четверг, 25 июня 2015 г.

В галактиках ранней Вселенной было мало космической пыли

В галактиках ранней Вселенной было мало пылиНовые наблюдения с помощью телескопа ALMA показали низкий уровень пыли в девяти ранних галактиках, что должно вызвать пересмотр некоторых астрономических расчетов.

Во Вселенной, как и в привычных нам условиях, со временем накапливается пыль. Источниками пыли в Космосе являются либо ветры старых раздутых звезд, либо взрывы массивных звезд по типу сверхновой. Астрономы ожидали, что появление пыли в галактиках Вселенной потребует времени порядка миллиарда лет или более.

Эти четыре галактики (вставки из данных ALMA), обнаружены в ранней Вселенной, когда ей было только около миллиарда лет. Они имеют сходные размеры, массы и скорости звездообразования. Но, по сравнению с более поздними галактиками, в них намного меньше космической пыли.

В галактиках ранней Вселенной было мало пыли

Фото: ALMA /P. Capak/B. Saxton/ NASA/ESA Hubble

Но в марте Дэраком Уотсоном (Darach Watson) - Университет Копенгагена, Дания - и его коллегами сообщалось, что галактика A1689-zD1 была удивительно пыльной. Нужно учесть, что мы видим ее всего спустя 700 млн. лет после Большого взрыва (красное смещение 7.5). Результат дополнил предыдущую работу, в которой на основе данных телескопа ALMA предполагалось, что ранние галактики могли создавать столько же пыли - в соответствии с их массами - как сегодняшние.

В галактиках ранней Вселенной было мало пыли

Комплекс телескопов ALMA

Питер Кэпэк (Peter Capak) - Калифорнийский технологический институт - и его коллеги использовали сейчас в своей работе телескоп ALMA с другими оптическими и инфракрасными данными. Команда рассмотрела девять галактик, которые нам видны приблизительно через миллиард лет после Большого взрыва (красные смещения 5-6). Астрономы обнаружили выбросы пыли только в четырех из них, но во всех девяти галактиках была найдена форма ионизированного углерода [CII].

Как объясняют авторы в Nature от 25 июня и в пресс-релизе NRAO, присутствие всего этого ионизированного углерода предполагает низкий уровень пыли. Углерод обычно соединяется с другими элементами, образуя молекулы. Поэтому он не может долгое время пребывать в одиночестве. Но в соединении с несколькими тяжелыми элементами и при минимальном количестве пыли для защиты атомов углерода от ионизирующего воздействия ультрафиолетового излучения молодых звезд в этих галактиках [CII] стал довольно концентрированным.

При этом подразумевается, что в данных галактиках столько же пыли, как в карликовой галактике Малое Магелланово Облако. Это неудивительно, говорит Вероник Буэт (Veronique Buat) - Лаборатория астрофизики Марселя, Франция. Что касается их тяжелых элементов, то карликовые галактики, как правило, менее “развиты” а, следовательно, больше похожи на объекты ранней Вселенной.

Астрономы обычно предполагают особое соотношение между ультрафиолетовой и инфракрасной эмиссиями галактики, указывающее, сколько в ней пыли (инфракрасное излучение исходит от нагретой звездами пыли). Новый результат подтверждает, что это соотношение справедливо для галактик ранней Вселенной, в которых меньше пыли. Исходя из этой взаимосвязи, астрономы вычислили скорость рождения звезд, но она может оказаться слишком большой для отдельных ранних галактик.

В галактиках ранней Вселенной было мало пыли

Скопление галактик Abell 1689 и галактика A1689-ZD1
Фото: NASA, ESA и др.

Интересно, что две галактики из рассмотренных командой имеют столько же космической пыли, как и одинокая галактика A1689-ZD1, существовавшая за 300 миллионов лет до них. То, что считается «умеренным» количеством пыли через миллиард лет после Большого Взрыва, является "интересным" всего через 700 миллионов лет после возникновения Вселенной, говорит Буэт. Возможно, накопление пыли происходило медленно, но некоторые галактики поторопились и быстро стали пыльными.

Источник: nature.com

среда, 24 июня 2015 г.

Почему звезды "синие крючки" такие горячие

Почему звезды - "синие крючки" такие горячие

Фото: Marco Galliani, INAF

Астрономы раскрыли тайну малых, но необычайно горячих (в 10 раз превосходят Солнце) синих звезд, найденных в середине плотных звездных скоплений.

Международная команда обнаружила звезды, названные "синими крючками" (blue hook stars), которые отбрасывают на поздних этапах жизни свои прохладные наружные слои, а очень быстрое вращение делает их более яркими, чем обычно.

"Мы разгадали старую загадку. Эти звезды обладают лишь половиной солнечной массы, но мы не могли объяснить, как они стали такими яркими. (...) Поскольку звезда сформировалась миллиарды лет назад из газового диска в переполненном центре звездного скопления, то другая звезда или звезды могли столкнуться с диском и разрушить его".
Доктор Антонино Милоун (Milone) из Научной школы астрономии и астрофизики (RSAA) Австралийского национального университета астрономии и астрофизики (ANU).

Почему звезды - "синие крючки" такие горячие

Переполненное скопление Омега Центавра
Фото: Hubble Space telescope, NASA

Исследование, опубликованное в Nature, дает новое представление о звездообразовании в переполненных центрах скоплений ранней Вселенной. Звездные скопления, в которых одновременно рождается много звезд, встречаются крайне редко.

Команда изучала шаровое скопление Омега Центавра, единственный кластер, видимый невооруженным глазом. Он содержит приблизительно 10 млн. звезд, находящихся очень близко друг от друга.

Почему звезды - "синие крючки" такие горячие

Шаровое скопление Омега Центавра
Фото: ESO/INAF-VST/OmegaCAM

Модель показала звездообразование в скоплениях, однако, не все звезды формируется сразу, поясняет соавтор работы, д-р Аарон Доттер (Aaron Dotter), тоже из Научной школы астрономии и астрофизики ANU.

"Эти синие звезды должны были сформироваться во втором поколении звезд".
Д-р Аарон Доттер

Обычно большой диск ионизированного газа вокруг формирующейся звезды заканчивает вращение магнитным эффектом. У предшественников звезд - "синих крючков", однако, раннее разрушение диска позволяет звездам вращаться, так как для формирования звезды газ собирается вместе. Поскольку высокий темп вращения частично уравновешивает внутреннюю гравитацию, звезда медленнее потребляет свое водородное топливо и развивается по-разному на протяжении всей своей жизни.

Почему звезды - "синие крючки" такие горячие

Художественное изображение: протозвездный диск разрушается в результате столкновения
Фото: Marco Galliani, INAF

Фаза "синих крючков" наступает в ее жизни через 10 млрд. лет или позже, когда звезда поглощает почти весь свой водород и начинает жечь более горячее топливо - гелий. Различные процессы эволюции оставляют ей лишь тяжелое ядро, которое горит ярче, чем обычные звезды, сжигающие гелий.

Источник: anu.edu.au

вторник, 23 июня 2015 г.

Нефотосинтетические пигменты покажут жизнь на экзопланетах

Нефотосинтетические пигменты могли быть признаками жизни на экзопланетахЧтобы найти жизнь во Вселенной, нужно представлять себе, как она может выглядеть. На других планетах могут быть организмы, не участвующие в фотосинтезе - как и некоторые на Земле. Как могут выглядеть населенные планеты с расстояния многих световых лет?

Докторант Вашингтонского университета (UW) Эдди Швитермэн (Eddie Schwieterman) и астроном Виктория Мидоус (Victoria Meadows) из междисциплинарной "Виртуальной планетарной лаборатории" (UW) опубликовали исследование о том, как такие нефотосинтетические биосигнатуры могли появиться у экзопланет. Сообщение об этом опубликованном в майском номер Astrobiology.

Для исследования биосигнатур организмов с нефотосинтетическими пигментами - им нужен свет не для выработки энергии - было использовано компьютерное моделирование. В результате выяснилось, что спектральная мощность сигнала таких организмов, покрывающих большую поверхность далекой планеты, может быть достаточной, чтобы его в будущем зафиксировали телескопы. Это исследование может дать новые возможности для поиска экзопланет пригодных для жизни за пределами Земли.

Нефотосинтетические пигменты могли быть признаками жизни на экзопланетах

Лагуна Колорада - мелкое соленое озеро в Боливии - одно из мест на Земле, цвета которого обусловлены нефотосинтетическими пигментами Фото: Noemí Galera/Flickr

Уже были известны данные о признаках растительности Земли - "красном крае" (red edge) спектра как возможной биосигнатуре экзопланет. Организмы, создающие кислород - например, деревья - дают увеличение светимости при переходе от видимого диапазона длин волн к инфракрасному. Вот почему на инфракрасной фотографии листва выглядит ярко и это часто используется для отображения растительного покрова Земли на фото со спутников.

Нефотосинтетические пигменты могли быть признаками жизни на экзопланетах

Eddie Schwieterman

Швитермэн и его соавтор, Чарльз Кокелл (Charles Cockel) из британского Центра Астробиологии, решили измерить коэффициент отражения земных организмов с различными видами пигментов. В их число были включены и не участвующие в фотосинтезе. Исследователи собирались выяснить, в чем отличие биосигнатур нефотосинтетических и фотосинтетических организмов, а также неживой природы: горной породы и минералов.

Пигменты, которые поглощают свет, полезны для земных организмов не только производством энергии. Некоторые из них защищают от излучения Солнца, или их антиоксиданты помогают организмам выжить экстремальных условиях, таких как сильная концентрация солей, высокая температура или кислотность. Есть даже фотосинтезирующие пигменты, которые вообще не производят кислород.

Свои результаты Швитермэн и Мидоус подключили к Виртуальным лабораторным планетарным спектральным моделям - в них входят эффекты атмосферы и облаков - для имитации гипотетических планет, с поверхностями, в различной степени покрытыми такими организмами.

Экзопланеты находятся слишком далеко, чтобы увидеть их во всех подробностях; даже телескопы ближайшего будущего покажут свет от таких удаленных объектов размером не больше одного пикселя. Поэтому сильный сигнал от нефотосинтезирующих пигментов будет замечен как "средняя величина диска", или средняя планетарная светимость в электромагнитном спектре.

"Эта более широкая перспектива может позволить нам понять то, что мы, возможно, пропустили, или предложить дополнительное доказательство в сочетании с газовой биосигнатурой, например, кислорода, что планета населена".
Эдди Швитермэн

У планетарной лаборатории есть растущая база данных спектров и пигментов нефотосинтетических организмов, большинство которых доступны общественности. К ней были добавлены и данные из этого проекта. Швитермэн отметил, что нужно занести в каталог многие спектральные признаки земной жизни, а также определить, какая часть планетарной поверхности могла быть покрыта пигментированными организмами любого типа.

"Мы должны думать и о том, какие виды адаптации, которых нет на Земле, могут существовать в других мирах, и каково взаимодействие возможных внеземных организмов с их световой средой".
Эдди Швитермэн

Источник: online.liebertpub.com

Планетарная туманность NGC 6153 на снимке телескопа "Хаббл"

Планетарная туманность NGC 6153 на фото Хаббла

NGC 6153

Телескоп "Хаббл" сделал великолепный снимок далекой планетарной туманности NGC 6153 из созвездия Скорпиона.

Космическим телескопом "Хаббл" (НАСА/ЕКА) с установленной на его борту "Wide Field and Planetary Camera 2" снято удивительное фото планетарной туманности, известной как NGC 6153 .

Термин "планетарная туманность" появился в 18 веке, так как круглые ярко светящиеся газовые облака, окружающие выбросы газа и плазмы из звезд класса Солнца, сжавшихся до размеров белых карликов, внешне напоминают газовые гиганты. Название сохранилось до наших дней, хотя с планетами эти туманности никак не связаны.

Туманность NGC 6153, известная также под номерами ESO 331-6 и HD 148687, находится на расстоянии от нас, равном приблизительно 4,830 светового года, в зодиакальном созвездии Скорпиона, которое можно наблюдать полностью на юге России и частично в ее центральных областях.

Планетарная туманность NGC 6153 на фото Хаббла

Созвездие Скорпион

Эллиптическая по форме, эта туманность имеет чрезвычайно обширную сеть петель и нитеобразных волокон, четко показанных на этом новом изображении телескопа "Хаббл".

Но не это вызывает особый интерес ученых, исследующих NGC 6153. Измерения показывают, что объект отличается большим количеством неона, аргона, кислорода, углерода и хлора - до трех раз превышающим их содержание в Солнечной системе, а азота в нем примерно впятеро больше, чем в Солнце. Звезда могла в ходе эволюции сама выработать такое количество этих элементов, но более вероятно, что она сформировалась из облака материи, в котором их изначально было намного больше.

Планетарная туманность NGC 6153 на фото Хаббла

Это изображение показывает планетарную туманность NGC 6153. Ее центральная звезда - слабый объект неизвестного спектрального типа Фото: ESA/Hubble/NASA/Matej Novak

Астроном-любитель Матей Новак (Matej Novak) представил версию этого изображения на открытый конкурс под названием "Скрытые сокровища телескопа Хаббл". Он проходил в двух направлениях:

  1. Поиск изображений.
  2. Обработка изображений.

Необходимо было найти на множестве снимков "Хаббла" - а их в данных телескопа больше миллиона - нечто уникальное, незамеченное профессиональными астрономами. Работа Новака заняла на этом конкурсе 8 место в категории "Обработка изображений".

Звездообразование вблизи сверхмассивных черных дыр

Звездообразование вблизи сверхмассивных черных дыр

3C219

У большинства, если не у всех галактик, в ядрах есть сверхмассивные черные дыры. Это одно из самых важных и удивительных открытий современной астрономии. Сверхмассивная черная дыра растет за счет поглощения массы материи и создает большое количество энергии. Наиболее бурная эволюционная фаза объекта получила название "активное галактическое ядро" (AGN).

Хотя существует разница физических размеров всасывающей черной дыры и ее галактики, ученые предполагают, что между их ростом существует своего рода обратная связь. Понимание того, как влияют механизмы обратной связи на рост галактики (в частности, на формирование звезд), имеют первостепенное значение для нашего представления об эволюции галактик. Оба процесса достигли пика активности, когда Вселенной было лишь несколько миллиардов лет.

Астрономы CfA: Белинда Вилкес, Джоанна Курэсзкивич, Стив Виллнер, Мэтт Ашби, Джованни Фацио и их коллеги использовали космический телескоп Гершель для изучения инфракрасной эмиссии шестидесяти четырех ярких, радиогалактик и рентгеновских галактик с ядрами AGN, масса которых составляет более ста миллиардов солнечных. Они возникли около семи млрд. лет назад, и содержат несколько самых мощных квазаров. Все объекты имеют большие биполярные джеты, которые выбрасывают вещество из AGN в межгалактическое пространство.

Голубой объект в центре - это активное ядро радиогалактики 3C219, приводимое в действие сверхмассивной черной дырой; красным цветом показана степень радиоизлучения. Инфракрасные наблюдения за всеми подобными галактиками в возрасте от семи млрд. лет обнаружили, что при бурном звездообразовании ядерная активность преобладает в них над светимостью.

Звездообразование вблизи сверхмассивных черных дыр

Яркая радиогалактика 3C219 Фото: NRAO, Parijskij и др.

Ученые решили определить, сколько светимости в этих мощных галактиках связано с AGN и сколько - со звездобразованием. Инфракрасный свет испускает нагретая пыль этих двух процессов, и детали эмиссии (например, типичная температура) могут помочь разобраться в их относительных вкладах.

Астрономы сделали вывод, что звездообразование в этих монстрах превышает в год сотни солнечных масс. Они отвергли предположение, что отток AGN подавляет в них формирование звезд. Следовательно, какими бы ни были детали механизма обратной связи роста, они не прекращают образование звезды. Но, несмотря на бурное звездообразование, большая часть светимости связана с AGN, даже в периоды, когда формирование звезд является наиболее активным.

Ученые смогли объяснить основные наблюдаемые различия между этими галактиками просто ориентацией их дисков по отношению к нашему углу обзора.

Источник: cfa.harvard.edu

понедельник, 22 июня 2015 г.

Астрономы возобновляют строительство телескопа на Гавайях

Астрономы возобновляют строительство телескопа на ГавайяхАстрономы решили возобновить строительство телескопа на вулкане Мауна-Кеа, ставшего предметом протестов коренных гавайцев. Советом TMT в субботу в было заявлено, что строительство Тридцатиметрового телескопа возобновится в среду, 24 июня.

Более двух месяцев длились консультации, просвещение и диалоги со многими сторонами, заинтересованными в разрешении этого вопроса. Строительство телескопа должно продвигаться вперед, прозвучало в заявлении Генри Янга (Henry Yang), председателя Международного Совета Обсерватории TMT.

Это стало возможным после заявления, сделанного 26 мая губернатором Гавайев, Дэвидом Идже (David Ige - D), о комплексе мер, направленных на решение проблем протестующих коренных гавайцев. Их группы заблокировали доступ к строительной площадке TMT, так как считают гору своей священной землей.

Астрономы возобновляют строительство телескопа на Гавайях

Митинг протестующих гавайцев

Они требовали удалить около четверти существующих 13 телескопов Мауна-Кеа и изменить управление частью вершины вулкана.

В заявлении Янга от 20 июня говорится о намерениях астрономов.

"Мы сейчас довольны, что можем стать лучшими хранителями и лучшими соседями во время нашего временного и ограниченного пользования этой драгоценной землей, которая позволит нам исследовать небеса и расширить границы науки в интересах человечества".
Генри Янг

Совет TMT ожидает положительных отношений со всеми гавайцами, понимая, что большинство людей на Гавайях поддерживают этот проект. Глубоко уважая и помня о тех, у кого есть проблемы, ученые надеются, что гавайцы позволят продолжить выполнение этой важной задачи, сохранив за собой право на мирный протест.

Как это делается на любой стройке, в планах работы сначала исследование и оценка всех возможных утечек бензина и масла, чтобы убедиться в обеспечении надлежащего технического обслуживания машин и оборудования, их правильной и безопасной работы, чтобы защитить Мауна-Кеа и сохранить окружающую среду. Затем начнется ремонт и установка ограждения для сохранения общественной безопасности.

Астрономы возобновляют строительство телескопа на Гавайях

Строительство Тридцатиметрового телескопа на горе Мауна-Кеа

При продолжении работы ТМТ астрономы готовы позволить культурные практики в области стройплощадки обычными и традиционными методами. Разрешение этого потребует дальнейшего диалога и обоюдного согласования деталей для создания совместной гармоничной среды для обеих сторон.

Для соблюдения традиций местной гавайской культуры, необходимо углублять знания о культурных, экологических, и духовных аспектах горы, ценить и впредь оказывать уважение Мауна-Кеа.

"От имени ТМТ я хочу выразить искреннюю признательность людям на Гавайях за их понимание и поддержку".
Генри Янг

Источник: tmt.org

воскресенье, 21 июня 2015 г.

Тектоника плит способствует развитию жизни на экзопланете

Тектоника плит способствует развитию жизни на экзопланетеТектоника плит - это движение огромных кусков или пластов поверхности планеты, имеющее необыкновенно важное значение для появления жизни на планете, поскольку запускает сложнейшие химические процессы переработки углекислого газа, действующего как термостат и создающего мягкий климат Земли. Содержащийся в породах диоксид углерода высвобождается из расплавленных скал и возвращается из вулканов и океанических хребтов в атмосферу.

"Насколько известно, тектоника плит имеет важное значение для жизни. По нашим расчетам, для обитаемых скалистых планет - чем больше, тем лучше".
Диана Валенсия (Diana Valencia), Гарвардский университет

По мнению Валенсии и ее коллег: Ричарда О'Коннелла (Richard O'Connell) и Димитара Сасселова (Dimitar Sasselov), Гарвардский Университет, исследовавших эти процессы с целью определения вероятности тектоники плит на скалистых планетах разных размеров, такая переработка важна даже в планетарном масштабе.

Тектоника плит способствует развитию жизни на экзопланете

Если на планете есть тектонический процесс, там может развиться жизнь Фото: sharenator.com

Научная группа сфокусировала внимание на "суперземлях" - планетах, более чем вдвое превышающих размерами Землю и до десяти раз более массивных.

"Не может быть совпадением, что только на Земле - самой большой скалистой планете нашей Солнечной системы - есть жизнь".
Диана Валенсия

Поиск экзопланет, пригодных для жизни, показал пять суперземель, хотя ни на одной из них нет благоприятных температур для жизни. Если суперземля - о чем свидетельствуют новые данные телескопа Кеплер - столь обычное явление, то некоторые планеты неизбежно могут оказаться на таком же расстоянии от своего светила, как и Земля, что способствует развитию на них жизни.

Последние исследования показывают, что тектонические процессы могли сделать нашу планету пригодной для жизни. Около 3,26 млрд. лет назад в Землю врезался объект диаметром 37-58 км, оставив геологические свидетельства в Южной Африке. Поиск кратера - задача, скорее всего, невыполнимая. Есть несколько пород этого возраста на всей Земле, включая старый канадский щит, которому почти 4 млрд. лет. Мало что осталось от той эпохи, поэтому в этом направлении необходимо практически детективное расследование.

Возглавил исследование, опубликованное в апреле в журнале Geochemistry, Geophysics and Geosystems, Норм Слмп (Norm Sleep), геофизик, Стэнфордский университет.

Единственной жизнью в ту эпоху были микробы, но соавтор работы, Дональд Лоу (Donald Lowe) отметил, что они бы боролись с новыми обстоятельствами. И хотя целые микробные сообщества могли быть уничтожены, многие бы выжили как вид. Жизнь была по всей Земле, а не только в области воздействия, и микробы способны лучше противостоять резким перепадам температур, чем более продвинутые формы жизни.

Возможно, микробы пострадали после удара, но врезавшийся в Землю объект мог ее изменить. Лоу отметил, что тектоника плит появилась приблизительно 3-3,2 млрд. лет назад, примерно тогда же, что и удар огромного небесного тела. Вряд ли он вызвал бы тектонику плит по всей Земле, но это происходило в ту эпоху, когда камни и кометы постоянно врезались в нашу планету и во все остальные. Луна до сих пор носит шрамы того времени. Если крупные объекты попадали в Землю достаточно часто, это могло разбить примитивную структуру ее плит, вызвать их тектонику и иметь важные последствия для жизни.

Даже при отсутствии воды возможна тектоника плит, что может являться условием появления обитаемой планеты, считают ученые.

Источник: dailygalaxy.com

Астрономы впервые наблюдали, как красный гигант пожирает планету

Астрономы команды Кишалая Де ( Массачусетский технологический институт) , впервые наблюдали, как звезда-красный гигант пожирает планету. Они...