Обнаружен новый тип астрономического объекта — облако, которое не смогло стать галактикой

Космический телескоп «Хаббл» исследовал объект «Cloud-9» — беззвездное, богатое газом облако темной материи, которое считается «реликвией» или остатком раннего формирования галактики. Об открытии сообщают в NASA и в ESA (Европейское космическое агентство). Cloud-9 является первым подтвержденным обнаружением такого объекта во Вселенной. Это открытие способствует лучшему пониманию формирования галактик, ранней Вселенной и природы самой темной материи. «Это история о неудавшейся галактике», — отметил главный исследователь программы Алехандро Бенитес-Лламбай из университета Милано-Бикокка в Милане, Италия. «В науке мы обычно узнаем больше из неудач, чем из успехов. В данном случае отсутствие звезд подтверждает правильность теории. Это говорит нам о том, что мы нашли в местной Вселенной первичный строительный блок галактики, которая еще не сформировалась», — добавил он. Результаты, опубликованные в журнале «The Astrophysical Journal Letters», были представлены в понедельник в Фениксе на пресс-конференции 247-го заседания Американского астрономического общества.

На этом изображении показано расположение облака Cloud-9, которое находится на расстоянии 14 миллионов световых лет от Земли. Рассеянный пурпурный цвет — это радиоданные с наземной Очень большой антенной решетки (VLA), показывающие наличие облака. Пунктирный круг обозначает пик радиоизлучения, где исследователи сосредоточили свои поиски звезд. Дальнейшие наблюдения с помощью Усовершенствованной камеры для наблюдений «Хаббла» не выявили ни одной звезды в облаке. Несколько объектов, появляющихся в его пределах, являются фоновыми галактиками. До наблюдений «Хаббла» ученые могли утверждать, что Cloud-9 является тусклой карликовой галактикой, звезды которой нельзя было увидеть наземными телескопами из-за недостаточной чувствительности. «Хаббл» показал, что на самом деле эта неудавшаяся галактика не содержит звезд. Science: NASA, ESA, VLA, Gagandeep Anand (STScI), Alejandro Benitez-Llambay (University of Milano-Bicocca); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

«Это облако — это окно в темную Вселенную. Из теории мы знаем, что большая часть массы во Вселенной, как ожидается, является темной материей, но обнаружить эту темную материю сложно, поскольку она не излучает свет. Cloud-9 дает нам редкую возможность увидеть облако, в котором доминирует темная материя», — сказал член команды Эндрю Фокс из Ассоциации университетов по исследованиям в астрономии/Института космической телескопии (AURA/STScI).

Объект называется Облаком H I с ограниченной реионизацией, или «RELHIC». Термин «H I» означает нейтральный водород.

RELHIC описывает облако водорода, образовавшееся в начале существования Вселенной, — остаток, который не сформировал звезд. В течение многих лет ученые искали доказательства существования такого теоретического фантомного объекта. Только после того, как они направили телескоп «Хаббл» на облако и подтвердили, что оно действительно не содержит звезд, они нашли подтверждение этой теории.

«До того, как мы использовали телескоп «Хаббл», можно было утверждать, что это тусклая карликовая галактика, которую мы не могли увидеть с помощью наземных телескопов. Они просто не обладали достаточной чувствительностью, чтобы обнаружить звезды», — говорит главный автор исследования Гагадип Ананд из STScI. «Но с помощью усовершенствованной камеры для наблюдений телескопа «Хаббл» мы смогли установить, что там ничего нет».

Открытие этого реликтового облака стало неожиданностью. «Среди наших галактических соседей, возможно, есть несколько заброшенных домов», — сказала Рэйчел Битон из STScI, которая также входит в состав исследовательской группы.

Астрономы считают, что RELHIC — это облака темной материи, которые не смогли накопить достаточно газа для образования звезд. Они представляют собой окно в ранние стадии формирования галактик. Cloud-9 указывает на существование многих других небольших структур во Вселенной, в которых преобладает темная материя, — других неудавшихся галактик. Это открытие дает новые представления о темных компонентах Вселенной, которые трудно изучать с помощью традиционных наблюдений, сосредоточенных на ярких объектах, таких как звезды и галактики.

Ученые много лет изучали облака водорода вблизи Млечного Пути, но эти облака, как правило, намного больше и более нерегулярны, чем Cloud-9. По сравнению с другими наблюдаемыми облаками водорода, Cloud-9 меньше, компактнее и имеет более сферическую форму, что делает ее очень отличной от других.

Ядро этого объекта состоит из нейтрального водорода и имеет диаметр около 4900 световых лет. Исследователи измерили водород в Cloud-9 с помощью излучаемых ею радиоволн и определили, что его масса примерно в миллион раз превышает массу Солнца. Предполагая, что давление газа уравновешивает гравитацию облака темной материи, что, судя по всему, и есть на самом деле, исследователи подсчитали, что масса темной материи Cloud-9 должна составлять около пяти миллиардов солнечных масс.

Cloud-9 является примером структур и тайн, которые не связаны со звездами. Просто глядя на звезды, невозможно получить полное представление. Изучение газа и темной материи помогает получить более полное понимание того, что происходит в этих системах, которое иначе осталось бы неизвестным.

С точки зрения наблюдений, идентифицировать эти неудавшиеся галактики трудно, поскольку соседние объекты засвечивают их. Такие системы также уязвимы к воздействию окружающей среды, например, к разрыву от давления, которое может удалить газ, когда облако движется по межгалактическому пространству. Эти факторы еще больше уменьшают их ожидаемое количество.

Беззвездная реликвия была открыта три года назад в рамках радиообследования, проведенного 500-метровым сферическим телескопом (FAST) в Гуйчжоу в Китае, а позже это открытие было подтверждено телескопом Грин-Бэнк и объектами Очень большой антенной решетки (VLA) в Соединенных Штатах. Но только с помощью телескопа «Хаббл» исследователи смогли окончательно определить, что неудавшаяся галактика не содержит звезд.

Cloud-9 была названа просто последовательно, поскольку была девятым газовым облаком, обнаруженным на окраине соседней спиральной галактики Мессье 94 (M94). Облако находится близко к M94 и, кажется, имеет физическую связь с галактикой. Данные радио наблюдений с высоким разрешением показывают незначительные искажения газа, что, возможно, указывает на взаимодействие между облаком и галактикой.

Облако может со временем образовать галактику, при условии, что оно станет более массивным, хотя как именно это произойдет, остается предметом спекуляций. Если бы оно было намного больше, скажем, в 5 миллиардов раз массивнее нашего Солнца, оно бы коллапсировало, образовало звезды и стало галактикой, которая не отличалась бы от любой другой галактики, видимой нами. Если бы она была намного меньше, газ мог бы рассеяться и ионизироваться, и от него не осталось бы много. Но она находится в идеальном состоянии, чтобы остаться как RELHIC.

Отсутствие звезд в этом объекте дает уникальную возможность заглянуть во внутренние свойства облаков темной материи. Редкость таких объектов и потенциал будущих исследований, как ожидается, будут способствовать открытию большего количества таких «неудавшихся галактик» или «реликвий», что позволит лучше понять раннюю Вселенную и физику темной материи.

Космический телескоп «Хаббл» работает уже более трех десятилетий и продолжает делать революционные открытия, которые формируют наше фундаментальное понимание Вселенной. «Хаббл» — это проект международного сотрудничества между NASA и ESA. Космический центр Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет работой телескопа и миссиями. Компания Lockheed Martin Space, базирующаяся в Денвере, также поддерживает миссии в Годдарде. Институт космической телескопии в Балтиморе, управляемый Ассоциацией университетов по исследованиям в астрономии, с помощью телескопа «Хаббл» проводит научные исследования.

«Хаббл» показал вид вблизи одного из наибольших мест рождения звезд в Большом Магеллановом Облаке

Космический телескоп Хаббл показал вид вблизи одного из самых массивных звездообразующих облаков в соседней галактике, освещенного излучением новорожденных звезд. Об этом рассказывают в Европейском космическом агентстве. Сцена показывает область звездообразующего комплекса N159 в Большом Магеллановом Облаке, находящемся на расстоянии примерно 160 000 световых лет от нас. В этой сцене доминируют густые облака холодного водородного газа, которые образуют сложную сеть гребней, полостей и сияющих нитей. Встроенные в эти плотные облака, новообразованные звезды начинают светиться, и их интенсивное излучение заставляет окружающий водород сиять глубокими красными тонами. Самые яркие области указывают на наличие горячих, массивных молодых звезд, чьи мощные ветры и энергичный свет переформируют их окружение. Эти силы вытачивают в газе пузырьковые структуры и полости, что является четкими признаками действия звездной обратной связи. Темные облака на переднем плане освещаются сзади новыми звездами. Озаренные облака и выточенные пузыри вместе раскрывают динамическое взаимодействие между образованием звезд и материалом, из которого они рождаются, фиксируя непрерывный цикл создания и преобразования в этой соседней галактической системе.

Изображение наполнено звездами и покрыто облаками газа и пыли. В центре толстый столб темной черной пыли блокирует свет звезд, освещающих его сзади. Больше облаков за этими звездами освещены бледными цветами. Сложные, слоистые нити красной пыли простираются влево и вправо. Голубые, белые и золотые звезды разных размеров можно увидеть вокруг, внутри и сквозь разноцветные слои пыли. Credit: ESA/Hubble & NASA, R. Indebetouw

N159 — одно из самых массивных звездообразующих облаков в Большом Магеллановом Облаке, карликовой галактике, которая является самой большой из малых галактик, вращающихся вокруг нашего Млечного Пути. Изображение показывает лишь часть этого большого звездообразующего комплекса, поскольку весь он простирается на 150 световых лет.

Что ждет космонавтику в 2026 году?

В наступившем году основные события с области космонавтики, так или иначе, будут связаны с Луной. Нас ждет как запуск нескольких автоматических станций, так и, впервые после полувекового перерыва, полет пилотируемой экспедиции за пределы низкой орбиты Земли. Индийское космическое агентство в 2026 году планирует выполнить испытательный запуск своего первого пилотируемого корабля «Гаганьян». Еще полгода назад старт этой миссии ожидался в декабре 2025 года. Сейчас он назначен на январь, но не следует удивляться, если он продолжит сдвигаться в течение года. В частности, испытания парашютной системы корабля завершились лишь менее двух недель назад. Корабль будет запущен на орбиту на ракете-носителе среднего класса LVM3 (ранее известной как GSLV Mark 3) с космодрома на острове Шрихарикота. На борту «Гаганьяна» будет находиться человекоподобный робот для мониторинга состояния системы жизнеобеспечения, авионики и т. д. В течение года продолжится отработка технологий возврата первой ступени на китайских ракетах «Чанчжэн-12A» («Великий поход 12А») разработки Шанхайской академии космических технологий и «Чжуцюэ-3» частной компании LandSpace. Можно ожидать, что одна из них станет первой частично многоразовой китайской ракетой.

Многие из событий, запланированных на этот год, не имеют точно определенного графика. Одно из них – запуск тяжелого лунного посадочного аппарата Blue Moon Mark 1 компании Blue Origin. Сроки запуска этой миссии зависят как от готовности самого космического аппарата, которому еще только предстоит пройти комплексные испытания, так и от готовности ракеты-носителя New Glenn к применению уже использованной первой ступени. Согласно официальным заявлениям Blue Origin, ждать запуска этой миссии стоит в первой половине года.

Blue Moon Mark 1 – это беспилотный посадочный аппарат, способный доставить на Луну до 3 т грузов. Он имеет высоту 8 м, что сделает его самым большим искусственным аппаратом, когда-либо приземлявшимся на поверхность Луны. Район посадки станции находится на южном плюсе Луны вблизи кратера Шеклтон.

Безо всяких сомнений, важнейшим событием года станет пилотируемая экспедиция «Артемида-2», которая ознаменует возвращение людей в окололунное пространство после 50-летнего перерыва. Стартовое окно для этой миссии откроется 6 февраля, однако перенос вполне вероятен, и резервные окна старта рассчитаны до середины весны.

Сверхтяжелая американская ракета SLS выведет на высокую эллиптическую орбиту 26-тонный корабль «Орион» с четырьмя астронавтами на борту. Корабль поднимет апогей орбиты и пролетит в 9,2 тысячах км за Луной, что установит абсолютный рекорд удаления людей от Земли. «Орион» не будет выходить на орбиту вокруг естественного спутника Земли ради снижения рисков миссии: это позволит вернуть корабль и астронавтов домой даже в случае отказа двигательной установки. Вся экспедиция от старта до возвращения на Землю займет 10 суток.

Традиционно, в течение всего года компания SpaceX будет вести испытания новой версии V3 сверхтяжелой многоразовой ракетно-космической системы Starship. Авария первой ступени Super Heavy на стартовой площадке в ноябре прошлого года серьезно повлияла на планы SpaceX, поэтому первого полета Starship V3 не стоит ждать раньше весны.

Целями продолжающихся испытаний станут демонстрация и последующая отработка перекачки топлива в космосе, первый запуск Starship на орбиту Земли и, конечно, отработка спасения второй ступени. Компании необходимо будет добиться ее возврата на сушу с последующим подхватом специальным устройством на пусковой башне. Ранее Илон Маск обещал в конце 2026 года запустить беспилотную миссию к Марсу на Starship, однако он сам признавал, что шансы успеть к этому сроку составляют только 50%. С поправкой на известный оптимизм Илона Маска, эту миссию можно считать очень маловероятной.

В начале или первой половине года ожидается первый полет ракеты Miura 5 испанской компании PLD Space. Miura 5 имеет грузоподъемность около 500 кг и относится к классу сверхлегких ракет-носителей. На обеих ступенях ракеты используются кислородно-керосиновые двигатели собственной разработки PLD Space. Любопытно это событие тем, что Miura 5, вероятно, станет первой ракетой европейского «нового космоса», которая достигнет орбиты Земли.

На апрель 2026 года запланирован полет космического корабля Starliner к МКС. Хотя эта миссия будет считаться для него первой операционной, корабль, заработавший себе дурную славу, доставит на космическую станцию только грузы, но не астронавтов. Полет «Старлайнера» с астронавтами на борту следует ждать не ранее конца этого года, либо же в 2027 году.

В этом году ожидается запуск лунной автоматической станции Nova-C (миссия IM-3) компании Intuitive Machines. Предыдущие две миссии этой компании были запущены в феврале 2024 и феврале 2025 года. Обе станции завалились на бок при посадке и не смогли выполнить свои задачи. Даже примерные сроки третьей миссии не называются, и лишь в некоторых источниках говорится, что ждать ее можно в первом полугодии.

На борту третьей Nova-C будет размещен второй луноход компании Lunar Outpost (первый был потерян вместе с IM-2 в 2025 году), три автономных мини-лунохода CADRE, предназначенные для картирования поверхности Луны, и комплекс приборов для изучения магнитных свойств среды и реголита Lunar Vertex. Место посадки станции – магнитная аномалия на видимой стороне Луны Рейнер Гамма.

В июне нас порадует интересными фотографиями китайская автоматическая станция «Тяньвэнь-2» (Tianwen 2), которая прибудет к астероиду (469219) Камоалева. Камоалева представляет собой небольшой квазиспутник Земли диаметром 40-100 м. В начале июля «Тяньвэнь-2» должна будет совершить посадку на поверхность астероида, чтобы отобрать с него около 100 граммов грунта для последующей его доставки на Землю. Всего станция проведет вблизи астероида 9 месяцев, прежде чем отправится к нашей планете. На борту «Тяньвэнь-2» установлено 11 научных инструментов, включая спектрометры, магнетометр, детекторы частиц, радар, и лазерный датчик.

Летом появятся новости от еще одного астероидного зонда – на этот раз от японской станции «Хаябуса-2», которая уже доставила на Землю образец грунта с астероида Рюгу и сейчас выполняет полет в рамках расширенной миссии. В июле этот зонд выполнит пролет на большой скорости вблизи околоземного астероида (98943) Торифунэ. Последний имеет диаметр 500 м и вращается на орбите радиусом 0,81-1,26 а. е.

Во втором полугодии – вероятно, в конце года – должен состояться запуск китайской автоматической лунной станции «Чанъэ-7» (Chang’e 7), которая продолжит очень успешную линейку лунных миссий «Чанъэ». Место посадки станции – на освещенной солнцем кромке кратера Шеклтон на южном полюсе Луны. Она доставит на Луну уже традиционный луноход с радаром для зондирования недр, а также малый разведывательный аппарат для поисков воды, который будет перемещаться между точками, в т. ч. в постоянно затененных кратерах, при помощи реактивного двигателя. Также этот дрон будет оснащен камерами и солнечными батареями. Список научных приборов самой посадочной станции включает детектор пыли и электрических полей от Института космических исследований РАН.

На станции «Чанъэ-7» впервые в истории этой программы будет применена автономная оптическая система снижения и мягкой посадки. Также на станции будет протестирована вертикально разворачиваемая солнечная батарея – эта технология пригодится для будущей пилотируемой базы на южном полюсе Луны, где солнце всегда находится низко над горизонтом.

Во второй половине года американская компания Astrobotic рассчитывает запустить свою тяжелую посадочную платформу Griffin на южный полюс Луны, однако не стоит удивляться, если эта миссия сдвинется на 2027 год. Griffin спроектирован для доставки на поверхность Луны до 450 кг грузов, и изначально предполагалось, что в этом полете его полезной нагрузкой станет тяжелый луноход VIPER, разработанный Исследовательским центром НАСА им. Эймса. Однако из-за задержек в создании посадочной платформы, потери первого аппарата Astrobotic и дефицита бюджета НАСА, VIPER был сначала отменен, а затем переназначен на посадочный аппарат Blue Moon компании Blue Origin. Griffin же отправится на Луну с несколькими научными приборами от НАСА и луноходами от коммерческих заказчиков.

Не ранее сентября 2026 года планируется запустить в первый испытательный полет «крылатый» грузовой космический корабль Dream Chaser компании Sierra Space. Проект орбитального многоразового планера Dream Chaser был одобрен НАСА для доставки грузов на МКС по программе CRS-2 (Commercial Resupply Service) в 2016 году. После многократных переносов даты первого полета планера, в сентябре 2025 года НАСА изменило контракт CRS-2, отказавшись от запланированных семи полетов Dream Chaser к МКС в пользу одного испытательного полета на низкую орбиту Земли без стыковки со станцией.

Для запуска корабля будет использована ракета-носитель Vulcan компании ULA.

Во второй половине осени ожидается запуск японской автоматической станции MMX (Mars Moon Exploration), целью которой станет доставка грунта со спутника Марса Фобоса. Четырехтонный аппарат будет запущен на ракете тяжелого класса H3 с космодрома Танегасима. Помимо вполне стандартных научных приборов для исследования Фобоса, MMX будет нести малый «фобосоход» Idefix. Его заказчиком является космическое агентство Франции (CNES), а за разработку отвечал Немецкий космический центр DLR, т. е. космическое агентство Германии.

MMX должен будет достичь Марса и совершить посадку на Фобос в 2027 году. Возвращение образца грунта с Фобоса на Землю ожидается только в 2031 году.

Еще одна миссия к Марсу, которая может быть запущена в этом году – индийская «Мангальян-2» (Mangalyaan-2 или MOM-2). Как и первый аппарат этой серии, она будет изучать Марс с его орбиты. Если спутник не будет готов к запуску осенью, старт миссии перенесут на 2028 год.

21 ноября интегрированный космический аппарат европейско-японской научной миссии BepiColombo выйдет на орбиту вокруг Меркурия. Это произойдет с задержкой почти на год из-за проблем с ионными двигателями аппарата.

После прилета к Меркурию от перелетного модуля отделятся европейский спутник MPO (Mercury Planetary Orbiter) массой 1,1 т и небольшой японский спутник Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter), масса которого составляет всего 285 кг. Первый будет работать на орбите высотой 400-1500 км, а орбита Mio гораздо более вытянутая, с апоцентром, достигающим 12 000 км.

На борту спутников находится 16 научных приборов, включая камеры высокого разрешения, спектрометры, магнетометры, лазерный высотомер и др. Цель миссии – изучение поверхности, внутреннего строения, магнитосферы и экзосферы Меркурия.

В конце года Европейское космическое агентство планирует запустить космическую обсерваторию для поиска экзопланет PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars, названа в честь Платона). Для запуска будет использована новая ракета-носитель «Ариан-6» в модификации среднего класса (Ariane-62). PLATO будет работать в точке Лагранжа L2 системы Солнце-Земля в 1,5 млн км от Земли. При помощи своих камер обсерватория сможет одновременно наблюдать до 200 тысяч звезд для поиска экзопланет транзитным методом, т. е. по периодическому снижению яркости излучения звезды в период пролета перед ней планеты. Также она должна будет уточнить возраст и массу наблюдаемых звезд.

Еще один европейский аппарат HERA («Гера») в декабре должен будет выйти на орбиту астероида Дидим. Этот небольшой зонд был запущен 7 октября 2024 года в систему околоземных астероидов Дидим-Диморф для того, чтобы изучить то, как повлиял удар американского зонда DART в 2022 году на орбиту Диморфа – меньшего из двух тел.

Собрав детальную информацию об изменении орбиты, ученые надеются понять, можно ли использовать ударные зонды для отклонения орбиты потенциально угрожающих Земле астероидов. От «Геры» мы можем ждать как подробные снимки двух астероидов, так и любопытные кадры облака обломков, которое было выбито ударом DART с поверхности Диморфа.

На второе полугодие или конец 2026 года назначен запуск второй автоматической лунной станции Blue Ghost компании Firefly Aerospace. Как и другие современные американские лунные миссии, эта финансируется НАСА по программе CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Из четырех уже запущенных миссий CLPS, первая миссия Blue Ghost оказалась единственной успешной: станция села на Луну 3 марта 2025 года и проработала там запланированный срок – до наступления лунной ночи 16 марта.

Район посадки второй станции Blue Ghost находится на обратной стороне Луны. На ее борту будет размещен луноход ОАЭ «Рашид-2» и набор научных приборов от НАСА, включая радиотелескоп диапазона 0,1-50 МГц. Вместе со станцией будут запущены спутник-ретранслятор Европейского космического агентства Lunar Pathfinder и еще один спутник Луны «Элитра» (Elytra), разработанный самой компанией Firefly.

Как и Pathfinder, этот спутник будет выполнять ретрансляцию данных с посадочной станции, но также он займется съемкой поверхности Луны. Полученные фотографии Firefly в дальнейшем надеется продавать коммерческим заказчикам. «Элитра» должна будет проработать на орбите Луны до пяти лет. В перспективе Firefly планирует создать целую группировку таких спутников. С пониженной орбиты высотой 50 км они смогут обеспечить разрешение съемки лунной поверхности до 20 см на пиксель.

Предположительно, на конец года Китай запланировал испытательный полет своего нового тяжелого пилотируемого корабля «Мэньчжоу», основным предназначением которого является запуск людей к Луне и возвращение их на Землю с лунной орбиты. В ходе испытательного полета он отправится всего лишь на орбиту Земли, и пока у общественности нет информации о том, планирует ли Китай в этом году проводить его стыковку с космической станцией «Тяньгун».

Для запуска корабля будет использована новая ракета-носитель «Чанчжэн-10» («Великий поход-10»), которая также разрабатывается для лунной пилотируемой программы. Для запуска грузов на низкую орбиту Земли предназначена упрощенная версия ракеты «Чанчжэн-10А» без третьей ступени и с одноблочной первой ступенью. Ее грузоподъемность должна составить около 14 т. В отличие от версии «А», полноразмерная лунная ракета будет иметь три блока первой ступени (по аналогии с Falcon Heavy) и дополнительную третью ступень, а ее общая высота составит 92,5 м. Как и у ракеты компании SpaceX, модули первой ступени «Чанчжэн-10» разрабатываются как многоразовые, однако при запусках к Луне возвращать их не планируется.

В российской космонавтике в этом году ожидается два значимых события. Во-первых, в первой половине 2026 года компания «Бюро 1440» должна запустить первую группу функциональных спутников «Рассвет», таким образом положив начало созданию орбитальной группировки для предоставления широкополосного доступа в интернет. До конца года «Бюро 1440» необходимо будет выйти на регулярные запуски серийных «Рассветов».

Помимо этого, на первую половину года (предположительно, март) запланирован первый полет ракеты-носителя среднего класса «Союз-5». Изначально эта новая ракета, разработанная самарским РКЦ «Прогресс», рассматривалась как замена украинского «Зенита». Однако она отличается значительно повышенной грузоподъемностью и, во многом, послужит основной для будущей частично-многоразовой ракеты «Амур», которую также разрабатывает РКЦ «Прогресс». Первый пуск «Союза-5» был перенесен с декабря на 2026 год из-за неготовности наземной инфраструктуры.

Также до апреля Роскосмос должен будет починить стол обслуживания на стартовой площадке №31, без которого невозможно проводить запуски кораблей к МКС по пилотируемой программе.

"Хаббл" показал самое большое из известных хаотичных мест рождения планет

С помощью космического телескопа "Хаббл" астрономы получили изображение протопланетного диска вокруг молодой звезды, с диаметром в 40 раз большим, чем наша Солнечная система. Об этом рассказывают в NASA. Впервые в видимом свете "Хаббл" раскрыл, что протопланетный диск является неожиданно хаотичным и турбулентным, с прядями материала, простирающимися гораздо дальше над и под диском, чем астрономы видели в любой подобной системе. Что удивительно, более растянутые нити видны только с одной стороны диска. Выводы были опубликованы в "The Astrophysical Journal" 23 декабря. Расположенный примерно в 1000 световых лет от Земли, IRAS 23077+6707, получивший прозвище "Чивито Дракулы", простирается почти на 650 миллиардов километров — в 40 раз больше диаметра нашей Солнечной системы, учитывая внешний край пояса Койпера, состоящего из кометных тел. Диск скрывает молодую звезду внутри него, которая, по мнению ученых, может быть горячей массивной звездой, но не исключается и вариант с парой звезд. И этот огромный диск является не только крупнейшим известным планетообразующим диском, но и одним из самых необычных.

Image: NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA); 

Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

«Уровень детализации, который мы видим, является редким в изображениях протопланетных дисков, и эти новые изображения от телескопа "Хаббл" показывают, что расплодники планет могут быть гораздо более активными и хаотичными, чем мы ожидали», — сказала главная автор статьи Кристина Монш из Гарвард-Смитсоновского Центра астрофизики (CfA).

Она добавила: «Мы видим этот диск почти с края, и его тонкие верхние слои и асимметричные особенности особенно впечатляют. Как "Хаббл", так и космический телескоп Джеймса Уэбба NASA заметили подобные структуры в других дисках, но IRAS 23077+6707 предоставляет нам исключительную перспективу — позволяет проследить его подструктуры в видимом свете с беспрецедентным уровнем детализации. Это делает систему уникальной, новой лабораторией для изучения формирования планет и сред, в которых это происходит».

Прозвище "Чивито Дракулы" шутливо отражает происхождение его исследователей — один из них родом из Трансильвании, а другой — из Уругвая, где национальным блюдом является сэндвич под названием "чивито". Диск, расположенный под углом, напоминает гамбургер с темной центральной полосой, окруженной верхними и нижними слоями светящейся пыли и газа.

Загадочная асимметрия

Исключительная высота этих особенностей была не единственной вещью, которая привлекла внимание астрономов. Новые изображения показали, что вертикальные нитевидные объекты появляются только на одной стороне диска, тогда как другая сторона имеет острый край и не имеет видимых нитей. Эта странная, асимметричная структура свидетельствует о том, что диск формируется под воздействием динамических процессов, таких как недавнее поступление пыли и газа или взаимодействие с окружающей средой.

«Мы были поражены, увидев, насколько асимметричным является этот диск», — сказал соавтор исследования Джошуа Беннет Ловелл, также ученый CfA. «Хаббл дал нам возможность с первых рядов наблюдать за хаотическими процессами, формирующими диски во время образования новых планет — процессами, которые мы еще не до конца понимаем, но теперь можем изучать совершенно по-новому».

Все планетные системы образуются из дисков газа и пыли, окружающих молодые звезды. Со временем газ аккрецирует на звезду, а из оставшегося материала образуются планеты. IRAS 23077+6707 может представлять собой увеличенную версию нашей ранней Солнечной системы, с массой диска, которая, по оценкам, в 10–30 раз превышает массу Юпитера — достаточно материала для формирования нескольких газовых гигантов. Это, а также новые открытия, делает его исключительным случаем для изучения рождения планетных систем.

«Теоретически, IRAS 23077+6707 может содержать огромную планетную систему», — говорит Монш. «Хотя формирование планет в таких массивных средах может отличаться, основные процессы, вероятно, схожи. Сейчас у нас больше вопросов, чем ответов, но эти новые изображения являются отправной точкой для понимания того, как формируются планеты со временем и в разных средах».

"Хаббл"

Космический телескоп "Хаббл" работает уже более трех десятилетий и продолжает делать революционные открытия, которые формируют наше фундаментальное понимание Вселенной. "Хаббл" — это проект международного сотрудничества между NASA и ESA (Европейским космическим агентством). Космический центр NASA им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет работой телескопа и миссиями. Компания Lockheed Martin Space, базирующаяся в Денвере, также поддерживает миссии в Годдарде. Институт космического телескопа в Балтиморе, управляемый Ассоциацией университетов по исследованиям в астрономии, проводит научные операции с «Хабблом» для NASA.

На Титане может не оказаться подповерхностного океана

Одним из самых интригующих тел для исследования в Солнечной системе является Титан – крупнейший спутник Сатурна. Он обладает плотной азотной атмосферой, а также реками и морями из жидких углеводородов на поверхности. Однако еще одну особенность Титана – подповерхностный водяной океан, открытый 15 лет назад, – ученые готовы поставить под сомнение. Повторный анализ данных научно-исследовательской миссии Cassini указывает на то, что под его ледяной корой, вероятно, скрывается не глобальный океан, а гораздо более сложная и вязкая структура. Идея подповерхностного океана на Титане возникла в конце 2000-х годов, когда ученые заметили, что под действием гравитации Сатурна этот спутник заметно растягивается и сжимается. Такие деформации обычно объясняют наличием слоя жидкости под корой, позволяющего внешней оболочке реагировать на приливные силы. Однако модели, предполагающие наличие океана на Титане, плохо согласовывались с рядом физических параметров, полученных той же станцией Cassini. Новый анализ внес принципиально важную деталь – в нем была учтена временная задержка. Оказалось, что максимальная деформация Титана запаздывает примерно на 15 часов относительно пика гравитационного воздействия Сатурна. Такое поведение характерно не для жидкости, а для вязкой среды, которая сопротивляется деформации и рассеивает значительное количество энергии.

Именно уровень этого рассеяния стал ключевым аргументом американских ученых, исследование которых опубликовал журнал Nature. Он оказался слишком высоким для модели с глобальным океаном жидкой воды. Вместо океана планетологи предложили использовать модель «размягченного» внутреннего слоя. Он должен представлять собой густую ледяную кашу, способную медленно течь и деформироваться, но при этом содержащую воду в жидком состоянии. Такая среда достаточно пластична, чтобы объяснить наблюдаемую форму приливных деформаций, и одновременно, достаточно вязкая, чтобы создать задержку во времени реакции.

Также в работе указывается, что новую гипотезу подтверждают особенности поведения воды при экстремальных давлениях. Толщина водоносного слоя на Титане так велика, что свойства воды и льда там радикально отличаются от земных. Экспериментальные данные о поведении воды и минералов в подобных условиях были использованы для построения моделей внутреннего строения Титана, и с данными, собранными Cassini, лучше всего совпала модель вязкой среды.

Хотя идея об огромном подледном океане подогревала ожидания ученых, занимающихся поисками внеземной жизни, локальные карманы теплой пресной воды могут оказаться даже более благоприятными для зарождения простейших. В ограниченных объемах легче накапливаются питательные вещества и источники энергии, а расчеты указывают на то, что температура в таких зонах может быть значительно выше, чем принято было думать. Если жизнь на Титане и существует, она вряд ли напоминает что-то экзотическое и сложное. Скорее это аналог земных полярных экосистем, приспособленных к холодным, темным и химически необычным условиям.

"Уэбб" исследовал экзопланету, имеющую форму лимона и необычную атмосферу

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба исследована экзопланета, вращающуюся вокруг пульсара, состав атмосферы которой ставит под сомнение наше понимание того, как она образовалась. Об этом рассказывают в NASA. Объект, официально названный PSR J2322-2650b, имеет массу, подобную массе Юпитера, и, судя по всему, экзотическую атмосферу, в которой преобладают гелий и углерод, что не похоже ни на одну из известных ранее. Вероятно, в воздухе плавают облака сажи, а в глубинах планеты эти углеродные облака могут конденсироваться и образовывать алмазы. Как появилась эта планета, остается загадкой. Статья с исследованием появилась 16 декабря в журнале The Astrophysical Journal Letters. «Это было абсолютной неожиданностью», — рассказывает соавтор исследования Питер Гао из Лаборатории Земли и планет Института Карнеги в Вашингтоне. «Я помню, что после того, как мы получили данные, наша общая реакция была: "Что это, черт возьми, такое?". Это сильно отличается от того, что мы ожидали». 

Художественная концепция показывает, как может выглядеть экзопланета под названием PSR J2322-2650b (слева) на орбите быстро вращающейся нейтронной звезды, которая называется пульсаром (справа). Credits: Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Планета освещена своей звездой, хотя саму звезду "не видно"

Известно, что этот объект с массой планеты находится на орбите вокруг пульсара, быстро вращающейся нейтронной звезды. Пульсар испускает пучки электромагнитного излучения с регулярными интервалами, как правило, от миллисекунд до секунд. Их можно увидеть только тогда, когда они направлены на Землю, подобно лучам маяка.

Ожидается, что этот миллисекундный пульсар излучает преимущественно гамма-лучи и другие высокоэнергетические частицы, которые невидимы для инфракрасного зрения Уэбба. В таком случае, без яркой звезды поблизости, ученые могут детально изучить планету по всей ее орбите. «Эта система уникальна, потому что мы можем видеть планету, освещенную ее материнской звездой, но не видим саму материнскую звезду. Поэтому мы получаем действительно чистый спектр. И мы можем изучать эту систему более подробно, чем обычные экзопланеты», — сказала Мая Белезнай из Стэнфордского университета в Калифорнии, которая работала над моделированием формы планеты и геометрии ее орбиты. «Планета вращается вокруг звезды, которая является совершенно странной — она имеет массу Солнца, но размером с город», — говорит Майкл Чжан из Чикагского университета, главный автор этого исследования.

Атмосфера с редким молекулярным углеродом

«Это новый тип атмосферы планеты, которого никто раньше не видел. Вместо обычных молекул, которые мы ожидаем увидеть на экзопланете, таких как вода, метан и углекислый газ, мы увидели молекулярный углерод, а именно C3 и C2», — добавил Чжан.

Наличие молекулярного углерода очень необычно, поскольку при таких температурах, если в атмосфере есть другие типы атомов, углерод связывается с ними. (Температура на планете колеблется от 650 градусов в самых холодных точках ночной стороны до 2000 градусов Цельсия в самых жарких точках дневной стороны). Молекулярный углерод доминирует только при условии, что почти нет кислорода или азота. Из примерно 150 планет, которые астрономы изучили внутри и вне Солнечной системы, ни одна другая не имеет обнаруженного молекулярного углерода.

Планета в форме лимона

PSR J2322-2650b находится чрезвычайно близко к своей звезде, всего в 1,6 миллиона километров. Для сравнения, расстояние Земли от Солнца составляет около 150 миллионов километров. Из-за чрезвычайно плотной орбиты, весь год экзопланеты — время, необходимое для вращения вокруг своей звезды — составляет всего 7,8 часа. Гравитационные силы гораздо более тяжелого пульсара растягивают планету, масса которой равна массе Юпитера, до причудливой формы лимона.
Как могла образоваться система пульсар-планета?

Вместе звезда и экзопланета могут считаться системой «черной вдовы», хотя и не типичным примером. Системы черной вдовы — это редкий тип двойных систем, где быстро вращающийся пульсар сопряжен с небольшим звездным компаньоном с низкой массой. В прошлом материал из компаньона поступал на пульсар, заставляя его со временем вращаться быстрее, что создавало сильный ветер. Этот ветер и излучение затем бомбардируют и испаряют меньшего по размеру и массе спутника. Как и паук, в честь которого она названа, пульсар медленно поглощает своего несчастного партнера.

Но в этом случае спутник официально считается экзопланетой, а не звездой. Международный астрономический союз определяет экзопланету как небесное тело массой менее 13 масс Юпитера, которое вращается вокруг звезды, коричневого карлика или остатка звезды, такого как пульсар.

Из 6000 известных экзопланет это единственная, которая напоминает газового гиганта (с массой, радиусом и температурой, схожими на горячий Юпитер), вращающегося вокруг пульсара. Известно, что лишь несколько пульсаров имеют планеты.

«Образовалась ли эта штука как обычная планета? Нет, потому что ее состав совсем другой», — говорит Чжан. «Образовалась ли она путем снятия внешней оболочки звезды, как образуются "обычные" системы черных вдов? Наверное, нет, потому что ядерная физика не создает чистый углерод. Очень трудно представить, как можно получить такой чрезвычайно обогащенный углеродом состав. Это, кажется, исключает все известные механизмы формирования».

Соавтор исследования Роджер Романи из Стэнфордского университета и Института астрофизики частиц и космологии Кавли предлагает одно интересное явление, которое могло произойти в этой уникальной атмосфере.

«Когда спутник охлаждается, смесь углерода и кислорода внутри начинает кристаллизоваться», — говорит Романи. «Кристаллы чистого углерода всплывают на поверхность и смешиваются с гелием, и именно это мы видим. Но затем должно произойти что-то, чтобы удержать кислород и азот как можно дальше. И здесь появляется загадка».

«Но приятно не знать всего», — отметил Романи. «Я с нетерпением жду, чтобы узнать больше о странностях этой атмосферы. Замечательно иметь загадку, которую можно разгадать».

Исключительное зрение Уэбба

Благодаря инфракрасному зрению и чрезвычайной чувствительности, это открытие мог сделать только телескоп Уэбба. Его расположение в 1,5 миллиона километров от Земли и огромный солнечный экран обеспечивают низкую температуру приборов, что необходимо для наблюдений. Провести такое исследование с поверхности Земли невозможно.

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и наше место в ней. Уэбб — это международная программа, которую возглавляет NASA вместе со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).

«Уэбб» идентифицировал самую раннюю из известных сверхновых

Космический телескоп Джеймса Уэбба определил источник чрезвычайно яркой вспышки света, известной как гамма-всплеск: это была сверхновая, взорвавшаяся, когда Вселенной было всего 730 миллионов лет. Об открытии сообщают в NASA. Этим наблюдением Уэбб также побил собственный рекорд: предыдущая сверхновая, возглавлявшая рейтинг, взорвалась, когда Вселенной было 1,8 миллиарда лет. «Только Уэбб мог непосредственно показать, что этот свет исходит от сверхновой — массивной коллапсирующей звезды», — сказал Эндрю Леван, ведущий автор одной из двух новых статей в журнале Astronomy and Astrophysics Letters и профессор Радбоудского университета в Неймегене в Нидерландах и Университета Варвика в Великобритании. «Это наблюдение также демонстрирует, что мы можем использовать Уэбб для поиска отдельных звезд, когда Вселенной было всего 5% от ее нынешнего возраста», - добавил он. Хотя гамма-всплеск при коллапсе массивной звезды обычно длится от нескольких секунд до нескольких минут, сверхновая ярчеет в течение нескольких недель, а затем медленно тускнеет. В отличие от этого, эта сверхновая ярчела в течение месяцев. Поскольку она взорвалась так рано в истории Вселенной, ее свет растянулся по мере расширения космоса в течение миллиардов лет. С растяжением света растягивается и время, необходимое для развертывания событий. Наблюдения Уэбба были намеренно проведены через три с половиной месяца после окончания гамма-всплеска, поскольку ожидалось, что в это время сверхновая будет самой яркой.

На этой иллюстрации изображена сверхновая GRB 250314A во время взрыва (слева) и через три месяца после него (справа), когда ее наблюдал телескоп Уэбба. Звездные скопления вверху слева представляют ее галактику. Artwork: NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)

«Уэбб обеспечил быстрое и чувствительное наблюдение, которое нам было нужно», — сказал Бенджамин Шнайдер, соавтор и постдокторский исследователь в Лаборатории астрофизики Марселя во Франции.

Гамма-всплески чрезвычайно редки. Те, которые длятся несколько секунд, могут быть вызваны столкновением двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более длительные всплески, как этот, который длился около 10 секунд, часто связаны с взрывной гибелью массивных звезд.

Немедленное, оперативное исследование источника

Первое сообщение прозвучало 14 марта. Новость о гамма-всплеске из очень удаленного источника поступила от миссии SVOM (Космический многополосный астрономический монитор переменных объектов), Франко-Китайского телескопа, запущенного в 2024 году и предназначенного для обнаружения быстротечных событий.

В течение полутора часов обсерватория NASA Нейла Геррелса Свифта точно определила местоположение источника рентгеновского излучения на небе. Это позволило провести дальнейшие наблюдения, которые помогли определить расстояние для Уэбба.

Одиннадцать часов спустя был задействован Северный оптический телескоп на Канарских островах, который обнаружил послесвечение гамма-всплеска в инфракрасном свете, что указывало на то, что гамма-излучение может быть связано с очень удаленным объектом.

Через четыре часа Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили оценил, что объект существовал через 730 миллионов лет после Большого взрыва.

«За последние 50 лет было обнаружено лишь несколько гамма-всплесков, произошедших в первый миллиард лет существования Вселенной, — говорит Леван. — Это событие является очень редким и очень интересным».

Удивительное сходство с расположенными поблизости от нас сверхновыми

Поскольку это самая древняя и самая удаленная сверхновая, обнаруженная на сегодняшний день, исследователи сравнили ее с тем, что им хорошо известно — современными сверхновыми, расположенными поблизости от нас. Оказалось, что они очень похожи, что удивило ученых.

Почему? О первом миллиарде лет существования Вселенной до сих пор известно очень мало. Ранние звезды, вероятно, содержали меньше тяжелых элементов, были более массивными и имели более короткий жизненный цикл. Они также существовали в эпоху реионизации, когда газ между галактиками был в основном непрозрачным для высокоэнергетического света.

«Мы подошли к этому с открытым умом», — сказал Ниал Танвир, соавтор и профессор Лестерского университета в Великобритании. «И вот, Уэбб показал, что эта сверхновая выглядит точно так же, как современные сверхновые». Прежде чем исследователи смогут определить, почему такая ранняя сверхновая похожа на приближенные сверхновые, нужно больше данных, чтобы выявить мельчайшие различия.
Первый взгляд на галактику, в которой находится сверхновая

«Наблюдения Уэбба указывают на то, что эта удаленная галактика похожа на другие галактики, существовавшие в то же время», — сказал Эмерик Ле Флок, соавтор и астроном из центра CEA Paris-Saclay (Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии в Париж-Сакле) во Франции. Поскольку свет галактики смешан в нескольких пикселях, что делает галактику похожей на покрасневшее пятно, то, что мы можем о ней узнать, все еще ограничено. Сам факт ее наблюдения является прорывом.

Исследователи уже составили планы по повторному привлечению телескопа Уэбба к международной программе по изучению гамма-всплесков, излучаемых объектами в ранней Вселенной. Команда получила разрешение на наблюдение за событиями с помощью телескопа Уэбба и теперь имеет новую цель: узнать больше о галактиках в далекой Вселенной, фиксируя послесвечение самих гамма-всплесков. «Это свечение поможет Уэббу видеть больше и даст нам «отпечаток» галактики», — сказал Леван.
Уэбб

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Уэбб — это международная программа, возглавляемая NASA вместе со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).

Астрономы обнаружили одну из крупнейших вращающихся структур среди когда-либо найденных во Вселенной

Обнаружена группа вращающихся галактик, образующих очень тонкую удлиненную структуру, которая сама встроена в гигантский вращающийся филамент космической паутины. Результаты этого открытия были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, рассказывают в Оксфордском университете. Космические филаменты — это самые большие известные структуры во Вселенной: огромные нитевидные образования из галактик и темной материи, формирующие космические каркасы. Они также выполняют роль «магистралей», по которым материя и импульс поступают в галактики. Близко расположенные к нам филаменты с большим количеством галактик, которые вращаются в одном направлении, и где вся структура, как представляется, вращается, являются идеальными системами для исследования того, как галактики приобрели собственное вращение и газ, которые они имеют сегодня. Они также могут дать возможность проверить теории о том, как космическое вращение нарастает в течение десятков миллионов световых лет.

На иллюстрации изображено вращение нейтрального водорода (справа) в галактиках, расположенных в расширенном филаменте (посередине), где галактики демонстрируют согласованное вращение, прослеживаемое до крупномасштабной космической паутины (слева). Credit: Lyla Jung

В новом исследовании ученые нашли 14 богатых водородом галактик, расположенных в 140 млн световых лет от нас в виде тонкой, вытянутой линии длиной около 5,5 млн световых лет и шириной 117 000 световых лет. Эта структура находится внутри гораздо более крупного космического филамента, содержащего более 280 других галактик и имеющего длину примерно 50 миллионов световых лет. Примечательно, что многие из этих галактик, по-видимому, вращаются в том же направлении, что и сам филамент, — гораздо больше, чем если бы направление вращения галактик было случайным. Это ставит под сомнение современные модели и свидетельствует о том, что космические структуры могут влиять на вращение галактик сильнее или дольше, чем считалось ранее.

Исследователи обнаружили, что галактики по обе стороны хребта филамента движутся в противоположных направлениях, что свидетельствует о вращении всей структуры. Используя модели динамики филаментов, они определили скорость вращения в 110 км/с и оценили радиус плотной центральной области филамента в примерно 50 килопарсеков (около 163 000 световых лет).

Соавтор исследования доктор Лайла Юнг из Оксфордского университета указала, что исключительность этой структуры заключается не только в ее размерах, но также в сочетании выравнивания вращения галактик и вращательного движения структуры.

«Ее можно сравнить с аттракционом «чашки» в парке развлечений. Каждая галактика похожа на вращающуюся чашку, но вся платформа — космический филамент — также вращается. Это двойное движение дает нам редкое представление о том, как галактики получают свой оборот от более крупных структур, в которых они существуют», — отметила д-р Юнг.

Филамент кажется молодой, относительно ненарушенной структурой. Большое количество богатых газом галактик и низкое внутреннее движение — так называемое «динамически холодное» состояние — свидетельствуют о том, что он все еще находится на ранней стадии развития. Поскольку водород является сырьем для звездообразования, галактики с богатым содержанием водорода активно собирают или удерживают топливо для образования звезд. Поэтому изучение этих галактик может дать представление о ранних или текущих стадиях эволюции галактик.

Галактики, богатые водородом, также являются отличными индикаторами потока газа вдоль космических филаментов. Поскольку атомарный водород легче нарушается движением, его присутствие помогает выявить, как газ проходит через филаменты в галактики, давая подсказки о том, как угловой момент проходит через космическую паутину, влияя на морфологию галактик, вращение и образование звезд.

Это открытие также может пригодиться в будущих попытках моделирования внутреннего выравнивания галактик, что является потенциальным фактором, который может повлиять на результаты будущих исследований слабого линзирования в космологии, проводимых в рамках миссии Европейского космического агентства «Эвклид» и обсерватории Веры Рубин в Чили.

Соавтор исследования доктор Мадалина Тудораче (Кембриджский университет / Оксфордский университет) добавила: «Этот филамент является ископаемым свидетельством космических потоков. Он помогает нам составить представление о том, как галактики приобретают вращение и растут со временем».

Для обнаружения группы вращающихся галактик астрономы использовали данные южноафриканского радиотелескопа MeerKAT, одного из самых мощных телескопов в мире, состоящего из массива 64 взаимосвязанных спутниковых антенн. Чтобы обнаружить космический филамент, который демонстрирует как когерентное выравнивание вращения галактик, так и вращение массы, это было совмещено с оптическими наблюдениями от Спектроскопического инструмента темной энергии (DESI) и Слоановского цифрового обзора неба (SDSS).

В исследовании также участвовали ученые из Кембриджского университета, Университета Западного Кейпа, Университета Родса, Южноафриканской радиоастрономической обсерватории, Университета Хартфордшира, Бристольского университета, Эдинбургского университета и Кейптаунского университета.

Телескоп "Ферми" возможно позволил впервые "увидеть" темную материю

Японский астрофизик считает, что гамма-излучение чрезвычайно высокой энергии, обнаруженное возле центра нашей галактики с помощью «Ферми», могло возникнуть из-за аннигиляции частиц темной материи. Об этом рассказывают в Токийском университете. В начале 1930-х годов швейцарский астроном Фриц Цвикки наблюдал, как галактики в космосе движутся быстрее, чем это позволяла их масса, что побудило его сделать вывод о наличии какой-то невидимой структуры — темной материи — которая удерживает галактики вместе. Спустя почти 100 лет космический гамма-телескоп NASA «Ферми», возможно, предоставил прямые доказательства ее существования, позволив впервые «увидеть» невидимую материю. До сих пор ученые могли только косвенно наблюдать темную материю через ее влияние на наблюдаемую материю, например, через ее способность генерировать достаточную гравитационную силу, чтобы удерживать галактики вместе. По мнению астрофизиков, темную материю невозможно наблюдать непосредственно по той причине, что частицы, из которых она состоит, не взаимодействуют с электромагнитной силой, то есть темная материя не поглощает, не отражает и не излучает свет.

Карта интенсивности гамма-излучения, исключающая компоненты, кроме гало, и охватывающая примерно 100 градусов в направлении центра Млечного Пути. Горизонтальная серая полоса в центральной области соответствует области галактической плоскости, которая была исключена из анализа, чтобы избежать сильного астрофизического излучения. ©2025 Tomonori Totani, The University of Tokyo

Существует множество теорий, но многие исследователи выдвигают гипотезу, что темная материя состоит из так называемых «массивных слабо взаимодействующих частиц» (WIMP). Они тяжелее протонов, но очень мало взаимодействуют с другой материей. Несмотря на недостаток взаимодействия, предполагается, что при столкновении двух WIMP они аннигилируют и высвобождают другие частицы, включая фотоны гамма-излучения.

В поисках этих конкретных гамма-лучей исследователи на протяжении многих лет проводили астрономические наблюдения в регионах, где может быть сосредоточена темная материя, таких как центр Млечного Пути. Используя последние данные обсерватории «Ферми», профессор Томонори Тотани из кафедры астрономии Токийского университета считает, что наконец обнаружил конкретные гамма-лучи, предсказанные аннигиляцией теоретических частиц темной материи.

Исследование Тотани опубликовано в журнале «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics».

«Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт (или 20 миллиардов электронвольт, что является чрезвычайно большим количеством энергии), которые распространяются в виде галообразной структуры в направлении центра галактики Млечный Путь. Компонент гамма-излучения точно соответствует форме, ожидаемой от гало темной материи», — сказал Тотани.

Наблюдаемый энергетический спектр, или диапазон интенсивности гамма-излучения, соответствует излучению, предсказанному в результате аннигиляции гипотетических WIMP, масса которых примерно в 500 раз превышает массу протона. Частота аннигиляции WIMP, оцененная на основе измеренной интенсивности гамма-лучей, также находится в пределах теоретических прогнозов.

Важно, как отмечают в Токийском университете, эти измерения гамма-лучей нельзя легко объяснить другими, более распространенными астрономическими явлениями или гамма-излучениями. Поэтому Тотани считает эти данные весомым доказательством гамма-излучения темной материей, которую искали в течение многих лет.

«Если это верно, то, насколько мне известно, это будет первый случай, когда человечество «увидит» темную материю. И оказывается, что темная материя — это новая частица, которая не входит в текущую стандартную модель физики частиц. Это означает значительный прогресс в астрономии и физике», — отметил Тотани.

Хотя Тотани уверен, что его измерения гамма-излучения обнаруживают частицы темной материи, его результаты должны быть проверены независимым анализом других исследователей. Даже после подтверждения ученые захотят получить дополнительные доказательства того, что галообразное излучение действительно является результатом аннигиляции темной материи, а не происходит от других астрономических явлений.

Дополнительные доказательства столкновений WIMP в других местах, где может наблюдаться высокая концентрация темной материи, подкрепили бы эти предварительные результаты. Например, обнаружение гамма-излучения такой же энергии в карликовых галактиках, как в гало Млечного Пути, подтвердило бы анализ Тотани.

«Это можно будет сделать после накопления большего количества данных, и если это произойдет, то это предоставит еще более убедительные доказательства того, что гамма-лучи происходят от темной материи», — сказал Тотани.

Ледяные спутники, такие как Мимас, могут скрывать кипящие океаны

Внутри небольших ледяных спутников вода может достигать «тройной точки», вызывая кипение, что влияет на особенности их поверхности. Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Дэвисе. Внешние планеты Солнечной системы окружены ледяными спутниками. Некоторые из них, такие как спутник Сатурна Энцелад, известны тем, что между ледяной оболочкой и каменистым ядром они имеют океаны жидкой воды и могут быть лучшими местами в нашей планетной системе для поиска внеземной жизни. Новое исследование, опубликованное 24 ноября в журнале Nature Astronomy, проливает свет на то, что может происходить под поверхностью этих миров, и дает представление о том, как могли сформироваться их разнообразные геологические особенности. «Не о всех этих спутниках известно, что они имеют океаны, но мы знаем, что некоторые из них имеют», — сказал Макс Рудольф, доцент кафедры наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе и главный автор исследования. «Нас интересуют процессы, которые формируют их эволюцию на протяжении миллионов лет, и это позволяет нам думать о том, каким будет поверхностный вид океанического мира».

От гор до землетрясений — геология поверхности Земли определяется движением и плавлением горных пород в глубинах планеты. На ледяных спутниках геология определяется действием воды и льда.

Эти миры нагреваются приливными силами от планеты, вокруг которой они вращаются. Спутники, вращаясь вокруг планеты, могут взаимодействовать, что приводит к периодам более высокого и более низкого нагрева. Более высокий нагрев может растопить и истончить ледяной слой; когда нагрев уменьшается, лед становится толще.

Рудольф и его коллеги ранее исследовали, что происходит, когда ледяная оболочка становится толще. Они обнаружили, что, поскольку лед имеет больший объем, чем жидкая вода, замерзание оказывает давление на ледяную оболочку, что может привести к появлению таких особенностей, как «тигровые полосы» Энцелада.

Но что происходит, когда идет обратное и ледяная оболочка тает снизу? Исследователи пришли к выводу, что это может вызвать кипение океана.

Это происходит потому, что когда лед тает и превращается в менее плотную жидкую воду, давление падает. Рудольф и его коллеги подсчитали, что по крайней мере на самых маленьких ледяных спутниках, таких как Мимас и Энцелад Сатурна или Миранда, спутник Урана, давление может упасть настолько, что достигнет тройной точки — состояния вещества, при котором его твердая, жидкая и газообразная формы находятся в равновесии, то есть лед, жидкая вода и водяной пар могут сосуществовать.

Снимки Миранды, сделанные космическим зондом «Вояджер-2», показывают четкие участки хребтов и скал, которые называются коронами. Наличие этих особенностей может объяснить кипящий океан.

Мимас имеет диаметр 400 километров и покрыт кратерами, включая очень большой кратер, благодаря которому он получил прозвище «Звезда смерти». По словам Рудольфа, он кажется геологически мертвым, но колебания в его движении указывают на наличие океана. Поскольку не ожидается, что ледяная оболочка Мимаса разорвется в результате ее истончения, наличие океана можно совместить с геологически мертвой поверхностью.

Важен размер этих спутников. На более крупных ледяных спутниках, таких как Титания (другой спутник Урана), как подсчитала команда, падение давления от таяния льда привело бы к растрескиванию ледяной оболочки до достижения тройной точки воды. Авторы считают, что геология Титании могла быть результатом периода истончения ледяной оболочки, за которым последовало ее утолщение.

Так же как геология Земли помогает нам понять, почему наша планета выглядит так, как она выглядит после миллиардов лет изменений, понимание геологических процессов на этих спутниках может помочь нам понять, почему они имеют такую форму.

Соавторами исследования являются ученые из Калифорнийского университета в Беркли, Юго-западного исследовательского института (Боулдер) и Института планетных наук (Тусон). Работа была частично поддержана NASA.

Обнаружены «свежие» органические вещества из океана Энцелада, которые могут указывать на химическую или биохимическую активность

Исследователи тщательно изучили информацию, собранную из ледяных зерен, которые были получены во время близкого и сверхбыстрого пролета «Кассини» сквозь выброс из гейзера ледяного спутника Сатурна. Об этом рассказывают в NASA. Исследуемые ледяные частицы были собраны всего в 21 километре от поверхности спутника и стали первым случаем, когда ученые наблюдали такое разнообразие органических веществ в свежих частицах, выброшенных из подземных вод Энцелада. Опубликованные в журнале Nature Astronomy, эти результаты свидетельствуют о важном шаге в направлении подтверждения активной органической химии под поверхностью спутника. Это тот вид химической активности, который может поддерживать соединения, важные для биологических процессов и необходимые для жизни на Земле. Помимо увеличения разнообразия обнаруженных органических веществ, это исследование добавило новый слой к предыдущим результатам путем анализа частиц, собранных космическим аппаратом «Кассини» во время пролета непосредственно сквозь выброс из гейзера — это почти то же самое, что погрузиться непосредственно в океан спутника.

«Ранее мы обнаруживали органические вещества в кристаллах льда, которые были многолетними и, вероятно, претерпели изменения под воздействием интенсивной радиационной среды, окружавшей их», — сказал Нозаир Хаваджа из Свободного университета Берлина, главный автор исследования. «Эти новые органические соединения были всего нескольких минут от рождения, они были обнаружены во льду, который был свежим из океана под поверхностью Энцелада».

Ученые знали из предыдущего анализа данных «Кассини», что органические соединения, содержащие азот и кислород, присутствовали в частицах из кольца Е Сатурна, слабого, широкого внешнего пояса вокруг планеты, питаемого ледяным материалом, который расходится веером от гейзеров Энцелада. Но в новом исследовании были проанализированы ледяные зерна из самого гейзера спутника — другими словами, зерна, найденные ближе всего к их подповерхностному происхождению.

«Эти молекулы, которые мы нашли в свежевыброшенном материале, доказывают, что сложные органические молекулы, обнаруженные «Кассини» в кольце Е Сатурна, являются не просто продуктом длительного воздействия космоса, а легко доступны в океане Энцелада», — сказал соавтор исследования Фрэнк Постберг, также из Свободного университета Берлина.

Данные были собраны и отправлены на Землю еще в 2008 году, когда частицы льда попали на прибор «Космический пылеанализатор» «Кассини». Помимо того, что эти ледяные зерна были непосредственно взяты из гейзера, они имели еще одно преимущество: они были разбиты на мелкие частицы, когда попали на прибор во время быстрого пролета космического аппарата со скоростью 18 километров в секунду относительно спутника.

Энергия удара испарила ледяные зерна и ионизировала значительную их часть. Эти ионы были обследованы масс-спектрометром прибора на их химический состав.

Авторы исследования смогли проанализировать мельчайшие фрагменты — меньше тысячной доли миллиметра, даже меньше вируса гриппа — и обнаружить органические соединения, которых они ранее не видели в частицах из гейзеров.

Среди новообнаруженных были соединения из семейств алифатических и циклических эфиров и эфиров, некоторые из которых имели двойные связи в молекулярной структуре. Вместе с подтвержденными ароматическими соединениями, содержащими азот и кислород, эти соединения могут образовывать строительные блоки для поддержания химических реакций и процессов, которые могли бы привести к более сложной органической химии — такой, которая интересует астробиологию и сужает фокус поиска жизни в Солнечной системе.

После пролета через облако от гейзера космический аппарат, управляемый Лабораторией реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, исследовал сложную систему Сатурна еще почти десять лет.

Ученые нашли на Марсе карстовые пещеры

Марс – ближайшая к Земле планета, и поиски жизни на ней начались еще до запуска первого спутника. Теперь мы знаем, что Марс представляет из себя сухую пустыню, однако в далеком прошлом условия на нем были гораздо более благоприятными. И если там когда-либо существовала жизнь, то, вероятно, она скрывалась не на поверхности, а в пещерах, защищенных от радиации, перепадов температур и пылевых бурь. Теперь ученые впервые нашли признаки того, что такие убежища могли быть сформированы не вулканической активностью, как считалось раньше, а водой. До сих пор предполагалось, что все известные марсианские пещеры имеют вулканическое происхождение и по своей природе являются лавовыми трубками, т. е. тоннелями, выжженными потоками лавы. Однако новые данные указывают на совершенно иной тип подземных полостей. Как и на Земле, такие пещеры могли возникнуть, когда вода просачивалась сквозь трещины в карбонатных и сульфатных породах, постепенно растворяя их и создавая пустоты. 

Исследователи из Университета Шэньчжэня под руководством Чэнью Дина сообщили об обнаружении восьми необычных провалов – «световых колодцев» в регионе Долина Гебрус на северо-западе Марса. Анализ данных позволил геологам предположить, что эти провалы являются входами в карстовые пещеры, которые образовались в древности при растворении горных пород в воде. Работа ученых была опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Вероятные карстовые пещеры были выявлены на снимках исследовательских космических аппаратов, работающих на орбите Марса. Они выглядят как округлые впадины и отличаются от ударных кратеров тем, что не имеют возвышенных краев, а вокруг них отсутствует выброшенный обломочный материал. По форме и структуре эти углубления напоминают участки, где поверхность обрушилась вследствие вымывания подземных пород.

Используя данные инфракрасного спектрометра TES на борту космического аппарата Mars Global Surveyor, ученые обнаружили, что окружающие породы действительно богаты водорастворимыми породами – карбонатами и сульфатами. На основе снимков высокого разрешения команда ученых построила трехмерные модели впадин, подтверждающие, что их происхождение связано с водной эрозией, а не с вулканизмом или тектоникой.

Эти пещеры могут оказаться важными целями для исследования будущими марсианскими миссиями. Даже если внутри не окажется признаков жизни, они могут стать удобным естественным убежищем для людей, где они смогут укрыться от радиации и экстремальных условий поверхности.

Открытие карстовых пещер меняет подход к поиску следов жизни на Марсе: теперь исследователи могут сосредоточиться не только на древних руслах рек и озер, но и на подземных полостях.

Астрономы впервые зафиксировали взрывную вспышку на другой звезде

Впервые подтвержден взрывной выброс вещества в космос другой звездой, достаточно мощный, чтобы снести атмосферу любой несчастной планеты, оказавшейся на его пути. Об этом рассказывают в Европейском космическом агентстве. Взрыв был корональным выбросом массы (КВМ), извержениями, которые мы часто видим от Солнца. Во время КВМ огромные количества вещества выбрасываются из нашей звезды, заполняя окружающее пространство. Эти драматические выбросы формируют и определяют космическую погоду, такую как зрелищные полярные сияния, которые мы видим на Земле, и даже могут разрушать атмосферы близлежащих планет. Но хотя КВМ является обычным явлением на Солнце, до сих пор мы не видели ни одного убедительного доказательства их существования на другой звезде. «Астрономы уже десятилетиями стремились обнаружить КВМ на другой звезде», — говорит Джо Каллингем из Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON), автор нового исследования, опубликованного в журнале Nature. «Предыдущие выводы давали основания предполагать их существование или намекали на их присутствие, но фактически не подтверждали, что материал действительно вырвался в космос. Теперь нам впервые удалось это сделать».

Когда КВМ путешествует через слои звезды к межпланетному пространству, он создает ударную волну и сопутствующую вспышку радиоволн. Этот короткий, интенсивный радиосигнал был зафиксирован Джо и его коллегами, и оказалось, что он исходит от звезды, находящейся на расстоянии около 130 световых лет от нас.

«Такой радиосигнал просто не существовал бы, если бы материал полностью не покинул пузырь мощного магнетизма звезды», — добавляет Джо. «Другими словами: он вызван КВМ».

Звезда, выбрасывающая материю, является красным карликом — типом звезды, которая намного тусклее, холоднее и меньше Солнца. Она совсем не похожа на наше светило: ее масса примерно в два раза меньше, она вращается в 20 раз быстрее и имеет магнитное поле, которое в 300 раз сильнее. Большинство планет, о существовании которых известно в Млечном Пути, вращаются вокруг такого типа звезд.

Радиосигнал был обнаружен с помощью радиотелескопа «Низкочастотный массив» (LOFAR) благодаря новым методам обработки данных, разработанным соавторами из Парижской обсерватории-PSL. Затем команда использовала космическую обсерваторию XMM-Newton Европейского космического агентства, чтобы определить температуру, вращение и яркость звезды в рентгеновском свете. Это было необходимо для интерпретации радиосигнала и выяснения, что на самом деле происходит.

«Нам нужны были чувствительность и частота LOFAR, чтобы обнаружить радиоволны», — говорит соавтор Дэвид Конийн, аспирант, работающий с Джо в ASTRON. «А без XMM-Newton мы бы не смогли определить движение КВМ или разместить его в звездном контексте, что было крайне важно для подтверждения наших открытий. Одного телескопа было бы недостаточно — нам нужны были оба».

Исследователи определили, что КВМ движется с чрезвычайно высокой скоростью 2400 км в секунду, которая наблюдается только в 1 из 2000 КВМ, происходящих на Солнце. Выброс был настолько быстрым и плотным, что мог полностью уничтожить атмосферу любой планеты, вращающейся близко к звезде.

Открытие того, что КВМ способны сдирать планетарные атмосферы, полезно для нашего поиска жизни вокруг других звезд. Пригодность планеты для жизни, какой мы ее знаем, определяется ее расстоянием от материнской звезды – находится ли она в «зоне обитаемости», то есть в области, где на поверхности планет с соответствующей атмосферой может существовать жидкая вода. Это сценарий «Золотоволоски»: слишком близко к звезде – слишком жарко, слишком далеко – слишком холодно, а посередине – как раз подходит.

Но что, если эта звезда особенно активна и регулярно выбрасывает опасные извержения вещества, вызывая сильные бури? Планета, которая регулярно подвергается бомбардировке мощными корональными выбросами массы, может полностью потерять свою атмосферу, оставив после себя бесплодный камень – непригодный для жизни мир, несмотря на то, что его орбита «как раз подходит».

«Эта работа открывает новые возможности для наблюдений, изучения и понимания извержений и космической погоды вокруг других звезд», — добавляет Хенрик Эклунд, научный сотрудник ЕКА, работающий в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC) в Нордвейке в Нидерландах.

«Мы больше не ограничиваемся экстраполяцией нашего понимания солнечных КВМ на другие звезды. Похоже, что интенсивная космическая погода может быть еще более экстремальной вокруг меньших звезд — основных носителей потенциально пригодных для жизни экзопланет. Это имеет важное значение для того, как эти планеты сохраняют свою атмосферу и, возможно, остаются пригодными для жизни с течением времени».

Между тем XMM-Newton является ведущим исследователем горячей и экстремальной Вселенной. Запущенный в 1999 году, космический телескоп наблюдал за ядрами галактик, изучал звезды, чтобы понять, как они эволюционируют, исследовал окрестности черных дыр и обнаруживал интенсивные вспышки энергичного излучения от удаленных звезд и галактик.

«Сейчас XMM-Newton помогает нам выяснить, как КВМ варьируются в зависимости от звезды, что интересно не только для нашего исследования звезд и Солнца, но и для поиска пригодных для жизни миров вокруг других звезд», — говорит научный сотрудник проекта XMM-Newton Эрик Кулкерс. «Это также демонстрирует огромную силу сотрудничества, которая лежит в основе всех успешных научных исследований. Это открытие стало результатом настоящей командной работы и решило вопрос, который десятилетиями занимал ученых, — поиск КВМ за пределами Солнца».

Статья «Радиоволновая вспышка от звездного коронального выброса массы» (Callingham et al.) была опубликована 12 ноября в журнале Nature.

Звезды, такие как Солнце, при приближении к своему концу склонны уничтожать ближайшие к себе планеты

Согласно новому исследованию, стареющие звезды чаще всего уничтожают гигантские планеты, которые вращаются ближе всего к ним. Об этом рассказывают в Университете Уорика (Великобритания). Когда звезда, подобная нашему Солнцу, исчерпывает запасы водорода и из-за этого подавляет термоядерный синтез в своем ядре, она охлаждается и расширяется, превращаясь в красного гиганта. В случае нашего светила это произойдет примерно через пять миллиардов лет, и ученые считают, что это расширение приведет к уничтожению Меркурия, Венеры и, возможно, Земли, но не имеют доказательств того, как именно это произойдет и произойдет ли вообще. В новом исследовании, опубликованном в журнале Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества, ученые из Университета Уорика и Университетского колледжа Лондона проанализировали почти полмиллиона близко расположенных к нам звездных систем, чтобы получить больше ясности в этом вопросе. Они стремились выяснить, как часто близко расположенные к звезде планеты выживают после того, как их звезда превращается в красного гиганта.

В этих звездных системах исследователи обнаружили, что планеты гораздо реже находятся на орбитах вблизи красных гигантов, что указывает на то, что многие планеты, вероятно, уже были уничтожены, когда их звезды-хозяева расширились.

Главный автор работы, доктор Эдвард Брайант сказал: «Это является убедительным доказательством того, что когда звезды выходят за пределы своей главной последовательности, они могут быстро вызвать спиральное приближение планет к себе и их уничтожение. Это уже некоторое время было предметом дискуссий и теорий, но теперь мы можем непосредственно наблюдать это влияние и измерить его на уровне большой популяции звезд.

Мы ожидали увидеть этот эффект, но все равно были удивлены тем, насколько эффективно эти звезды поглощают свои близкие планеты.

Мы считаем, что разрушение происходит из-за гравитационного противостояния между планетой и звездой, которое называется приливным взаимодействием. По мере эволюции и расширения звезды это взаимодействие становится сильнее. Так же как Луна притягивает океаны Земли, создавая приливы, планета притягивает звезду. Эти взаимодействия замедляют планету и приводят к сокращению ее орбиты, заставляя ее двигаться по спирали внутрь, пока она не разрушиться или не упадет в звезду».

Исследователи сосредоточили свое внимание на звездах, которые только что вошли в «пост-главную последовательность» своей жизни (после исчерпания водорода), и обнаружили только 130 планет и кандидатов в планеты (включая 33, о которых мы ранее не знали), которые вращаются близко вокруг этих стареющих звезд.

Ограничив свое исследование только звездами, которые перешли в стадию охлаждения и расширения (и, следовательно, классифицируются как красные гиганты), они обнаружили, что вероятность того, что красный гигант имеет возле себя планету, составляет всего 0,11%, что примерно в три раза ниже, чем процент звезд главной последовательности, которые имеют близкую гигантскую планету.

Соавтор исследования, доктор Винсент Ван Эйлен сказал: «Через несколько миллиардов лет наше Солнце увеличится и станет красным гигантом. Когда это произойдет, выживут ли планеты Солнечной системы? Мы обнаружили, что в некоторых случаях планеты не выживают.

Земля, безусловно, более безопасна, чем гигантские планеты в нашем исследовании, которые находятся гораздо ближе к своей звезде. Но мы рассматривали только самую раннюю часть фазы после главной последовательности, первые один-два миллиона лет — звезды должны пройти еще долгий путь эволюции.

В отличие от исчезнувших гигантских планет в нашем исследовании, сама Земля может выжить в фазе красного гиганта Солнца. Но жизнь на Земле, вероятно, не выживет».

Хотя это исследование показало, что частота появления гигантских планет уменьшается с возрастом звезды, еще многое нужно узнать из небольшого количества планет, которые все еще находятся на близкой орбите вокруг красного гиганта. Но нужно больше данных, чтобы выяснить, почему некоторые, но не все планеты становятся жертвами стареющих звезд.

Д-р Брайант подытожил: «Как только мы получим массу этих планет, это поможет нам точно понять, что именно заставляет эти планеты двигаться по спирали и разрушаться».

Обнаружена мертвая звезда, которая все еще поглощает свою планетную систему

На художественной иллюстрации изображена звезда-белый карлик, возрастом 3 миллиарда лет, которая аккреционирует материю из остатков своей бывшей планетной системы. Гравитационная нестабильность вызвала спиральное разрушение уцелевшей планеты под действием интенсивных приливных сил, образовав диск обломков. Спектроскопический анализ атмосферы белого карлика выявил наличие этих планетарных обломков. Credit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI). Астрономы обнаружили редкую древнюю систему, которая все еще активно поглощается звездой-белым карликом в ее центре, что ставит под сомнение текущее понимание эволюции планетных систем. Об открытии сообщают в Обсерватории В. М. Кека. Эта система, расположенная в 145 световых годах от Земли, содержит самый старый и богатый тяжелыми металлами диск обломков, который когда-либо наблюдался вокруг богатого водородом белого карлика. Это поднимает новые вопросы о долгосрочной стабильности планетных систем через миллиарды лет после смерти звезды, когда в ней закончился процесс термоядерного синтеза. Соответствующее исследование, возглавляемое Эрикой Ле Бурде из Института исследований экзопланет Троттье при Монреальском университете, было опубликовано 22 октября в «The Astrophysical Journal».

«Это открытие ставит под сомнение наше понимание эволюции планетных систем», — сказала Ле Бурде. «Аккреция, продолжающаяся на этом этапе, свидетельствует о том, что белые карлики также могут удерживать около себя планетарные остатки, подвергающиеся динамическим изменениям».

Спектроскопические данные, полученные с помощью Высокоразрешающего эшельного спектрометра (HIRES) на телескопе Keck I, показали, что атмосфера белого карлика загрязнена 13 химическими элементами, что свидетельствует о наличии каменистого тела шириной не менее 200 километров, которое было оторвано гравитацией звезды.

«Это один из немногих случаев, когда мы можем увидеть прямые доказательства того, что планеты разрываются и падают на мертвую звезду», — сказал главный научный сотрудник Обсерватории Кека Джон О′Мира. «У нас не так много таких систем, где мы видим загрязненные белые карлики. Эта конкретная система имеет наибольшее количество тяжелых элементов, которые были обнаружены на сегодняшний день, что доказывает, что это была старая каменистая планета».

Богатая водородом атмосфера вокруг белых карликов обычно маскирует такие следы элементов, что делает это обнаружение особенно значимым. «Что-то явно нарушило эту систему через долгое время после смерти звезды», — сказал соавтор исследования Джон Дебес из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. «Даже через миллиарды лет все еще существует резервуар материала, способного загрязнять белый карлик».

Почему задержка?

Почти половина всех загрязненных белых карликов показывают признаки накопления тяжелых элементов, что указывает на динамические нарушения в их планетных системах. В данном случае недавнее нарушение — в течение последних нескольких миллионов лет — вероятно, привело к спиральному разрушению каменистой планеты.

«Это свидетельствует о том, что механизмы приливного разрушения и аккреции остаются активными еще долго после завершения фазы главной последовательности жизни звезды», — сказал Дебес. «Потеря массы во время эволюции звезды может дестабилизировать орбиты, влияя на планеты, кометы и астероиды».

Эта система может быть примером отсроченной нестабильности, когда взаимодействие нескольких планет постепенно дестабилизирует орбиты в течение миллиардов лет. «Это может указывать на долгосрочные динамические процессы, которые мы еще до конца не понимаем», — добавил Дебес.

Поиск внешних планет

Астрономы сейчас исследуют, что могло вызвать разрушение. Причиной могли быть планеты размером с Юпитер, которые выжили, но их трудно обнаружить из-за их удаленности от белого карлика и низких температур. Данные от космического телескопа Gaia Европейского космического агентства могут быть достаточно чувствительными, чтобы обнаружить такие планеты по их гравитационному воздействию на белый карлик.

Космический телескоп Джеймса Уэбба также может предоставить информацию, проводя инфракрасные наблюдения системы на предмет признаков внешних планет. «Будущие наблюдения могут помочь различить планетарное потрясение или гравитационный эффект звездного сближения с белым карликом», — сказал Дебес.