Найдена вторая галактика без темной материи

Недавно идентифицированный вариант ультралиффузных галактик продемонстрировал, что темная материя не связана с обычной материей

В 2018 году международная команда, в которой работали астрономы США и Канады, обнаружила галактику, свет от которой летит к нам 65 миллионов лет. В ней практически не оказалось темной материи. Звездный остров в южном созвездии Кит, получивший каталожный номер NGC 1052-DF2 (для краткости DF2), почти тех же размеров, что и Млечный путь. При этом звезд в этой галактике в 100-1000 раз меньше, чем в нашей.

Последние наблюдения показывают, что такие галактики не единичны: в той же группе исследователи идентифицировали вторую галактику, по-видимому, также без темной материи.

Открытие звездной системы почти совсем без темной материи, свидетельствует, что вероятность наблюдения других таких галактик намного выше, чем мы думали раньше, пишет ведущий автор работы Питер ван Доккум в Astrophysical Journal Letters.

NGC 1052-DF4 в значительной степени похожа на галактику DF2. Обе принадлежат к недавно открытому классу ультралиффузных галактик (UDG). Из-за меньшего количества звезд, чем в таком же по величине Млечном путии, они кажутся намного более «пушистыми », как видно на кадрах слева. Поэтому наблюдать их намного труднее.

«Отсутствие темной материи в ультрадиффузионных галактиках подкрепляет предыдущие теории об этой таинственной субстанции. Наши наблюдения доказывают, что темная материя не связана с нормальной материей».
Питер ван Доккум

Астрономы хотят использовать дальнейшие наблюдения, чтобы выяснить, насколько распространен этот класс галактик и встречается ли он также в других областях Вселенной.

Источник: derstandard.at

Почему молнии бьют дважды подряд в одно место

Есть поверье, что молния не попадает в одно место дважды подряд. Но это заблуждение, о чем свидетельствуют данные наблюдений радиотелескопа LOFAR. Они показывают, что разрядный канал молнии грозового облака может срабатывать несколько раз. Это связано с недавно обнаруженными «иглами молнии» - боковыми ветвями основного канала, которые направляют часть электрического заряда обратно в облако. Поэтому повторная разрядка может происходить в том же канале - и тогда молния ударяет несколько раз подряд.

Молнии грозовых облаков создают электрические заряды. Поднимающийся вверх влажный воздух вызывает их разделение и зарождение ление сильного электрического поля. Недавно исследователи выяснили, что в кучево-дождевых облаках может создаваться слишком высокое напряжение (до 1,3 млрд вольт), требующее внезапной разрядки. В результате мы видим сверкание молнии.

Молния над телескопом LOFAR (монтаж) Фото: Университет Гронингена / Олаф Шолтен

Из небольшой точечной области облака выходит разрядный канал, заполненный горячей плазмой. Его плюсовой конец поглощает из облака отрицательные заряды и направляет их дальше - к поверхности Земли или в другую часть грозового облака, и оно в какой-то мере разряжается. Но бывают случаи, когда эта разрядка не срабатывает и молния проходит по одному каналу несколько раз.

Почему и как это происходит, изучала команда Брайана Хэйра (Brian Hare) из Университета Гронингена. Чтобы заглянуть вглубь грозовых облаков, ученые восспользовались радиотелескопом LOFAR, оптоволоконные сети которого, связывающие тысячи антенн, раскиданы по всей Европе. Однако в работе Хэйра и его коллег участвовала лишь их часть, занимающая в Голландии территорию 3200 км². Исследователи проанализировали радиоизлучение в диапазоне частот от 30 до 80 мегагерц, выходившее из разрядных каналов грозовых облаков.

«Эти данные позволяют нам отображать распространение молнии в разрешении, которое впервые делает видимыми отдельные физические процессы».
Брайан Хэйр

Наблюдения показали, что вдоль километрового положительного разрядного канала могут образовываться несколько меньших боковых. Эти «иглы» имеют длину до 100 м, а толщину менее 5 м и испускают особенно сильное радиоизлучение, означающее, что в них текут заряды.

«Эти результаты противоречат предыдущему представлению о молнии, согласно которому заряд течет лишь по плазменным каналам от одного облака к другому».
Олаф Шолтен, коллега Хэйра

Небольшие боковые ветви плазменного канала накапливают заряд. Он не течет, как ожидалось, в отрицательные каналы, а закачивается через иглы обратно в облако, заряжая его.

По мнению исследователей, это совершенно новое, ранее неизвестное явление может объяснить повторные молнии: поскольку вдоль положительных концов каналов может возникать много игл, они способны очень быстро перезарядить грозовое облако, а молнии - попадать в землю несколько раз, причем в одно место.

Источник информации и фото: wissenschaft.de

Новые планы команды участников проекта EHT

Сначала для съемки первого изображения черной дыры астрофизиками был выбран затаившийся в центре нашей родной галактики Стрелец A *, до которого от Земли свет летит лишь 26 000 лет. Но оказалось, что сфотографировать Sgr A * не так просто.

Хотя M87 * намного дальше, чем Sgr A *, она в 1500 раз массивнее. Однако видимый размер горизонта событий у них примерно одинаков. Поскольку черная дыра M87 очень тяжелая, временной интервал движения газа вокруг нее намного больше, чем у Sgr A *. Поток газа последней меняется в течение нескольких минут, что затрудняет получение изображения

Кроме того, четкому обзору Стрельца A * мешает огромное количество газа и пыли в нашей галактике, размывающее изображение. Однако команда полна решимости добавить изображение Sgr A * в свой фотоальбом черной дыры.

«Когда мы увидели качество данных M87 и получили первые реконструкции изображений, мы решили полностью сосредоточиться на этой черной дыре. Теперь, когда получены эти результаты, мы будем работать и с данными Sgr A *».
Фрик Рулофс (Freek Roelofs), участник команды

Радиотелескоп под Млечным Путем. Фото: zhengzaishuru / Shutterstock

Использование новых дополнений к EHT (число телескопов выросло сейчас до десяти) позволит команде исследовать другие черные дыры, такие как M87 * и Sgr A * на новых частотах. Вместо длины волны 1 мм, как это было сделано с изображением M87 *, исследователи планируют собирать данные с частотой 0,87 мм, что увеличит угловое разрешение более чем на 30 %». Следовательно, наблюдение на более высоких частотах повысит резкость изображения.

Обнаружена необычно яркая рентгеновская вспышка Sgr A * Фото: НАСА

Наряду с нацеливанием на другие источники по всей вселенной, команда хочет провести исследования изменчивости. Это позволит увидеть, как чёрные дыры, такие как быстро вращающаяся Sgr A *, меняются со временем.

Эффектные струи, приводимые в действие гравитационной энергией сверхмассивной черной дыры галактики Геркулес А. Фото: НАСА / Хаббл

В будущем команда EHT намерена изучить возможность добавления нескольких космических телескопов в свою глобальную сеть. Этот орбитальный массив будет иметь явное преимущество, помогая избежать помех от атмосферы Земли.

Источник: mnn.com

Астрофизики впервые сняли «тень» черной дыры

Астрофизики представляют «революционное открытие» Event Horizon Telescope.

Если в небольшом пространстве уплотняется достаточное количество вещества, получается черная дыра. Возникающие при этом гравитационные силы достигают невероятных размеров, сферу их воздействия не могут покинуть ни частицы материи, ни свет. Теория гравитации Эйнштейна предсказывала такие объекты. И действительно, астрономы наблюдали за некоторыми потенциальными гравитационными монстрами. Однако никто черную дыру до этого никогда не видел даже на фото.

Сейчас международная команда астрофизиков сразу на шести пресс-конференциях представила результаты проекта EHT, впервые позволившего нам взглянуть на горизонт событий черной дыры.

Международная сеть из восьми приборов наблюдения, расположенных по всему миру: на Южном полюсе, в Чили, Мексике, на Гавайях, в Аризоне, Франции, Гренландии и Испании - и имитирующих полноразмерный радиотелескоп, более десяти лет собирает данные и около двух лет наблюдает за двумя потенциальными черными дырами. Местоположение одной, получившей имя Стрелец A *, - это центр Млечного Пути, от нас - в 26,5 тыс. световых лет. Ее масса предположительно около 4,1 млн солнечных.

Кандидат номер два находится внутри активной гигантской галактики Мессье 87 в созвездии Дева. 55 млн световых лет отделяют этот объект от Земли, что намного дальше, чем расстояние до Стрельца A *. Обладая массой до 6,6 млрд солнечных, он значительно тяжелее, чем «наша» сверхмассивная черная дыра.

Первое визуальное доказательство присутствия черных дыр уже можно посмотреть. Представленная «тень» вызвана светом, излучаемым на краю горизонта событий и обнаруживающим массу объекта: центральной черной дыры, находящейся в Мессье 87.

«Эти результаты впервые дают нам четкое представление о сверхмассивной черной дыре».
Антон Ценсус (Anton Zensus), директор Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне

Газопылевой диск собирается вокруг черной дыры, постепенно исчезая в вихре пространства-времени. При этом материя вращается все быстрее, сильно нагревается из-за трения и ярко светит. Интерферометрический гигантский телескоп сфотографировал черную дыру М 87 перед этим аккреционным диском, «как черную кошку на белом диване».

С помощью наблюдений, представленных в шести статьях в Astrophysical Journal, исследователи надеются ответить на многие основные вопросы, в том числе: выглядят ли черные дыры так же, как ожидалось согласно теории?

«Честно говоря, мы были удивлены тем, насколько хорошо наблюдаемое темное пятно совпадает со структурой, предсказанной на основе нашего компьютерного моделирования».
Антон Зенсус

Экспериментальный прорыв открывает двери для множества новых наблюдений, которые могут раскрыть неизвестные детали космических гравитационных ловушек, сказал Карл Шустер, директор Института радиоастрономии в миллиметровом масштабе (IRAM), который участвовал в наблюдениях.

«В будущем мы хотим исследовать также динамику поступающей материи. Собственно говоря, хотелось бы об этом снять фильм».
Карл Шустер

Источник: derstandard.at

Экстремально большой телескоп обретает форму

Крупнейший в мире зеркальный телескоп постепенно обретает форму: уже поставляются необходимые оптические компоненты для ELT (Extremely Large Telescope). Впервые взглянуть на звезды с помощью Экстремально большого телескопа предполагается в 2025 году.

С мая 2017 года в чилийской пустыне Атакама на вершине Армазоны высотой 3048 метров строится супер-телескоп нового поколения Европейской южной обсерватории. Его главное зеркало диаметром 39 метров должно состоять примерно из 800 шестиугольных подвижных зеркальных элементов. Первые из них были отлиты в начале 2018 года немецкой компанией Schott.

Почти законченное вторичное зеркало M2 будет перевезено в Чили после промежуточной остановки во Франции

Еще одно зеркало диаметром 4,25 метра, сделанное фирмой Schott в Майнце, было погружено в понедельник с соблюдением самых строгих мер безопасности. Предполагается, что это так называемое вторичное зеркало M2, которое имеет толщину всего десять сантиметров, но весит три тонны, должно улавливать свет огромного главного зеркала, направлять и передавать его другому зеркалу.

Зеркальная подложка выполнена из стеклокерамики и изготовлена из десятитонной заготовки. Последний зеркальный слой серебра будет нанесен на устройстве обсерватории Паранал в Чили вместе с защитной пленкой из тонкого слоя оксида кремния.

Как только все будет собрано вместе, это техническое чудо, использующее адаптивную оптику, восемь систем лазерного наведения и многочисленные инструменты, сделает нас ближе, чем когда-либо прежде, к звездам, экзопланетам и тайне происхождения Вселенной.

Резкость изображения ELT будет в 16 раз сильнее, чем у Хаббла, пуск его (First Light) запланирован на 2025 год

Телескоп стоимостью около 1,1 миллиарда евро в 13 раз превзойдет предыдущие устройства по улавливанию света. ELT затмит даже космический телескоп Хаббл, так как имеет в 256 раз большую поверхность для сбора света, что в 16 раз повысит его резкость.

Источник информации и фото: derstandard.at

Газовое облако - реликт Большого взрыва

Астрономы натолкнулись на «космическое ископаемое», которое сохранило свою чистоту.

На фото гигантская космическая сеть: между галактиками (оранжевые точки) простираются гигантские нитевидные связи, так называемые филаменты (синие дорожки). В них можно найти небольшие карманы с «незагрязненным» веществом.

До сих пор они каким-то образом избегают ударных волн взрывающихся звезд, показанных в виде кружков вокруг оранжевых точек. За истекшие после Большого взрыва приблизительно 13,8 миллиардов лет выброшенное им вещество постепенно «загрязнялось».

Из локальных скоплений водорода и гелия формировались звезды и производили в своих ядрах более тяжелые элементы, которые при взрывах Новых выбрасывались в окружающую газовую массу. И с каждым новым поколением звезд межзвездная материя все сильнее перемешивалась с тяжелыми элементами.

Но все еще можно найти регионы, где газ времен Большого взрыва, остался почти чистым. Об одном из них сообщают астрономы из (Гавайи). Регион настолько далекий, что предстает перед нами так, как выглядел по прошествии полутора миллиардов лет (по космическим меркам почти сразу же) после Большого взрыва.

По словам группы, возглавляемой Фредом Робертом и Майклом Мерфи (Технологический университет Суинберна), содержание тяжелых элементов составляет в этом газовом облаке менее одной десятитысячной от имеющихся в нашем Солнце. Наиболее правдоподобным выглядит объяснение, что дело тут в «ископаемом Большого взрыва».

Два аналогичных межгалактических облака были чисто случайно обнаружены в 2011 году. Теперешняя находка явилась результатом целенаправленного поиска таких реликвий. Исследователи применили для этого спектрографический анализ квазара, который должен был находиться за газовым облаком.

Мерфи надеется, что открытия такого рода обеспечат дальнейшее понимание первых дней существования Вселенной и ответ на вопрос, почему в одних местах газ создал звезды и галактики, а в других - нет.

Источник и фото: derstandard.at

Возможна ли жизнь на газовых планетах и их лунах

Хотя и у газовых планет, вероятно, есть твердое ядро, но из-за огромной атмосферы условия на них настолько экстремальны, что вряд ли можно представить себе, что там появится что-то живое. Если на газовых гигантах и сможет возникнуть жизнь, то только в их атмосфере.

До сих пор не найдено никаких доказательств жизни в других мирах и ученые даже не до конца поняли, какие обстоятельства повлияли на на ее возникновение на нашей планете. Поэтому можно предположить, что жизнь в огромных газовых оболочках в лучшем случае возможна.

Некоторые выдающиеся астрономы уже занимались этим вопросом: например, Карл Саган участвовал в исследовании, в котором изучалось возможное появление в атмосфере Юпитер жизни, возникшей на основе аммиака.

Газовая планета и ее спутники

Ученые строили догадки о различных формах живых существ, включая огромных созданий в форме шара, которые плавают в атмосфере, а на них охотятся другие необычные животные. Но по сей день все это остается лишь предположениями.

Однако на лунах лунах газовых планет все выглядит несколько иначе: здесь, в определенных нишах, могут быть даже условия, которые, например, напоминают условия в глубоководных районах Земли. Так что внутри таких спутников можно представить себе даже "нормальную" жизнь.

Сейчас ледяные луны таких газовых гигантов, как Юпитер и Сатурн, считаются самыми перспективными местами Солнечной системы для поиска внеземной жизни. Было обнаружено, что подо льдом некоторых лун находится океан жидкой воды, на дне которого могут преобладать условия, подобные тем, что существуют в морских глубинах Земли. Так что теоретически возникновение жизни там было бы возможно.

Пока неизвестно, есть ли на самом деле жизнь на спутниках этих и других газовых гигантов или условия для ее существования. Это должны показать только миссии, которые смогут на месте проводить расследования. До сих пор человеку известна лишь жизнь на Земле, однако он не знает, что в конечном итоге стало решающим фактором для ее возникновения.

Источник: astronews.com