Найдены старейшие обломки планет в нашей галактике

Астрономы из Уорикского университета идентифицировали самую старую звезду в нашей галактике. Звезда аккрецирует обломки вращающихся планетезималей, что делает ее одной из старейших скалистых и ледяных планетных систем, обнаруженных в Млечном Пути. Ученые выяснили, что слабому белому карлику, расположенному в 90 световых годах от Земли, а также остаткам его орбитальной планетной системы, более 10 миллиардов лет. Для этого исследования команда астрономов создала модели двух необычных белых карликов, которые были обнаружены космической обсерваторией GAIA ЕКА. Обе звезды загрязнены планетарным мусором, причем было обнаружено, что одна из них необычно голубая, в то время как вторая является самой тусклой и самой красной из обнаруженных на сегодняшний день звезд в местных галактических окрестностях. Команда подвергла обе звезды дальнейшему анализу. Чтобы определить возраст WDJ2147-4035, ученые использовали спектроскопические и фотометрические данные GAIA, «Обзор тёмной энергии» и прибор X-Shooter в Европейской южной обсерватории. В результате астрономы обнаружили, что звезде около 10,7 миллиардов лет, из которых 10,2 миллиарда она остывает. Проанализировав спектр WDJ2147-4035, команда обнаружила присутствие металлов натрия, лития, калия и предварительно обнаружила углерод, поглощаемый звездой. Таким образом, эта звезда является самым загрязненным металлами белым карликом.

Вторая звезда WDJ1922+0233 лишь немного моложе WDJ2147-4035. Она была загрязнена планетарным мусором, состав которого аналогичен составу континентальной коры Земли. Научная группа пришла к выводу, что синий цвет WDJ1922+0233, несмотря на низкую температуру поверхности, вызван необычной смешанной гелий-водородной атмосферой звезды.

Обломки, обнаруженные в атмосфере красной звезды WDJ2147-4035, принадлежат старой планетной системе, которая пережила эволюцию звезды в белого карлика.

«Эти загрязненные металлами звезды показывают, что Земля не уникальна, существуют и другие планетные системы с планетарными телами, похожими на Землю. 97% всех звезд станут белыми карликами, и они настолько распространены по всей Вселенной, что их очень важно изучить, особенно те, что чрезвычайно холодные. Образованные из старейших звезд нашей галактики, холодные белые карлики предоставляют информацию о формировании и эволюции планетных систем вокруг старейших звезд Млечного Пути», – сказала Эббигейл Элмс, ведущий автор статьи.

Астрономы также могут использовать спектры звезды, чтобы вычислить, как быстро металлы погружаются в ядро звезды, что позволяет определить, как много было каждого из этих металлов в первоначальном планетарном теле. Сравнивая это количество с астрономическими телами и планетарным материалом, найденным в Солнечной системе, ученые могут предположить, какими были эти планеты до того, как звезда умерла и превратилась в белого карлика, но в случае WDJ2147-4035 это оказалось непростой задачей.

«Красная звезда WDJ2147-4035 является загадкой, поскольку скопившиеся обломки планет очень богаты литием и калием, и не похожи ни на что известное в нашей Солнечной системе. Это очень интересный белый карлик, поскольку его сверххолодная температура поверхности, загрязняющие его металлы, его преклонный возраст и тот факт, что он магнитный, делают его чрезвычайно редким», – сказала Эбигейл. – «Когда эти старые звезды формировались более 10 миллиардов лет назад, Вселенная была менее богата металлами, чем сейчас, поскольку металлы образуются в эволюционировавших звездах и в гигантских звездных взрывах. Два наблюдаемых белых карлика дают возможность изучить процесс формирования планет в бедной металлами и богатой газом среде, которая отличалась от условий, в которых формировалась Солнечная система».

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.

В нашей Солнечной системе пройдет "ураган" темной материи

В результате столкновения Млечного пути с карликовой галактикой, в Солнечной системе пройдет “ураган” из темной материи. Об этом пишет Physics. К такому выводу ученые пришли после анализа поведения однонаправленного звездного потока S1. Считается, что этот поток и темная материя, проносящаяся мимо нас со скоростью 500 км/с - остатки карликовой галактики, которую миллиарды лет назад поглотил Млечный путь. S1 в прошлом году попал в поле зрения космического телескопа Gaia. Ученые полагают, что каждый из 30 похожих на S1 потоков в нашей галактике - остаток малой галактики, которая столкнулась с Млечным путем, но S1 уникален: его путь пересекается с Солнцем. В определенной мере, S1 повлияет на темную материю в нашей родной галактике: ее плотность увеличится, поскольку он принесет в Млечный путь и “свою” темную материю. По этому случаю, ученые, с помощью вимп- и аксион-детекторов (вимпы и аксионы - разные модели темной материи), надеются зафиксировать и изучить воздействие потока на нашу Солнечную систему.

Астрономы обнаружили почти 500 взрывов в ядрах галактик

Кроме почти одного миллиарда звезд Млечного пути миссия Gaia («Гея») Европейского космического агентства также наблюдает экстрагалактические объекты. Автоматизированная система предупреждений этого космического аппарата уведомляет астрономов об обнаружении так называемых «транзиентов», или кратковременных вспышек. В новой научной работе команда астрономов открыла, что, скорректировав алгоритмы существующей автоматизированной системы предупреждений, можно использовать аппарат Gaia для обнаружения сотен необычных транзиентов в центрах галактик. Исследователи обнаружили примерно 480 транзиентов за период примерно в один год. Этот новый метод может быть принят на вооружение уже в ближайшее время, позволяя астрономам определять природу этих загадочных событий. Исследователи во главе с Зузанной Кострзева-Рутковской (Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska) из Нидерландского института космических исследований провели поиск по базе данных миссии Gaia транзиентов, наблюдающихся близ ядер галактик в период между июлем 2016 г. и июнем 2017 г. Они использовали в своей работе каталог галактик – из Релиза данных №12 Слоуновского цифрового обзора неба – и математический метод собственной разработки. Этот новый математический инструмент позволил астрономам идентифицировать редкие вспышки, наблюдающиеся близ центров галактик. Кострзева-Рутковская и ее коллеги идентифицировали 480 таких событий, из которых лишь пять событий были распознаны прежде автоматизированной системой предупреждений космического аппарата Gaia.

Изучение таких кратковременных вспышек представляет большой интерес для астрономов, поскольку эти вспышки часто связаны с такими событиями, как поглощение черной дырой подошедшей к ней слишком близко звезды – а эти события, в свою очередь, могут помочь обнаружить редкие черные дыры промежуточных масс, которые, пребывая в состоянии покоя, не видны в объективы телескопов, пояснили авторы.

Ученые открыли планеты, потенциально пригодные для жизни

Вода - одно из важнейших условий для жизни на планете, и, судя по новым данным, таких миров должно быть немало. Goldschmidt Conference сообщает о работе Ли Цзэна (Li Zeng) из Гарвардского университета и его коллег, которые проанализировали данные примерно о 4000 экзопланет, полученные космическими миссиями Kepler и Gaia. Объектом их интереса были "суперземли" - планеты крупнее нашей, но еще не достигающие размера газовых гигантов. При массе от одной до 10 масс Земли они имеют и больший размер, образуя две группы: радиусом около полтора радиуса Земли и около 2,5 земного радиуса. Точные данные о массах и радиусах этих суперземель позволили ученым разработать модели их внутренней структуры. Модель предсказывает, что экзопланеты радиусом около полтора радиуса Земли (и массой около пяти земных масс) должны иметь твердую поверхность. Однако планеты в 2,5 земного радиуса (и около 10 масс Земли) должны быть «планетами-океанами», на которых господствует вода, составляя до половины массы этих миров. Для сравнения: на воду приходится лишь несколько процентов массы Голубой планеты). Авторы полагают, что порядка 35 процентов известных суперземель должны быть такими мирами-океанами.

Это еще не означает, что такие планеты подходят для жизни знакомого нам типа. По расчетам ученых, они должны быть окутаны плотной атмосферой, в которой доминирует водяной пар, температура ближе к поверхности океана и под ней достигает 200-500 °С. Дальше, на огромной глубине, вода переходит в экзотические, не встречающиеся на Земле состояния. Если на каких-то из них и есть жизнь, то совсем не похожая на нашу.

Движение звезд в близлежащей галактике указывает на присутствие темной материи

Впервые определив перемещения индивидуальных звезд близлежащей карликовой галактики Скульптор, астрономы получили новые данные о распределении невидимой темной материи, пронизывающей нашу Галактику. В этом исследовании были объединены данные о положении звезд, полученные при помощи миссии Европейского космического агентства Gaia («Гея»), с аналогичными данными, собранными при помощи космического телескопа Hubble («Хаббл») двенадцатью годами ранее. Карликовая галактика Скульптор является одной из многочисленных галактик-спутников Млечного пути. Эти галактики-спутники гравитационно взаимодействуют с нашей Галактикой, и такое взаимодействие оказывает значительное влияние на их форму. В новом исследовании группа ученых, возглавляемая Дэвидом Массари (Davide Massari) из Астрономического института Каптейна, Нидерланды, определила движение звезд галактики Скульптор в трехмерном пространстве, для чего исследователям потребовалось объединить данные измерений соответственно собственного и радиального движения звезд. Собственное движение звезд представляет собой изменение координат звезд на небесной сфере, и для определения скорости этого движения команда Массари проанализировала изменения положения звезд, измеренные соответственно при помощи космического телескопа Hubble в 2002 г. и миссии Gaia в 2014-2015 гг. Скорости радиального движения звезд галактики Скульптор, то есть движения вдоль линии наблюдения, были найдены из литературы. Используя данные по собственному и радиальному движению звезд, ученые смогли восстановить их движение в трех измерениях.

Звезды в галактиках получают ускорение в результате гравитационного воздействия на них со стороны массивных материальных объектов. Однако большой объем данных о распределении скоростей звезд в галактиках, накопленный астрономами за последние десятилетия, показывает, что одной лишь нормальной материи в галактиках содержится недостаточно для объяснения наблюдаемого движения звезд. Это послужило основой для выдвижения предположения о том, что в галактиках присутствует помимо нормальной, видимой материи также особая субстанция, получившая название темной материи, которая не обнаруживается при наблюдениях, но оказывает на объекты галактики гравитационное воздействие.

Проведенный командой Массари анализ скоростей движения звезд галактики Скульптор показал, что темная материя в галактике распределена с увеличением плотности распределения к центру галактики. Это распределение хорошо согласуется с результатами крупномасштабного моделирования распределения темной материи во Вселенной, выполненного на основе стандартного космологического сценария, указывают авторы.