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

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

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

Астрономы выделили 4 типа планетных систем

В нашей Солнечной системе, кажется, все в порядке: небольшие скалистые планеты, такие как Венера, Земля или Марс, вращаются относительно близко к нашей звезде, а крупные газовые и ледяные гиганты, такие как Юпитер, Сатурн или Нептун, движутся по широким орбитам вокруг Солнца. В двух исследованиях, опубликованных в журнале Astronomy & Astrophysics, ученые из университетов Берна и Женевы и Национального центра компетенций в области исследований планет (NCCR) показывают, что наша планетная система совершенно уникальна в этом отношении. «Более десяти лет назад астрономы заметили, основываясь на наблюдениях с помощью новаторского в то время телескопа "Кеплер", что планеты в других системах по размеру и массе обычно напоминают своих соответствующих соседей — как горошины в стручке», – сказал ведущий автор исследования Локеш Мишра. Но долгое время было неясно, было ли это открытие связано с ограничениями методов наблюдений. «Было невозможно определить, были ли планеты в какой-либо отдельной системе достаточно похожи, чтобы попасть в класс систем "горошины в стручке", или же они были довольно разными - точно так же, как в нашей Солнечной системе», – отметил Миштра. Поэтому исследователь разработал систему для определения различий и сходств между планетами одних и тех же систем. И при этом он обнаружил, что существует не две, а четыре системные архитектуры. «Мы называем эти четыре класса "похожими", "упорядоченными", "антиупорядоченными" и "смешанными"», – объяснил Мишра.

Планетные системы, в которых массы соседних планет похожи друг на друга, имеют схожую архитектуру. Упорядоченные планетные системы — это те, в которых масса планет имеет тенденцию увеличиваться с удалением от звезды – точно так же, как в Солнечной системе. Если, с другой стороны, масса планет примерно уменьшается с удалением от звезды, исследователи говорят об антиупорядоченной архитектуре системы. Также существуют смешанные архитектуры, когда массы планет в системе сильно различаются от планеты к планете.

«Наши результаты показывают, что "похожие" планетные системы являются наиболее распространенным типом архитектуры. Примерно восемь из десяти планетных систем вокруг звезд, видимых на ночном небе, имеют "похожую" архитектуру», – пояснил Мишра. – «Это также объясняет, почему свидетельства такой архитектуры были обнаружены в первые несколько месяцев миссии "Кеплер". Что удивило команду, так это то, что "упорядоченная" архитектура — та, которая также включает Солнечную систему, — кажется, является самым редким классом».

По словам Мишры, есть признаки того, что масса газопылевого диска и обилие тяжелых элементов в звезде оказывают влияние на архитектуру системы.

«Из довольно маленьких дисков с низкой массой и звезд с небольшим количеством тяжелых элементов возникают "похожие" планетные системы. Большие, массивные диски со многими тяжелыми элементами в звезде порождают более упорядоченные и антиупорядоченные системы. Смешанные системы возникают из дисков среднего размера. Динамические взаимодействия между планетами — такие как столкновения или выбросы — влияют на окончательную архитектуру», – рассказал Мишра.

Примечательным аспектом этих результатов является то, что они связывают начальные условия формирования планет и звезд с измеримым свойством: архитектурой системы. Между ними лежат миллиарды лет эволюции. Впервые ученым удалось преодолеть этот огромный временной разрыв и сделать проверяемые прогнозы.

Исследование утверждает, что жизнь может существовать даже вокруг маленьких звезд

Фотосинтез, вероятно, является самой важной химической реакцией для жизни на Земле. Это процесс, который растения используют для преобразования солнечного света в энергию. Благодаря фотосинтезу атмосфера Земли на 20% состоит из кислорода. Нет фотосинтеза - нет жизни на Земле в том виде, в каком мы ее знаем. Конечно, фотосинтез эволюционировал, чтобы подстроится под яркую желтую звезду, которая излучает большую часть своего света в видимом спектре. Но солнцеподобные звезды составляют менее 8% звезд главной последовательности в нашей галактике. Красные карлики, с другой стороны, составляют 75% звезд главной последовательности. По статистике, подавляющее большинство потенциально обитаемых планет вращается вокруг красных карликов. А красные карлики намного меньше и холоднее Солнца. Большая часть света, который они излучают, находится в инфракрасном диапазоне. Но обладает ли он тем эффектом, который нужен для активизации фотосинтеза? В недавнем исследовании группа ученых попыталась выяснить это. Для этого они создали симулятор звездного света. Это массив светодиодов, настроенных таким образом, чтобы имитировать спектр красного карлика. Затем они воссоздали атмосферу, которая могла бы быть типичной для раннего обитаемого мира, добавили немного бактерий и осветили их имитированным звездным светом.

Они начали с цианобактерий, которые были одними из первых организмов на Земле, использовавших фотосинтез для производства кислорода. Они хорошо выживают в суровых условиях. Цианобактерии хорошо росли в инфракрасном свете красного карлика, поэтому команда повторила эксперимент с красными и зелеными водорослями. Они тоже процветали. Таким образом, даже несмотря на то, что красные карлики не излучают тот тип света, который привел к эволюции фотосинтеза на Земле, земные организмы могли бы жить в таких условиях. Это отличная новость для тех, кто хочет найти внеземную жизнь.

Конечно, у красных карликов есть и другие проблемы, которые могут исключить существование жизни на их планетах, но это замечательное исследование пролило немного света на наше понимание жизни на других планетах.

Космический телескоп Джеймса Уэбба запечатлел туманность Тарантул

Тысячи новых молодых звезд были замечены в туманности 30 Золотой Рыбы, которую наблюдает космический телескоп Джеймса Уэбба. 30 Золотой Рыбы, также известная как туманность Тарантул, является любимым объектом для наблюдения у астрономов, изучающих звездообразование. Туманность Тарантул находится всего в 161000 световых лет от нас в галактике Большое Магелланово Облако. Эта туманность - крупнейшая и ярчайшая область звездообразования в местной группе галактик, ближайших к нашему Млечному Пути. Астрономы сфокусировали три инфракрасных прибора «Джеймса Уэбба» на туманности. В объективе NIRCam туманность похожа на логово паука, окутанное шелком. С помощью инструмента NIRSpec ученым удалось запечатлеть молодую звезду, которая только начала выбираться из своего кокона, и пока все еще поддерживает вокруг себя облако пыли. Область приобретает совершенно другой внешний вид, когда рассматривается в среднем инфракрасном диапазоне инструментом MIRI. Горячие звезды тускнеют, а холодный газ и пыль светятся. Внутри звёздных облаков можно разглядеть протозвезды, которые всё ещё набирают массу. Одна из причин, почему эта туманность интересна астрономам, заключается в том, что Тарантул имеет такой же химический состав, какой был у гигантских областей звездообразования, наблюдаемых во Вселенной в «космический полдень».

 «Космический полдень» - это период, когда Вселенной было всего несколько миллиардов лет, и звездообразование находилось на своем пике. Звёздообразующие области галактики Млечный Путь не производят звёзды с той же скоростью, что и туманность Тарантул, и имеют другой химический состав. «Уэбб» предоставит астрономам возможность сопоставить наблюдения за образованием звёзд в туманности Тарантул с глубокими наблюдениями далёких галактик из реальной эры «космического полудня».

Астрономы обнаружили 21 нового кандидата в белые карлики с чрезвычайно малой массой

Используя данные Большого многоцелевого спектроскопа для наблюдения обширных районов неба (LAMOST) и спутника ESA Gaia, астрономы обнаружили, с высокой вероятностью, 21 новых белых карлика с чрезвычайно малой массой. Об этом сообщается в статье, опубликованной 27 июля на сервере препринтов arXiv. Чрезвычайно маломассивные (ELM) белые карлики (WD) — редкие объекты, встречающиеся чаще всего в короткопериодических двойных системах. В двойных системах ELM WD одна из звезд имеет массу менее 0,3 массы Солнца. Предполагается, что столь малая масса не может быть результатом обычной эволюции одиночной звезды; поэтому считается, что эти системы претерпевают значительную потерю массы в ходе своей эволюции. На сегодняшний день известны всего около 100 ELM WD, поэтому поиск новых систем и их подробное изучение имеет важное значение для углубления наших знаний о звездной эволюции. Предполагается, что некоторые системы этого типа также излучают гравитационные волны и, следовательно, могут пролить больше света на природу этого явления. Теперь группа астрономов во главе с Куном Ваном из Западно-Китайского педагогического университета в Наньчуне, Китай, сообщает об открытии 21 новой WD ELM после исследования более 100 известных объектов-кандидатов этого типа.

«Основываясь на спектральной базе данных LAMOST DR8, мы проанализировали 136 кандидатов в ELM WD, выбранных из данных Gaia DR2, и 12 известных объектов, ранее идентифицированных с помощью ELM Survey», — пишут исследователи в статье.

В целом, команда Ванга изучила в общей сложности 188 спектров LAMOST с низким разрешением, 172 из которых принадлежат 136 кандидатам ELM WD. Другие 16 спектров относятся к 12 ранее известным образцам. Ученые получили параметры атмосферы и лучевые скорости (ЛС) по каждому из 188 спектров LAMOST. Результаты указывают на большое разнообразие звезд среди 136 кандидатов в ELM WD, большинство из которых могут быть горячими субкарликами или стандартными белыми карликами.

В ходе исследования была выявлена 21 новая высоковероятная ELM WD с массой ниже 0,3 массы Солнца и оценками параллакса, которые согласуются с точностью до трех. Два недавно обнаруженных кандидата в ELM WD, обозначенные как J0338+4134 и J1129+471, демонстрируют значительную изменчивость ЛС, и исследователи предполагают, что они, скорее всего, представляют собой двойные системы, содержащие по крайней мере один ELM WD. J0338+4134 и J112 +471 также являются единственными двумя новыми высоковероятными ELM WD, которые имеют больше одного спектра.

Кроме того, астрономы обнаружили, что J0338+4134 демонстрирует относительно высокое проецируемое вращение, которое может быть результатом вращения, смешения линий или орбитального размытия. Однако для подтверждения этого вывода необходимы дальнейшие последующие спектроскопические наблюдения с высоким разрешением.

Авторы статьи отметили, что их исследование демонстрирует потенциал использования LAMOST для поиска и исследования новых ELM WD.

«Данные ЛС LAMOST из разных эпох позволят нам подтвердить их природу как ELM WD и получить их физические параметры», — заключили они.

У блазара обнаружили колебания яркости неизвестной природы

Китайские астрономы из Университета провинции Юньнань обнаружили, что далекий блазар PKS 0405-385 производит квазипериодические колебания в гамма-излучении, при этом причина этого явления пока остается неизвестной. Об открытии, которое должно помочь раскрыть природу изменений в яркости излучения многих подобных объектов, сообщается в препринте, доступном в репозитории arXiv. PKS 0405-385 имеет красное смещение 1,285, что с учетом расширения Вселенной соответствует радиальному расстоянию около 13 миллиардов световых лет. Он является блазаром, то есть компактным квазаром с релятивистскими джетами, направленными в сторону наблюдателя. Ученые относят его к типу радиоквазаров с плоским спектром (англ. flat-spectrum radio quasars, FSRQ), чья характерная особенность — очень быстрые и значительные изменения в оптическом излучении. Считается, что FSRQ — это квазары в период бурной активности, в то время как другой тип квазаров — лацертиды — находится в состоянии относительного покоя.

Астрономы проанализировали кривую блеска PKS 0405-385, полученную космическим аппаратом НАСА Fermi и охватывающую период времени от 2008 до 2021 года. Они обнаружили квазипериодические колебания (англ. quasi-periodic oscillation, QPO) кривой гамма-излучения, которые занимают примерно 2,8 года. Квазипериодические колебания находятся в промежуточном положении между хаотическими и периодическими колебаниями и могут быть результатом наложения двух или нескольких колебательных процессов. Например, QPO рентгеновского излучения у черной дыры или нейтронной звезды могут порождаться раскаленным газом, закручивающимся в аккреционном диске.

На сегодняшний день QPO наблюдались в более чем 20 блазарах. Ученые предполагают, что причиной может быть спиральное течение вещества внутри релятивистского джета, вырывающегося с огромной скоростью с одного из полюсов одиночной сверхмассивной черной дыры, либо присутствие пары сверхмассивных черных дыр.

Квазары — это активные ядра эллиптических галактик, которые подпитываются энергией сверхмассивных черных дыр, поглощающих межзвездное вещество. С обеих сторон ядра вырываются релятивистские джеты или струи, при этом скорость истечения составляет значительную долю скорости света. Черная дыра является источником очень мощного излучения, которое превышает суммарное излучение всех звезд обычных галактик вроде Млечного Пути.

Близкая карликовая галактика оказалась похожа на галактики молодой Вселенной

Астрономы изучили близкую к Млечному Пути карликовую галактику J2229+2725 с экстремально низкой металличностью и высоким темпом образования новых звезд. Основываясь на измерениях силы спектральных линий элементов, ученые предположили, что в галактике не просто наблюдается недавняя вспышка звездообразования, но и сама она совсем молода по астрономическим меркам. По мнению астрономов, J2229+2725, по совокупности свойств, может служить наилучшим модельным объектом для изучения свойств карликовых галактик Эпохи реионизации из ранней истории Вселенной. Работа будет опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Современному этапу развития Вселенной, известному как Эра вещества, предшествовало появление первых квазаров, звезд и галактик в Эпоху реионизации, начавшуюся спустя около 200–500 миллионов лет после Большого Взрыва. Сама же Эпоха реионизации началась после Темных веков, к концу которых Вселенная уже достаточно расширилась, чтобы сильно остыть и состояла из холодных (менее 10 кельвин) облаков нейтрального газа (водорода и гелия) с редкими звездами. К концу Темных веков, с массовым появлением ярких источников света, начался сначала нагрев, а потом и постепенная ионизация (повторная, реионизация) вещества, длившиеся около 400–500 миллионов лет. Значительная доля коротковолнового излучения, вызывавшего ионизацию, поступала от первых небольших галактик с высоким темпом звездообразования. Сейчас астрономам довольно сложно напрямую изучать эти галактики, так как они расположены от нас на огромном расстоянии (около 13 миллиардов световых лет или, в величинах красного смещения, от z ≈ 5 до z ≈ 10). Изображения таких галактик, полученные даже на лучших телескопах, слабо детализированы.

Впрочем, за последнее десятилетие было открыто несколько близких галактик, которые похожи по свойствам на отдаленные и древние галактики во времена их молодости. Они маломассивны (менее 10 миллионов солнечных масс), компактны и сочетают высокий темп звездообразования с очень низкой металличностью. Такие близкие галактики могут служить хорошими модельными объектами для более полного понимания процессов в молодой Вселенной.

Астрономы из США и Украины под руководством Юрия Изотова (Yuri Izotov) из Института теоретической физики имени Боголюбова провели наблюдения близкой (z ≈ 0,08) галактики подобного типа, J2229+2725, выбранной в качестве кандидата из базы данных Слоуновского цифрового обзора неба (SDSS) версии DR16. Основные наблюдения велись на Большом бинокулярном телескопе на горе Грэхем в США в диапазоне от 320 до 1000 нанометров. Использовались спектрографы MODS1 и MODS2. Также были получены спектры на 3,5-метровом телескопе Обсерватории Апачи-Пойнт в США спектрографом DIS.

Как выяснили астрономы, J2229+2725 — галактика с чрезвычайно низкой металличностью. Содержание металлов (в астрономии — элементы тяжелее гелия) оценивалось по силе линий излучения кислорода, азота и других элементов. Мощность излучения по линии трижды ионизированного кислорода (OIII, λ = 500 нанометров) оказалась менее 1/3 от мощности по линии водорода Hβ. А по линии дважды ионизированного азота (NII, λ = 658 нанометров) излучение было слабее чем по линии Hα более чем в 100 раз. Оба этих значения весьма малы.

Ученые обнаружили также рекордно высокое значение параметра O32. который определяется через отношение силы линий излучения трех- и двукратно ионизированного кислорода (OIII, λ = 500 нанометров и OII, λ = 373 нанометра). Для известных похожих галактик параметр O32 составляет от 22 до 39, но у J2229+2725 он оказался равен 53. По мнению авторов, это говорит о том что в этой галактике компактные области звездообразования. В таком случае, с большой вероятностью, J2229+2725 — представитель галактик-излучателей коротковолнового ультрафиолета из области Лаймановского континуума (с длиной волны менее 91 нанометра). Именно такое жесткое излучение в больших количествах могли испускать древние галактики в Эпоху реионизации, вызывая ионизацию огромных масс газа (в десятки раз превосходящих собственную).

Рекордной в спектре J2229+2725, для подобных галактик, оказалась и эквивалентная ширина линии Бальмера Hβ — 57 нанометров, а соотношение масса/светимость было чрезвычайно низким (0,017 в солнечных единицах). Оба параметра указывают на недавний всплеск звездообразования и наличие большого количества горячих и очень молодых (около двух миллионов лет) массивных звезд. А присутствие в спектре значительной доли (2,1 процента от мощности по линии Hβ) излучения двукратно ионизированного гелия (HeII, λ = 469 нанометров) выдаёт наличие жёсткой ионизирующей радиации, и сильно разогретого (около 25000 кельвин) плотного газа.

Все это позволило ученым предположить, что J2229+2725 не просто испытывает недавнюю вспышку звездообразования, но и сама галактика при этом очень молода. Авторы считают, что J2229+2725, с учетом ее крайне низкой металличности и подходящих размеров, возможно, наилучший модельный объект для изучения древних компактных галактик Эпохи реионизации из всех известных.

Соотношение параметра масса/светимость и общей массы галактик. Горизонтальными линиями показаны отметки возраста для галактик, наклонными линиями - темп звездообразования (в солнечных массах в год). J2229+2725 - молодая галактика с интенсивным звездообразованием

Впрочем, хотя J2229+2725 и подобные ей галактики и могут считаться хорошими аналогами древних галактик, но лишь с известной долей приближения. Прямые наблюдения за участниками тех событий более важны.

Астрономы объяснили, как Юпитер оставил без жизни планеты Солнечной системы

Подобные Солнцу звезды могут иметь до семи потенциально обитаемых планет, но при условии, что в этой системе не будет газовых гигантов вроде Юпитера. К такому выводу пришел астробиолог Стивен Кейн из Университета Калифорнии в Риверсайде, сообщается на сайте вуза. Ученый изучал одну из ближайших к нам звездных систем под названием "Траппист-1", в которой в обитаемой зоне (там, где возможно наличие жидких океанов) находятся сразу три экзопланеты. Это заставило меня задуматься о максимальном количестве обитаемых планет, которое может иметь звезда, и о том, почему у Солнца только одна такая планета, - отметил Кейн. - Это показалось мне несправедливым! Его команда с помощью математического моделирования стала изучать, как будут вести себя планеты в различных комбинациях - варьировалось количество и размер космических тел, их орбиты. Алгоритм учитывал гравитационные силы и помог проверить, как планеты могли бы взаимодействовать друг с другом в течение миллионов лет. В итоге ученые пришли к выводу, что некоторые звезды могут иметь до семи экзопланет с водой в жидком состоянии, а Солнце потенциально способно "содержать" шесть таких планет. Когда планет в обитаемой зоне более семи, они располагаются слишком близко и дестабилизируют орбиты друг к друга, - пояснил Кейн.

Что касается нашей Солнечной системы, то она имеет только одну обитаемую планету из-за Юпитера. В идеале орбиты планет должны быть круглыми, чтобы они не пересекались друг с другом, а огромный Юпитер (его масса в два с половиной раза больше всех других планет Солнечной системы) своей гравитацией нарушает "правильность" орбит других планет.

Более подробно познакомиться с результатами исследования можно в статье, опубликованной в Astronomical Journal.

Астрономы обеспокоены массовыми запусками спутников SpaceX

SpaceX недавно вывела на околоземную орбиту 60 новых интернет-спутников Starlink, доведя их число до 120. Но в планах компании — ввести в эксплуатацию десятки тысяч таких устройств, и эти планы сильно волнуют астрономов. Последние боятся больше никогда не увидеть настоящие звезды за сетью искусственных ретрансляторов. Учёные начали высказываться о негативных последствиях проекта Илона Маска сразу после первого запуска в мае 2019 года. Тогда в небе над Нидерландами можно было заметить ряд пролетающих ярких спутников. Позже они поднялись выше над Землёй, но их свет по-прежнему различим при работе с мощными телескопами. Волнения среди исследователей усилились, когда на орбиту недавно доставили ещё 60 ретрансляторов. Американское астрономическое общество уже начало обсуждать возможные пути решения со SpaceX. Известно, что ещё до запуска спутников компания постаралась минимизировать их влияние на радиоволны, используемые при изучении космоса с Земли. При этом избавиться от видимых световых эффектов не получится, даже если перекрасить устройства в чёрный цвет. К примеру устройство для исследования тёмной материи и отдалённых областей Солнечной системы создано, чтобы воспринимать крайне тусклые объекты, и аппараты Starlink будут мешать процессу в любом случае.

«В один момент такие системы могут сделать астрономические исследования невозможными. Я не говорю, что это произойдёт уже с запуском Starlink. Но если не задумываться об этом, то через десять лет с парой других подобных структур можно будет забыть об астрономии», — отмечает один из исследователей.

Больше всего астрономов волнует количество спутников, которые планирует запустить SpaceX. Компания уже получила разрешение на эксплуатацию 12 тысяч аппаратов и хочет увеличить это число до 42 тысяч. Уже на этом этапе учёным будет крайне сложно выбрать нужное время, когда устройства не будут мешать исследованиям. При этом другие корпорации вроде Amazon, OneWeb и Telesat также планируют создать собственные орбитальные интернет-сети.

АСТРОНОМЫ ОБНАРУЖИЛИ НОВЫЙ ТИП ШТОРМОВ НА САТУРНЕ

У газовых гигантов, то есть Юпитера и Сатурна, в твердом состоянии находится только ядро, а выше него располагаются жидкие и газообразные слои. В связи с этим на этих телах существуют мощные штормы, которые хорошо заметны в виде полос и пятен. Астрономы знали о двух типах штормов в атмосфере Сатурна - крупных и небольших. Первые - это так называемое Большое белое пятно, которое было названо так по аналогии с Большим красным пятном на Юпитере. Такие штормы возникают периодически и существуют в течение нескольких месяцев. В диаметре данные атмосферные образования огромны. Они могут составлять в ширину тысячи километров. Второй же тип штормов - это штормы гораздо меньшего размера, которые существуют, как правило, в течение всего нескольких дней. Новый тип был описан по четырем штормам, все из которых возникли и исчезли, один из них, первый из замеченных просуществовал целых 214 дней. В диаметре данные атмосферные образования огромны, более десяти тысяч километров (например расстояние от Канады до Новой Зеландии 12 000 км) все они наблюдались недалеко от Северного полюса Сатурна.

Астрономы обнаружили странную гигантскую планету, «не похожую ни на одну другую»

Наблюдая в течение нескольких лет за «колебаниями» звезды в созвездии Девы, астрономы открыли очень необычную гигантскую экзопланету, которая вращается вокруг нее по очень вытянутой орбите. Если бы эта планета находилась в Солнечной системе, то ее траектория проходила бы от Главного пояса астероидов до Нептуна. Результаты исследования опубликовал журнал The Astronomical Journal. «Этот гигант не похож на планеты в нашей Солнечной системе. Более того, планета не похожа ни на одну из до сих пор обнаруженных нами ранее экзопланет. Ведь все известные миры, расположенные на достаточно большом расстоянии от своих звезд, имеют тенденцию к орбитам с очень низким эксцентриситетом, то есть до почти круговых. Это различие говорит о том, что наша находка формировалась или развивалась не так, как большинство других планет », - рассказывает Сара Блант, ведущий автор исследования из Калифорнийского технологического института (США). Согласно нашим современным представлениям новые миры формируются в дисках с «неизрасходованных» газа и пыли, которые вращаются вокруг новорожденных звезд. Такая модель предполагает, что жизнь всех планет должна начинаться с круговых орбит. Обнаруженная астрономами экзопланета, получившая название HR 5183 b, попала на свою столь вытянутую орбиту вероятно после того, как в прошлом получила гравитационный удар от какого-то объекта. Авторы исследования предполагают, что наиболее вероятный сценарий заключается в существовании у нее соседа одинакового размера, в прошлом в ходе достаточно близкой встречи с HR 5183 b был вытолкнут из системы, а сама HR 5183 b перешла на высоко эксцентричную орбиту.

«По сути, HR 5183 b - это« шар разрушений », которая выбрасывает из системы все, что попадается ей на пути», - отметил Эндрю Говард, соавтор исследования из Калифорнийского технологического института.

Экзопланету открыли с помощью метода радиальных скоростей, который позволяет выявлять нетранзитни мира, отслеживая, как их родительские звезды «покачиваются» в ответ на гравитационное воздействие. Однако обычно этот подход подразумевает наблюдения, включающие весь орбитальный период цели, а для планет, вращающихся далеко от своих светил, это трудно, так как их один полный оборот может длиться десятки или даже сотни земных лет.

Астрономы наблюдают за экзопланеты HR 5183 b с 1990-х годов, но даже сегодня не имеют точных данных, по орбиты экзопланеты, так как, по оценкам авторов исследования, она делает один оборот вокруг своей звезды за 52-117 земных лет.

«Эта планета большую часть своего времени находится во внешней области системы. А при приближении к светилу она ускоряется и в итоге огибает звезду. Именно момент «облета с ускорением» мы и смогли зафиксировать, так как он создает отличную сигнатуру в данных. Поэтому мы можем быть уверены, что наблюдаем действительно планету », - пояснил Эндрю Говард.

Результаты показывают, что метод радиальных скоростей можно использовать для выявления других экзопланет, находящихся на большом расстоянии от своих звезд, не тратя на это десятилетие. И, как предполагают авторы исследования, открытия большего количества гигантских миров, подобных HR 5183 b, может прояснить их роль в формировании планетных систем.

«Когда мы только начинали открывать планетные системы у далеких звезд, мы ожидали, что они будут очень похожи на нашу Солнечную систему. Однако, изучая эту область, мы получали сюрприз за сюрпризом, и обнаружена экзопланета HR 5183 b является одной из них. Такие открытия показывают нам, что все планетные системы имеют свои видмитнни особенности, и это делает Вселенная невероятно разнообразным », - отметил Эндрю Говард.

Астрономы открыли гигантского космического "головастика"

Астрофизики открыли в созвездии Наугольника крайне необычную пару беспокойных звезд, чьи выбросы сформировали вокруг них очень красивую туманность, похожую по форме на головастика или человеческий эмбрион. Их фотографии были представлены в журнале Nature Astronomy. "По всей видимости, это первая подобная система, открытая в нашей Галактике. Никто не ожидал, что они могут существовать в Млечном Пути – теория гласит, что они должны возникать только в молодых и далеких галактиках. Учитывая яркость Апопа, крайне удивительно, что никто раньше не замечал его", — рассказывает Бенджамин Поуп (Benjamin Pope) из университета Нью-Йорка (США). Поуп и его коллеги открыли Апопа, названного так в честь древнеегипетского бога Апофиса, чье змееобразное тело напоминает по форме эту туманность, проводя перепись среди так называемых звезд Вольфа-Райе, чья масса превышает солнечную в 40-50 раз. В нашей Галактике и в ее спутниках присутствует несколько тысяч подобных светил, в чьих недрах идет столь бурная активность, что они выбрасывают огромные количества материи в виде солнечного ветра. Эта материя образует своеобразную "лохматую" газовую мантию вокруг светила, которая особым образом влияет на их спектр излучения и другие свойства этих звезд.

Через 5-6 миллионов лет, когда звезда-гигант заканчивает свою короткую жизнь в виде мощного взрыва сверхновой, материя этого "пузыря" рассеивается по окрестностям и превращается в плотное облако из газа и пыли, внутри которого могут рождаться новые, уже менее крупные светила. Часть ученых считает, что подобным образом могло возникнуть наше Солнце.

Ученые достаточно давно предполагают, что в некоторых молодых галактиках могут существовать пары или даже тройки светил, состоящие только из звезд Вольфа-Райе. Их выбросы будут взаимодействовать друг с другом и заплетать друг друга в необычные узоры, похожие по структуре на своеобразные вертушки.

Поуп и его коллеги открыли первый пример подобной пары "косматых" звезд внутри нашей Галактики, сопоставляя яркие источники рентгеновского излучения на ночном небе с различными объектами в оптическом и инфракрасном диапазоне.
Космический идеал

Их внимание привлекла чрезвычайно яркая точка в созвездии Наугольника, имевшая крайне необычный инфракрасный спектр. Направив туда обычные телескопы, ученые обнаружили, что им удалось открыть крайне причудливую планетарную туманность, похожую по форме на зародыш или головастика.

Когда они измерили скорость движения газа внутри нее, они с удивлением обнаружили, что им удалось открыть первую пару звезд Вольфа-Райе в нашей Галактике. Дальнейшие наблюдения показали, что "автором" этой туманности была лишь одна из этих звезд, вырабатывавшая сразу два потока пыли и газа, один из которых был быстрым, а другой – относительно медленным.

Как это возможно? На последних этапах жизни подобные "лохматые" светила раскручиваются до столь высоких скоростей, что они начинают выбрасывать большие количества материи и с полюсов, и из экваториальных регионов. Приполярные регионы звезд вращаются значительно быстрее, чем их центральные участки, благодаря чему скорость этих выбросов будет резко различаться.

Их взаимодействие, в свою очередь, породило интересную форму Апопа, похожего не только на зародыш или головастика, но и на знаменитый символ золотого сечения. Эта математическая закономерность, как отмечают астрономы, практически идеально описывает форму туманности.

"Мы до сих пор плохо понимаем то, как пыль может формироваться в столь экстремальных условиях. В каком-то смысле этот процесс напоминает то, как пламя свечи порождает сажу. Эта система пока представляется нам самым красивым "изложением" этой космической загадки", — заключает Пол Кроутер (Paul Crowther) из университета Шеффилда (Великобритания).

В космосе нашли объект, опровергающий законы физики

Астрономы обнаружили нейтронную звезду с сильным магнитным полем, выбрасывающую струю плазмы. Такое поведение неожиданно для объектов с подобными характеристиками и не было предсказано современной теорией. Группа, возглавляемая исследователями из Амстердамского университета, наблюдала за объектом под названием Swift J0243.6+6124. Астрономы заметили, что его поведение отклоняется от теоретических предсказаний: нейтронная звезда испускает так называемую релятивистскую струю, хотя ее мощное магнитное поле должно было предотвратить это. Работу с неожиданными выводами ученые опубликовали в журнале Nature, передает Naked Science. Как сказал один из соавторов исследования, нейтронные звезды — это трупы звезд. Наряду с черными дырами они представляют собой финальную стадию звездной эволюции. Интересно, что существование нейтронных звезд было предсказано теорией еще в 30-е годы, но первый такой объект обнаружили случайно в 1967-м. В сущности, нейтронные звезды — остатки взрыва сверхновых, они сверхплотные и быстровращающиеся. Магнитное поле у таких космических тел за счет высокой скорости вращения всегда очень мощное, в триллионы раз больше, чем у Солнца, но со временем ослабевает из-за замедления вращения.

Релятивистская струя, в свою очередь, появляется благодаря взаимодействию магнитного поля с аккреционным диском вокруг нейтронной звезды. Однако магнитное поле не должно быть слишком мощным, ведь оно бы отталкивало вещество от нейтронной звезды. По крайне мере, ученые полагали так раньше.

Сами по себе релятивистские струи, или джеты, — это струи плазмы, вырывающиеся из центра объектов. У нейтронных звезд, как правило, наблюдается два джета, направленных в противоположные стороны. Иногда нейтронные звезды обнаруживаются рядом со звездами и «перетягивают» с них вещество, а джеты, летящие через него на околосветовой скорости, создают взрывы, что выглядит впечатляюще. Кроме того, это позволяет идентифицировать не слишком мощные релятивистские струи.

Именно так удалось увидеть джет у Swift J0243.6+6124 (компонент двойной системы со звездой-донором). "Магнитное поле нейтронной звезды, которую мы изучали, примерно в 10 триллионов раз сильнее, чем у Солнца, так что мы впервые наблюдали джет, исходящий от нейтронной звезды с очень сильным магнитным полем", — говорит один из авторов исследования. Открытие играет важную роль в понимании того, как формируются релятивистские струи, которые пока не так хорошо изучены.

Астрономы не могут объяснить происхождение загадочного космического объекта

Два телескопа, установленные на Гавайях, обнаружили неестественно яркий взрыв в небе. Астрономы со всего мира сейчас наблюдают в свои телескопы за областью, где был обнаружен загадочный объект. Около 20 телескопов его уже исследовали, но ученые так и не смогли объяснить, что послужило такому мощному взрыву. «Никогда не видел ничего подобного в локальной вселенной», — сказал астрофизик из Королевского университета в Белфасте и директор проекта ATLAS Stephen Smart. Объект примерно в 10 раз ярче обычной сверхновой. Учёные не исключает, что он мог возникнуть в нашей Галактике, но сейчас он находится примерно в 200 млн световых лет от Земли. При этом взрыв был очень быстрым, поскольку частицы высокой энергии вылетают наружу со скоростью 20000 км в секунду, а температура поверхности может достигать 9000 градусов по Цельсию. «Мы пока не знаем, что это такое, но нормальным механизмом для сверхновой является радиоактивный распад никеля, — и это событие было слишком ярким и слишком быстрым», — отметили астрономы.

Вокруг звезды нашли цепочку неизвестных объектов

Международная группа астрономов изучила необычный белый карлик WD 1145+017, который изменяет свою яркость. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org. Исследователи выяснили, что вокруг звезды вращаются несколько объектов, которые могут быть фрагментами кометы или разнородными скалистыми обломками в составе пылевых облаков, однако точная природа пока остается неизвестной. WD 1145+017 удален от Земли на 570 световых лет. Это первый белый карлик, который можно наблюдать с помощью транзитного объекта планетарной массы, вращающегося вокруг него. Он в 50 раз меньше Солнца, а масса достигает 0,63 солнечной массы. Еще в 2015 году ученые обнаружили, что яркость объекта периодически падает из-за прохождения на его фоне скалистых тел каждые 4,5 часа. Последующие наблюдения показали, что эти тела, скорее всего, являются расколотыми астероидами. В новой работе исследователи провели спектрофотометрические и широкополосные фотометрические наблюдения белого карлика с помощью двух телескопов — Gran Telescopio Canarias и Liverpool Telescope. Оказалось, что обломки выстроены в цепочку, а из них выходят хвосты наподобие кометных. Ученые считают, что гравитационные силы карлика разорвали крупную комету, схожую с кометой Шумейкеров-Леви 9, которая распалась на обломки и врезалась в Юпитер.

Также возможно, что объекты представляют собой скопление мусора неоднородной плотности. Как пишут ученые, самый длинный транзит (прохождение) и самое сильное затемнение соответствуют нескольким перекрывающим друг друга облакам пыли.

Обнаружен необычный пульсар

Астрономы с помощью радиоинтерферометрической установки LOFAR (LOw Frequency ARray, низкочастотная антенная решетка) и радиотелескопа Green Bank Telescope и рентгеновских космических обсерваторий ROSAT и Swift обнаружили необычный пульсар, который противоречит теоретическим моделям, описывающих поведение этих объектов. Пульсар под названием PSR J0250+5854, находящийся на расстоянии 5 тысяч световых лет от Земли (определено по величине меры дисперсии DM, которая определяет число преломляющих радиолучи электронов между наблюдателем и пульсаром), оказался самым медленным из обнаруженных ранее – полный оборот вокруг своей оси он совершает за 23,5 секунд. До недавнего времени это считалось невозможным даже в теории. Обычно пульсары вращаются очень быстро, большая часть которых совершают полный оборот менее чем за полторы миллисекунды. До сих пор периоды вращения всех известных пульсаров находились в диапазоне от 1,4 миллисекунды (самые быстрые) до 12,1 секунды (самые медленные). Одним из инструментов поиска этих объектов является гигантский радиотелескоп Arecibo, однако выявление медленных пульсаров затруднительно из-за присутствия низкочастотного «красного» шума. Алгоритмы, применяемые для «очистки» шума, снижают чувствительность к долгопериодичным пульсарам, а длительность наблюдения одного объекта часто не превышает нескольких минут. Медленно вращающиеся пульсары чаще обнаруживаются по испусканию высокоэнергетического излучения (рентгеновского), например, магнетары и XDINS (X-ray Dim Isolated Neutron Stars).

Предполагается, что данные объекты представляют собой вращающиеся нейтронные звезды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения. Существует теория, что они являются источником необъяснимых науке гамма-всплесков.

График зависимости периода вращения пульсара и скорости замедления пульсара показывает, что PSR J0250+5854 находится за так называемой линией смерти (англ. death line), когда нейтронная звезда вроде бы должна прекратить испускать радиоизлучение. Одним из гипотетических механизмов возникновения радиоволн является рождение частиц и античастиц у полюсов пульсара, в области вакуума, где электрическое и магнитное поля не являются ортогональными и способны поддерживать высокую разницу потенциалов. Однако при достаточно большом периоде вращения разницы потенциалов уже недостаточно для рождения пар и радиоволн.

Согласно другой модели, часть энергии, выделяемой с замедлением вращения пульсара, может с максимальной эффективностью «тратиться» на создание радиоизлучения. Это создает «долину смерти», в которой такие объекты, как PSR J0250+5854, еще могут существовать, минуя традиционные линии смерти. Таким образом, заключают физики, должно существовать еще много пульсаров с экстремально большим периодом вращения.

Астрономы получили снимок галактики из далекого созвездия

Галактика находится на расстоянии 65 000 000 световых лет от Земли. Как сообщает сайт Европейской южной обсерватории (ЕSO), снимок галактики был получен в рамках программы "Космические сокровища". "В спиральных рукавах галактики можно заметить многочисленные пылевые волокна и области звездообразования, а также яркий диск, состоящий из молодых горячих звезд. Галактика находится в выгодном ракурсе по отношению к Земле, что позволяет астрономам прямо осматривать ее центральную часть и область самого ее центра, в котором находится сверхмассивная черная дыра ". Напомним. ESO - крупнейшая межправительственная астрономическая организация в Европе и самая наземная астрономическая обсерватория. В нее входят 15 государств-членов: Австрия, Бельгия, Чехия, Дания, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания, а также принимающего государства Чили и Австралия как стратегические партнеры. ESO осуществляет амбициозную программу, ориентированную на проектирование, строительство и эксплуатацию мощных наземных наблюдательных объектов, позволяющих астрономам делать важные научные открытия. ESO также играет ведущую роль в продвижении и организации сотрудничества в области астрономических исследований. 

ESO управляет тремя уникальными местами наблюдения мирового класса в Чили. Сейчас ESO создает 39-метровый чрезвычайно большой телескоп ELT, который станет "самым глазом на небе".

Школьники обнаружили в космосе ни на что не похожий объект

Итальянские школьники обнаружили космический объект, поставивший астрономов в тупик. Источник загадочных рентгеновских вспышек не удаётся связать ни с одним известным типом небесных тел. Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics группой во главе с Сандро Мерегетти (Sandro Mereghetti) из Института астрофизики и физики космоса в Милане. Ученики двенадцатого класса одной из средних школ итальянского города Саронно проходили в упомянутом институте летнюю стажировку. Они анализировали данные, собранные орбитальной рентгеновской обсерваторией XMM-Newton за первые 15 лет работы. "Недавно мы опубликовали каталог EXTraS, который включает все источники рентгеновского излучения. Их около полумиллиона, и их яркость, согласно наблюдениям XMM-Newton, изменяется со временем. [В каталоге] перечисляется несколько наблюдаемых параметров для каждого источника, — объясняет координатор работы Андреа Де Лука (Andrea De Luca). — На следующем этапе нужно было погрузиться этот огромный набор данных и найти потенциально интересные источники. Мы подумали, что это будет интересной задачей для стажировки школьников".

В итоге шесть учеников просмотрели кривые блеска (зависимость яркости от времени) двух сотен рентгеновских источников. От стажёров требовалось обращать внимание на вспышки и другие интересные особенности и выяснять, описаны ли они в научной литературе.

"Для этого проекта школьники получили вводные сведения об астрономии и экзотических источниках, которые мы изучаем с помощью рентгеновских телескопов, а также руководство по базе данных и способам её использования, — рассказывает участник работы Рубен Сальватерра (Ruben Salvaterra). — Как только они получили достаточную подготовку, чтобы исследовать архив данных, они показали себя очень эффективными и находчивыми [исследователями]".

В результате ученики обнаружили несколько интересных событий (в частности, вспышек), не описанных ранее в научной литературе. Но источник, расположенный в шаровом скоплении NGC 6540 в 17 тыс. световых годах от Земли, привлёк особое внимание учёных.

Этот объект имеет видимые размеры в семь угловых секунд и рентгеновскую светимость 1025 ватт в спокойном состоянии. Но в один прекрасный день далёкого 2005 года он вдруг увеличил свою яркость более чем в 40 раз. Вспышка продолжалась около пяти минут, после чего светимость источника вернулась к норме.

Что бы это могло быть? Астрономам известно несколько типов объектов, порождающих рентгеновские вспышки, но ни один из них не подходит под описываемое событие. Например, вспышки на звёздах, аналогичные вспышкам на Солнце, продолжаются не минуты, а часы. Кратковременные всплески на фоне спокойного рентгеновского излучения бывают в тесных двойных системах, где на компактный объект (нейтронную звезду или чёрную дыру) падает вещество компаньона. Но яркость таких вспышек гораздо выше, чем у загадочного события.

"Это событие бросает вызов нашим представлениям о рентгеновских вспышках: слишком короткое, чтобы быть обычной звёздной вспышкой, но слишком слабое, чтобы быть связанным с компактным объектом", — резюмирует Мерегетти.

Наиболее подходящим кандидатом являются хромосферно активные двойные системы, где тесное соседство двух звёзд вызывает вспышки в их хромосферах. Но и для такого события вспышка была слишком уж короткоживущей.

Астрономы планируют подробнее изучить свойства удивительного источника. Кроме того, они подозревают, что он не так уж уникален. Подобные события могли происходить и раньше, но оставаться незамеченными из-за краткости и низкой мощности. Первоочередная задача — найти их в накопленном обширном архиве данных. Теперь работы хватит не только учёным, но и новым поколениям интересующихся наукой школьников.

Российская космическая обсерватория нашла тысячи неопознанных объектов в окрестностях Земли

Астрономы из МГУ им. М. В. Ломоносова с помощью сети роботизированных телескопов МАСТЕР-ШОК (Мобильная Астрономическая Система Телескопов-Роботов-Широкоугольные Оптические Камеры) обнаружили близ Земли несколько тысяч ранее неизвестных объектов естественного и искусственного происхождения. К сожалению, в большинстве случаев их конкретная природа осталась неизвестной. Соответствующая статья опубликована в Astronomy Reports, с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.Ученые проанализировали снимки, сделанные посредством широкоугольной камеры Космической обсерватории МГУ «Ломоносов». С их помощью удалось зарегистрировать 22 181 кандидата в подвижные околоземные объекты. 10 711 из них, после сверки с существующими базами данных по действующим и «мертвым» искусственным спутникам, оказались либо сателлитами, либо их обломками — космическим мусором, уже учтенным в существующих каталогах. Однако остальные 7 876 никак не удалось надежно сопоставить с ранее известными объектами. Еще 3 594 идентифицированы как известные объекты по их координатам, но показывают отличия от каталогизированных по скоростям и направлениям движения. Возможно, это космический мусор, детали ранее известных «мертвых» спутников.

К сожалению, однозначно установить природу этих неопознанных объектов почти невозможно. Дело в том, что линия связи космической обсерватории «Ломоносов» с Землей имела умеренную пропускную способность, а бортовой компьютер обсерватории — ограниченную емкость накопителей. Поэтому лишь примерно сотая часть изображений была передана исследователям, остальные были учтены только бортовым программным обеспечением автоматической обсерватории, отославшей параметры снимков на Землю. После этого сами снимки были стерты из памяти. Как отмечают авторы, если бы система связи имела большую пропускную способность, а бортовые накопители повышенную емкость, то исследователям удалось бы установить природу обнаруженных некатологизированных объектов.

ШОК — это пара камер на борту «Ломоносова», причем поле зрения каждой из них — 1000 квадратных градусов. Сравнивая изображения с двух камер можно легко, в автоматическом режиме, отличить близкие и быстро меняющиеся объекты от удаленных небесных тел. Если данные с разных кадров камер быстро изменяются — значит это или близкий объект, или он быстро изменяет светимость.

Кадры ШОК используются как для отслеживания окрестностей источников гамма-вспышек, так и для поиска оптических транзиентов — объектов, быстро изменяющихся в оптическом диапазоне — от сверхновых и новых звезд до астероидов и космического мусора. Установка ШОК — это первый эксперимент с камерами сверхширокого поля зрения на орбите Земли. Отработка методов регистрации опасных астероидов и космического мусора из космоса — одна из наиболее перспективных и важных ее задач, поскольку до сих пор полноценной системы отслеживания небольших небесных тел в окрестностях Земли не существует.

Гелий впервые обнаружен в атмосфере экзопланеты

Астрономы впервые обнаружили гелий в атмосфере планеты, которая обращается вокруг звезды, находящейся далеко за пределами Солнечной системы. Международная команда астрономов, возглавляемая Джессикой Спэйк (Jessica Spake) из Эксетерского университета, Соединенное Королевство, обнаружила признаки, указывающие на наличие этого инертного газа в атмосфере экзопланеты класса «супернептунов» под названием WASP-107b, расположенной на расстоянии 200 световых лет от Земли в направлении созвездия Девы. В этом исследовании ученые впервые обнаружили гелий в верхних слоях атмосферы экзопланеты в ходе наблюдений, проводимых при помощи космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл»). Мощность сигнала гелия была настолько высока, что ученые решили, что верхние слои атмосферы планеты простираются в космос на десятки тысяч километров. Планета WASP-107b представляет собой планету с невысокой плотностью вещества, размер которой близок к размеру Юпитера, но масса которой при этом составляет не более 12 процентов от массы крупнейшей планеты Солнечной системы.

 Экзопланета совершает один оборот вокруг родительской звезды за 6 суток, а ее атмосфера, являясь одной из самых холодных атмосфер экзопланет, тем не менее, имеет температуру, значительно превосходящую температуру атмосферы Земли – она разогрета до 500 градусов Цельсия.

Гелий является вторым по распространенности во Вселенной элементом после водорода, и ученые давно предсказывали, что этот газ входит в состав вещества гигантских газовых экзопланет. Однако в этом пионерском исследовании благородный газ был впервые обнаружен в составе атмосферы экзопланеты в результате наблюдений, пояснили авторы.