JWST обнаружил протопланетные диски в туманности Омар

В новой статье, появившейся на сервере предварительной печати arXiv, представлены результаты исследования космического телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST), который изучал протопланетные диски в туманности Омар (NGC 6357). Концепция о том, что звездная туманность коллапсирует, образуя звезду, была впервые предложена в начале 1900-х годов английским астрономом Джеймсом Джинсом. С тех пор была разработана модель, описывающая не только рождение звезд, но и их эволюцию и последующую смерть. Горячие молодые звезды часто сопровождаются дисками материала из туманности, и эти протопланетные диски могут коллапсировать, образуя планеты. Чтобы понять все аспекты формирования планетных систем, важно изучать их в различных условиях. К сожалению, эти системы не слишком распространены и часто скрыты пылью, что вызывает трудности при наблюдении. Многие молодые планетные системы формируются там, где наблюдается высокий уровень ультрафиолетового излучения, особенно в массивных областях звездообразования, таких как NGC 6357. Прекрасным примером звездного питомника является туманность Омар. Туманность расположена в созвездии Скорпиона на расстоянии 6000 световых лет от нас. Команда астрономов направила JWST на NGC6357, чтобы исследовать глубины туманности. В исследуемой области находится множество массивных OB-звезд.

Команда выбрала 15 дисков в трех областях, надеясь, что это поможет понять влияние окружающей среды на формирование планет. Астрономы изучили диск XUE 1, и исследовали его внутренний диск (в пределах 10 астрономических единиц). В своей статье ученые сообщают об изобилии воды, окиси углерода, цианистого водорода и ацетилена на расстоянии в пределах 1 астрономической единицы. Это одна из областей с наиболее экстремальными условиями в галактике.

Полученные данные показывают, что вода и другие молекулы присутствуют во внутренних областях диска, где могли бы образовываться планеты земной группы.

Исследование показывает, что условия для образования планет земной группы столь же вероятны в областях звездообразования с высокой массой, как и в областях с низкой массой. Команда также установила, что рост пылевых зерен начался с обнаруженных структур, и в конечном итоге это может привести к появлению планет в системах возрастом 0,5 млн лет.

«Джеймс Уэбб» обнаружил метан в атмосфере экзопланеты WASP-80 b

Ученые, используя космический телескоп "Джеймс Уэбб", обнаружили, что атмосфера планеты WASP-80 b содержит газообразный метан и водяной пар. На сегодняшний день водяной пар был обнаружен более чем на дюжине планет. А вот метан до недавнего времени оставался неуловимым в атмосферах транзитных экзопланет при изучении с помощью космической спектроскопии. Тейлор Белл из Исследовательского центра Эймса НАСА и Луис Уэлбэнкс из Университета штата Аризона опубликовали статью с результатами исследования в журнале Nature. Исследователи рассказали подробнее об обнаружении метана в атмосфере экзопланеты. "При температуре около 825 Кельвинов WASP-80 b - это то, что ученые называют "теплым юпитером". Это планеты, которые по размеру и массе похожи на планету Юпитер в нашей Солнечной системе, но имеют температуру, которая находится между температурой горячих юпитеров, как 1450 К у HD 209458 b (первая обнаруженная транзитная экзопланета), и холодных юпитеров, подобных нашему, температура которого составляет около 125 К." "WASP-80 b обращается вокруг своего красного карлика раз в три дня и находится на расстоянии 163 световых лет от нас в созвездии Орла. Поскольку планета находится так близко к своей звезде, а обе они так далеко от нас, мы не можем видеть планету непосредственно даже с помощью самых совершенных телескопов, таких как "Уэбб". Вместо этого исследователи изучают комбинированный свет от звезды и планеты, используя метод транзита и метод затмения."

"Используя метод транзита, мы наблюдали систему, когда планета двигалась перед своей звездой, в результате чего свет звезды, который мы видели, немного тускнел".

"В течение этого времени тонкое кольцо атмосферы планеты вокруг границы дня и ночи освещается звездой, и при определенных цветах света, когда молекулы в атмосфере планеты поглощают свет, атмосфера выглядит толще и блокирует больше звездного света, вызывая более глубокое затемнение по сравнению с другими длинами волн, при которых атмосфера кажется прозрачной. Этот метод помогает таким ученым, как мы, понять, из чего состоит атмосфера планеты, видя, какие цвета света блокируются".

"Тем временем, используя метод затмения, мы наблюдали за системой, когда планета проходила позади своей звезды, вызывая еще одно небольшое падение общего количества света, которое мы получали. Все объекты излучают некоторый свет, называемый тепловым излучением, причем интенсивность и цвет излучаемого света зависят от того, насколько горяч объект."

"Непосредственно перед затмением и после него горячая дневная сторона планеты обращена к нам, и, измерив падение освещенности во время затмения, мы смогли измерить инфракрасный свет, излучаемый планетой. Для спектров затмений поглощение молекулами в атмосфере планеты обычно проявляется как уменьшение испускаемого планетой света на определенных длинах волн. Кроме того, поскольку планета намного меньше и холоднее своей звезды-родителя, глубина затмения намного меньше глубины прохождения."

"Первоначальные наблюдения, которые мы сделали, необходимо было преобразовать в то, что мы называем спектром; по сути, это измерение, показывающее, сколько света либо блокируется, либо излучается атмосферой планеты при различных цветах (или длинах волн) света. Существует множество различных инструментов для преобразования необработанных наблюдений в полезные спектры, поэтому мы использовали два разных подхода, чтобы убедиться, что наши результаты соответствуют различным предположениям".

"Затем мы интерпретировали этот спектр, используя два типа моделей, чтобы смоделировать, как выглядела бы атмосфера планеты в таких экстремальных условиях. Первый тип моделей является полностью гибким, он пробует миллионы комбинаций содержания метана и воды и температур, чтобы найти комбинацию, которая наилучшим образом соответствует нашим данным. Второй тип моделей также исследует миллионы комбинаций, но использует наши существующие знания в области физики и химии для определения уровней содержания метана и воды, которые можно было бы ожидать. Оба типа моделей пришли к одному и тому же выводу: обнаружение метана".

"Мы не только нашли очень неуловимую молекулу, но и теперь можем начать исследовать, что этот химический состав говорит нам о рождении, росте и эволюции планеты. Например, измеряя количество метана и воды на планете, мы можем сделать вывод о соотношении атомов углерода и кислорода".

«Еще одна вещь, которая нас воодушевляет в этом открытии, — это возможность, наконец, сравнить планеты за пределами нашей Солнечной системы с теми, что находятся в ней".

Телескоп ALMA исследовал протопланетный диск HL Tauri

Одной из основных целей телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) является изучение формирования и эволюции планетных систем. Молодые звезды часто окружены диском из газа и пыли, из которого могут образовываться планеты. Одним из первых изображений с высоким разрешением, сделанных ALMA, было изображение HL Tauri, молодой звезды, расположенной всего в 480 световых годах от нас, окруженной протопланетным диском. На диске есть видимые промежутки, которые могут быть местом формирования молодых протопланет. Формирование планет - сложный процесс, который мы до сих пор до конца не понимаем. Во время этого процесса пылинки на диске увеличиваются в размерах по мере того, как они сталкиваются и прилипают друг к другу и потенциально превращаются в объекты, подобные тем, что находятся в пределах нашей Солнечной системы. Одним из способов изучения пылинок в этих сложных структурах является изучение ориентации излучаемых ими световых волн, т.е. поляризации. Более ранние исследования HL Tauri отображали эту поляризацию, но новое исследование Яна Стивенса и его коллег позволило получить поляризационное изображение HL Tauri с беспрецедентной детализацией. Исследование опубликовано 15 ноября в журнале Nature.

Изображение было получено с разрешением 5 а.е., что примерно соответствует расстоянию от Солнца до Юпитера. Предыдущие наблюдения поляризации были с гораздо меньшим разрешением и не выявили тонких закономерностей поляризации внутри диска. Например, команда обнаружила, что количество поляризованного света на одной стороне диска больше, чем на другой, что, вероятно, связано с асимметрией в распределении пылинок или их свойствах по всему диску.

Частицы пыли не часто имеют сферическую форму. Они могут быть сплюснутыми, как толстый блин, или вытянутыми, как рисовое зернышко. Когда свет испускается этими пылинками или рассеивается от них, он может стать поляризованным, что означает, что световые волны ориентированы в определенном направлении, а не просто случайным образом. Эти новые результаты предполагают, что частицы ведут себя скорее как вытянутые зерна.

Неожиданным результатом исследования является то, что в промежутках диска поляризация больше, чем в кольцах, даже несмотря на то, что в кольцах больше пыли. Поляризация внутри зазоров более азимутальная, поэтому ученые считают, что она исходит от выровненных пылинок внутри зазоров. Поляризация колец более однородна, что позволяет предположить, что поляризация в значительной степени обусловлена рассеянием.

В общем, поляризация возникает в результате сочетания рассеяния и выравнивания пыли. Неясно, что заставляет пылинки выравниваться. Ученые считают, что они, вероятно, не выровнены вдоль магнитного поля диска, что характерно для большей части пыли за пределами протопланетных дисков. В настоящее время считается, что зерна выровнены механически, возможно, за счет их собственной аэродинамики, поскольку они вращаются вокруг центральной молодой звезды.

Эта новая публикация ясно показывает, что для поляризационных наблюдений необходимо высокое разрешение. Являясь самым мощным миллиметровым/субмиллиметровым телескопом в мире, ALMA станет фундаментальным инструментом для продолжения этих исследований.

SpaceX провела второй испытательный запуск Starship

Компания SpaceX выполнила вторую попытку орбитального испытательного запуска корабля Starship в связке с Super Heavy. Носитель стартовал с базы в Бока-Чика в Южном Техасе. Носитель Super Heavy отработал в штатном режиме и отделился от Starship вовремя, но при выполнении разворота для контролируемого спуска в Мексиканский залив был уничтожен, вероятно, из-за потери контроля. Это случилось на высоте 90 километров. Корабль Starship продолжил выход на орбиту в номинальном режиме, но спустя восемь минут после старта связь с ним была потеряна. Телеметрия в этот момент показывала высоту 148 километров и скорость более 24 тысяч км/ч. Позднее было подтверждено, что система автоматического уничтожения сработала ближе к окончанию работы двигателей.

Планировалось, что Starship совершит практически полный оборот вокруг Земли и упадет в Тихий океан недалеко от Гавайев.

Ученые обнаружили 14 новых транзиентов в скоплении галактик «Рождественская елка»

Международная команда ученых во главе с Хаоцзин Яном из Университета Миссури обнаружила 14 новых транзиентов во время покадрового исследования скопления галактик MACS0416, или «Рождественская елка». Скопление расположено на расстоянии 4,3 миллиарда световых лет от Земли. Используя возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), Ян и его команда выяснили, что является причиной «мерцающих огней» скопления галактик MACS0416. «Мы называем MACS0416 скоплением галактик «Рождественская елка», как потому что оно такое красочное, так и из-за мерцающих огней, которые мы находим внутри него», - сказал Ян. - «Мы можем видеть так много транзиентов в определенных областях этой области из-за явления, известного как гравитационное линзирование, которое увеличивает галактики позади этого скопления». Команда обнаружила транзиенты, изучив четыре набора изображений скопления галактик, сделанных JWST за период в 126 дней. Ян особенно взволнован тем, что два из транзиентов являются сверхновыми.

«Две сверхновые и остальные двенадцать чрезвычайно увеличенных звезд имеют разную природу, но все они важны», - сказал Ян. - «Мы проследили изменение яркости с течением времени по их кривым блеска, и, детально изучив, как меняется свет с течением времени, мы в конечном итоге сможем узнать, что это за звезды. Что еще более важно, мы сможем понять детальную структуру «увеличительного стекла» и то, как оно соотносится с распределением темной материи. Это совершенно новый взгляд на Вселенную, открытый JWST».

Статья «Жемчужины JWST: транзиенты в поле MACS J0416.1-2403» недавно была принята к публикации в Astrophysical Journal. В настоящее время она доступна на сервере предварительной печати arXiv.

Пять новых пульсаров обнаружены с помощью телескопа FAST

Используя телескоп FAST, астрономы из Китая и Австралии обнаружили пять новых пульсаров, два из которых, как оказалось, имеют сверхкороткие периоды вращения. О находке сообщалось в исследовательской статье, опубликованной 1 ноября на сервере препринтов arXiv. Пульсары - это сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды, испускающие пучок электромагнитного излучения от своих магнитных полюсов. Пульсары с периодами вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары (MSP). Предполагается, что они образуются в двойных системах, когда первоначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается из-за аккреции вещества от вторичной звезды. Группа астрономов во главе с Ци-Цзюнь Чжи из Гуйчжоуского педагогического университета в Гуйяне, Китай, сообщила об обнаружении пяти новых пульсаров с помощью FAST. Пульсары получили обозначения PSR J1826−0049, PSR J1852+1200, PSR J1837+0419, PSR J1849+1001 и PSR J1839+0543. Два из них, PSR J1826−0049 и PSR J1852+1200, оказались MSP с периодами вращения 4,59 и 3,86 миллисекунд соответственно. Обнаруженные пульсары имеют показатели дисперсии в диапазоне от 42,67 до 174,75 пк/см3. Исследователи также измерили напряженность поверхностного магнитного поля PSR J1826−0049, PSR J1849+1001 и PSR J1837+0419, которая, как оказалось, составила 0,33, 1,3 и 840 миллиардов Гаусс соответственно. Характерный возраст этих трех пульсаров был оценен в 3 миллиарда, 11,5 миллиарда и 5,9 миллиона лет соответственно.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что такие средства наблюдения, как FAST радиотелескопа Паркса, обладают огромным потенциалом для обнаружения сотен новых миллисекундных пульсаров.

Сверхтяжелый звездолет от SpaceX: компания начала испытания

Илон Маск (Elon Musk), предприниматель-провидец, в очередной раз заставил мир увлечься своим последним достижением. Команда SpaceX готовится к необычному этапу испытаний своего новаторского творения. Гениальные умы компании SpaceX во главе с Илоном Маском приступают к серии испытаний своего передового прототипа – ускорителя Starship Super Heavy. Волнение ощущается по мере подготовки. Это амбициозное предприятие разворачивается на орбитальной стартовой площадке Starbase, расположенной в Бока-Чика, штат Техас. Ракета-носитель, получившая название Booster 9, была грамотно размещена на стартовой площадке в южном Техасе. Это произошло после того, как в начале года весь комплекс "Звездолет" потерпел неудачу при запуске 20 апреля. Однако следует отметить, что РН 9 прошла ряд успешных испытаний, в том числе статическое огневое испытание. В ходе последних испытаний на РН 9 одновременно было включено тридцать три двигателя "Раптор", хотя четыре из них были выключены раньше, чем предполагалось. Кто-то может расценить это как возможную неудачу, но SpaceX не теряет оптимизма относительно результатов испытаний. Компания утверждает, что и ракета-носитель, и пусковая установка остались невредимыми. Кроме того, значительным достижением является одновременное включение большинства двигателей.