«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).