"Пасхальное гнездышко" в созвездии Ориона

Среди астрономических объектов Туманность Ориона - настоящая знаменитость. Эта звездная колыбель, являющаяся частью созвездия Ориона, известна землянам с давних пор, потому что ее можно увидеть невооруженным глазом. Только вместо пасхальных яиц в этом космическом гнезде находятся молодые яркие звезды

Вряд ли есть объект с таким количеством удивительных снимков, как эмиссионная туманность M42 в созвездии Орион. То размытое светлое пятно, которое мы видим в мече этого небесного охотника невооруженным глазом, на изображениях телескопов превращается в великолепное, яркое и красочное произведение космического искусства.

Фото Службы национальных парков США

Туманность Ориона, находящаяся от нас на расстоянии приблизительно 1300 световых лет, испускает свет благодаря сильному излучению примерно 5000 молодых звезд, возникших в этой области звездообразования.

Однако, несмотря на свою славу и долгую историю наблюдений, знаменитая туманность до сих пор продолжает удивлять наблюдателей. Несколько лет назад астрономы обнаружили, что в густых газопылевых облаках скрывается черная дыра. Ее гравитация заставляет окружающие звезды двигаться быстрее, чем можно было бы объяснить только на основе видимой массы этой области.

Кроме того, исследователи обнаружили, что эта звездная колыбель создает не только массивные звезды, но и удивительное количество объектов малой массы, таких как коричневые карлики. Эти объекты считаются «неудавшимися звездами», не испускающими звездный свет, поскольку их массы недостаточно для длительного синтеза ядер химических элементов.

Источник: wissenschaft.de

Готовит ли Бетельгейзе вскоре взрыв сверхновой?

Фото: © ALMA

За последние несколько недель красный супергигант Бетельгейзе, звезда созвездия Ориона, с октября 2019 года резко потеряла свою яркость, что видно даже невооруженным глазом. Это озадачило астрономов.

Бетельгейзе - одна из ярчайших звезд, красный сверхгигант, находящийся всего в 650 световых годах, - имеет диаметр, примерно в 700 раз превышающий солнечный, и в десять тысяч раз большую яркость, чем наше светило. Звезда заканчивает свой жизненный цикл как красный сверхгигант и может в какой-то момент ближайших 100 тысячелетий взорваться сверхновой.

«При максимальной средней светимости Бетельгейзе является шестой-седьмой по яркости звездой на небе. Но с середины декабря 2019 года звезда опустилась на 21-ое место».
Эдвард Гинан, Университет Вилланова, Пенсильвания

Периодические колебания яркости являются нормой для Бетельгейзе. Однако в этот раз звезда темнеет намного быстрее и больше, чем обычно. Сверхгигант уменьшил интенсивность с 0,3-0,4 до 1,289, а его температура упала на целых 100 градусов.

Это изменение даже видно невооруженным глазом: Бетельгейзе - обычно одна из ярчайших звезд в Орионе, стала теперь темнее, чем Ригель, обычно более слабое колено Ориона.

Предвестник взрыва сверхновой?

Возможно, Бетельгейзе должна взорваться в сверхновую. Это может быть связано с сильным расширением в сочетании с уменьшением яркости. Но до сих пор было неясно, как незадолго до взрыва возникает это затемнение. Неизвестно, происходит ли оно за несколько лет или часов до взрыва и можно ли было его вообще когда-либо наблюдать.

Если Бетельгейзе взорвется в ближайшем будущем, это будет незабываемое небесное зрелище. Как объясняют астрономы, красный гигант будет несколько недель светить, как полная луна. Это была бы самая близка к Земле и самая яркая сверхновая.

Бетельгейзе необычайно быстро и сильно потемнел Фото: © ESO/L. Calcada

Но действительно ли затемнение объявляет о предстоящей сверхновой? Многие астрономы, включая Гинана настроены довольно скептически, так как оно, безусловно, является возможным признаком взрыва, но есть и другие процессы, которые могут объяснить необычное снижение яркости. Бетельгейзе, возможно, выбросил необычно большое количество пыли, затемняющей свет. К большим колебаниям плотности внутри супергиганта может приводить и увеличение нестабильности звезды, что может усилить нормальное колебание ее света.

«Конечно, мы также можем ошибаться. Если Бетельгейзе действительно взорвется, а мы ошибемся, это было бы замечательно - я была бы рада увидеть это зрелище».
Сарафина Нэнс, Калифорнийский университет, Беркли

Усиленное наблюдение за Бетельгейзе

В любом случае Бетельгейзе сейчас находится под усиленным наблюдением астрономов, поскольку необычное поведение ближайшего к Земле кандидата на сверхновую может дать ценную информацию о звездных процессах незадолго до такого взрыва - фазы, о которой пока мало что известно. В дополнение ко многим наземным телескопам астрономы в ближайшие несколько недель будут использовать для мониторинга Бетельгейзе космический телескоп Хаббл. Его точная оптика может лучше объяснить, что происходит на соседнем гиганте.

«Мы должны получить первые результаты в ближайшее время».
Эдвард Гинан

Источник: scinexx.de

Обнаружены скопления галактик ранней Вселенной

Всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва уже существовала большая космическая структура. По-видимому, все произошло удивительно быстро. Во Вселенной появились первые крупные структуры - не только звезды, звездные системы и галактики, но даже скопления галактик. Старейший пример этого представлен астрономами в «Астрофизическом журнале».

Структуре z66OD, обнаруженной с помощью нескольких наземных микроскопов, почти 13 миллиардов лет. Другими словами, она уже существовала, когда возраст Вселенной составлял всего шесть процентов от ее нынешнего. В то время так называемая фаза реионизации была близка к завершению и Вселенная снова стала прозрачной.

Самое старое из известных скоплений галактик: выделенные области в этом скрытом астрономическом объекте показывают каждый (красным) один из двенадцати объектов, которые образуют целостную структуру. Общая картина охватывает регион размером около 198 млн световых лет, а каждая из увеличенных областей - 2,2 млн Фото: NAOJ/Harikane

Отдаленная структура включает в себя двенадцать (предполагаемых) галактик, поэтому она больше похожа на небольшой галактический кластер, чем на сегодняшнее скопление галактик, охватывающее сотни объектов. Исследователи считают этот объект протокластером. Галактики здесь как минимум в 15 раз более сконцентрированы, чем в окружающих регионах раннего космоса.

В структуре доминирует объект Himiko, обнаруженный 12 лет назад и названный в честь японского правительницы II века. Он официально признан "блобом" (от blob, что означает "сгусток"). По всей вероятности, это галактика, содержащая большое количество ионизованного газообразного водорода. 11 объектов в окрестностях Химико также должны быть ранними и, следовательно, небольшими галактиками.

По словам команды Юичи Харикане (Национальная астрономическая обсерватория, Япония), величина Химико составляет около половины размера Млечного Пути. Это по сегодняшним меркам мало, тогда как в эпоху возникновения Химико была великаншей, доминировавшей в своем кластере.

Выбранное в 2007 году название оказалось особенно уместным: считается, что королева Химико вела уединенный образ жизни. Спустя 12 лет после открытия обнаружилось, что, несмотря на доминирующую массу блоба, он находится не в центре протокластера, а на краю. Как это возможно, до сих пор остается загадкой для исследователей.

Источник: derstandard.at

Поиски первых звезд в юной Вселенной

В arXiv-документе, который вскоре будет опубликован в Astrophysical Journal, команда доктора Николь Барри (Nichole Barry) из австралийского Университета Мельбурна сообщает о 10-кратном улучшении данных, собранных телескопом Murchison Widefield Array (MWA), состоящем из 4096 дипольных антенн, которые установлены в отдаленных внутренних районах Западной Австралии.

MWA, начавший работать в 2013 году, был построен специально для обнаружения электромагнитного излучения, который испускает нейтральный водород. Этот газ составлял большую часть младенческой Вселенной, когда она только начала остывать в порожденном Большим взрывом месиве из отдельных протонов и нейтронов. Наконец эти атомы водорода начали группироваться, образовав самые первые из существующих звезд и открыв важную фазу в эволюции Вселенной, известную как эпоха реионизации (EoR).

На этом изображении эпохи реионизации нейтральный водород (красный цвет) постепенно ионизируется первыми звездами (белый цвет) Фото: Университет Мельбурна, Пол Гейл, Саймон Муч

«Определение эволюции EoR чрезвычайно важно для нашего понимания астрофизики и космологии. До сих пор, однако, никто не мог ее наблюдать. Эти результаты приводят нас намного ближе к цели».
Доктор Николь Барри

Излучение нейтрального водорода, преобладавшего в пространстве / времени до и в ранний период EOR, происходит на длине волны приблизительно 21 см. Из-за расширения Вселенной сигнал растянулся теперь примерно на два метра и остается постоянным.

Обнаружение этого сигнала остается теоретически лучшим способом исследования условий в первые дни существования Космоса. Однако сделать это чрезвычайно трудно.

«Сигналу, который мы ищем, более 12 млрд лет. Он исключительно слабый, и между ним и нами много других галактик. Они препятствуют и очень затрудняют получение информации, которую мы ищем»
Соавтор работы адъюнкт-профессор Кэтрин Тротт (Cathryn Trott), Университет Кертина, Западная Австралия

Применяя 21 час необработанных данных, доктор Барри и ее коллеги исследовали новые методы, чтобы уточнить анализ и исключить постоянные источники, загрязняющие сигнал, в том числе ультра-слабые помехи, создаваемые радиовещанием на Земле. Результатом стал уровень точности, который значительно сократил диапазон, в котором могла начаться EoR, увеличивая ограничения почти на порядок.

«Мы не можем сказать, что эта статья приближает нас к точному датированию начала или конца EoR, но она исключает некоторые из наиболее экстремальных моделей. То, что это произошло очень быстро, теперь исключено. То, что условия были очень холодными, теперь также исключено».
Адъюнкт-профессор Кэтрин Тротт

Доктор Барри подчеркнула, что результаты представляют собой не только шаг вперед в глобальном стремлении представить младенческую вселенную, но и создают основу для дальнейших исследований.

Доктор Николь Барри в MWA Фото: Руби Бирн

«У нас есть около 3000 часов данных из MWA, и для наших целей некоторые из них более полезны, чем другие. Такой подход позволит нам определить, какие биты наиболее перспективны, и проанализировать их лучше, чем когда-либо прежде».
Доктор Николь Барри

Источник: phys.org

Как формируются диски вокруг юных протозвезд

Основные этапы формирования звезд и планет хорошо известны:

1. Плотное межзвездное облако разрушается под действием собственной гравитации.
2. Благодаря сохранению момента импульса образуются центральное ядро и протозвездный диск.
3. Примерно через 100 000 лет звезда становится достаточно плотной, чтобы зажечь в своем центре ядерный синтез и начать сиять, а в диске образовались планеты.

Но не все было ясно в деталях этого процесса, например, какова роль момента импульса в формировании диска или как околозвездный диск собирает большую часть своей массы?

Международная группа ученых под руководством Института внеземной физики им. Макса Планка обнаружила три самых молодых протозвездных источника в молекулярном облаке Персея. Эти источники расположены близко к краю плоскости неба, что позволяет изучать распределение скоростей плотного облака.

В молекулярном облаке Персея находится много молодых областей звездообразования Фото: Адам Блок и Сид Лич, Маунт-Леммон обсерватория

«Это первый случай, когда мы смогли проанализировать кинематику газа вокруг трех околозвездных дисков на ранних стадиях их формирования», - утверждает Хайме Пинеда, который руководил исследованием в MPE. Все системы соответствуют одной модели, что дало нам первое подтверждение того, что плотные облака вращаются не так, как твердое тело».
Хайме Пинеда (Jaime Pineda), руководитель исследования

Вращение твердого тела является простейшией гипотезой, описывающей газ в плотном облаке с фиксированной угловой скоростью при любом заданном радиусе. Модель, наилучшим образом описывающая все три системы, находится между теми, которые соответствуют вращению твердого тела и чистой турбулентности.

Кроме того, при сравнении этих наблюдений с предыдущими численными моделями становится ясно, что магнитные поля оказывать влияние на формировании этих дисков:

«Если включается магнитное поле, то обеспечивается не слишком быстрый коллапс и наблюдается совпадающее с ним вращение газа. Наши последние наблюдения дают нам верхний предел размеров дисков, которые полностью соответствуют предыдущим исследованиям».
Хайме Пинеда

В частности, удельный угловой момент падающего материала напрямую связан с возможным максимальным кеплеровским радиусом протозвездного диска. Предполагая, что звездная масса составляет около 5% массы нашего Солнца, ученые оценивают, что верхний предел кеплеровского диска составляет около 60 астрономических единиц или примерно в два раза больше нашей планетарной системы, что соответствует предыдущим оценкам. Поэтому большие диски (более 80 а. е.) не могут сформироваться в начале жизни звезды и стать причиной формирования планет.

В дальнейшем астрономы будут вести наблюдение за такими системами на разных этапах их развития и в разных средах, чтобы проверить, влияют ли они на конкретный профиль углового момента. Эти результаты могут затем включаться в численные модели или сравниваться с ними, чтобы лучше понять коэволюцию плотного ядра, образующего звезду, и планет, образующих околозвездный диск.

Источник: phys.org

«Вселенная Гёделя» и путешествия в прошлое

Теория относительности Эйнштейна была подтверждена 100 лет назад. Солнечное затмение позволило наблюдать возле нашего светила звезды. Они казались слегка смещенными относительно своего обычного местоположения, потому что световые лучи искривляются под воздействием гравитационного поля Солнца.

В 1946 году австриец Курт Гёдель, будучи логиком и математиком, доказал: теория относительности позволяет существование необычной вселенной, где путешествие во времени, по крайней мере математически, не является невозможным.

Эта «Вселенная Гёделя» обладает двумя особыми свойствами: во-первых, она вращается, что предотвращает ее коллапс под действием силы тяжести содержащейся в ней материи. Во-вторых, она позволяет путешествовать во времени в прошлое.

В модели Гёделя 1949 года есть так называемые мировые линии, которые соединяют две точки в четырехмерном пространстве-времени, являются автономными из-за вращения и ведут по окружности обратно к начальной точке. Следовательно, если космонавт во «Вселенной Гёделя» всегда летит прямо, он может вернуться при определенных обстоятельствах к точке, из которой стартовал, - но в более ранний момент времени.

Пока что нет никаких доказательств того, что наша вселенная вращается, как в предположении Гёделя. Тем не менее, модель показывает, что путешествия в прошлое в основном согласуются с уравнениями Эйнштейна. В релятивистской космологии этот излюбленный пример из учебников считается отправной точкой некоторых важных разработок в области теории относительности.

Источник: derstandard.at

Черная дыра - убийца галактики-медузы JO201

Гибель экзотической галактики и роль в этом возбужденной черной дыры показана 3 июля на Национальном астрономическом совещании Обсерватории Дистанционного Астрономического общества в Ланкастере в сообщении Каллума Беллхауса из Университета Бирмингема. В галактике-медузе JO201 сверхмассивная черная дыра, вытягивая газ, выбрасывает его в пространство, ускоряя подавление звездообразования, «убивая» при этом саму галактику.

Галактики-медузы - это удивительные объекты, которые претерпевают драматический процесс трансформации, когда они устремляются на сверхзвуковой скорости сквозь плотное ядро ​​галактического скопления. Наружные силы сопротивления вырывают газ галактики во время уменьшения встречного давления, оставляя несущиеся вслед вытянутые щупальца материи.

Галактика JO201 Фото: Callum Bellhouse и GASP collaboration

Судьба галактики JO201 была раскрыта международной группой исследователей во главе с доктором Бьянкой Поджанти. Астрономы исследовали структуру 114 галактик-медуз на интерактивных моделях в трехмерном виде, чтобы оценить сроки их трансформации и испытать в виртуальной реальности.

JO201, бывшая большая спиральная галактика, на протяжении миллиарда лет проносится на сверхзвуковой скорости сквозь массивное скопление под названием Abell 85. Когда галактика-медуза движется вдоль линии обзора, ее щупальца кажутся на модели укороченными, но, по оценкам команды, они на 94 килопарсека отстают от JO201 (это примерно втрое больше диаметра нашего Млечного пути).

«Галактика поддерживает себя, постоянно образуя из газа новые звезды, а потому понимание, как происходит поступление газа в галактику и выход из нее, помогает нам узнать, как она развивается. Пример JO201 показывает, как по мере погружения в галактическое скопление равновесие склоняется к образованию звезд и происходит все большее вытягивание ее газа».
Каллум Беллхаус (Callum Bellhouse)

Превращение JO201 в галактику-медузу привело к кратковременному росту звездообразования благодаря процессу уменьшения встречного давления. Сжатые газовые облака разрушились и создали в диске галактики звездное кольцо. Плотные узлы в щупальцах стали густыми, как дождевые облака, и образуют в кильватере галактики новые звезды.

По прошествии нескольких сотен миллионов лет вокруг центра диска JO201 черная дыра могла вырвать газ, создав там большие пустоты. Исследователи полагают, что уменьшение встречного давления могло направить газ в центральные части галактики. Это спровоцировало черную дыру испускать материю и создавать ударную волну, оставившую позади себя пустое пространство.

Составное изображение галактики-медузы JO201, сделанное из сочетания ультрафиолета (синего цвета), Hα (красного цвета) и кислорода (зеленого цвета) Фото: Callum Bellhouse и GASP collaboration

«До сих пор JO201 является уникальным примером сверхмассивной черной дыры и уменьшения встречного давления при возникновении звездообразования в галактике-медузе. Изучение таких необычных объектов дает нам представление об испытываемых галактиками сложных процессах».
Каллум Беллхаус.

Источник: phys.org