На далекой звезде удалось рассмотреть пузыри в 75 раз крупнее Солнца

Обсерватория ALMA позволила ученым наблюдать с беспрецедентной детализацией поверхность звезды R Doradus (R Золотой Рыбы), которая находится в 180 световых годах от нас. Она относится к категории красных гигантов и в 350 раз крупнее Солнца. Это и позволило ученым впервые наблюдать отдельные конвективные ячейки на поверхности звезды, кроме Солнца. Более того, удалось зафиксировать их изменение на масштабах в несколько недель, что довольно быстро для такого гиганта. Поверхность Солнца тоже испещрена конвективными ячейками, которые поднимаются из недр и опускаются. Они могут иметь разные масштабы. На поверхности это образования около 1000 километров в поперечнике, живущие пару десятков минут. Чуть глубже они могут достигать 10 тысяч километров и жить часами, некоторые супер ячейки могут превышать 30 тысяч километров и жить до суток. Однако пузыри или ячейки, которые наблюдались на R Doradus, имеют слишком большой размер даже в условиях масштабирования. Вероятно, это связано с особенностями внутренних процессов в красных гигантах, которые представляют собой звезды на финальной стадии жизни. Это показывает, что конвективные процессы с возрастом в звездах претерпевают изменения.

Космический телескоп Джеймс Уэбб сделал первый в истории снимок протопланетного диска

За последние несколько десятилетий астрономы обнаружили тысячи экзопланет, разбросанных по всему космосу. Все эти миры, от крупнейших газовых гигантов до крошечных каменистых планет, возникли из облака пыли и газа, вращающегося вокруг молодой звезды. Процесс формирования таких облаков на данный момент является предметом пристального астрономического изучения. Здесь на помощь астрономам пришел космический телескоп имени Джеймса Уэбба, который обладает уникальными способностями для их изучения. Исследователи из Стюардской обсерватории Университета Аризоны с помощью нового телескопа получили самое детальное представление о звездных яслях, в которых рождаются новые звезды и планеты. Благодаря предыдущим наблюдениям за молодыми звездными системами были выявлены основные закономерности: газовые облака сжимаются в плотные сгустки, которые со временем превращаются в звезды, способные к термоядерному синтезу. Оставшийся в системе материал становится вращающимся протопланетным диском, в котором крошечные элементы набирают массу, превращаясь в гальку, планетообразования и, в конечном итоге, в планеты. Особенности этого процесса до сих пор остаются загадкой, поскольку он происходит в коконе из пыли и газа, блокирующем четкое наблюдение для большинства инструментов.

"Уэбб" идеально подходит для этой работы не только благодаря зеркалу, превосходящему зеркало Хаббла в 6,5 раз, но и потому, что его инструменты работают в инфракрасном диапазоне. На этих длинах волн можно заглянуть сквозь газовую оболочку, скрывающую происходящее в молодых солнечных системах. Чтобы проверить возможности "Уэбба" в изучении протопланетных дисков, команда астрономов направила его на несколько хорошо изученных протозвезд, включая HL Tauri (также называемую HL Tau). Предыдущие наблюдения с помощью радиообсерватории ALMA и других инструментов выявили разрывы в диске, которые могут указывать на формирующиеся протопланеты, выгребающие всю пыль на своем пути.

Планетарная система HL Tau с контурами разрывов, обнаруженными обсерваторией ALMA, и потоками материи, устремляющимися к звезде (оранжевый цвет), запечатленными "Уэббом".

Сообщается, что команда ученых Университета Аризоны была впечатлена уровнем детализации изображений "Уэбба". Однако обсерватории все равно не удалось разглядеть предполагаемые экзопланеты. По большому счету, HL Tau находится не так уж и далеко от нас, протозвезда находится в звездообразующем регионе Тельца, примерно в 457 световых годах от Земли.

В одном из недавно опубликованных исследований проекта отмечается, что основной инструмент обсерватории NIRCam, вероятно, не видит достаточно глубоко в инфракрасном диапазоне, чтобы уловить слабое свечение экзопланет на фоне пылевого облака. В то же время инструмент "Уэбба" MIRI, работающий на более длинных волнах, не обладает нужным угловым разрешением. «Ни один современный инструмент не обладает разрешением и диапазоном длин волн, необходимыми для такого наблюдения», — говорится в исследовании.

Хотя "Уэбб" и не может разглядеть формирующиеся протопланеты, он способен разглядеть далекие миры, где планетарные системы уже сформировались и стабилизировались. Команда была удивлена, увидев некоторые детали протозвездной оболочки — сложного потока пыли и газа, окружающего саму звезду. Материя стремится внутрь, к звезде, увеличивая ее массу и обеспечивая топливом для горения. «Мы наблюдаем крайне сложную и динамичную систему с "потоками", питающими материал из внешней оболочки во внутренние области диска, где, как мы ожидаем, формируются планеты», — сказал руководитель исследования Джаррон Лейзенринг.

Эти данные помогут ученым расширить представление о том, как возникли планеты, но "Уэбб" к сожалению не раскроет все тайны этого процесса. Возможно, потребуется еще одно поколение космических телескопов, прежде чем мы сможем изучить самые ранние фазы формирования планет.

Туманность на месте погибшего Солнца будет иметь форму спирали

Астрономы представили новое объяснение богатого разнообразия форм, которые принимают планетарные туманности. Это открытие базируется на множественных наблюдениях звездных ветров, дующих в окрестностях стареющих звезд. Вопреки распространенному представлению, команда нашла, что звездные ветра не должны иметь сферическую симметрию, а вместо этого будут принимать разнообразные формы, близкие к формам самих планетарных туманностей. Команда также заключает, что взаимодействие с расположенной поблизости звездой или даже планетой может повлиять как на форму «розы» звездных ветров, так и на форму образуемой ими планетарной туманности. Умирающие звезды раздуваются и охлаждаются, превращаясь в конечном счете в красные гиганты. Они производят звездные ветра, потоки извергаемых звездой частиц, в результате чего теряют массу. По причине отсутствия подробных наблюдений, астрономы прежде полагали, что интенсивность звездных ветров по всем возможным пространственным направлениям примерно одинакова, то есть они имеют сферическую симметрию. По мере дальнейшей эволюции звезды она вновь нагревается, и звездное излучение приводит к свечению вытолкнутых ранее слоев материала, в результате чего формируется планетарная туманность. Но если звездные ветра сферически симметричны, то откуда берется такое богатое разнообразие форм планетарных туманностей? Этим вопросом задалась команда под руководством Лина Дечина (Leen Decin) из Лёвенского католического университета, Бельгия. Проанализировав движение звездных ветров вокруг холодных красных гигантов при помощи радиообсерватории ALMA, расположенной на территории Чили, ученые отметили, что распределение ветров почти ни в одном случае не было сферически симметричным. 

Тогда авторы работы идентифицировали формы распределения потоков звездных ветров и нашли, что эти потоки могут формировать дисковые, спиральные и конические структуры. Правильные формы этих структур навели команду на мысль, что данные формы не являются случайными, и что причина их многообразия состоит во взаимодействии с другими, небольшими звездами, расположенными в окрестностях умирающего светила, или даже с наиболее массивными планетами.

Поскольку ранее неравномерность распределения звездных ветров по направлениям не принималась в расчет при моделировании эволюции звезд, то эти новые результаты приведут к пересмотру ряда моделей. Скорость потери массы умирающей звездой в некоторых моделях может измениться в 10 и более раз, отметили авторы.

Также в работе Дечин и его коллеги замечают, что с учетом наличия «розы» звездных ветров наше почти идеально сферическое Солнце после прохождения фазы красного гиганта сформирует не сферическую туманность, а нечто, более похожее на спираль.

Получены новые доказательства рождения трех планет в системе звезды HD 163296

Данные подтверждают давнюю идею, описывающую процесс приобретения формирующимися планетами атмосферы. Используя данные, полученные массивом радиотелескопов ALMA в ходе наблюдения протопланетного диска вокруг звезды HD 163296, астрономы составили трехмерную карту движения вещества в нем, которая явно указывает на присутствие трех зарождающихся миров в системе этого юного светила. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.  «Мы были поражены тем, насколько динамичен диск. Вокруг этой звезды много чего происходит», – рассказывает Джейхан Пэ, соавтор исследования из Институт Карнеги (США).  Согласно современным представлениям, в юности звезды окружены вращающимся диском из газа и пыли, в котором рождаются планеты, и изучение поведения вещества в них раскрывает новые подробности процесса формирования далеких миров, а также многое рассказывает об эволюции системы в целом.  Как известно из предыдущих наблюдений, протопланетный диск вокруг молодой звезды HD 163296 включает в себя несколько колец и промежутков.

 Используя трехмерные визуализации, созданные на основе полученных с помощью ALMA данных, астрономы впервые смогли измерить скорость движения газа в нем в трех направлениях. В результате были выявлены области, в которых вещество, по-видимому, падает в разрывы в диске, что является явным признаком зарождения в них планет. Эти особенности были замечены на расстоянии 87, 140 и 237 астрономических единиц от звезды.  «Это лучшее на сегодня доказательство того, что вокруг HD 163296 действительно формируются новые миры. Однако мы не можем сказать со стопроцентной уверенностью, что потоки газа вызваны именно планетами, хотя это и крайне вероятно. Например, магнитное поле звезды также может спровоцировать возмущения в диске, и только прямое наблюдение протопланет может исключить другие варианты», – заключил Джейхан Пэ.  Полученные данные подтверждают давнюю идею, описывающую процесс приобретения формирующимися планетами атмосферы, и, если разрывы в диске и «водопады» вещества действительно вызваны юными мирами, то, характеризуя эти потоки и определяя их химический состав, астрономы смогут нарисовать более полную картину зарождения и эволюции нашей и других систем.

Источник: https://in-space.ru/polucheny-novye-dokazatelstva-rozhdeniya-treh-planet-v-sisteme-zvezdy-hd-163296/

Впервые сфотографирован уникальный космический объект

Астрономы получили самый детальный снимок микроквазара SS 433. Об этом сообщают на сайте Европейской южной обсерватории (ESO). Ученым удалось получить фото, используя массив радиотелескопов ALMA. Отмечают, что микроквазар SS 433 был открыт более сорока лет назад и с тех пор он является ценным объектом для исследователей, изучающих феномен этих экзотических систем. "SS 433 проживает на расстоянии примерно 18 тысяч световых лет от Земли в направлении созвездия Орла. Изображение, впервые полученное на субмиллиметровых длинах волн с ALMA, отличается от предыдущих тем, что на нем видны джеты, выбрасываемые горячим быстровращающимся диском, который окружает черную дыру в центре микроквазара", – говорится в сообщении. Микроквазары представляют собой двойные звездные системы, в которых остаток первой, сжатый в компактный объект (такой как нейтронная звезда или черная дыра), гравитационно связан со вторым обычным светилом, движущимся по тесной орбите вокруг первого компонента. В таких экстремальных системах происходит аккреция материи на нейтронную звезду или черную дыру, сопровождающаяся спорадическими выбросами с околосветовой скоростью струй материи, так называемых джетов. Это дает наблюдаемую картину, близкую к той, что видна в случае квазаров, то есть активно поедающих вещество сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. В случае с SS 433 напоминающая штопор форма микроквазара связана с явлением прецессии – распространяясь в пространстве, джеты медленно поворачиваются вокруг своих осей, примерно так же, как гироскоп или замедляющийся волчок, при этом ориентация их осей вращения меняется. Диаметр этого "штопора" огромен, он примерно в 5 тысяч раз больше размера Солнечной системы.

Еще один замечательный аспект проведенных на ALMA наблюдений заключается в том, что форма этого объекта ранее была предсказана спектроскопическими измерениями, выполненными на телескопах GlobalJetWatch в 2018 году. Сопоставление этих наблюдений позволило исследователям сделать и проверить предсказания касательно направления и траекторий джетов.

Созвездие Тельца показало, как рождаются планеты

Изучая молодые звезды в созвездии Тельца, астрономы пытаются понять, как развивалась наша собственная Солнечная система. Примерно 4,6 миллиарда лет назад она представляла собой вихрь из газа и пыли, окружающий новорожденное солнце. На ранних стадиях развития этот так называемый «протопланетный диск» не обладал какими-то отличительными чертами, однако постепенно материя начала сгущаться и формировать планеты. Чем больше эти сгустки вбирали в себя вещество, тем сильнее изменялся диск: со временем он превратился в уже знакомые нам планеты, луны, астероидные пояса и просто кометы. Этот сценарий формирования Солнечной системы ученые основывают на данных, собранных в результате наблюдения за более молодыми звездами. С помощью массива ALMA в пустыне Атакама в Чили (в настоящее время он состоит из 45 радиоантенн) астрономы отобрали в созвездии Тельца 32 звезды, окруженные протопланетными дисками. В ходе наблюдений стало понятно, что 12 из них (а это почти 40%) обладают характерными протопланетными дисками, в которых заметны промежутки — их можно объяснить присутствием зарождающихся планет. «Это очень интересно. Статистика по экзопланетам говорит, что Супер-Земли и Супер-Нептуны — самый распространенный тип таких планет. И впервые эти данные совпали с результатами фактических наблюдений протопланетных дисков», — поясняет Фенг Лонг, докторант из Института астрономии и астрофизики им. Кавли при Пекинском университете, Китай.

Хотя большинство протопланетных дисков выглядят как однородные, похожие на блины объекты, лишенные каких-либо узоров или структурных особенностей, бывают и исключения. Астрономы уже находили диски, разделенные на кольцевые зоны. Раньше ученые исследовали преимущественно самые яркие объекты (потому что их банально проще всего обнаружить), а потому не было понятно, как часто во Вселенной встречаются диски с неровностями и пятнами и чем вызваны эти искажения. Вот тут в дело и вступает новое исследование: впервые исследователи создали подборку, в которую были включены самые разные диски — и яркие, и не очень.

У астрономов была гипотеза, что цвет дисков могут изменять не зарождающиеся планеты, а изменение химического состава пылевых частиц в ответ на колебания магнитных полей. Однако исследователи внимательно изучили все данные и пришли к выводу, что никаких связей между магнитными полями и разрывами внутри дисков не наблюдается. В итоге, проанализировав «дырчатую» структуру дисков, они пришли к выводу: видимые разрывы и искажения полотна диска — это результат формирования новых планет. Большинство из них — Супер-Земли и Супер-Нептуны, то есть планеты, эквивалентные 20 массам Земли или Нептуна. Только у двух из 32 дисков обнаружились зачатки планет-гигантов, таких как наш Юпитер.

Самая яркая галактика Вселенной оказалась «каннибалом»

Ярчайшая галактика Вселенной, W2246-0526, расположенная в созвездии Водолея, недавно разорвала на части и поглотила останки сразу трех своих спутников, что может объяснять невероятную силу ее сияния. Об этом пишут ученые НАСА в статье, опубликованной в журнале Science. «Мы знали, что у этой галактики есть три крупных спутника, но в прошлом мы не находили никаких намеков на то, что черная дыра в ее центре как-то взаимодействует с ними. Мы даже не пытались искать следы «каннибализма». Поэтому первые данные и снимки с ALMA стали большой неожиданностью для нас», — заявил Питер Эйзенхардт (Peter Eisenhardt) из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (США). Эйзенхардт и его коллеги открыли галактику W2246-0526 три года назад, изучая снимки, полученные космическим телескопом WISE во время «холодной» фазы его работы в 2010 году. Все они относятся к категории так называемых гиперярких инфракрасных галактик, крайне необычных объектов, существовавших в ранней Вселенной. Астрономы называют такие галактики «хот-догами» из-за окружающей их толстой «шубы» из горячей пыли (hot dust-obscured galaxy, hot DOG), скрывающей их от взора оптических телескопов. В общей сложности им удалось найти около 20 ранее неизвестных объектов этого типа, в том числе и нового рекордсмена, измерить их яркость, массу и свойства сверхтяжелых черных дыр в их центрах.

Когда ученые измерили массу черной дыры в центре W2246-0526, они не поверили своим глазам – она оказалась тяжелее Солнца как минимум в три миллиарда раз. Подобный вывод крайне удивил астрофизиков. Дело в том, что мы видим эту галактику в том состоянии, в котором она существовала примерно 12 миллиардов лет назад, через 1,3 миллиарда лет после Большого Взрыва.

Этого времени, как сегодня считают астрофизики, просто не должно было хватить для того, чтобы эта дыра достигла современных гаргантюанских размеров, даже если бы она беспрерывно поглощала максимальные количества материи, допустимые с точки зрения теории.

Астрономы НАСА нашли один из возможных ответов на этот вопрос, наблюдая за окрестностями W2246-0526 при помощи микроволнового телескопа ALMA, способного следить за движением даже самых холодных скоплений газа и пыли.

Эти снимки неожиданным образом показали, что черная дыра-«гаргантюа» и сама W2246-0526 были соединены толстыми линиями из холодного газа и пыли с тремя спутниками этого «звездного мегаполиса». Их наличие, в свою очередь, говорит о том, что ярчайшая галактика Вселенной сейчас разрывает на части своих ближайших соседей и высасывает из них весь газ, пыль и темную материю.

Почти вся эта материя, как обнаружили ученые, попадает не на окраины W2246-0526, а в ее центральную часть, где ее захватывает притяжение черной дыры. Небольшая часть этого газа и пыли поглощается сингулярностью, а большая часть выбрасывается назад в виде раскаленных «объедков», вырабатывающих огромное количество света и других форм излучения.

В прошлом, как предполагают ученые, W2246-0526 могла захватить и уничтожить и многие другие соседние галактики. Подобная форма «каннибализма», как считают Эйзенхардт и его коллеги, была характерна и для других «хот-догов».

Это может объяснять, почему ученые часто находят в ранней Вселенной необычно яркие галактики с невозможно крупными черными дырами, и почему сами хот-доги скрываются от внешнего мира под толстым коконом из пыли и газа, состоящим, по всей видимости, из останков их прошлых трапез.

Ученых озадачили четыре газовых гиганта у слишком молодой звезды

Ученые вычислили четыре газовых гиганта, которые вращаются вокруг молодой звезды. Впервые у столь юной звезды было обнаружено такое количество крупных планет, которые к тому же находятся на рекордном удалении от светила. Ученые не могут объяснить, как сформировалась подобная система. Звезде CI Тау «всего» два миллиона лет – это означает, что она находится в начале своего жизненного цикла. Как другие молодые звезды, она окружена обширным протопланетным диском из звездной пыли и льда, в котором формируются планеты, спутники, астероиды и другие астрономические объекты. Звездная система CI Тау находится на расстоянии 500 световых лет от Земли в бурной области галактики, которую называют «звездным детским садом» . Она известна «горячим юпитером» – газовым гигантом, который слишком близко расположен по отношению к звезде-хозяину, а это означает, что на его поверхности царит очень высокая температура. Только 1% звездных систем имеют «горячий юпитер», но они на сотни миллионов лет старше, чем система CI Тау. Теперь к «горячему юпитеру» присоединились еще три крупных планеты.

С помощью телескопа ALMA в пустыне Атакама команда вычислила три промежутка в протопланетном диске. Ученые предполагают, что в этом месте находятся три огромных планеты, вращающиеся вокруг звезды-хозяина.

Масса этих планет варьируется в диапазоне газовых гигантов – от одного сатурна до 10 юпитеров. И находятся они на разном удалении от светила. Почти рядом со звездой расположен горячий юпитер (ближе нашего Меркурия). А самые дальние планеты – в три раза дальше, чем наш Нептун.

«Сейчас невозможно сказать, насколько необычна планетарная архитектура системы CI Тау. Потому что мы обнаружили планеты с помощью пробелов в протопланетном диске, которого нет у взрослых звезд, — говорит Кэти Кларк из Кембриджского университета. – Не ясно, подтолкнули ли огромные планеты горячий юпитер ближе к звезде. И пока невозможно объяснить, как сформировались столь отдаленные планеты».

Три «новорожденных» планеты обнаружены на орбите вокруг молодой звезды

Две работающие независимо друг от друга команды астрономов обнаружили факты, указывающие на присутствие трех молодых планет на орбите вокруг новорожденной звезды, известной как HD 163296. Используя новую стратегию обнаружения планет, астрономы идентифицировали три значительных возмущения в диске из газа, окружающем молодую звезду – убедительное доказательство присутствия на орбите недавно сформировавшихся планет. В этой работе две команды астрономов при помощи нового метода поиска планет, предполагающего анализ аномалий движения потока газа в протопланетном диске, подтвердили существование трех планет на орбите вокруг звезды HD 163296. «Мы наблюдали локальное движение газа на небольших масштабах внутри протопланетного диска звезды. Этот абсолютно новый подход позволяет открывать самые молодые планеты в нашей Галактике», - рассказал Ричард Тиг (Richard Teague), астроном из Мичиганского университета и главный автор одной из двух этих новых работ.

Каждая из этих двух научных команд проанализировала данные по звезде HD 163296, возраст которой составляет примерно 4 миллиона лет, собранные при помощи радиообсерватории ALMA. Звезда находится на расстоянии 330 световых лет от нас в направлении созвездия Стрельца.

Команда, возглавляемая Тигом, идентифицировала две отчетливые аномалии в картине движения газового потока, указывающие на присутствие планет, находящихся соответственно на расстояниях 80 и 140 астрономических единиц от звезды. (Одна астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца). Вторая команда, возглавляемая Кристофом Пинте (Christophe Pinte) из Университета Монаша, Австралия, обнаружила третью планету на расстоянии 260 а.е. от звезды. Согласно расчетам астрономов, все три планеты имеют массы, близкие к массе Юпитера.

Морфология диска, окружающего звезду MWC 758, указывает на присутствие планет

Используя радиообсерваторию Atacama Large Millimeter Array (ALMA), расположенную на территории Чили, международная команда астрономов изучила диск, окружающий звезду MWC 758. Эти новые наблюдения позволяют глубже понять сложную морфологию этого диска. Расположенная на расстоянии примерно 500 световых лет от Земли, звезда MWC 758 является молодой звездой Хербига Ae, окруженной околозвездным диском. Возраст диска составляет 3,5 миллиона лет, а скорость аккреции массы им – порядка 100 миллионных долей солнечной массы в год. Этот диск делает необычным его сложная морфология. Он имеет крупную полость радиусом в несколько астрономических единиц (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца), асимметрию в континуальном излучении пыли (dust continuum emission) и два спиральных рукава, наблюдаемых в рассеянном излучении в ближнем ИК-диапазоне, которые могут быть спиральными волнами плотности, порождаемыми планетами массами в несколько масс Юпитера.

В новой работе астрономы во главе с Яном Бёлером (Yann Boehler) из Университета Райса, США, представили результаты наблюдений диска звезды MWC 758 при помощи обсерватории ALMA в угловом разрешении от 0,1” до 0,2”, позволившие получить новые данные о его морфологии.

Полученные результаты позволили команде предположить наличие вокруг звезды MWC 758 двух массивных планет. Внутренняя планета «вырезает» в диске центральную полость, а вторая, внешняя планета отвечает за спиральные структуры и темное кольцо между двумя яркими сгустками пыли (см. фото).

Обнаружены массивные молодые галактики в гало из темной материи

Астрономы ожидают, что первые галактики Вселенной, те галактики, которые сформировались спустя всего лишь несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, должны быть похожи на карликовые галактики, которые мы наблюдаем в близлежащей Вселенной сегодня. Эти ранние агломерации из нескольких миллиардов звезд каждая затем становились «строительными кирпичиками» для более крупных галактик, которые появились во Вселенной спустя несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Новые наблюдения, проведенные при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) группой астрономов во главе с Д.П. Марроне (D. P. Marrone), профессором астрономии Аризонского университета, США, отодвигают границу начала формирования гигантских галактик еще дальше в прошлое – вплоть до отметки в 780 миллионов лет после Большого взрыва. В этой новой работе исследователи наблюдали две галактики, совместно известные как SPT0311-58, при помощи явления гравитационного линзирования.

 Эффект гравитационного линзирования вытекает из Общей теории относительности и состоит в том, что массивное небесное тело, лежащее на переднем плане, способно собирать свет, идущий мимо него от далекого объекта, работая за счет гравитации подобно оптической линзе. Использование эффекта гравитационного линзирования позволяет рассмотреть далекий объект с более высоким уровнем подробностей, чем при отсутствии этого эффекта.

Наблюдения этих галактик показали, что большая по размерам галактика пары формирует звезды со скоростью 2900 солнечных масс в год, содержит 270 миллиардов солнечных масс газа и 3 миллиарда солнечных масс пыли. Общая масса звезд меньшей по размерам галактики составляет порядка 35 миллиардов масс Солнца, а скорость формирования звезд в ней растет на 540 солнечных масс в год из-за взаимодействия с большей галактикой.

Кроме того, наблюдения, проведенные исследователями показали, что галактики окружает гигантское гало из темной материи, ускоряющее гравитационный коллапс материи и увеличивающее скорость звездообразования в галактиках.

Две гигантские галактики ранней Вселенной запечатлены в процессе слияния

Новые наблюдения, проведенные при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), позволили обнаружить никогда прежде не наблюдаемое тесное сближение двух невероятно ярких и массивных галактик ранней Вселенной. Эти так называемые сверхяркие галактики со вспышкой звездообразования являются очень редкими для этой эпохи истории космоса – в которую происходило формирование первых галактик – и могут представлять собой один из наиболее экстремальных примеров мощного звездообразования. Астрономы запечатлели эти две взаимодействующие галактики, известные под общим названием ADFS-27, в начале процесса постепенного слияния их в единую, массивную эллиптическую галактику. Раннее прохождение этих галактик рядом друг с другом вызвало в них мощные вспышки звездообразования.

 Астрономы считают, что в этом столкновение может зародиться галактика, которая в дальнейшем станет ядром целого скопления галактик. Скопления галактик являются наиболее массивными структурами во Вселенной.

Пара галактик ADFS-27 расположена на расстоянии примерно 12,7 миллиарда световых лет от Земли в направлении созвездия Золотой рыбы. Наблюдения этих галактик при помощи радиообсерватории ALMA позволили астрономам выяснить, что скорость рождения в них звезд превышает в 1000 раз скорость формирования звезд в нашей галактике Млечный путь.

У ближайшей к Солнцу звезды обнаружены пылевые кольца

Ученые с помощью телескопа ALMA обнаружили возле звезды Проксима Центавра кольца холодной пыли, которые располагаются на расстоянии от одной до четырех астрономических единиц от светила, сообщается на сайте Европейской южной обсерватории. Как подчеркивают исследователи, наблюдения свидетельствуют о том, что вокруг звезды может существовать еще более холодный пылевой пояс, а может быть и многокомпонентная планетная система. "Пыль вокруг Проксимы – очень важная находка. После открытия землеподобной планеты Проксима b это первое свидетельство существования у ближайшей к Солнцу звезды многокомпонентной планетной системы, а не просто одиночной планеты", - заявил один из авторов открытия Гиллем Англада. Пылевые пояса – это остатки вещества, которое не сконденсировалось в более массивные тела, такие как планеты. Размеры каменных и ледяных частиц в этих поясах могут быть разными: от мельчайших пылевых зерен меньше миллиметра в поперечнике до астероидов многокилометрового диаметра.

Наблюдения показывают, что большая часть пыли сосредоточена в поясе на расстоянии в несколько сот миллионов километров от Проксимы и такой же протяженности. Общая масса пыли в этом поясе составляет примерно одну сотую часть массы Земли, а ее температура оценивается в –230 градусов Цельсия, что близко к температуре пояса Койпера в Солнечной системе.

Данные, полученные на ALMA, позволяют также предположить что вокруг Проксимы имеется и другой, еще более холодный пылевой пояс вдесятеро дальше первого. Если это так, то природа этого пояса, очень холодного и расположенного вдалеке от более холодной и слабой, чем Солнце, звезды, загадочна. Оба пояса гораздо дальше от Проксимы, чем планета Проксима b, орбита которой отстоит от материнской звезды всего на четыре миллиона километров.

Об открытии землеподобной планеты у Проксимы Центавра стало известно в августе прошлого года. Расстояние от планеты Proxima b до материнской звезды составляет 7 миллионов километров – всего 5% от расстояния между Землей и Солнцем. Планета находится гораздо ближе к своей материнской звезде, чем Меркурий к Солнцу, но и сама Проксима гораздо тусклее Солнца. Поэтому получается, что Proxima b попадает внутрь зоны обитания своей звезды. По оценкам, температура на ее поверхности позволяет существовать воде в жидком состоянии.

Фотография космического "глаза Саурона"

Микроволновая обсерватория ALMA получила самые четкие на сегодняшний день фотографии "глаза Саурона" — звезды Фомальгаут, окруженной "горящим" кольцом из пыли и газа, возникшим в результате столкновения комет и астероидов, сообщает Европейская южная обсерватория. Фомальгаут относится к числу относительно молодых и ярких звезд на небе Южного полушария, расположенных сравнительно близко к Земле. Эта звезда удалена от нас на 25 световых лет, а по своим размерам она значительно больше Солнца. Так, ее масса составляет 2,3 солнечных, диаметр — 1,9 поперечника Солнца. Она примерно в 18 раз ярче Солнца и горячее его на три тысячи градусов Кельвина.

В 2008 году группа астрономов под руководством Пола Каласа (Paul Kalas) из Университета Калифорнии в Беркли (США) объявила об открытии планеты-гиганта в газопылевом диске, окружающем Фомальгаут. Выводы Каласа и его коллег были подвергнуты критике, и к 2011 году в рецензируемых научных журналах появилось несколько новых исследований, авторы которых не смогли найти признаки существования Фомальгаута b.

Снимки с "Хаббла" и других телескопов, полученные в 2012 году, опровергли это представление и "воскресили" планету, которая недавно получила свое "официальное" имя. Она была названа Дагон в честь аккадского божества, связанного с мореплаванием и сельским хозяйством, а также главным прообразом для Ктулху из рассказов Говарда Лавкрафта.

Новые снимки, полученные телескопом ALMA, мощнейшей микроволновой обсерваторией Земли, подтверждают существование этой планеты. Подобный "глаз Саурона", как объясняют ученые, может возникнуть в звездной системе лишь в том случае, если в ней существует крупная планета, сгоняющая обломки комет и астероидов в узкую область орбит и заставляющая их сталкиваться между собой.

Кольцо из газа и пыли, "собранное" Дагоном, расположено на расстоянии примерно в 20 миллиардов километров от Фомальгаута, что примерно в два раза больше, чем дистанция между Солнцем и Плутоном. Его ширина составляет около двух миллиардов километров, что примерно в 13 раз больше, чем у главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Изучение этого космического "глаза", как надеются ученые, прольет свет на историю формирования Дагона и поможет нам понять, как часто возникают "двойники" Земли и других планет.

Названо самое холодное место Вселенной

Ученые из Лаборатории реактивного движения (США), Технического университета Чалмерса (Швеция) и обсерватории ALMA (Atacama Large Millimeter Array, Чили) представили новые подробности о протопланетной туманности Бумеранг, которая считается самым холодным местом во Вселенной. Туманность сформирована умирающим красным гигантом, который интенсивно покидает материю. Согласно полученным учеными оценкам, изначально светило было примерно в четыре раза тяжелее Солнца, материя от него распространилась на расстояние около 120 тысяч астрономических единиц.

Центр туманности, как отмечают авторы, сформирован областью 1740 на 275 астрономических единиц, в котором предполагается существование крупных частиц миллиметрового размера с температурой 20−30 кельвинов.

Работа ученых подтверждает, что туманность Бумеранга является самым холодным местом во Вселенной. К своим выводам астрономы пришли, проанализировав данные ALMA.
Туманность Бумеранга расположена на расстоянии пяти тысяч световых лет от Земли в созвездии Центавра. Температуры в туманности достигают одного кельвина (примерно минус 272 градуса Цельсия)

Обнаружены молодые аналоги Млечного Пути

Международная группа ученых обнаружила уменьшенную копию Млечного Пути. Исследователи из США, Великобритании и Индии с помощью установленного в Чили комплекса телескопов ALMA подтвердили, что молодые аналоги галактики находятся на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли. Большинство из них образовались через 300 миллионов лет после так называемого Большого взрыва, который считают одной из теорий возникновения нашей планеты. Ученые утверждают, что вокруг этих галактик отдельной группы существует так называемый водородный слой, который напоминает облако.

Сами диски, из которых они образованы, также относятся к Млечному Пути и имеют вид спирали. Возникают галактики с частотой от 25 до 100 солнечных масс в год.

Впрочем, точное происхождение комплекса пока что не исследовали, но предполагается, что спустя десятки лет появится несколько аналогов Млечного Пути.

По словам ученых, их находка позволит открыть новые факты о том, как сформировалась наша галактика.

"Новорожденные" звезды становятся источниками мощных ветров

Исследователи из Института Нильса Бора, Дания, при помощи радиотелескопов ALMA наблюдали ранние стадии формирования новой планетной системы звезды. Впервые ученые смогли рассмотреть, как мощный «вихрь» поднимается над вращающимся диском из газа и пыли, окружающим эту молодую звезду. Молодая звезда формируется из сжимающегося газо-пылевого облака, поэтому после формирования оказывается окружена диском, из материала которого в дальнейшем могут сформироваться планеты. 

Для таких «новорожденных» звезд исследователи не раз наблюдали мощные «вихри», или выбросы, называемые джетами. Однако до настоящего времени никто не видел, каким образом происходит формирование этих ветров.

«При помощи телескопов ALMA мы наблюдали протозвезду, находящуюся на очень ранней стадии эволюции. Мы видим, как этот ветер, подобно торнадо, поднимает материю и газ над плоскостью вращающегося диска, из которого формируется планетная система», - сказал Пер Бьеркели (Per Bjerkeli), обладатель ученой степени PhD в области астрофизики и наук о планетах из Института Нильса Бора Копенгагенского университета, который является главным автором нового исследования.

В своей работе Бьеркели и его команда отмечают, что формирование «вихря» в системе протозвезды выражает тенденцию замедления вращения, в то время как при отсутствии такого ветра испытывающая гравитационное сжатие система звезды была бы вынуждена вращаться все быстрее и быстрее. Покидающий систему ветер забирает с собой часть энергии вращательного движения системы звезды, и такое уменьшение скорости вращения системы облегчает конденсацию находящегося в ней материала в планеты.

Открыто горячее молекулярное ядро, расположенное вне нашей Галактики

Астрономы обнаружили то, что называют «горячим молекулярным ядром», «кокон» из молекул, окружающий «новорождённую» массивную звезду, причем эти находки стали первым случаем обнаружения объекта такого рода за пределами нашей Галактики. Ученые из Университета Тохоку, Токийского университета, Национальной астрономической обсерватории Японии и Цукубского университета (все перечисленные научные учреждения расположены на территории Японии) при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), размещенного на территории Чили, наблюдали недавно сформировавшуюся звезду, расположенную в Большом Магеллановом Облаке, одном из ближайших галактических соседей Млечного пути. В результате исследователями было обнаружено значительное число эмиссионных линий в радиодиапазоне, относящихся к химически различным газам, которые указывают на присутствие горячего молекулярного ядра, ассоциируемого с наблюдаемой новорождённой звездой.

Эти наблюдения выявили, что наблюдаемое горячее молекулярное ядро, расположенное в Большом Магеллановом Облаке, демонстрирует химический состав, заметно отличающийся от химического состава аналогичных объектов, расположенных в пределах нашей Галактики. В частности, эти результаты указывают на то, что в этой галактике наблюдается дефицит простых органических молекул, таких как молекулы метанола, что, в свою очередь, подразумевает сниженную вероятность природного синтеза крупных органических молекул, необходимых для зарождения жизни.

Известно, что различные сложные органические молекулы, связанные с пребиотическими молекулами, сформировавшимися в космосе, обнаруживают внутри горячих молекулярных ядер в нашей Галактике. Однако до сих пор ученые не могут с уверенностью сказать, существуют ли такие крупные и сложные молекулы внутри горячих молекулярных ядер, расположенных в других галактиках. Это вновь открытое горячее молекулярное ядро представляет собой прекрасную цель для исследований, ставящих целью выяснение этого вопроса.

Ученые наблюдают рождение ледяного гиганта в системе близлежащей звезды

Астрономы обнаружили признаки формирующейся планеты в системе звезды TW Гидры, близлежащей молодой звезды, при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Основываясь на расстоянии от центральной звезды и распределении крохотных частиц пыли, исследователи рассчитали, что эта планета, скорее всего, является ледяным гигантом, подобным Урану и Нептуну в нашей Солнечной системе. Этот результат является ещё одним важным шагом на пути к пониманию различных классов планет.

Для того чтобы изучить место формирования этой планеты, исследовательская группа под руководством Такаши Цукагоши из Университета Ибараки, Япония, наблюдала молодую звезду TW Гидры. Эта звезда, возраст которой составляет примерно 10 миллионов лет, является одной из ближайших к Земле молодых звезд, система которой, благодаря особенной конфигурации, легко поддается наблюдениям с нашей планеты.

Предыдущие наблюдения показали, что звезда TW Гидры окружена диском, состоящим из крохотных частиц пыли. Этот диск является местом формирования планет. Новейшие наблюдения, проведенные при помощи телескопа ALMA, выявили также множественные щели в этом диске. Некоторые теоретические исследования указывают на то, что наличие этих щелей обусловлено наличием формирующихся планет в системе звезды.

В новом исследовании ученые при помощи телескопа ALMA определили, что в одной из щелей диска звезды TW Гидры радиусом 22 астрономических единицы (расстояния от Земли до Солнца) доминируют очень мелкие частицы пыли, размером порядка нескольких микрометров, в то время как относительное количество более крупных частиц в границах этой щели существенно меньше. Это согласуется с теоретическими представлениями, согласно которым при формировании гигантской планеты трение между газом и частицами пыли приводит к тому, что более крупные частицы пыли выбрасываются за пределы щели, в то время как частицы относительно небольшого размера остаются на месте, считают авторы работы.

Исходя из ширины и глубины этой щели радиусом 22 а.е., команда Цукагоши рассчитала, что масса этой недоступной прямым наблюдениям планеты слегка превышает массу Нептуна.