«Хаббл» наблюдает галактику UGC 678

Спиральная галактика UGC 678 занимает центральное место на этом снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл». Галактика находится примерно в 260 миллионах световых лет от Земли в созвездии Рыбы. На переднем плане галактика меньшего размера словно делит пополам верхнюю часть UGC 678. Спиральные галактики с перемычкой имеют стержнеобразную структуру звезд, которая пересекает галактику посередине. Перемычки образуются в спиральных галактиках, когда орбиты звезд вблизи сердца галактики становятся нестабильными и вытянутыми. По мере того, как орбиты звезд удлиняются, образуются перемычки. Перемычка растет, когда с помощью гравитации захватывается все больше и больше близлежащих звезд. Перемычка UGC 678 - это диагональная группа звезд, которая простирается от нижнего левого угла (7 часов) до верхнего правого угла (1 час) ядра галактики.

Неудавшаяся звезда: астрономы нашли ультрамассивный коричневый карлик

Международная команда исследователей сообщила об обнаружении ультрамассивного коричневого карлика, получившего обозначение TOI-5375 b. Ему не хватило совсем немного массы, чтобы превратиться в полноценную звезду. Открытие было сделано в ходе анализа данных, собранных космическим телескопом TESS. Он обнаружил периодические изменения яркости красного карлика, расположенного на расстоянии 397 световых лет от Солнца. Масса звезды составляет 0,64, а радиуса — 0,62 радиуса Солнца. Последующие наблюдения подтвердили, что уменьшение блеска красного карлика вызваны транзитами его компаньона. Он обладает весьма любопытными физическими характеристиками. Радиус объекта составляет 0,99 радиуса Юпитера, в то время как его масса превосходит массу крупнейшей планеты Солнечной системы в 77 раз. Таким образом он находится в своеобразной пограничной зоне между коричневыми карликами и наиболее легкими звездами.

Что такое коричневые карлики

Коричневыми карликами называют объекты, чьи массы лежат в диапазоне от 13 до 80 масс Юпитера. Они занимают промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Массы таких объектов недостаточно для того, чтобы в их недрах «запустились» постоянные реакции термоядерного синтеза на основе атомов водород. Из-за этого их иногда называют «неудавшимися звездами».

В то же время, в отличие от планет-гигантов внутри коричневых карликов все же могут происходить некоторые реакции с участием ядер дейтерия и лития. Но, по астрономическим меркам, они длятся весьма недолго, после чего коричневые карлики постепенно остывают.

Рекордный коричневый карлик

Обнаружение TOI-5375 b представляет интерес по нескольким причинам. Во-первых, его масса очень близка к теоретически возможному пределу для коричневых карликов. Дальнейшее изучение коричневого карлика может помочь ученым лучше разобраться, где именно проходит границами между такими объектами и звездами.

Во-вторых, хотя на сегодняшний день астрономы и открыли довольно много коричневых карликов, но, как правило, речь идет об одиночных объектах или парах коричневых карликов. Случаи обнаружения обращающихся вокруг других звезд коричневых карликов довольно редки.

Дополнительный интерес находке придает то, что другим компонентом системы является красный карлик. Согласно существующим моделям, такие тела могут иметь только каменные планеты. Тем не менее время от времени астрономам удается найти в их системах газовые гиганты, а теперь этот список пополнил и ультрамассивный коричневый карлик.

«Джеймс Уэбб» показывает области формирования новых звезд

11 октября 2022 года космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые провел более 20 часов, наблюдая за давно изученным сверхглубоким полем «Хаббла». Программа GO 1963 была сосредоточена на анализе поля в диапазоне длин волн приблизительно от 2 до 4 микрон. Кристина Уильямс (NOIRLab), Сандро Такчелла (Кембриджский университет) и Майкл Маседа (Университет Висконсин-Мэдисон) рассказали о первом наблюдении сверхглубокого поля «Хаббла» глазами «Уэбба». Что важно знать людям об этих наблюдениях «Уэбба»? Майкл Маседа: тот факт, что мы видим горячий ионизированный газ, говорит нам о том, где в этих галактиках рождаются звезды. Теперь мы можем отделить эти области от тех, где уже существовали звезды. Эта информация очень важна, потому что миллиарды лет спустя мы точно не знаем, как галактики стали такими, какие они есть сегодня. Важно отметить, что мы все еще не увидели всего, что можно увидеть. Вся наша программа длилась ~ 24 часа, что не так уж много по сравнению с тем, сколько времени другие обсерватории наблюдали за ней. Но даже за этот относительно короткий промежуток времени мы начинаем составлять новую картину того, как растут галактики в этот действительно интересный момент истории Вселенной.

Что вам интересно узнать, исследуя сверхглубокое поле «Хаббла» вместе с «Уэббом»?

Кристина Уильямс: Мы предложили получать изображения сверхглубокого поля с помощью некоторых среднечастотных фильтров изображения NIRCam «Уэбба», что позволило нам получать изображения спектральных особенностей более точно, чем при использовании широкополосных фильтров, поскольку среднечастотные фильтры охватывают более короткий диапазон длин волн. Это дает нам большую чувствительность при измерении цветов, что помогает нам понять историю звездообразования и ионизационные свойства галактик в течение первого миллиарда лет существования Вселенной, например, в эпоху реионизации. Измерение энергии, которую галактики произвели за это время, поможет нам понять, как галактики реионизировали Вселенную, превратив ее из нейтрального газа в ионизированную плазму, какой она была после Большого взрыва.

Сандро Такчелла: Один из ключевых нерешенных вопросов внегалактической астрофизики заключается в том, как формируются первые галактики. Поскольку средние полосы охватывают диапазон различных длин волн, мы можем либо непосредственно найти некоторые из первых галактик в ранней Вселенной, либо определить возраст звезд в галактиках, когда Вселенной было около миллиарда лет, чтобы понять, когда галактика на самом деле сформировала свои звезды в прошлом. Это исследование помогает точно определить период формирования первых галактик.

Майкл Маседа: Возможности, которыми мы располагаем с помощью среднечастотных фильтров «Уэбба» совершенно новые. Мы получаем своего рода гибрид между визуализацией и спектроскопией, поэтому мы получаем подробную информацию практически по всем галактикам в поле зрения, в отличие от традиционной спектроскопии, где вы могли бы выбрать только несколько галактик в поле зрения для изучения. Это действительно полная картина в том смысле, что эта информация дополняет множество существующих данных, не только от «Хаббла», но и наземных приборов, таких как MUSE на VLA, где мы проводим спектроскопию на разных длинах волн для ряда этих объектов. Эти новые данные – недостающая часть, которой у нас раньше не было с точки зрения понимания полной популяции галактик в этой области.

Почему вы решили немедленно обнародовать эти данные?

Сандро Такчелла: Галактики – это очень сложные системы, в которых широкий спектр различных процессов протекает в различных пространственных и временных масштабах, поэтому существует множество подходов, которые можно использовать для лучшего понимания физики галактик. Таким образом, предоставление доступа ко многим различным группам облегчит поиск более подробной информации.

Кристина Уильямс: «Уэбб» все еще новичок, и люди до сих пор ищут лучшие практики анализа наборов данных. Таким образом, каждому выгодно иметь несколько наборов данных, которые доступны немедленно, чтобы понять, как наилучшим образом использовать данные «Уэбба» в будущем, и лучше планировать программы в будущих циклах.

Мать драконов: Астрономы заглядывают внутрь «Облака Дракона»

Как образовались самые массивные звезды? Астрономы спорят об их происхождении уже несколько десятилетий. Одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются эти теории, - недостаток наблюдений. Массивные звезды встречаются относительно редко, поэтому их трудно застать в процессе формирования. Но новые наблюдения за так называемым облаком Дракона могут дать ключ к разгадке этой тайны. Группа астрономов использовала телескоп ALMA в пустыне Атакама на севере Чили для изучения облака Дракона - плотного облака молекулярного водорода, которое служит местом образования звезд на протяжении всего своего комплекса. Астрономы специально искали пыль, которая в дополнение к газу, составляющему основную часть комплекса, коллапсирует, образуя звезды. Астрономы обнаружили несколько областей активного звездообразования, а также странное плотное скопление, в котором вообще не было новорожденных звезд. При дальнейшем исследовании команда обнаружила, что центральный сгусток состоит из двух отдельных регионов. В одном из них содержалось более 30 солнечных масс вещества, а в другом - всего две солнечные массы. Согласно наблюдениям, эти скопления были очень плотными и активно разрушались, что говорит о том, что в этих скоплениях вскоре начнут формироваться звезды.

Самое главное, астрономы обнаружили, что сами сгустки не распадаются на более мелкие сгустки по мере их разрушения. Это подтверждает модель "аккреции ядра" звездообразования. Согласно этой модели, самые массивные звезды коллапсируют из отдельных блоков газовых облаков и начинают свою жизнь уже с невероятно высокой массой. Наблюдения подтверждают эту идею, поскольку впервые мы смогли наблюдать, как гигантское облако газа подвергается прямому коллапсу, не распадаясь на части.

Астрономы призвали к более детальным наблюдениям этого комплекса, чтобы еще больше раскрыть тайну формирования массивных звезд.

Астрономы выяснили, что происходит со скалистыми планетами, которые находятся близко к звездам

В данных с «Кеплера» были обнаружены кольца из пыли и обломков, окружающие звезду. В предыдущих исследованиях ученые пришли к выводу, что это скалистые планеты, находящиеся в процессе уничтожения. Эти миры подобрались слишком близко к своей родительской звезде, и ее жар разрушает их. Команда исследователей опубликовала статью, доступную на сервере препринтов arXiv, в которой подробно моделируется, как мог бы разворачиваться этот процесс. Ученые обнаружили, что эти маленькие миры находятся между двумя крайностями. Поскольку они вращаются близко к своей родительской звезде, они почти наверняка зафиксированы приливом. Это означает, что только одна сторона планеты постоянно обращена к звезде. На другой стороне постоянно ночь. Дневная сторона разрушается до такой степени, что вместо коры на ней остается лишь тонкая оболочка из чистой магмы. Но с другой стороны так холодно, что каменистая корка остается на месте. Ночная сторона охлаждает планету, в то время как дневная сторона нагревает ее. Если планета слишком велика или звезда недостаточно яркая, то на планете не испаряется достаточно материала, чтобы мы могли обнаружить ее с помощью таких телескопов как «Кеплер». Однако, если планета слишком мала или звезда слишком ярка, вся планета исчезнет за достаточно короткое время, так что мы вряд ли увидим ее в случайной выборке звезд. Только в определенных особых случаях кольцо из обломков может быть достаточно большим и видимым, чтобы мы могли его увидеть. Исходя из этого, астрономы подсчитали, что на каждую звезду в галактике приходится примерно одна планета размером с Землю или меньше.

Кроме того, астрономы обнаружили, что эти следы обломков могут дать нам очень важные подсказки относительно формирования скалистых планет. Обычно нам не удается вскрыть планеты и посмотреть, что у них внутри. Но в этих случаях родительская звезда делает всю работу за нас. Исследователи выступают за проведение последующих наблюдений с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» для детального изучения этих систем.

Обнаружена первая двойная система, состоящая из двух коричневых карликов класса Y

Используя камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) на борту космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), международная группа астрономов обнаружила первую известную двойную систему, состоящую из двух коричневых карликов класса Y. Об этом открытии сообщалось в исследовательской статье, опубликованной 29 марта в репозитории предварительной печати arXiv. Коричневые карлики — это субзвездные объекты, по физическим характеристикам промежуточные между планетами и звёздами с массами ниже предела сжигания водорода (около 80 масс Юпитера). Y – класс коричневых карликов с эффективными температурами ниже 500 К. Это самые холодные и наименее светящиеся субзвездные объекты, обнаруженные на сегодняшний день. WISE J033605.05-014350.4 (или сокращенно W0336) – близлежащий коричневый карлик спектрального класса Y0, обнаруженный в 2012 году с помощью инфракрасного телескопа WISE. Объект расположен примерно в 32,7 световых годах от нас в созвездии Эридан и имеет эффективную температуру около 460 K. Новые наблюдения, проведенные группой астрономов во главе с Пером Калиссендорфом из Мичиганского университета, показали наличие компаньона у W0336. Второй коричневый карлик был замечен в сентябре 2022 года в рамках программы JWST Cycle 1 GO. Исследователи обнаружили слабый спутник W0336 на расстоянии примерно 0,97 а.е. от него. Объект имеет массу от 5 до 11,5 масс Юпитера, а его эффективная температура оценивается в 325 K. Таким образом, спутник был классифицирован как коричневый карлик класса Y.

По оценкам, первичный коричневый карлик в 8,5-18 раз массивнее Юпитера, а его эффективная температура равна приблизительно 415 K. Орбитальный период системы составляет 7 лет, а ее возраст оценивается в 1–3 миллиарда лет. Однако эволюционные модели предполагают, что двойная система W0336 может быть даже старше 5 миллиардов лет.

Исследователи отметили, что W0336 представляет собой тесно связанную систему с относительно низким соотношением масс (около 0,61). Авторы статьи предлагают провести последующие спектроскопические и фотометрические наблюдения W0336 в широком диапазоне длин волн, чтобы пролить больше света на свойства обоих Y-карликов.

Китай испытывает двигатель Стирлинга на орбите

Китай недавно объявил о завершении первого испытания преобразователя Стирлинга на орбите. Экипаж миссии «Шэньчжоу-15» провел испытание на борту космической станции «Тяньгун». Это была первая успешная проверка технологии в космосе. Подобно тому, как гидроэлектростанции вырабатывают энергию, установка Стирлинга преобразует тепло в электрическую энергию с помощью серии магнитов с поршневым приводом. Эти поршни используют источник топлива для выработки тепла, толкая магниты взад и вперед через катушку проволоки, генерируя электрический ток. Этот процесс известен как цикл Стирлинга, который более эффективен, чем системы на солнечных батареях и обычные аккумуляторы. По сравнению с другими системами питания, этот преобразователь легкий, имеет простую конструкцию, быстрый цикл запуска и низкий уровень шума. Все это делает технологию привлекательной для инженеров космических аппаратов и планировщиков миссий, которые рассматривают ее как более устойчивое средство обеспечения энергией космических аппаратов и мест обитания. Она может уменьшить их зависимость от солнечной энергии, которая ограничена эффективностью солнечных элементов и не всегда доступна в определенных условиях. Например, в бассейне Южный полюс – Эйткен на Луне, где несколько агентств планируют построить исследовательские станции, лунная ночь длится четырнадцать дней.

Преобразователь Стирлинга был разработан Институтом физики Ланьчжоу при Китайской академии космических технологий (CAST). Он был доставлен на борт космической станции экипажем «Шэньчжоу-15» и размещен в лабораторном модуле «Мэнтянь». Перед тестовым запуском в лабораторном модуле были проведены три эксперимента на орбите. Преобразователь обеспечивал стабильное электроснабжение, что, как сообщает Китайская глобальная телевизионная сеть (CGTN), позволило достичь уровня эффективности термоэлектрического преобразования, которое достигло «передового международного уровня при том же изотермическом соотношении».

Японская компания успешно протестировала двигательную установку на водной основе

Японская компания Pale Blue недавно успешно протестировала свою двигательную установку на водной основе. Несмотря на свою простоту и относительно низкую стоимость, водяные форсунки для двигательных установок спутников пока не получили широкого распространения. Система Pale Blue, запущенная со спутника Sony EYE в рамках программы STAR SPHERE, стала первым случаем успешного тестирования компанией двигательной установки в космосе. Они запустили ее примерно на две минуты в начале марта и скорректировали орбиту спутника EYE. Двигатель приблизил EYE к орбите, с которой спутник будет предлагать услуги космической фотосъемки. Компания Pale Blue была выделена из Токийского университета три года назад и занимается разработкой нескольких типов двигательных установок на водной основе. Тот, что запущен на EYE, по сути, просто выталкивает воду из трубки пропорционально углу, под которым спутник направляется туда, куда он хочет. Простая ньютоновская физика делает все остальное, при этом ориентация и поступательное движение контролируются этой системой. Некоторые инновационные функции этого двигателя включают в себя удержание воды при относительно низком давлении и возможность ее испарения при относительно низких температурах. Компания не собирается останавливаться на достигнутом. Они работают над другим типом двигателя на водной основе, который больше похож на ионный двигатель, чем на простой реактивный механизм. В этой конфигурации вода распыляется с помощью источника микроволновой плазмы и выбрасывается из задней части двигательной установки, аналогично типичному ионному двигателю. Однако в эту систему также входит несколько запатентованных технологий, включая систему генерации плазмы и конструкцию камеры испарения.

Хотя у компании еще не было возможности протестировать свой ионный двигатель в космосе, она планирует нечто еще более амбициозное — объединение двух конфигураций двигателей в единый гибридный двигатель. Такой двигатель выиграл бы как от относительно сильной тяги, обеспечиваемой реактивной системой, так и от удельного импульса, обеспечиваемого системой ионной тяги. Хотя до испытательного полета такой системе еще далеко, недавнее испытание дает компании отличную основу для продолжения ее разработки.

Индия провела успешную испытательную посадку многоразового корабля

Индийская организация космических исследований (ISRO) провела в воскресенье успешную испытательную посадку в автономном режиме многоразового корабля RLV LEX. Как сообщается на сайте ISRO, посадка была отработана на авиационном испытательном полигоне близ города Читрадурга в штате Карнатака. "Автономная посадка была выполнена с соблюдением точных условий посадки космического возвращаемого аппарата - высокая скорость, беспилотный режим, точная посадка по той же возвратной траектории, как если бы аппарат прилетел из космоса", - говорится в сообщении ведомства. По информации ISRO, аппарат был подвешен под вертолетом ВВС Индии Chinook и поднят на высоту 4,5 км. Старт RLV был автономным, аппарат выполнил маневры захода на посадку с использованием интегрированной системы навигации, наведения и управления и совершил успешную автономную посадку на взлетно-посадочной полосе в 07:40 (05:10 мск).