Неожиданная химическая находка ALMA поможет в поисках протопланет

Ученые, использующие Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для изучения протопланетного диска вокруг молодой звезды, обнаружили наиболее убедительные на сегодняшний день химические свидетельства образования протопланет. Это открытие предоставит астрономам альтернативный метод обнаружения и характеристики протопланет, когда прямые наблюдения или визуализация невозможны. Результаты будут опубликованы в предстоящем выпуске Astrophysical Journal Letters. HD 169142 - молодая звезда, расположенная в созвездии Стрельца. Она представляет значительный интерес для астрономов из-за наличия у нее большого, богатого пылью и газом околозвездного диска. За последнее десятилетие было идентифицировано несколько кандидатов в протопланеты, и ранее в этом году ученые из Льежского университета и Университета Монаша подтвердили, что один из таких кандидатов — HD 169142 b — на самом деле является гигантской протопланетой, подобной Юпитеру. Открытия, выявленные в ходе нового анализа архивных данных ALMA теперь могут облегчить ученым обнаружение, подтверждение и, в конечном счете, характеристику протопланет, формирующихся вокруг молодых звезд.

"Когда мы рассмотрели HD 169142 и ее диск на субмиллиметровых длинах волн, мы выявили несколько убедительных химических признаков этой недавно подтвержденной протопланеты-газового гиганта", - сказал Чарльз Лоу, астроном из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института и ведущий автор нового исследования. - "Теперь у нас есть подтверждение того, что мы можем использовать химические сигнатуры, чтобы выяснить, какие виды планет могут формироваться в дисках вокруг молодых звезд".

Команда сосредоточилась на системе HD 169142, поскольку полагала, что присутствие гигантской протопланеты HD 169142 b, вероятно, будет сопровождаться обнаруживаемыми химическими сигнатурами, и они были правы. Команда Лоу обнаружила монооксид углерода (как 12CO, так и его изотополог 13CO) и монооксид серы (SO), которые ранее были обнаружены и считались связанными с протопланетами в других дисках. Но впервые команда также обнаружила моносульфид кремния (SiS).

Это стало неожиданностью, потому что для того, чтобы излучение SiS было обнаружено ALMA, силикаты должны выделяться из близлежащих пылевых частиц в виде массивных ударных волн, вызванных газом, движущимся с высокими скоростями, что обычно является результатом оттоков, вызванных гигантскими протопланетами.

С помощью этого нового химического подхода к обнаружению молодых протопланет ученые открывают новое окно во Вселенную и углубляют свое понимание экзопланет.

Астрономы обнаружили одну из самых редких звезд в нашей галактике

Группе ученых из Уорикского университета удалось обнаружить редкого белого карлика-пульсара под названием J1912-4410. Это второй представитель белого карлика-пульсара после AR Scorpii, который был найден в 2016 году. Белые карлики образуются, когда у звезд с массой, подобной солнечной, заканчивается ядерное топливо и их ядра больше не могут противостоять гравитационному коллапсу. Во время разрушения звездного ядра звезда сбрасывает свою внешнюю оболочку, которая расширяется и рассеивается, оставляя за собой белого карлика. Так, недавно открытая звезда расположена на расстоянии почти 773 световых лет и имеет примерно такую же массу, как и Солнце, но по размерам напоминает Землю. При этом она вращается вокруг своей оси примерно в 300 раз быстрее нашей планеты. Температура J1912-4410 довольно низкая, что говорит о ее преклонном возрасте. Например, в среднем температура белых карликов может достигать 100 тысяч градусов, а эта звезда имеет температуру 13 тысяч градусов по Цельсию. Ученые отметили, что новое открытие может помочь в изучении эволюции звезд, а также поможет понять, как такие очень редкие космические объекты создают мощные магнитные поля.

Космический телескоп «Евклид» будет запущен 1 июля

Европейское космическое агентство сообщило в среду, что запуск космического телескопа «Евклид» запланирован на 1 июля. Миссия стартует на ракете SpaceX Falcon 9 с мыса Канаверал во Флориде. Двухтонный «Евклид», высота которого составляет 4,7 метра, а ширина - 3,5 метра, присоединится к космическому телескопу «Джеймс Уэбб» в 1,5 миллионах километров от Земли во второй точке Лагранжа. Оттуда «Евклид» построит трехмерную карту Вселенной, охватывающую два миллиарда галактик, занимающих более трети небосвода. Взгляд «Евклида» будет простираться на расстояние до 10 миллиардов световых лет. Из-за того, сколько времени требуется свету от далеких звезд, чтобы достичь Земли, это означает, что он заглянет на 10 миллиардов лет назад, в космическое прошлое. Миссия позволит ученым реконструировать историю Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет с помощью "срезов времени", сообщил астрофизик Янник Меллиер консорциуму Euclid ранее в этом месяце. Главная цель «Евклида» - лучше понять темную материю и темную энергию, которые вместе составляют 95 процентов Вселенной. Существование и того, и другого остается исключительно теоретическим, хотя также необходимо ученым для построения рабочего понимания Вселенной. Темная материя невидима, о ее существовании можно судить по движению объектов, на которые воздействует ее гравитационное притяжение.

Темная энергия - это название, данное неизвестной силе, вызывающей ускорение расширения Вселенной.

Ожидается, что «Евклид» не раскроет истинную природу этих темных тайн, но астрономы надеются, что его беспрецедентный взгляд на Вселенную прольет свет на то, как они действуют и эволюционируют с течением времени.

«Джеймс Уэбб» исключает наличие плотной атмосферы из углекислого газа у TRAPPIST-1 c

Инфракрасные измерения TRAPPIST-1 c показывают, что она, вероятно, не так похожа на Венеру, как когда-то представлялось. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА успешно измерил тепловое излучение TRAPPIST-1 c, экзопланеты, вращающейся вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет от Земли. Это самая холодная скалистая планета, когда-либо охарактеризованная с помощью этого метода. К сожалению, для тех, кто надеется, что система TRAPPIST-1 является аналогом нашей Солнечной, результаты немного разочаровывающие. Хотя TRAPPIST-1 c примерно такого же размера и массы, как Венера, и получает такое же количество излучения от своей звезды, маловероятно, что у нее такая же плотная атмосфера из углекислого газа. Это указывает на то, что планета и, возможно, система в целом сформировались с очень небольшим количеством воды. Международная команда исследователей использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА для расчета количества тепловой энергии, исходящей от скалистой экзопланеты TRAPPIST-1 c. Результат говорит о том, что атмосфера планеты — если она вообще существует — чрезвычайно разрежена. TRAPPIST-1 c в настоящее время является самой холодной скалистой экзопланетой. Ее дневная температура примерно 380 Кельвинов. Это одна из семи скалистых планет, вращающихся вокруг ультрахолодной звезды красного карлика (или M-карлика) в 40 световых годах от Земли. Хотя эти планеты похожи по размеру и массе на внутренние скалистые планеты Солнечной системы, неясно, действительно ли у них схожие атмосферы. 

В течение первого миллиарда лет своей жизни М-карлики испускают яркое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, которое может легко разрушить молодую планетарную атмосферу. Кроме того, при формировании планет могло не быть достаточного количества воды, углекислого газа и других летучих веществ, чтобы создать плотную атмосферу.

Команда использовала прибор MIRI для наблюдения системы TRAPPIST-1 в четырех отдельных случаях, когда планета двигалась позади звезды. Сравнивая яркость, когда планета находится за звездой с яркостью, когда планета находится рядом со звездой, команда смогла рассчитать количество света среднего инфракрасного диапазона. Оно напрямую связано с ее температурой, на которую, в свою очередь, влияет атмосфера. Углекислый газ преимущественно поглощает 15-микронный свет, из-за чего планета кажется более тусклой на этой длине волны. Однако облака могут отражать свет, заставляя планету казаться ярче и маскируя присутствие углекислого газа.

Кроме того, плотная атмосфера любого состава будет перераспределять тепло с дневной стороны на ночную, в результате чего дневная температура будет ниже, чем она была бы без атмосферы. Хотя эти первоначальные измерения не дают окончательной информации о природе TRAPPIST-1 c, они помогают сузить вероятные возможности.

"Наши результаты согласуются с тем, что планета представляет собой голую скалу без атмосферы, или что на планете действительно разреженная атмосфера CO2 без облаков", - говорят исследователи. - "Если бы на планете была плотная атмосфера CO2, мы бы наблюдали действительно неглубокое вторичное затмение или вообще его не наблюдали. Это связано с тем, что CO2 поглощал бы весь 15-микронный свет, поэтому мы не обнаружили бы ничего, исходящего от планеты".

Данные также показывают, что маловероятно, что планета является истинным аналогом Венеры с густой атмосферой CO2 и облаками серной кислоты.

Европейский сервисный модуль для миссии Artemis II передан НАСА

Вчера ЕКА официально передало НАСА во владение второй европейский сервисный модуль для миссии Artemis II, в ходе которой четыре астронавта совершат облет Луны и вернутся на Землю. Европейский сервисный модуль-2 обеспечит астронавтов Artemis водой, воздухом, электричеством, двигательной установкой и контролем температуры во время двухнедельного путешествия вокруг Луны. Руководитель производства сервисного модуля ЕКА Энтони Тиркеттл и руководитель программы НАСА "Орион" Говард Ху подписали соглашение на передачу оборудования в Космический центр Кеннеди НАСА во Флориде, США. Экипаж отправится на "Орионе" на расстояние 8889 км за пределы Луны, прежде чем завершит облет Луны и вернется на Землю. Миссия займет минимум восемь дней и позволит собрать ценные данные о летных испытаниях. Европейский сервисный модуль оснащен 33 двигателями, 11 км электропроводки, четырьмя топливными баками и двумя баллонами высокого давления, которые работают вместе, обеспечивая движение и все необходимое для поддержания жизни астронавтов вдали от Земли. Европейский сервисный модуль-2 пройдет дополнительные испытания, прежде чем будет подключен к капсуле экипажа позже в этом году. Затем космический аппарат будет отправлен на стартовую площадку для заправки топливом и интеграции с ракетой SLS для запуска в следующем году.

Запуск миссии Psyche идет по плану

Независимый наблюдательный совет заявил, что шаги, предпринятые НАСА, Лабораторией реактивного движения (JPL) и Калифорнийским технологическим институтом для подготовки миссии Psyche к запуску в октябре 2023 года, были выдающимися. НАСА и JPL созвали совет прошлым летом после того, как команда миссии Psyche обратилась с просьбой отложить запуск космического аппарата в августе 2022 года. В своем отчете за ноябрь 2022 года независимый наблюдательный совет дал обширные рекомендации по решению как проектных, так и институциональных проблем JPL, которые привели к задержке запуска. После тщательных последующих проверок с участием проекта Psyche, JPL и Калифорнийского технологического института в отчете правления от 30 мая отмечается, что действия, предпринятые с ноября, превзошли ожидания. В ответ на рекомендации наблюдательного совета JPL перешла к непосредственному решению проблем, связанных с проектом Psyche, а также с лабораторией как учреждением. Миссия Psyche реорганизовала значительную часть своей рабочей силы и внедрила комплексные показатели для мониторинга прогресса на пути к запуску. В докладе также отмечались улучшения в надзоре руководства за миссией. На институциональном уровне JPL обновила свою политику гибридной работы, чтобы увеличить количество дней, которые члены команды проводят на рабочем месте каждую неделю, для улучшения совместной работы и коммуникации.

Уроки, извлеченные из миссии Psyche, также применимы к другим полетным проектам, включая Europa Clipper. JPL также обновила ежемесячные обзоры статуса проекта, чтобы обеспечить четкое понимание рисков на всех уровнях организации.

Космический аппарат достигнет астероида Психея в августе 2029 года и будет вращаться вокруг него в течение 26 месяцев, чтобы получить представление о формировании планет, лучше понять внутреннее устройство планет земной группы, таких как Земля, и исследовать астероид, который в основном состоит из металла.

Прибор MIRI JWST обнаружил излучение H-альфа у галактик эпохи реионизации

Международная группа астрономов во главе с Пьерлуиджи Ринальди из Университета Гронингена впервые обнаружила излучение в линии H-альфа у ранних галактик эпохи реионизации. Для этого ученые использовали самые глубокие снимки прибора MIRI на космическом телескопе «Джеймс Уэбб». Результат был принят к публикации в Astrophysical Journal и в настоящее время опубликован на сервере препринтов arXiv. Звездообразующие галактики производят большое количество ультрафиолетовых фотонов, но в эпоху реионизации эти фотоны поглощаются межгалактической средой. Лучшим индикатором для измерения уровня звездообразования является линия излучения H-альфа в оптическом спектре. Для галактик с высоким красным смещением эта оптическая линия смещена в сторону более длинных волн. Линия H-альфа была изучена при исследовании галактик с красным смещением более семи. Исследование Ринальди и его коллег впервые показывает, что детальное изучение звездообразования в ранних галактиках возможно и может быть проведено с помощью JWST/MIRI. Мало что известно о галактиках в эпоху реионизации. Предыдущие исследования основывались на анализе спектральной линии Лайман-альфа, но эта линия становится очень слабой или вообще отсутствует в галактиках в период космического рассвета, потому что она поглощается межгалактической средой, которая в этот ранний период в основном непрозрачна. На H-альфа не влияет непрозрачность межгалактической среды, что позволяет астрономам изучать звездообразование в этих ранних галактиках.

Исследователи сначала искали звездообразующие галактики, которые могли бы иметь линии излучения во время реионизации, основываясь на анализе более чувствительных изображений NIRCam. Затем ученые проанализировали изображения этих предварительно отобранных галактик на более длинных волнах с помощью MIRI. Астрономы обнаружили, что многие из них очень яркие при 5,6 мкм, что указывает на наличие в этих источниках очень заметной линии излучения H-альфа.

Первый автор Пьерлуиджи Ринальди говорит: "Это исследование открывает возможность изучения ранних галактик способом, ранее невозможным. Самое замечательное, что мы показали, что такого рода исследования можно проводить регулярно с помощью JWST и MIRI".

Китай занимается разработкой летательного аппарата нового поколения

Китай разрабатывает летательный аппарат нового поколения, способный доставить на орбиту семь человек. Об этом в четверг, 8 июня, сообщило Управление программы пилотируемых космических полетов КНР в социальной сети WeChat. "На новом корабле будет больше пространства, его можно будет повторно использовать", - говорится в сообщении. По словам главного конструктора программы Чжоу Цзяньпина, этот проект может быть реализован в ближайшие несколько лет. Также в Китае разрабатывается новая пилотируемая ракета-носитель. Она будет иметь большую стартовую тягу, многократные компоненты и большую площадь для полезной нагрузки, что делает ее более экономичной, чем предыдущие поколения китайских ракет. Пекин активно развивает национальную космическую программу, разрабатывая метеорологические, телекоммуникационные и навигационные спутники, а также технологии освоения Луны. Китайские специалисты одновременно реализуют проект исследования астероидов и марса. На орбите в штатном режиме работает космическая станция КНР. В 2022 году Китай совершил 64 запуска. По этому показателю за этот период он занял второе место после США.

У телескопа Джеймса Уэбба появится помощник

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), самый мощный телескоп, когда—либо запущенный в космос, скоро получит нового "помощника" - небольшой, но проворный спутник, который получил свое название от разноцветного морского существа. В прошлом месяце НАСА выбрало космическую миссию стоимостью 8,5 миллионов долларов, которая называется "Мониторинг активности близлежащих звезд с помощью ультрафиолетовой визуализации и спектроскопии" (MANTIS). Этот CubeSat, или мини-спутник, размером с тостерную печь, будет спроектирован и построен в Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере. Его прозвище происходит от креветки-богомола, ракообразного, известного своими мощными ударами и еще более невероятным зрением. Космический аппарат MANTIS сможет наблюдать за ночным небом во всем диапазоне ультрафиолетового излучения. Это включает в себя особенно энергичную форму излучения, называемую экстремальным ультрафиолетовым светом (EUV). "Ни один космический аппарат не наблюдал полный спектр EUV от звезд, отличных от Солнца, примерно с 2001 года", - сказала Бриана Индал, научный сотрудник LASP и главный исследователь миссии MANTIS.

Космический аппарат будет использовать свое впечатляющее видение, чтобы помочь телескопу Уэбба в его миссии по исследованию атмосфер экзопланет за пределами Солнечной системы. Индал объяснила, что MANTIS будет наблюдать за изменчивой физикой звезд, горящих в десятках световых лет от Земли, в том числе за тем, как они выбрасывают огромные выбросы энергии в виде вспышек. Данные, полученные с аппарата, дополнят собственные наблюдения Уэбба за экзопланетами, помогая ученым собрать воедино условия, которые могли бы сделать эти миры пригодными для жизни — или нет.

Индал и ее коллеги вскоре начнут работу над MANTIS, запуск которого запланирован на 2026 год, и потратят около года на сбор данных. Итальянское космическое агентство и Университет штата Пенсильвания являются техническими партнерами миссии.