В центре Млечного Пути нет никаких фейерверков

Центр Млечного Пути, находящийся от нас приблизительно в 25000 световых лет, в оптическом свете нам невидим из-за поглощаемой пыли. Однако сквозь нее может проникать излучение на многих других длинах волн, в том числе инфракрасное, радиоволны и рентгеновские лучи.

Что находится в центре Млечного Пути

Находящаяся в самом сердце центра Галактики сверхмассивная черная дыра, Сага *, превышает по массе солнечную примерно в 4000000 раз. Это относительно тусклый объект, немного мерцающий из-за небольших сгустков вещества беспорядочно аккрецирующихся на окружающем его диске. Сверхмассивные черные дыры, обнаруженные в других галактических центрах, активно аккумулируют и нагревают большие объемы материи, а затем испускают мощные биполярные струи быстро движущихся заряженных частиц. SagA * отличает от них общая пассивность.

На инфракрасном изображении области вокруг ядра Млечного пути отмечено расположение сверхмассивной черной дыры SagA *, слабо светящейся из-за аккреции вещества; другие объекты - это звезды либо плотные облака, которые могут вращаться вокруг черной дыры или находиться в ее непосредственной близости Фото: Stefan Gillessen

Облака газа в центре Млечного пути

Несколько лет назад астрономы заметили большое облако газа (по оценкам, размер ее соответствует трем земным массам), довольно быстро движущееся к SagA *. Согласно некоторым моделям, черная дыра должна была разрушить облако (известное как G2) в течение 2015 года. Излучение, сопровождающее это явление, могло пролить свет на механизмы питания черной дыры. Но год прошел без фейерверков, возможно, из-за слишком большой плотности облака G2, не позволяющей его разбить.

Астроном CfA Майкл Маккорт (Michael McCourt) и его коллега признали, что продолжающееся рентгеновское излучение от SgrA * подразумевает уровень притока вещества из окружающей среды в несколько земных масс в год, но этот показатель противоречит почти всем другим измерениям, включая, общую светимость SgrA *. Поиск возможного решения потребовал выяснения распределения газа, находящегося вблизи черной дыры - то есть на меньшем удалении, чем расстояние Земля-Солнце. Ученые поняли, что для исследования внутреннего газа они могли бы использовать изменения в орбите G2, прошедшего сквозь эту среду.

Даже если объект не был проглочен, его путь должен был измениться. Исследователи использовали для определения некоторых параметров и второе маленькое облако в системе, G1, так как оба объекта в течение года двигались вокруг SgrA * по довольно эксцентричным, почти компланарным орбитам.

Ученые смоделировали незначительные изменения орбитальных параметров движения G1 и G2, предположив, что они были обусловлены столкновениями с местным веществом. Анализ дал первое измерение оси вращения аккреционного потока и указал его источник. Им оказались не присутствующие там звездные ветры, а большой тор молекулярного газа, находящийся от черной дыры приблизительно в четырех световых годах. Результат стал важным ключом к природе среды вокруг черной дыры. Некоторые наблюдавшиеся последствия могут быть проверены в течение следующего десятилетия, в том числе будущие пути G2 и G2 и геометрия выбросов вблизи границы черной дыры.

Источник: cfa.harvard.edu

Что ожидает читателей сайта "АСТРОновости" в 2016 году?

Какие тенденции и главные научные темы будут ждать читателей "АСТРОновостей" в этом году? Присоединившись к прогнозу журнала "Nature", смеем утверждать, что у физиков в 2016 году есть шанс, впервые подтвердить существование гравитационных волн. Кроме того, должен стартовать космический зонд, работающий на солнечной энергии.

Доказательство существования гравитационных волн

В астрофизике нас может порадовать замечательное событие: физики считают, что уже в этом году вполне возможно первое непосредственное подтверждение гравитационных волн - волн пространства-времени, которые возникают при взрывах сверхновых, либо из-за слияния черных дыр. До сих пор существование этих волн, предсказанных Альбертом Эйнштейном, доказывается лишь косвенно, например, через потери энергии космических объектов.

Детектор гравитационных волн VIRGO в Италии Фото: © VIRGO Collaboration

В 2016 году два детектора гравитационных волн смогут непосредственно их ловить:

1. Детектор LIGO в США был перестроен в 2015 году и стал сейчас в десять раз чувствительнее, чем раньше.
2. Детектор VIRGO в Италии также должен быть введен в эксплуатацию.

Оба могут захватывать гравитационные волны из намного большей области космического пространства - и это невероятно увеличивает шанс их обнаружить. Поэтому исследователи практически уверены, что с помощью этих детекторов смогут в течение этого года обнаружить доказательства гравитационных волн.

Космические полеты: Марс, Юпитер и запланированная катастрофа

В марте 2016 стартует к Красной планете европейско-российская миссия ExoMars. В нее войдут орбитальный аппарат и простой спускаемый. ExoMars должна стать предшественником более крупной межпланетной миссии, запланированной на 2018 год.

В апреле Планетарное общество (Planetary Society) планирует первый испытательный полет огромного солнечного паруса космического зонда Lightsail.

Движимый солнечным парусом космический корабль Lightsail должен быть запущен в апреле 2016 Фото: © Josh Spradling/The Planetary Society

В июне 2016 года космический аппарат НАСА Juno после пятилетнего путешествия достигнет Юпитера. Кроме того, в июне стартует на околоземную орбиту Земли первый спутник для тестирования квантовой связи .

Космический аппарат НАСА Juno в июне достигнет Юпитера Фото: © NASA/JPL

В этом году мы должны также попрощаться с космическим зондом ЕКА Rosetta, который в сентябре 2016 должен встретиться со "своей" кометой и разбиться. Это дает астрономам последний шанс увидеть вблизи и исследовать поверхность кометы.

Источник перевода: nature.com

При выборе надежной платформы в Сети, которая помогает делать перевод документов, конвертирование PDF-файлов в файлы Word, Excel и изображения, а также объединение PDF, обратите внимание на Docs.Zone! Многие пользователи предпочитают этот ресурс, так как считают его надежным и удобным.

Крест Эйнштейна под гравитационной микролинзой

Команда испанских астрофизиков получила точные измерения самого внутреннего края диска материи, вращающегося вокруг суперкрупной черной дыры в линзовом квазаре, известном как Крест Эйнштейна (Q2237-0305). Это самые точные данные, имеющиеся на сейчас для такого маленького и отдаленного объекта.

Для получения искаженных изображений, собранных OGLE и GLITP, исследователи университетов Гранады, Кадиса и Института Астрофизики Канарских островов использовали микролинзирование. Более десятилетия в рамках этих проектов астрономы учились направлять свои гравитационные линзы на квазар  Крест Эйнштейна. Изучая изменение яркости четырех различных изображений (четыре точки "креста"), они смогли получить точные измерения внутренней стабильной орбиты его аккреционного диска.

Крест Эйнштейна (или Q2237+030) является гравитационно-линзовым квазаром в созвездии Пегас. От нас он находится приблизительно в 8 млрд световых лет, а его передний край в 400 млн световых лет Источник изображения: RUVID

"В последние годы мы показали, как микролинзирование позволяет нам анализировать структуру аккреционных дисков в квазарах, и теперь мы получили точные измерения структуры прямо на внутреннем краю и, возможно, его последней устойчивой орбиты перед горизонтом событий черной дыры".
Хосе Антонио Муньос, преподаватель кафедры астрономии и астрофизики в Universitat de València, участник исследования

Таким способом сейчас можно измерить лишь один из каждых 500 квазаров. Полученная информация имеет неоценимое значение не только для понимания квазаров, но и для изучения образования и эволюции галактик.

"Большой прорыв состоит в том, что мы сумели осуществить это для такого небольшого диска, такого далекого - это как возможность обнаружить монету в один евро, находящуюся на расстоянии более 100000 км".
Хорхе Хименес Висенте, университет Гранады

Хименес Висенте надеется, что в будущем, когда заработают крупномасштабные программы мониторинга (например, Large Synoptic Survey Telescope, который планируется запустить в 2022 году), эффект микролинзирования распространится уже на тысячи квазаров.

"Это уникальная возможность изучить самые близкие сверхмассивные черные дыры в центрах квазаров".
Хосе Антонио Муньос

Источник: ruvid.org

Раскрыта тайна атмосфер "горячих юпитеров"

HAT- P- 12b Фото: ESA/Hubble & NASA

В "Nature" опубликован самый обширный каталог атмосфер экзопланет - "горячих юпитеров".

Лондон / Гархинг - Астрономы, применявшие космические телескопы " Хаббл" и "Спитцер", изучили атмосферы 10 планет, похожих на Юпитер. Результатом стал крупнейший каталог атмосфер экзопланет, сообщает в журнале "Nature" международная исследовательская группа, возглавляемая Дэвидом Сингом (David Sing), британский Университет Эксетера.

Их анализ, в числе прочих, помог разгадать загадку, почему некоторые "горячие юпитеры" имеют меньше воды, чем ожидалось, заявил европейский информационный центр "Hubble" в Гархинге близ Мюнхена. Просто воду в атмосфере экзопланет этого класса трудно обнаружить.

Более высокая температура поверхности

Астрономы обнаружили уже около 2000 экзопланет. Многие из них являются "горячими юпитерами". Это крупные газовые планеты, такие как Юпитер в Солнечной системе, но обращающиеся вокруг своей родительской звезды на очень незначительном расстоянии. При этом они сильно нагреваются излучением.

Художественное изображение 10 экзопланет Фото: ESA/Hubble & NASA

Близость к своему солцу затрудняет наблюдение этих планет, так как свет звезды всё затмевает. Тем не менее, исследователи смогли изучить ряд далеких газовых гигантов. Удивительно, но некоторые обладают значительно меньшим количеством воды, чем ожидалось.

HAT- P- 12b - самая маленькая из них, - величиной с Юпитер. WASP – 17b - самая большая - вдвое превышает его Фото: ESA/Hubble & NASA

С помощью телескопов "Spitzer" и "Hubble" ученые впервые систематически проанализировали десять атмосфер "горячих юпитеров", от ультрафиолетового до инфракрасного светового диапазона.

Для этого они выбрали такие экзопланеты, которые, если смотреть с Земли, регулярно проходят перед своим солнцем, освещающим сзади атмосферу, которая оставляет таким путем свой химический "отпечаток пальца" в звездном свете.

"Мы обнаружили, что атмосферы планет значительно разнообразнее, чем ожидалось".
Дэвид Синг

Вода есть, но скрытая

На основании химических "отпечатков пальцев" исследователи смогли не только идентифицировать различные химические элементы и молекулы в атмосферах планет, но и различать окутанные облаками и безоблачные планеты. Облака представляют собой не водяной пар, а состоят из других химических соединений, таких как силикаты.

На безоблачных планетах нашли явные признаки воды, а на экзопланетах, окутанных облаками, воды было мало. Поскольку облака и туман скрывали признаки воды, их трудно было заметить на этих планетах. Так была раскрыта тайна, казалось бы, недостающей воды.

Источник: nature.com

Влияние планет на молодые звездные диски

У новорожденной звезды, как правило, есть газопылевой диск. Как из него образовались планеты? Пылинки диска сталкиваются, сцепляются и увеличиваются в размерах. Однако не было доказано, что у звезд, возраст которых превышает пять миллионов лет, такие диски существуют. Предполагается, что к этому возрасту большая часть дискового материала превратилась в планеты или более мелкие объекты, которые срослись со звездой либо были выброшены из системы.

Переходные диски находятся в том эволюционном периоде, когда могут быть обнаружены в инфракрасном или миллиметровом диапазоне, так как звезды их еще не изгнали и продолжают нагревать. Инфракрасные цвета этих дисков можно использовать для характеристики их свойств. Они часто показывают внутренние пылевые полости, которые астрономы иногда считают свидетельством планет, оторвавшихся от своих орбит.

Молодые звездные диски в инфракрасном диапазоне

Модели взаимодействия планетарных дисков, однако, показывают, что пылевые полости являются лишь косвенным следствием отрыва планет. На самом деле планета создает разрыв в газе, а скопление газа на ее внешних краях заманивает в ловушку небольшие пылевые частицы и создает пылевое кольцо, часто асимметричное.

В этой картине есть некая незавершенность, так как пылевые полости или кольца могут создавать и другие механизмы, в том числе возникающее под воздействием света звезд испарение некоторых пылевых частиц или нестабильность в самом кольце пыли. Помочь различать эти механизмы может определение плотности газа внутри полости.

Астрономом CfA Шоном Эндрюсом (Sean Andrews) и его коллегами был использован для изучения переходных дисков четырех относительно близких молодых звезд телескоп ALMA. Это мощное новое устройство может измерять в таких дисках небольшие объекты, равные 24 астрономическим единицам (1 астрономическая единица является средним расстоянием Земля-Солнце) и даже размеры маленьких пылинок и теплого газа.

Во всех четырех дисках ученые смогли смоделировать распределение газа. Они обнаружили, что газовая полость была втрое меньше, чем пылевая, и что плотность газа внутри полости падает, по меньшей мере, на одну тысячную по сравнению с поверхностной плотностью. Результаты убедительно показывают, что полости действительно создаются вращающимися планетами.

Источник: arxiv.org

Таяние льдов на полюсах изменяет вращение Земли

Из-за изменения климата таяние льдов на полюсах влияет на вращение нашей планеты и направление ее оси. Эта теория была выдвинута несколько лет тому назад. Но доказать ее ученые пока не могли - гипотеза и данные наблюдений вступали в противоречие. Сейчас расчеты, кажется, совпали.

Если массы льда тают, они превращаются в воду, растекающуюся по всем мировым океанам. Следовательно, на Земле перераспределяется масса. Такие изменения оказывают влияние на вращение Земли - в этом ученые единодушны. А так как из-за таяния льда на полюсах все больше массы удаляется от земной оси, наша планета вращается медленнее - как фигурист, вытягивающий руки при пируэте. Если же он прижимает их плотно к телу, то вращение ускоряется.

Влияет ли таяние льдов на вращение Земли?

Изменение климата должно было заметно повлиять на собственное вращение нашей планеты – по крайней мере, теоретически. Но исследователи до сих пор не могли обосновать предсказанный эффект. Известным океанографом Уолтером Мунком (Walter Munk) было впервые отмечено в научной статье в 2002 году, что эта зависимость остается загадкой. Поэтому необъяснимое противоречие между теорией и наблюдаемыми фактами назвали "Энигмой Мунка". Недавно исследователи приблизились к ее разагадке.

Движение и ориентация Земли не являются постоянными величинами Фото: iStock/Franck-Boston

Ученые, возглавляемые Джерри Митровицей (Jerry Mitrovica), Гарвардский университет, Кембридж, еще 13 лет назад приняли во внимание предположения и расчеты Мунка, и теперь пришли к выводу, что глобальное потепление 20 века не только вызвало таяние ледников, и, следовательно, подъем уровня моря, но действительно изменяет вращение Земли. Следовательно, теоретические прогнозы совпадают с наблюдениями. Для своего анализа Мунк просто использовал в некоторых случаях неправильные оценки и данные.

Модель Уолтера Мунка базируется на следующих наблюдениях:

1. Скорость вращения Земли за последние три тысячелетия уменьшилась, и это медленно, но постоянно увеличивает длину суток, о чем свидетельствуют традиционные астрономические наблюдения античности и средневековья. Виновниками этого замедления в значительной степени являются силы, вызывающие приливы и отливы. Но существуют и другие факторы, например, взаимодействие ядра Земли и ее коры или перемещения массы.
2. Земная ось в прошлом веке слегка сместилась, что доказано измерениями.

Влияние ледникового периода

Согласно Мунку все эти изменения можно объяснить до сих пор сохраняющимся воздействием последнего ледникового периода. Когда таяли огромные ледники и земля освобождалась от тяжелого ледяного покрова, приподнялись континенты. Последствия потепления и сильного таяния способствуют тому, что даже сегодня некоторые части суши нашей планеты каждый год поднимаются на несколько миллиметров. Наряду с перераспределением массы растаявшего льда этот подъем суши приводит к небольшому отходу массы от центра Земли, вернее, от ее оси. Согласно модели Мунка эффект ледникового периода идеально подходит к наблюдаемым изменениям, не оставляя места для других предположений.

Кроме того Мунк приводит расчеты, которые исходят из глобального повышения уровня моря для 20-го века, составляющего около 1,5-2 мм в год, что означало бы огромное таяние ледовых щитов и ледников - а следовательно, и заметное влияние на вращение Земли. Однако это не согласуется с моделью Мунка.

Новый расчет

Митровица и его коллеги демонстрируют в своей публикации с помощью новых расчетов икомпьютерного моделирования, как можно устранить эти мнимые противоречия. Ученые указывают, в частности, что Мунк неправильно оценил воздействие ледникового периода на вращение Земли. Кроме того, последние научные данные показывают, что таяние ледников и, следовательно, подъем уровня моря в 20 веке, а точнее в 1990 году, на 30 % ниже, чем рассчитал Мунк в своем анализе. Новая модель, пишут исследователи, могла бы решить "Энигму Мунка". Она показывает, что на вращение Земли оказывает влияние подъем уровня моря, вызванный изменением климата.

Источник: advances.sciencemag.org

Луна не помешает увидеть ежегодный пик потока Геминиды

Фото: ESA

В ближайшие дни метеорный поток Геминиды 2015 достигнет своего максимума. В этом году яркая луна не будет мешать наблюдениям, поэтому астрономам-любителям стоит насладиться красотой ночного неба. Пик активности - более 100 метеоров в час - ожидается в понедельник около 19 часов (среднеевропейское время). В России, если небо будет безоблачным, можно будет полюбоваться звездным дождем Геминиды 2015.

Ночь падающих звезд

Геминиды, которые достигают своего максимума в середине декабря, принадлежат к довольно постоянным ежегодным потокам метеоров. В этом году их пик ожидается вечером 14 декабря. Если позволит погода, в это время могут быть оптимальные условия для наблюдений максимума Геминид: более 100 падающих звезд в час. На этот раз даже Луна не помешает, так как сейчас новолуние.

Когда в атмосферу Земли проникают крошечные частицы пыли, на ночном небе появляются падающие звезды

Геминиды получили свое название - как и все метеорные потоки - от созвездия, откуда они летели. В данном случае это созвездие Близнецов (латинское название Gemini). Точное место, так называемый радиант, находится вблизи звезды Кастор, но падающие звезды можно наблюдать по всему небу.

Почему звезды падают

Обычные потоки метеоров вызываются ледяными кометами, которые оттаивают на своем пути по внутренней Солнечной системе и оставляют при этом пылевой след. Если Земля, движущаяся по орбите вокруг Солнца, проходит сквозь эту пыль, частицы проникают в ее атмосферу и становятся типичными метеорами. Однако происходят Геминиды, видимо, не от комет, а от астероида, получившего название 3200 Фаэтон. Его период обращения вокруг Солнца - 1,4 года.

Астероид Фаэтон

Наблюдения с помощью двух солнечных стереозондов показали, что Фаэтон может быть своего рода "каменистой кометой", то есть астероидом. Приближаясь к Солнцу, он нагревается. При этом пыль и мелкие части обломков устремляются с поверхности астероида в Пространство. Действительно, при других наблюдениях стереозондов тоже был замечен исходящий от Фаэтона маленький хвостик.

Геминиды еще не раскрыли все свои тайны: одним сегодняшним возникновением пыли нельзя объяснить такой постоянный мощный ливень метеоров. Поэтому ученые предполагают, что Фаэтон время от времени извергает в Пространство большие количества пыли и обломков.

Однако загадочное происхождение Геминид никому не помешает наслаждаться этим метеорным ливнем в течение ближайших суток, а также перед и после ожидаемого максимума.