить между Меркурием и Венерой. Поэтому вполне вероятно, что это скалистые планеты. И вся система является своего рода мини-версией нашей Солнечной системы: даже крайняя планета обращается вокруг Kepler-444 меньше, чем за десять дней, и на расстоянии, равном одной десятой удаления Земли от Солнца

Настоящий Мафусаил

Но главная особенность этой планетарной системы - ее возраст 11,2 млрд. лет: Kepler-444 - древнейшая известная система со скалистыми планетами величиной с Землю и младше ее в два с половиной раза. "В то время, когда возникла Земля, планеты в этой системе были такого возраста, как наша сегодняшняя", - говорит Чаплин.

Открытие этого "Мафусаила" подтвердило, что и в относительно ранней Вселенной было возможно образование планетных систем. Это помогает нам определить, когда приблизительно началась эпоха формирования планет, и может иметь значение для доказательства возможности существования жизни во Вселенной: чем старше потенциально обитаемая планета, тем больше вероятность того, что на ней могли тоже возникнуть сложные формы жизни.

Источник: birmingham.ac.uk

Голубые вспышки из соседней галактики

Гамма-обсерватория HESS обнаружила в Большом Магеллановом облаке три различных типа высокоэнергетических гамма-источников: сильнейшую пульсарную туманность, самый мощный остаток сверхновой и так называемый суперпузырь (superbubble) величиной 270 световых лет, надутый несколькими сверхновыми и звездами. Это впервые позволило наблюдать в другой галактике несколько самых высокоэнергетических источников гамма-излучения. Найденный superbubble является первым в новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения.

Гамма-источники Большого Магелланова Облака

Большое Магелланово Облако (сокращенно БМО) - карликовая спутниковая галактика Млечного Пути, свет от которой идет к нам около 170000 лет. В ней много массивных звездных скоплений и постоянно появляются новые массивные звезды, которые взрываются в конце жизни, как сверхновые, в соответствии со звездной массой этих объектов, в пять раз чаще, чем в Млечном Пути. Самый “юный” остаток сверхновой в нашей местной группе галактик, SN 1987A, также находится в БМО. В процессе наблюдения за этим космическим объектом астрофизики, работающие с HESS, ведут поиск высокоэнергетического гамма-излучения с целью понять структуру ускорения частиц при взрывах звезд.

Источники гамма-излучения в туманности Тарантул

В течение 210 часов телескопы HESS были направлены на крупнейшую область звездообразования БМО, туманность Тарантул. При этом впервые удалось зафиксировать несколько мощных источников высокоэнергетического гамма-излучения в галактике за пределами Млечного Пути.

Первый представитель нового класса высокоэнергетических гамма-источников

Так называемый суперпузырь 30 Dor С является самой большой известной оболочкой, испускающей рентгеновское излучение, что, вероятно, вызвано многочисленными взрывами сверхновых и сильными звездными ветрами. Среди астрофизиков не было единого мнения, способны ли такие суперпузыри быть источниками галактических космических лучей - в дополнение или в качестве альтернативы отдельным остаткам сверхновых. Результаты HESS показывают, что этот superbubble является источником частиц высокой энергии, которыми он наполнен. 30 Dor С - первый представитель нового класса высокоэнергетических источников гамма-излучения.

Оптическое изображение Млечного Пути (рисунок) и составное изображение Большого Магелланова Облака с наложенными картами звездного неба телескопов HESS Фото: HESS

Нейтронные звезды-пульсары и их туманности

Пульсары - это сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают ветер ультрарелятивистских частиц и образуют туманности. Самый известный - пример Крабовидная туманность, один из ярчайших источников высокоэнергетического гамма-излучения. Телескопами HESS обнаружен в БМО Пульсар PSR J0537-6910 со своей туманностью N 157b - по многим параметрам близнец очень мощного пульсара Крабовидной туманности в нашей собственной Галактике. Тем не менее, его пульсарная туманность N 157B сияет в гамма-лучах на порядок ярче, чем Крабовидная туманность. Это связано с более слабым магнитным полем в N 157b и интенсивным светом звезд из близлежащих областей звездообразования.

Яркий остаток сверхновой

Остаток сверхновой N 132D, ярко светящийся в радио- и инфракрасном диапазонах, возможно, один из старейших и мощнейших остатков сверхновых. Несмотря на свои 2500-6000 лет, он до сих пор сияет сильнее, чем самые мощные остатки сверхновых в Млечном Пути, хотя модели предсказывают, что в этом возрасте фронт взрыва сверхновой уже не должен эффективно ускорять частицы. Полученные результаты подтверждают предположение других наблюдений с телескопов HESS, что остатки сверхновых могут быть гораздо ярче, чем считалось ранее.

Новый метод интерпретации черенковских изображений

Частично перекрывающиеся и обнаруживающиеся на пределе возможностей приборов, эти новые источники были проблемой для ученых. Результаты были достигнуты только с помощью недавно разработанных методов интерпретации записанных телескопами черенковских изображений, которые смогли, в частности, повысить точность при определении направления, с которого идут гамма-лучи.

"Как пульсарная туманность, так и остаток сверхновой, открытые HESS в БМО, обладают большей энергией, чем их самые мощные родственники в Млечном Пути. Очевидно, высокие темпы звездообразования в Большом Магеллановом Облаке способствуют возникновению крайне экстремальных объектов”, - обобщает Чиа Чун Лу (Chia Chun Lu), проанализировавшая эти данные в своей диссертации. "Удивительно, что, несмотря на соответствующие теоретические предсказания, не найден молодой остаток сверхновой SN 1987A. Но мы будем продолжать искать его", - добавляет ее научный руководитель Вернер Хофманн (Werner Hofmann), директор MPI ядерной физики в Гейдельберге и давний пресс-секретарь по сотрудничеству с HESS.

Источники: sciencemag.org, pro-physik.de