В лаборатории создан космический глицерин

Группе астрофизиков в лаборатории Лейденского университета (Нидерланды) удалось сделать глицерин в условиях, сравнимых с условиями в темных межзвездных облаках. При этом лед окиси углерода реагировал с атомами водорода при -250 °C . Исследователи опубликовали свои результаты в Astrophysical Journal.

В последние годы в космосе идентифицируется все больше сложных молекул. По поводу их происхождения все еще ведутся дискуссии. Глеб Федосеев, постдокторант в Osservatorio Astrofisico di Catania в Италии и ведущий автор статьи, пояснил: «Плотность частиц в космосе чрезвычайно низкая, а монооксид углерода обладает большой летучестью, однако он замерзает на небольших пылевых частицах при температурах ниже 250 °C, где он действует как семенной материал для более крупных и сложных молекул, как только начинает взаимодействовать с ударами атомов водорода».

Голландские астрономы создали молекулу глицерина при -250 °C из моноксида углерода и водорода. На фотографии изображен крупный план ледяной вакуумной камеры с художественным изображением глицерина и области звездообразования в созвездии знаменосца IRAS 16293-2422 Фото: Гарольд Линнартц

В 2009 году голландские исследователи, используя свои установки криогенной водородной бомбардировки, показали, что монооксид углерода при гидрировании реагирует с образованием формальдегида (четыре атома) и метанола (шесть атомов). К 2015 году стало возможным сделать гликольальдегид - сахар (восемь атомов), который важен для кодирования наших генов. И теперь можно получать глицерин (14 атомов).

Вопрос в том, присутствует ли глицерин в межзвездных облаках. Молекулы формальдегида, метанола и гликольальдегида уже были обнаружены телескопами в межзвездных облаках IRAS 16293-2422. Приблизительно 460 световых лет отделяют от нас созвездие Змееносца, где находится этот регион. Молодые звезды, появившиеся здесь, напоминают наше Солнце, каким оно было 4,5 млрд лет назад. Цель астрономов на следующий год - использовать радиотелескоп ALMA для поиска молекулярных маркеров глицерина именно там, где были идентифицированы его предшественники.

«Чем сложнее химия на ранней эволюционной стадии звезды, тем выше вероятность, что строительные блоки жизни уже были доступны до образования планет».
Эвин ван Дишок (Ewine van Dishoeck), Лейденский университет

Глицерин, C3H8O3, является важным компонентом живых клеточных мембран и является молекулярной основой многих химических и биологических соединений. Глицерин также входит в капли от кашля, суппозитории, зубную пасту, шампунь, мыло, конфеты и маргарин. На Земле его легко производить, но в космосе условия совершенно другие. Вот почему для имитации процессов необходимы лабораторные эксперименты.

Источник: phys.org

Новое в исследовании звездообразующих галактик

Чем больше звезд содержит типичная спиральная галактика, тем быстрее она создает новые. Астрономы называют эту довольно тесную корреляцию «главной последовательностью галактики», которая может возникать просто ввиду того, что галактики с большим количеством звезд имеют больше всего материи для изготовления новых звезд. С другой стороны, механизмы, которые рождают новые звезды, могут быть в некоторых галактиках более эффективными, или там может существовать некоторая комбинация этой и других возможностей.

Звездообразование в спиральных галактиках генерирует обильный ультрафиолет, который поглощается пылью и повторно испускается в инфракрасном диапазоне, а космические миссии позволили ученым более точно измерить инфракрасное излучение теплой пыли в галактиках. Когда астрономы исследуют сильно удаленные галактики ранней Вселенной и вынуждены полагаться на измеренные потоки, а не интерпретировать их визуальное строение, соотношения главной последовательности стали важным инструментом для отслеживания, когда и как Вселенная создала свои звезды.

Оптическое изображение галактики NGC2718. Астрономы, изучающие активность звездообразования этой и других спиральных галактиках, подтвердили и уточнили тесную взаимосвязь между этими галактиками и их субрегионами, между количеством присутствующих звезд и скоростью создания новых звезд Фото: Sloan Digital Sky Survey

Астрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Александрос Марагкоудакис (Alexandros Maragkoudakis), Андреас Зезас (Andreas Zezas), Мэтью Эшби (Matthew Ashby), и Стив Виллнер (Steve Willner) недавно исследовали галактику главной последовательности с 246 звездообразующими галактиками.

Систематически изучая взаимосвязи и звезды главной последовательности, они измерили десятки тысяч звездных масс и скоростей образования звезд, исследовали отдельные области в пределах этих галактик, включая яркие узлы и околоядерные регионы. Их целью было определить, что те также соответствуют соотношениям главной последовательности. И если да, являются ли эти корреляции одинаковыми или слегка отличаются. Предыдущие авторы, например, обнаружили несколько явные отличий связей между галактиками, если они сгруппированы по подтипу, космологическому возрасту или другим признакам.

Астрономы обнаружили, что даже в широком диапазоне звездных масс, по крайней мере, для локальных галактик, существует тесная взаимосвязь между звездной массой и скоростью звездообразования галактик. Они также считают, что такая тесная корреляция присутствует в небольших субрегионах галактик, в частности, областях вокруг ядер сверхмассивных черных дыр.

Источник: phys.org

Магнитные поля верхней атмосферы Солнца

Впервые в мире ученые провели исследование магнитных полей верхних слоев атмосферы Солнца, наблюдая поляризацию его ультрафиолетового излучения. Они добились этого путем анализа данных CLASP, полученных во время его 5-минутного полета в космос 3 сентября 2015.

Результаты показывают, что структуры солнечной хромосферы и переходной области являются более сложными, чем ожидалось. Теперь, когда было доказано, что метод ультрафиолетовой спектрополяриметрии, используемый в проекте CLASP, работает, его можно применять в будущих исследованиях магнитных полей верхней хромосферы и переходной области. Это поможет лучше понять процессы, солнечной атмосферы.

Анализируя характеристики света, исходящего от Солнца, астрономы могут определить, как он испускается и рассеивается в атмосфере Солнца, а также условия солнечной атмосферы. Магнитные поля в различных видах солнечной активности играют важную роль, исходя из этого, на поверхности Солнца («фотосферы») сделано множество их точных измерений. Значительно меньше проведено наблюдений, а также измерений магнитных полей атмосферы над поверхностью Солнца. Видимый свет исходит из фотосферы, а ультрафиолетовое излучение (УФ) испускается и рассеивается в тех частях солнечной атмосферы, которые известнны как хромосфера и переходная область. Проект CLASP предназначен для исследования магнитных полей верхней хромосферы и переходной области с использованием Лайман-альфа линии водорода в УФ.

Международная команда использовали данные спектрополяриметра CLASP, инструмента, который обеспечивает подробную длину волны (цвет) и поляризации (ориентации световых волн) - информацию о свете, проходящем сквозь тонкую щель.

Слева показано положение спектрополяриметра на фоновом изображении, сделанное камерами на борту CLASP; диаграммы на правой стороне показывают данные длины волны и поляризации.

Исследователи обнаружили, что Лайман-α линия водорода Солнца на самом деле поляризована. Некоторые из поляризационных характеристик соответствуют предсказанным моделям теоретического рассеяния. Однако другие указывают, что структуры верхней хромосферы и переходной области являются более сложными, чем ожидалось. В частности, команда обнаружила, что поляризация изменялась на пространственной шкале 10-20 дуговых секунд (0,01-0,5 солнечного радиуса).

Кроме процесса рассеяния, магнитные поля могут влиять и на поляризацию. Чтобы исследовать, зависят ли измерения поляризации от магнитного поля, команда проводила наблюдения в диапазоне трех длин волн:

• ядра водорода линии Лайман-альфа (121,567 нм), поляризация которой влияет даже при слабом магнитном поле;
• ионизированной линии излучения кремния (120,65 нм), поляризация которой влияет только в относительно сильном магнитным поле;
• крыле Лайман-α спектральной линии водорода, которая не чувствительна к изменениям магнитодеформаций поляризации.

Проанализировав их различными магнитными потоками, ученые обнаружили, что большие отклонения от ожидаемой поляризации рассеяния в ядре Лайман-альфа и линии кремния в действительности происходят из-за магнитных полей, поскольку поляризация крыла Лайман-α остается почти постоянной.

Эти результаты впервые непосредственно показали следующие важные моменты:

1. Магнитные поля есть в переходной области.
2. Ультрафиолетовая спектрополяриметрия эффективна при изучении солнечных магнитных полей.
3. Такие проекты, как CLASP, помогают в открытии новых методов, даже если они имеют небольшие масштабы и короткий срок по сравнению со спутниками.

Источник информации и фото: phys.org

Экзовенера в окрестностях Солнца

Земля прекрасное место для жизни - Венера же нам, людям, и нашей природе совершенно не подходит, хотя у этих планет почти одинаковые масса и плотность. Так почему же на одной развивалась жизнь, а другая превратилась в бесплодный и неприветливый парник? Ответить можно было бы, собрав наблюдения за другими планетами типа Земли и Венеры. После недавнего открытия в нашей части Галактики экзопланеты Kepler-1649b, похожей на Венеру, мы стали к этой цели на шаг ближе!

Новая соседка

Команда американских ученых, возглавляемая Изабель Анджело (Isabel Angelo), объявила об открытии методом транзита Kepler-1649b, экзопланеты звезды, от которой нас отделяет всего 219 световых лет. Она приблизительно размеров Земли и Венеры. Ей достается столько же света от центральной звезды, как Венере от Солнца

Сравнение размеров Венеры и Земли. Хотя у них почти одинаковые размер и плотность, эти две планеты развивались совершенно по-разному Фото: NASA

После открытия Kepler-1649b Анджело и ее сотрудники провели дальнейшие наблюдения с целью проверки планетарной природы и выяснения свойств экзопланеты. Они обнаружили, что радиус Кеплер-1649b больше земного в 1,08 раза и она получает света больше Земли в 2,3 раза. По этим параметрам эта планета, очень напрминает Венеру. Kepler-1649b обращается вокруг светила с радиусом, составляющим лишь четверть солнечного, за 8,7 суток. Однако она значительно ближе Земли к центральной звезде, поэтому получает столько же света, как планета Венера от Солнца.

По каким параметрам эта планета может отличаться от Венеры:

1. Экзопланета Kepler-1649b может быть более подвержена эффектам изменчивости своей звезды. M-карлики обычно более магнитоактивные чем Солнце, а орбита Kepler-1649b подходит к своему светилу очень близко.
2. Kepler-1649b, если сравнивать с Венерой, получает относительно мало энергии, так как ее звезда холоднее и излучает свет на более низких частотах, чем Солнце
3. Kepler-1649b может подвергаться большим приливным эффектам от центральной звезды, поскольку имеет очень тесную орбиту, что может вызвать приливное нагревание, синхронное вращение, и приливный захват, которые способны влиять на сезоны и геологическую активность планеты.

Художественное изображение экзопланеты, вращающейся вблизи своей звезды, как Венера вокруг Солнца Фото: CfA/Dana Beere

Задачи на будущее

Несмотря на эти различия, экзопланета Kepler-1649b считается наиболее похожей на Венеру с точки зрения ее размера и попадающего на поверхность излучения. Это впервые позволяет изучить ее отличия от землеподобных экзопланет и понять, какие условия могут привести к обитаемости планеты.

Мы сможем получить больше информации о Kepler-1649b по мере осуществления предстоящих миссий космических телескопов: TESS сможет наблюдать большее число транзитов, а Gaia - точнее вычислить свойства звезды и планеты; кроме того, Kepler-1649b станет отличным источником изучения атмосферы экзопланеты для стартующего в 2018 году телескопа Джеймса Вебба.

Источник: iopscience.iop.org

Поиск "Планеты X": найдены 4 новых объекта

Австралийские астрономы, занимающиеся поиском в Солнечной системе "Планеты Девять" (Planet Nine), называемой часто "Планетой X", обнаружили четыре новых неизвестных объекта.

Поиск велся с помощью телескопа SkyMapper. Он принадлежит обсерватории Сайдинг-Спринг в Новом Южном Уэльсе. Наблюдения проходили в рамках гражданского научного проекта, предпринятого для помощи в поисках "Планеты Девять", математически предсказанной на внешней границе нашей Солнечной системы. В результате были открыты четыре ранее неизвестных объекта. Среди них может оказаться и "Планета 9", поиск которой пока безуспешно ведется многими астрономами, включая любителей.

Команда астрономов Австралийского национального университета, возглавляемая доктором Бредом Такером (Brad Tucker), сообщает о проекте Planet9Search, организованном совместно с программой BBC Stargazing Live. Обнаружение ранее известных малых планет (астероидов) Хирона и Комачины показало что проект фактически в состоянии реально найти «Планету Девять», если она существует и может быть обнаружена во время наблюдения в пределах видимых телескопом небесных регионов.

Поиск "Планеты Девять": изображения из данных обсерватории Сайдинг-Спринг Фото: Caltech/R. Hurt, IPAC/Zooniverse.org

В поиске участвовали в целом более 20000 человек, и при этом было классифицировано почти пять миллионов объектов.

Сейчас астрономы могут исключить существование планеты, имеющей размеры Нептуна, примерно в 90 % южного неба на расстоянии около 350 астрономических единиц (АЕ = расстоянию Земля - Солнце).

В настоящее время проводится анализ четырех обнаруженных неизвестных объектов и проверяется, относятся ли они к неизвестным карликовым планетам, астероидам или среди них находится ”Планета X”.

Астрономы-любители, мечтающие найти эту математически предсказанную планету, могут присоединиться к ее поиску в данных НАСА на Backyard Worlds: Planet 9. Участникам предлагается искать объекты в данных наблюдений инфракрасного космического телескопа WISE.

Газовые ореолы островов звезд ранней Вселенной

Астрономы открыли большие облака газообразного водорода вокруг галактик ранней Вселенной, которые могли стать спиральными галактиками, как Млечный Путь.

За последние десятилетия ученые проникли с помощью современных телескопов далеко в глубины Вселенной. Группе астрономов удалось наблюдать две галактики ранней Вселенной, возраст которых не превышал двух миллиардов лет. Ученых ждал удивительный результат: эти предки современных больших спиральных галактик были окружены большими гало плотного газообразного водорода, тянущимися в Пространство на расстояния, измеряемые сотнями тысяч световых лет.

Художественное изображение квазара за молодой галактикой Фото: © А. Ангелич (NRAO/AUI/NSF)

Квазар ранней Вселенной освещается предшественником будущей спиральной галактики, окруженным огромным облаком газообразного водорода.

Первоначально такие слабо светящиеся острова звезд ранней Вселенной были обнаружены лишь косвенно, с помощью квазаров - очень ярких, активных ядер галактик, которые можно наблюдать даже с экстремально больших расстояний. Если такой объект находится позади галактики, то газ поглощает характерные детали излучения квазара. При этом свет галактики, расположенной на переднем плане, обычно не виден, так как его затмевает квазар.

"Представьте себе крошечного светлячка возле сильного прожектора. Невзирая на это, астрономы должны рассмотреть такие молодые версии нашей родной галактики".
Марсель Нилман (Marcel Neeleman), Университет Калифорнии, Санта-Крус

Нилману и его коллегам удалось это сделать с помощью ALMA, самого крупного радиотелескопа Земли. Они сконцентрировали усилия на длине световой волны излучения ионизированного газообразного углерода и смогли выявить в галактиках плотные участки с высоким уровнем звездообразования. Ученые сделали удивительное открытие: эти районы в обоих случаях всегда находятся далеко от газообразного водорода, который наблюдается перед квазаром благодаря его абсорбции. Ученые рассчитали расстояния между двумя регионами, составившие 137000 и 59000 световых лет, хотя центральные области звездообразования имеют диаметр лишь около 20000 световых лет.

Запасы газа галактик, по-видимому, устремляются далеко в Пространство, возможно в расширенные диски или гигантские ореолы, состоящие большей частью из нейтрального водорода. Один из двух островов звезд может также вращаться, что влияет на окружающее их облако газа. Кроме того, обе структуры рождают довольно много новых звезд. В будущем эти галактики, вероятно, продолжат расти: по мнению астрономов, газ может вытекать из ореолов в центральные районы, обеспечивая их материалом для будущего формирования звезд.

"Эти галактики кажутся тяжелыми, пыльными системами с далеко распространяющимися слоями газа и интенсивным звездообразованием. Наблюдения дают нам хорошее представление, как галактики вроде Млечного Пути выглядели 13 млрд лет назад".
Дж. Ксавьер Прочаска (J. Xavier Prochaska), Университет Калифорнии

Источник: phys.org

Миссия K2 - первые данные системы TRAPPIST-1

С момента открытия сразу семи экзопланет величиной с Землю, которые могут оказаться планетами земного типа, система карликовой звезды TRAPPIST 1 считается перспективным объектом для поиска обитаемых миров с внеземной жизнью вплоть до внеземного разума. К тому же нас отделяет от нее всего 40 световых лет, что совсем немного, если подходить к этому с космическими мерками.

Космический телескоп "Кеплер", предоставил в рамках своей продолжающейся миссии "K2", первые данные экзопланет в системе красного карлика TRAPPIST-1.

K2 НАСА - вторая миссия для космического телескопа Kepler Фото: NASA

Эти 7 экзопланет, минимум три из которых (а возможно, даже все семь), находятся на таком благоприятном расстоянии от своего солнца, что благодаря умеренным температурам там может оказаться жидкая вода.

Открытие системы экзопланет вокруг TRAPPIST-1 было сделано лишь так называемым методом транзитов, то есть с помощью мельчайших колебаний яркости света звезды. Они возникают, когда экзопланета находится на зрительной оси - в прямой видимости с Земли - и проходит перед диском своего солнца в так называемом транзите и при этом суть-чуть ослабляет ее свет.

Художественное изображение транзита. Семь планет TRAPPIST-1 освещены светом их красной карликовой звезды Фото: NASA

Невзирая на многочисленные наглядные графики и рисунки, сделанные с того момента, когда были открыты 7 экзопланет, не было, однако, непосредственного отображения системы - а тем более ее планет.

Визуализация данных K2 о TRAPPIST-1 Фото: NASA

Несколько дней назад, НАСА опубликовало первые данные прямого наблюдения за системой экзопланет TRAPPIST-1 с помощью "Кеплера" в рамках его продленной миссии „K2“.

Анимация данных K2 к TRAPPIST 1 Фото: NASA

Данные были собраны после открытия первых трех планет этой звезды и отображают период наблюдения с 15.12.2016 по 04.03 2017, равный 74 дням. Снимок, мягко говоря, очень грубо пикселизированный - в конце концов, сам "Кеплер" не предназначен для получения непосредственных изображений планетарных систем. Однако транзит семи планет отчетливо заметен при изменении цвета пикселей. Видна, собственно говоря, тень планеты - первый шаг к прямому получению изображений экзопланет.

Источник: exoplanets.nasa.gov