Телескоп Subaru теперь может анализировать 2400 объектов одновременно

Телескоп Subaru, расположенный на Гавайях, недавно был модернизирован, и теперь сможет одновременно наблюдать 2400 астрономических объектов на участке неба размером с несколько лун. Эти объекты будут наблюдаться с помощью спектрографа Prime Focus (PFS), который состоит из нескольких компонентов. Он был разработан примерно дюжиной университетов и компаний на четырех континентах. В спектрографе используется так называемый Prime Focus Instrument, который позволяет концентрироваться на различных частях неба. Прибор содержит 2400 отдельных волокон, сведения с которых поступают в спектрографическую систему (SpS), которая анализирует полученные данные. SpS состоит из четырех отдельных спектрографов, охватывающих спектры от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона. Существуют также некоторые вспомогательные системы, позволяющие осуществлять фактический сбор данных. В дополнение к SpS, PFS использует CMOS-камеру с разрешением 8960 x 5778 пикселей для отслеживания того, где именно расположены волокна, собирающие данные. Если какие-то из них окажутся не на своем месте, это может привести к потере данных, которые собирает система.

На все эти обновления возлагаются большие надежды. PFS будет координировать свои действия с уже установленной Hyper Suprime-Cam и пытаться раскрыть природу темной материи и темной энергии, изучить формирование структур во Вселенной и физические процессы формирования и эволюции галактик.

Индийская ракета PSLV запускает девять спутников в космос

26 ноября индийское космическое агентство ISRO запустило однотонный спутник наблюдения Земли и восемь наноспутников на солнечно-синхронную полярную орбиту на борту ракеты-носителя Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV). Ракета стартовала с Космического центра имени Сатиша Дхавана в 08:26 МСК. Основная полезная нагрузка, EOS-06, отделилась от верхней ступени ракеты примерно через 17 минут после старта на высоте 742 километра. Другие спутники были развернуты через 114-125 минут после старта. Председатель ISRO С. Сомнатх объявил об успехе миссии в своей речи, произнесенной примерно через два часа после запуска. "Я очень рад объявить об успешном завершении миссии PSLV-C54/EOS-06", - сказал председатель. "Мы также отметили, что производительность ракеты в этой миссии на всех ее этапах и функциях была очень хорошей". Запуск 26 ноября стал пятой и последней миссией ISRO в 2022 году. Первая миссия в феврале вывела три спутника на низкую околоземную орбиту на борту ракеты PSLV, затем последовал запуск трех спутников в июне на борту PSLV, неудачный первый полет малой ракеты-носителя (SSLV) в августе и успешный запуск 36 спутников OneWeb в октябре на борту ракеты-носителя геосинхронных спутников (GSLV) Mark 3. По данным ISRO, это был 56-й полет ракеты PSLV с момента ее ввода в эксплуатацию в 1993 году.

Тем временем индийская компания Skyroot Aerospace запустила первую в стране ракету частной разработки Vikram-S 18 ноября с Космического центра имени Сатиша Дхавана в Шрихарикоте. Это был суборбитальный запуск, направленный на тестирование и проверку технологий, которые будут применены на первой ракете-носителе орбитального класса Vikram 1, которую компания планирует запустить в 2023 году.

Самые далекие из известных кандидатов в галактики были обнаружены «Джеймсом Уэббом»

Менее чем через неделю после того, как «Джеймс Уэбб» начал свои наблюдения, на сервере препринтов появились сообщения об открытии галактик, находящихся на рекордных расстояниях. Что еще более удивительно, эти галактики кажутся настолько массивными, что бросают вызов нашему пониманию того, как формируется структура во Вселенной. Две из этих первых статей прошли обязательное рецензирование и были приняты к публикации в The Astrophysical Journal Letters. Любопытно то, что эти далекие галактики, по словам ученых, содержат гораздо больше звезд, чем это возможно. «С теоретической точки зрения, наблюдаемые массы довольно загадочны», – объясняет Шарлотта Мейсон, адъюнкт-профессор Центра Космического Рассвета (DAWN). – «Мы ожидали, что нам придется исследовать гораздо, гораздо больший объем пространства, прежде чем мы найдем такие большие галактики. У среднестатистической галактики просто не должно было быть времени накопить столько массы за короткое время между Большим взрывом и тем временем, когда мы их видим». Мейсон является соавтором одной из первых двух статей, которые в настоящее время приняты к публикации. Эта работа сообщает об обнаружении нескольких рекордно удаленных галактик. Отчет Мейсон появился в препринте одновременно со статьей Рохана Найду из Массачусетского технологического института, в которой анализировалось то же поле на небе, и были обнаружены несколько таких же галактик.

Как подробно описано в недавнем пресс-релизе DAWN, метод, используемый для определения расстояний, является быстрым, но несколько ненадежным. Чтобы подтвердить расстояние, необходимо использовать спектроскопию.

Несмотря на отсутствие спектроскопии, расстояния между двумя галактиками, получившими название GLASS—z10 и GLASS-z12, кажутся довольно однозначными. И тот факт, что две разные команды, используя два разных анализа одних и тех же данных, обнаружили одинаковое расстояние, обнадеживает.

Хотя большие массы галактик трудно согласовать с нашим нынешним пониманием формирования структуры, это не означает, что нам нужно будет пересматривать стандартную модель Вселенной.

«Мы очень мало знаем о физических условиях ранней Вселенной», - говорит Паскаль Эш, соавтор Найду и доцент DAWN. – «На протяжении большей части истории Вселенной галактики удивительно неэффективно формировали звезды. Возможно, какой-то еще неизвестный механизм позволил ранним галактикам быстрее образовывать звезды или образовывать более яркие звезды».

С помощью предстоящей спектроскопии, а также будущих наблюдений, охватывающих большие объемы пространства, истинная природа этих загадочных галактик скоро будет раскрыта.

Как инструмент NIRSpec «Уэбба» раскрывает загадки Вселенной

Астрономия задается вопросами о том, как начали формироваться первые звезды и галактики, и что, в конечном итоге, привело к нашему существованию. Ответы скрыты в далекой Вселенной, настолько далекой, что свет путешествовал миллиарды лет, чтобы достичь нас, неся изображения формирующихся первых галактик. Этот ранний период находился за пределами досягаемости предыдущих телескопов, но все изменилось с появлением космического телескопа Джеймса Уэбба. Однако даже самый большой космический телескоп хорош лишь настолько, насколько хороши его приборы, и здесь на сцену выходит спектрограф NIRSpec. Его задача состоит в том, чтобы разделить инфракрасный свет, собираемый «Уэббом», на составляющие его длины волн, и сформировать спектр. Измеряя, как изменяется яркость объекта в космосе на разных длинах волн, астрономы могут извлечь огромное количество информации о его физических характеристиках и химическом составе. NIRSpec может записывать спектры до 200 наблюдаемых объектов одновременно. Чтобы достичь этого результата спектрограф использует решетку микрозатворов, изготовленную Центром космических полетов имени Годдарда. Она состоит примерно из четверти миллиона крошечных автономных жалюзи. Размер каждого из них составляет всего 80х180 мкм. Ими можно управлять индивидуально, открывая или закрывая их по мере необходимости. NIRSpec может разделить более крупные объекты, такие как галактики и туманности, на 30 фрагментов и наблюдать спектр для каждого фрагмента, делая всего один снимок.

Для наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне NIRSpec должен работать при температуре -233° C, которая поддерживается благодаря солнцезащитному щиту «Уэбба». Это представляет большую проблему при создании точных научных приборов. Различные материалы при охлаждении сжимаются с разной скоростью, и это приводит к небольшим искажениям в приборе, которые влияют на его точность. По этой причине Airbus изготовил большинство элементов спектрографа, включая зеркала, из карбида кремния.

Первые изображения и данные NIRSpec поступают обратно на Землю. Как только кропотливый анализ будет завершен, мы получим новые ответы на вопросы, столь важные для понимания нашего собственного существования: как образовались первые галактики и звезды в нашей Вселенной, и как часто планеты, вращающиеся вокруг других звезд, создают условия, которые позволили бы существовать жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Белый карлик окружен обломками планеты и объекта из пояса Койпера

Белые карлики – это одно из тех конечных состояний, в которых оказываются некоторые звезды после окончания срока их термоядерного синтеза. Но что происходит с планетами вокруг звезды, когда она превращается в белого карлика? Астрономы не могут видеть будущее, но могут наблюдать за существующими белыми карликами и исследовать судьбы их планет. Именно этим занялась группа ученых из Германии и США в своей статье Unusual Abundances from Planetary System Material Polluting the White Dwarf G238-44. Статья была принята к публикации в Astrophysical Journal. G238-44 находится примерно в 86 световых годах от нас и имеет атмосферу с преобладанием водорода, загрязненную другими элементами, включая углерод, неон, кислород, серу и железо. Данные, собранные за 24 года обсерваторией Кека, показывают стабильную и непрерывную аккрецию этих материалов из околозвездного резервуара на белый карлик. Исследователи также говорят, что они обнаружили аномально высокое содержание металлического железа. Могло ли железо и другие элементы происходить из одного родительского тела? Или для объяснения наличия всех этих материалов необходимы два тела? «Мы можем определить, что исходный материал богат азотом и, вероятно, содержит значительное количество металлического железа», - пишут авторы. – «Эта смесь не похожа ни на одно известное тело Солнечной системы».

Если оно произошло от двух отдельных тел, пишут ученые, то одно из них состоит из материала, подобного ртути и богатого железом, а другое может быть ледяным объектом пояса Койпера. Эти объекты имеют различный состав, и вместе предоставляют «химические доказательства наличия как скалистых, так и ледяных тел в экзопланетной системе».

Сочетание элементов и то, как они появляются в Солнечной системе, является ключом к этой работе. Кислород универсален и встречается повсюду в Солнечной системе, а также является компонентом всех объектов. Но углерод, азот и железо – это гораздо более специализированные вещества. Объекты, которые формируются вблизи родительской звезды, имеют большее содержание Fe, в то время как N образуется в значительных количествах только за пределами линии замерзания Солнечной системы. «Мы не ожидаем, что объекты с высоким содержанием Fe также будут иметь высокое содержание N. G238-44 нарушает эту тенденцию», – говорят авторы. – «Предлагаемая модель с двумя телами способна воспроизвести эту необычную характеристику».

«Мы предполагаем, что G238-44 одновременно аккрецирует богатый металлами экзопланетезималь и богатый летучими веществами экзопланетный объект пояса Койпера. Если наша интерпретация верна, это было бы первым свидетельством одновременной аккреции двух различных родительских тел в белом карлике», – пишут авторы. Они говорят, что белый карлик аккрецирует материал из тела, богатого металлами, и тела, богатого летучими веществами в соотношении 1,7:1.