Астрономы обнаружили в данных, полученных космическим инфракрасным телескопом WISE, новый троянский спутник Земли - 300-метровый астероид 2010 TK7, который двигается почти точно по земной орбите, но в 60 градусах впереди нашей планеты, в точке Лагранжа L4, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Еще в 18 веке ученые установили, что малые небесные тела могут двигаться по одной орбите с планетой, если они находятся вблизи триангуляционных точек впереди или позади нее, то есть рядом с точками Лагранжа, где гравитация Солнца и планеты уравновешивается.
Такие троянские астероиды были найдены на орбитах Юпитера (более тысячи), Марса (несколько) и Нептуна (один), однако до сих пор не было найдено ни одного троянского спутника Земли, поскольку они находятся очень близко к Солнцу с точки зрения земного наблюдателя и их сложно засечь. Однако с запуском космического телескопа WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) в 2009 году ситуация изменилась, этот аппарат хорошо видел область, расположенную в 90 градусах от линии Земля-Солнце. В результате, ученые получили данные примерно о 33,5 тысячи новых астероидах и 500 объектах, сближающихся с Землей.
Мартин Коннорс (Martin Connors) из университета Атабаски (Канада) и его коллеги проанализировали данные WISE и обнаружили потенциального троянца - астероид 2010 TK7.
Мы определили 2010 TK7 как возможного земного троянца на основе измерений его положения в течение шести ночей в конце 2010 года. Наблюдения в Гавайском университете и на телескопе CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) в апреле 2011 года, после того как объект в течение нескольких месяцев был в положении, неудобном для наблюдений с Земли, настолько улучшили наши знания о его орбите, что мы можем с определенностью заявить, что 2010 TK7 - земной троянец, - пишут Коннорс и его коллеги.
Согласно их расчетам, 2010 TK7 медленно двигается вокруг точки Лагранжа L4, совершая один круг примерно за 395 лет. При этом он перемещается также в вертикальной плоскости и медленно колеблется то в сторону Земли, то в сторону точки Лагранжа L3.
Астрономы предсказали наличие кольца у Плутона. Статья ученых подана в журнал Astronomy and Astrophysics, а ее краткий препринт доступен на сайте arXiv.org. В настоящее время кольца найдены у Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна.
Источником материала для кольца являются спутники Плутона Никта и Гидра (помимо этих двух у Плутона есть еще спутник Харон и недавно открытый и пока безымянный спутник P4), поверхности которых постоянно подвергается бомбардировке небольшими астероидами (они в большом количестве присутствуют в поясе Койпера - регионом за орбитой Нептуна, где располагается сама планета и ее луны).
Им удалось выяснить, что в результате таких столкновений вокруг Плутона образуется кольцо радиусом 16 тысяч километров. Из-за воздействия разного рода сил, например, солнечного ветра, пыль достаточно быстро оседает обратно на спутники и на планету. За год кольцо теряет примерно половину массы (расчеты приводились для частиц диаметром около микрометра).
Используя аналитические модели, ученые смогли оценить среднее количество метеоритных осадков, а также количество пыли, которое оказывается в космосе благодаря им. Оказалось, что не вся пыль успевает осесть и вокруг Плутона имеется очень тусклое, но постоянное пылевое кольцо. Его расчетная оптическая глубина - безразмерная величина в астрофизике, равная доли излучения, блокируемого кольцом, когда то находится между планетой и наблюдателем - равна 6 x 10-11.
Именно благодаря своей тусклости кольцо до сих пор и не было зарегистрировано Хабблом, который довольно много наблюдал Плутон - расчеты показывают, что орбитальный телескоп не способен видеть кольца с оптической глубиной меньше 10-5. Вместе с тем подтвердить наличие колец у карликовой планеты сможет миссия Новые горизонты (New Horizons), запущенная в космос в 2006 году. До Плутона она доберется в 2015 году.
Физики установили, что внутри некоторых нейтронных звезд под воздействием гравитации нейтроны могут превращаться в кубы. Статья ученых еще не принята к публикации в рецензируемом журнале, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
В рамках работы ученые моделировали поведение нейтронов при помощи квантовой хромодинамики. В результате оказалось, что при высоких плотностях энергии-массы нейтроны нельзя рассматривать как точечные объекты, а описывающая их теория, как следствие, должна терять инвариантность относительно вращения.
Присущая квантовой механике размазанность волновой функции при таких экстремальных условиях почти полностью пропадает, поэтому имеет смысл говорить о форме частицы. Чем больше давление, тем больше становится похожа на куб частица.
По словам ученых, их открытие должно помочь в описании нейтронных звезд, чья масса близка к теоретическому пределу, за которым нейтронная звезда превращается в черную дыру (считается, что этот предел лежит в районе двух солнечных масс). Дело в том, что свойства нейтронной материи внутри подобных объектов для сферических и кубических нейтронов отличаются. В частности, кубические нейтроны обеспечивают кристаллизацию центральной части звезды.
Космический телескоп «Хаббл» передал высококачественное фото планетарной туманности Ожерелье (PN G054.2-03.4), расположенной в 15 000 световых лет от Земли в созвездии Стрелы.
PN G054.2-03.4 была обнаружена шесть лет назад участниками проекта IPHAS — обзора северного неба, выполняемого с помощью 2,54-метрового телескопа на Канарских островах. Как и все остальные планетарные туманности, она образовалась в результате сброса вещества звездой, завершающей эволюцию, причём в её случае звёзд было две. Около 10 000 лет назад одно из стареющих светил так сильно увеличилось в размерах, что поглотило своего компаньона, который продолжил орбитальное движение «внутри» оболочки гиганта, увеличивая скорость его вращения. В результате значительная часть газовой оболочки была выброшена в пространство и сформировала эллиптическое кольцо размером около 2•1013 км.
Поскольку составляющие двойную систему звёзды приближены друг к другу (разделяющее их расстояние сравнимо с пятью радиусами Солнца), мы видим лишь одну яркую точку в центре туманности. Орбитальный период в системе равен 1,2 дня.
Яркие «бусины» в ожерелье представляют собой плотные скопления газа, чуть вытянутые в радиальном направлении. Такие образования астрономы уже встречали при наблюдении других планетарных туманностей — скажем, туманности Улитка в созвездии Водолея, удалённой от Земли менее чем на тысячу световых лет. По предположению теоретиков, газовые уплотнения появляются при столкновении «горячего» вещества, недавно отошедшего от звезды, с более холодным газом, выброшенным ранее.
Астрономы обнаружили рекордно тёмную экзопланету — она чернее угля и темнее всех крупных космических объектов нашей Галактики.
Измерения показали, что планета, которую назвали TrES-2b, отражает меньше 1% света ее звезды, то есть меньше, чем даже чёрная акриловая краска, поясняют авторы открытия из Центра астрофизики при Гарвардском университете.
Эту таинственную черную планету, обладающую поразительной способностью поглощать более 99% падающего на нее света, американские астрономы впервые заметили в 2006 году. Тогда же ей дали название TrES-2b, что является сокращением от Trans-Atlantic Exoplanet Survey.
Сейчас астрономы впервые подробно изучили это космическое тело, проанализировав данные, полученные с помощью космического телескопа НАСА Кеплер. Этот космический аппарат, предназначенный для поиска планет, с очень высокой точностью фиксирует колебания яркости звезд, что позволяет заметить момент, когда диск звезды закрывает планета.
Данные исследования будут в ближайшее время опубликованы журнале Королевского астрономического общества Великобритании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Авторы работы Дэвид Киппинг из Центра астрофизики при Гарвардском университете в США и Дэвид Спигель из Принстонского университета в течение четырех месяцев изучали данные об объеме света, излучаемого TrES-2b.
Чернее угля
Способность отражать свет у TrES-2b значительно ниже, чем даже у акриловой краски черного цвета
Дэвид Киппинг, Центр астрофизики при Гарвардском университете
Экзопланета TrES-2b вращается вокруг звезды, которая расположена на расстоянии порядка 750 световых лет от Земли. Расстояние между звездой и планетой относительно мало – 5 млн км, особенно по сравнению со 150 млн км между Солнцем и Землей.
Подобно Луне, вращение TrES-2b вокруг звезды и собственной оси синхронизировано так, что черная планета всегда обращена одной и той же стороной к своему светилу.
Способность отражать свет у TrES-2b значительно ниже, чем даже у акриловой краски черного цвета, – сказал в интервью Би-би-си Дэвид Киппинг из Центра астрофизики при Гарвардском университете.
Не ясно, какая именно причина делает планету столь непередаваемо темным объектом, – признал его коллега из Принстонского университета Дэвид Спигель.
Ученые отмечают, что TrES-2b не просто не отражает свет – она обладает удивительной способностью поглощать его. Возможно, дело в химическом составе, - предполагает Киппинг. – На поверхности этой планеты могут происходить невиданные нами ранее химические процессы.
Таинственный газовый гигант все же не является абсолютно черным, говорят ученые. В силу своего размера и близости к светилу атмосфера планеты накалена до 1000 градусов по Цельсию и испускает слабое красное свечение подобно раскаленным углям.
В такой жаре не могут существовать ни аммиак, ни метан. По мнению ученых, атмосфера экзопланеты содержит газообразный натрий, калий и оксид титана, хорошо поглощающие свет.
Исследователь экзопланет из университета Калифорнии Джонатан Фортни назвал интересной работу своих коллег, подчеркнув, что Кеплер позволяет разглядеть мельчайшие сигналы с горячих юпитеров.
Большинство планет, обнаруженных в других звездных системах, являются такими горячими юпитерами, однако ученым до сих пор мало что известно о подобных телах, кроме их размера и близости к звездам, вокруг которых они вращаются.
Было бы интересно узнать об отражательной способности этих горячих юпитеров для разных планетарных температур и об ускорение силы тяжести на их поверхности, - сказал Фортни.
В ближайшее время будут проанализированы новые данные, полученные с помощью космического телескопа НАСА Кеплер, их публикация намечена на 22 сентября.
игантские космические пузыри газа, протяженность которых превышает размеры нашей галактики в несколько раз, подсвечиваются излучением сверхмассивных черных дыр и светом звезд в центре молодых галактик, а не свечением газа в этих пузырях, как считалось ранее, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Группа европейских и американских астрономов под руководством Мэттью Хэйса (Matthew Hayes) из Тулузского университета (Франция) пришла к такому выводу, проанализировав видимое и инфракрасное излучение пузыря LAB1 при помощи камеры-спектрографа FORS и телескопа VLT Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили.
Эта газовая туманность размером в несколько галактик была открыта в 2000 году другой группой ученых под руководством Чарльза Стейделя (Charles Steidel), и стала первым известным объектом такого рода. Пузырь LAB1 расположен на удалении в 11,5 миллиарда световых лет от Земли, а его диаметр составляет 300 тысяч световых лет - примерно втрое протяженнее Млечного пути.
Излучение, исходящее от этих космических пузырей, отличается тем, что большая его часть сконцентрирована на узком участке спектра, который описывается так называемой серией Лаймана и входящими в него линиями. Линия Лайман-альфа - первая линия в одной из спектральных серий водорода, названной в честь открывшего ее американского физика Теодора Лаймана. Линия возникает, когда атом водорода испускает фотон при переходе электрона с возбужденного энергетического уровня на первый или поглощает фотон.
Из-за огромного расстояния ультрафиолетовое излучение от таких газовых туманностей постепенно растягивается и переходит в видимый и инфракрасный диапазон. Это позволяет обнаружить такие пузыри при помощи наземных обсерваторий, так как атмосфера Земли пропускает видимый свет и инфракрасное излучение, но не рентгеновские и ультрафиолетовые волны, которые возникают при возбуждении атомов водорода в туманности.
До сих пор существовали две гипотезы, объясняющие, как облака водорода разогреваются и начинают светиться. Согласно первой, облака газа, окружающие молодые галактики, постепенно падают на них под действие гравитации и во время движения разогреваются. Вторая гипотеза предполагает, что пузыри излучают свет, исходящий от мощных сверхновых или от растущих черных дыр в центре галактик.
Хэйс и его коллеги обнаружили, что излучение от таких облаков является поляризованным. При этом поляризация света и инфракрасных волн от LAB1 постепенно усиливается при движении от центра к краям пузыря. Поляризованный свет отличается от обычного тем, что его волны колеблются только в одной плоскости - при некоторых условиях это позволяет определить расположение их источника.
Появление подобного эффекта невозможно объяснить в том случае, если источником света выступает вся туманность, так как в таком случае волны света были бы направлены случайно. По мнению ученых, это свидетельствует о том, что лучи испускает точечный источник - а это могут быть только молодые галактики и расположенные в них сверхмассивные черные дыры.
Астрофизики из Виргинского политехнического института и университета штата и Колледжа Нью-Джерси (оба — США) показали, что наблюдения двойных систем, образованных чёрной дырой и пульсаром (сильно намагниченной и быстро вращающейся нейтронной звездой), дают возможность оценивать параметры моделей, в которых вводится дополнительное пространственное измерение.
Напомним: существование шести или семи добавочных измерений постулируется в теории струн, одной из наиболее известных теорий квантовой гравитации. Принято считать, что дополнительные измерения не обнаруживают себя в силу своей малости (компактификации) и характеризуются неким масштабом L, естественным выражением которого была бы планковская длина (~10–33 см). Чтобы исследовать такой масштаб длин на ускорителях, необходимо достичь энергии, также сопоставимой с планковской (~1019 ГэВ) и примерно в 1016 раз превосходящей возможности Большого адронного коллайдера.
Альтернативой компактификации считаются модели, допускающие существование дополнительных измерений большого или даже бесконечного размера. К этой группе относится популярная концепция «мира на бране» Рэндалл — Сундрума, в рамках которой привычная для нас Вселенная рассматривается как выделенная четырёхмерная поверхность или слой, называемый браной, в искривлённом пятимерном пространстве-времени анти-де Ситтера. Четвёртое пространственное измерение с характерным радиусом кривизны L остаётся невидимым в силу того, что все взаимодействия и частицы Стандартной модели сосредоточены на бране, и только гравитоны (кванты гравитационного поля) распространяются ещё и в окружающем «объёме». Такой подход позволяет решить давнюю «проблему иерархии» — объяснить слабость гравитационного взаимодействия, которая становится очевидной при сравнении с тремя другими фундаментальными взаимодействиями.
Модель Рэндалл — Сундрума имеет любопытные астрофизические следствия, в число которых входит увеличенная скорость испарения чёрных дыр за счёт излучения Хокинга. Учёные уже пытались использовать этот эффект для оценки L: в 2009 году сотрудник Аризонского университета Тимоти Йохансен (Timothy Johannsen) выяснил, что исследование давно известной рентгеновской двойной XTE J1118+480, состоящей из чёрной дыры и проэволюционировавшей звезды, позволяет установить верхний предел L 35 мкм. Это значение ниже, чем полученный в экспериментах с крутильным маятником предел L 44 мкм, но физическая сложность системы, рассмотренной г-ном Йохансеном, делает результат его работы не слишком надёжным — во всяком случае менее надёжным, чем данные лабораторных опытов.
Авторы предлагают изучать более «простые» двойные системы, элементы которых — чёрную дыру и нейтронную звезду — можно представить в виде точечных масс, не обменивающихся веществом. Быстрое испарение чёрной дыры, описываемое в модели «мира на бране», и естественная потеря энергии системой (за счёт гравитационного излучения) будут давать противоположные эффекты: в первом случае большая полуось орбиты и орбитальный период должны увеличиваться, а во втором — уменьшаться. К примеру, в двойной с орбитальным периодом, равным 7,75 ч, в состав которой входят чёрная дыра массой в три солнечных и примерно в два раза более лёгкая нейтронная звезда, скорость роста орбитального периода, обусловленная потерей массы, составит 0,40 мс/год, а гравитационное излучение даст изменение в –0,12 мс/год. Величина L, прямо влияющая на интенсивность потери массы, здесь принята равной 10 мкм.
Полная версия отчёта опубликована в издании Astrophysical Journal Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Пульсар в созвездии Змеи съел свою звезду-компаньона, оставив лишь косточку-ядро в виде алмаза массой с Юпитер, сообщают авторы статьи, опубликованной в журнале Science.
Пульсары - нейтронные звезды, остатки взорвавшихся сверхновых, от полюсов которых исходят узкие пучки радиоволн. Обычно новорожденные пульсары вращаются очень быстро и постепенно замедляются, расходуя на излучение собственную энергию. Однако в двойной системе он может вновь раскрутиться, забирая вещество у звезды-соседа - такие пульсары называются миллисекундными, поскольку они делают один оборот за несколько миллисекунд (миллисекунда - одна тысячная доля секунды).
Миллисекундный пульсар PSR J1719-1438 в созвездии Змеи в 4 тысячах световых лет от Земли ученые нашли с помощью австралийского радиотелескопа Паркс. Период обращения пульсара составляет 5,7 миллисекунды, он в 1,4 раза массивнее Солнца, при этом его диаметр составляет всего 20 километров. Наблюдения британского телескопа Ловелла и телескопа обсерватории Кека на Гавайях показали, что новый пульсар - часть двойной системы с периодом обращения около двух часов. Расстояние между пульсаром и его компаньоном составляет около 600 тысяч километров, что немногим меньше радиуса Солнца.
Мы заключаем, что вторая звезда (планета) в системе - скорее всего, остатки мертвого ядра звезды, которая восстановила пульсар, и, вероятно, состоит из гелия или более тяжелых элементов, например, углерода, - пишут ученые в статье.
Обычно, раскручивая миллисекундный пульсар за счет собственного вещества, звезда превращается в белый карлик - маленькую компактную перегоревшую звезду. Пульсар и его сосед находятся так близко друг к другу, что последний, по словам исследователей, может быть только очень сильно похудевшим белым карликом, потерявшим до 99,9% своей исходной массы и по своим параметрам уже сопоставимым с планетой.
Диаметр компаньона PSR J1719-1438 составляет не более 60 тысяч километров, иначе на столь близком расстоянии его бы разорвал пульсар. Однако при таком диаметре, примерно в пять раз большем, чем диаметр Земли, масса объекта близка к массе Юпитера. Таким образом, его плотность должна составлять около 23 грамма на кубический сантиметр - то есть, он в несколько десятков раз плотнее газового гиганта и по своей плотности сопоставим, например, с платиной.
По мнению ученых, такое сочетание параметров означает, что вещество звезды-планеты представляет собой кристалл - иными словами, этот объект похож на огромный алмаз. Планета-алмаз, согласно их гипотезе - это все, что осталось от когда-то массивной звезды, чудом избежавшей полного разрушения.
PSR J1719?1438 показывает, что в ходе эволюции пульсаров в двойных системах могут возникнуть особые обстоятельства, которые позволяют звездам-компаньонам нейтронных звезд превращаться в экзотические планеты, не похожие на те, которые можно найти где-то еще во Вселенной, - заключается в статье.
Ученые отмечают, что это второй подтвержденный случай наличия у пульсара планеты-компаньона: у открытого пятым по счету пульсара PSR B1257+12 в 1992 году были обнаружены две планеты массой около трех земных каждая и объект, по массе сопоставимый с Луной - эти объекты считаются первыми найденными планетами за пределами Солнечной системы. Кроме того, планета, возможно, есть у пульсара PSR B1620-26, однако ее характеристики пока крайне неопределенные.
Процессы образования новых звезд в нашей Галактике и в других звездных системах не прерываются из-за нехватки строительного материала - водорода и прочих газов - благодаря постоянным новым поставкам с галактических окраин, говорится в статье, опубликованной в журнале Science группой американских астрономов.
Формирование звезд требует постоянного пополнения запасов молекулярных облаков водорода из внешних источников, без которых звезды постепенно угаснут, исчерпав запасы звездного горючего. Звезды в нашей Галактике ежегодно сжигают количество водорода, которого соответствует 0,45 массы Солнца. Принято считать, что источником газа может выступать материя межгалактического пространства.
Однако Николас Ленер (Nicolas Lehner) и Кристофер Хоук (Christopher Howk) из Нотр-Дамского университета установили, что основным источником вещества для подпитки новых звезд является галактическое гало - окраина Млечного пути, простирающаяся за пределы его видимой части. Эта область заполнена разреженным межзвездным газом и скоплениями невидимой темной материи, которая не дает разбежаться звездам внутри галактики.
По оценкам исследователей, общая масса таких облаков составляет примерно 100 миллионов масс Солнца, и на галактический диск в год оседает примерно 0,8-1,4 солнечных масс водорода и других газов. Этого количества должно быть достаточно для подпитки звездообразования.
Ученые пришли к такому выводу, проанализировав поведение так называемых высокоскоростных облаков газа в гало. В отличие от неподвижной темной материи и межзвездного газа, эти облака движутся со скоростью 90-170 километров в секунду, что больше скорости движения нашего Солнца относительно центра галактики в 4-6 раз.
Облака газа поглощают и заново излучают лучи удаленных светил на определенной частоте, что позволяет однозначно определить их наличие, а их скорость вычисляется по тому, как сильно смещается это излучение в красную - дальнюю или фиолетовую - ближнюю сторону спектра.
В 2008 и 2010 году Ленер и Хоук обнаружили два таких облака на расстоянии в 26 и 49 тысяч световых лет от Солнечной системы. Ближнее облако находится внутри галактики и насыщено металлами и другими тяжелыми элементами. Скорее всего, предполагают ученые, оно было недавно выброшено за пределы Млечного пути в результате взрыва сверхновой или под давлением солнечного ветра, исходящего от звезды-сверхгиганта. Во втором облаке отсутствуют значительные концентрации тяжелых элементов - вероятно, молекулярный водород в этом облаке медленно падает на галактический диск.
На основании полученных данных авторы статьи разработали алгоритм поиска высокоскоростных облаков на фоне звезд при помощи телескопа Хаббл. На этот раз им удалось обнаружить 14 облаков благодаря тому, что они были подсвечены звездами гало.
Астрономы обнаружили белый карлик массой примерно с Юпитер, который, по их мнению, почти целиком состоит из сверхплотного кристаллического углерода (таким образом, он вполне может оказаться гигантским алмазом). Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводит New Scientist.
Только 30 процентов пульсаров - периодически пульсирующих астрономических радиоисточников - представляют собой звездные системы, состоящие из единственной нейтронной звезды. В рамках нового исследования астрономы изучали подобную нетипичную систему PSR J1719 -1438 - пульсар с периодом колебаний 5,7 миллисекунды, который расположен на расстоянии порядка 4 тысяч световых лет от Земли в созвездии Змеи.
В результате им удалось доказать, что когда-то в прошлом эта система была двойной. В частности, в настоящее время вокруг нейтронной звезды вращаются останки ее прежнего компаньона - белый карлик с массой равной одной юпитерианской (около 1031 карат - 10 квинтиллионов по так называемой длинной шкале степеней десятки). Орбитальный период карлика составляет примерно 2,2 часа - он движется вокруг нейтронной звезды на расстоянии примерно 600 тысяч километров (примерно 1,5 расстояния от Земли до Луны).
Диаметр тела при этом составляет всего 55 тысяч километров - порядка 0,4 диаметра Юпитера. Высокое содержание кислорода и углерода, а также высокая плотность, по мнению ученых, означают, что карлик скорее всего покрыт кристаллическим углеродом. Какова именно аллотропная модификация углерода, пока неизвестно, но ученые полагают, что с большой вероятностью это может быть алмаз.
Сотрудники Института космических исследований РАН и Института астрофизики им. Макса Планка (Германия) построили модель, в которой астероиды и кометы становятся источниками пылевых частиц, скрывающих активные ядра галактик.
Активные ядра — небольшие по размеру области в центрах галактик — демонстрируют высокую светимость в широком диапазоне длин волн, которая обеспечивается аккрецией газа на сверхмассивную чёрную дыру. Образующийся при этом аккреционный диск массивен и имеет (на большом расстоянии от дыры) невысокую температуру, что делает его гравитационно нестабильным: на удалении, превышающем 0,01–0,1 пк, в нём, как свидетельствуют результаты численного моделирования, должны зарождаться звёзды.
Экспериментальным подтверждением этой гипотезы можно считать обнаружение двух дисков с молодыми звёздами в центре Галактики, наклонённых друг относительно друга. Логично предположить, что ядро «подпитывается» нерегулярно, и число таких дисков в Млечном Пути росло по мере его эволюции, причём их плоскости совершенно по-разному ориентировались относительно плоскости Галактики. С течением времени эта система должна приходить к квазисферической конфигурации или принимать форму тора.
Сверхмассивная чёрная дыра, защищённая от наблюдения газопылевым тором (иллюстрация НАСА / CXC / M. Weiss).
По мнению авторов, появляющиеся в аккреционном диске звёзды способны сформировать свои планетные системы. Действительно, одним из основных физических ограничений здесь становится то, что протопланетный диск должен умещаться в сфере Хилла (охватывающем светило участке пространства, на котором оно притягивает свои спутники сильнее, чем объект, вокруг которого обращается само) звезды, а выполнить это условие не так уж и сложно. Во всяком случае, тело массой в одну солнечную, движущееся вокруг чёрной дыры, масса которой составляет, к примеру, 108 солнечных, вполне может обзавестись планетами.
Помимо собственно планет, в протопланетном диске должны формироваться твёрдые тела меньших размеров — кометы и астероиды. Гравитационное влияние планет заставляет часть небольших объектов перейти на широкие орбиты, хорошей иллюстрацией чего служит облако Оорта, существующее в Солнечной системе; некоторые кометы и астероиды при этом покидают сферу Хилла. Некрупные тела также могут «отрываться» от звезды и отправляться на собственные орбиты вокруг сверхмассивной чёрной дыры при сближении родного светила с другими звёздами.
Вся эта цепочка рассуждений ведёт к заключению о том, что в аккреционных дисках сверхмассивных чёрных дыр находится множество твёрдых тел, распределённых в плоскостях произвольной ориентации. Тела будут сталкиваться друг с другом на скорости порядка 1 000 км/с, дробиться и постепенно превращаться в микроскопическую пыль, которая и маскирует активные ядра галактик.
Расчеты показывают: некоторые чересчур старые звезды могут удерживаться лишь быстрым вращением, и как только оно замедлится, они разорвутся мощными сверхновыми. Наша собственная галактика, возможно, полна тысячами таких бомб с замедленным действием. И каждая может взорваться в любой момент.
«До сих пор нам неизвестно ни одного примера такой “бомбы” в Млечном Пути, но наши данные говорят о том, что мы просто неправильно их искали, - говорит профессор Розана ДиСтефано (Rosanne Di Stefano), одна из авторов нового исследования, - Теперь мы можем начать поиск предшественниц сверхновых заново».
Точнее говоря, речь идет о сверхновых типа Iа, вспышки которых связаны с гибелью белых карликов, набравших чересчур большую массу. Белые карлики – погасшие останки звезд, в которых термоядерная реакция остановилась, и нормальная их масса не превышает 1,4 масс Солнца. Сверх этого предела гравитация становится так сильна, что звезда сжимается все сильнее – и в ней снова зажигается термоядерный синтез. Эти процессы в конечном итоге и приводят к взрыву, разносящему звезду в клочья. (Читайте: «Гибель в паре».)
Чтобы набрать «избыточный вес», белый карлик может перетягивать вещество от ближайшей не столь плотной, как он, звезды-компаньона, либо столкнуться с другим таким же карликом, что случается намного реже. Так гласит теория – но наблюдения, увы, не всегда согласуются с ней идеально. К примеру, из нее следует, что в окрестностях сверхновой типа Iа должны были бы обнаруживаться небольшие количества водорода и гелия, которые белый карлик оттянул на себя от соседа, но так и не успел поглотить до момента взрыва – а этого чаще всего не случается. После такой сверхновой хотелось бы также обнаружить хоть что-нибудь, что остается от второй звезды, но и этого не удается.
По мнению ДиСтефано и ее коллег, объяснить эти неудачи может добавление небольшой, но важной детали: быстрого вращения белого карлика вокруг своей оси. Вращение привело бы к тому, что между процессом поглощения вещества соседней звезды (аккрецией) и собственно взрывом появляется временной промежуток: поглощая материю, карлик все ускоряет вращение, что делает его нестабильное состояние после преодоления предела в 1,4 солнечной массы временно стабильным. И лишь затем, по мере замедления вращения, его сил для этого недостаточно – и появляется сверхновая типа Iа.
Задержка между аккрецией и сверхновой, по оценке авторов, может достигать более чем заметной величины – до 1 млрд лет. За это время и окружающее вещество рассеется, и соседняя звезда сама проэволюционирует, например, до того же белого карлика. Немудрено, что ни того, ни другого признака мы до сих пор не сумели найти. Для этого момент появления сверхновой – уже слишком поздно.
По современным оценкам, каждые тысячу земных лет в нашей галактике зажигается три сверхновых типа Iа. Если на то, чтобы, уже набрав опасную массу, замедлиться им требуются многие миллионы лет, то легко заметить, что вся галактика должна быть буквально напичкана такими быстро вращающимися «бомбами», и десятки из них находятся в пределах нескольких тысяч световых лет от Земли.
Как это нечего - возьмите, например, на заметку, с какой легкостью Термодинамическая Квантовая Теория сжимающейся Вселенной объяснила те факты, на которых споткнулась ваша теория.
Астрономы оценили массу Бетельгейзе - она составляет порядка 13 солнечных масс. Статья появится в сборнике The 9th Pacific Rim Conference on Stellar Astrophysics, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Несмотря на то, что Бететельгейзе была открыта достаточно давно, до сих пор неизвестно расстояние до нее и точная масса. Например, согласно разным моделям красный сверхгигант (к этому классу относится звезда) располагается на расстоянии от 180 до 1300 световых лет. Аналогичным образом разные способы оценки массы дают результаты от 10 до 20 солнечных масс.
В рамках нового исследования ученые моделировали эволюцию массивной звезды. Как оказалось, от соотношения радиуса и массы зависит то, с какой скоростью яркость диска звезды убывает ближе к ее краю. Этот параметр ученые определили, исходя их данных наблюдений и предположения, что звезда находится на расстоянии порядка 650 световых лет от Земли.
Совсем недавно астрономы из Европейской южной обсерватории опубликовали снимок туманности вокруг Бетельгейзе в высоком разрешении. Средний радиус туманности, состоящей преимущественно из силикатов и оксида алюминия, составляет 400 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца).
Карликовая планета Эрида оказалась значительно больше похожа на Плутон чем считалось ранее, но в отличие от бывшей девятой планеты ее атмосфера появляется и исчезает по мере изменения расстояния от Солнца, пишут астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.
Эрида (136199 Eris) - самый далекий известный объект Солнечной системы - была открыта в 2005 году американским астрономом Майком Брауном (Mike Brown) и его коллегами Чадом Трухильо (Chad Trujillo) и Дэвидом Рабиновичем (David Rabinowitz) в поясе Койпера - поясе ледяных астероидов, находящемся от нас на расстоянии в 30-50 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Первые оценки показали, что этот объект может быть на 5% больше Плутона, что дало ученым повод говорить об открытии десятой планеты.
Астрономы вскоре осознали, что в поясе Койпера могут скрываться десятки таких десятых планет. Поэтому в 2006 году Международный астрономический союз принял решение ввести промежуточный ранг карликовых планет, Плутон был понижен на одно звание и низведен на ступень с другими транснептуновыми объектами - Хаумеа, Макемаке и Эридой и одним бывшим астероидом, Церерой. Это решение вызвало бурю протестов, а Брауну - дало повод говорить о себе, как о человеке, который убил Плутон.
Первоначальная оценка радиуса Эриды, сделанная на основе прямых наблюдений, давала значение 1,2 тысячи километров (радиус Плутона составляет 1,15 тысячи километров). Однако измерения в инфракрасном диапазоне показывали, что это значение может составлять и 1,5 тысячи километров.
Авторы исследования 6 ноября 2010 года провели наблюдения покрытия Эридой одной из звезд - достаточно редкого события, которое происходит лишь раз в несколько лет. К наблюдениям были подготовлены 26 различных обсерваторий, однако лишь в двух точках в Чили удалось зафиксировать затмение - в обсерватории Сан-Педро де Атакама (на двух телескопах) и на телескопе TRAPPIST в обсерватории Ла Силья.
Полученные измерения времени затмения показали, что Эрида имеет радиус 1,163 тысячи километров (ошибка измерения составляют 6 километров). Это почти точно соответствует радиусу Плутона, который достаточно трудно измерить из-за присутствия атмосферы - согласно последним данным, он составляет от 1,15 до 1,2 тысячи километров.
В то же время, измерения группы Сикарди показали, что у Эриды атмосферы нет - по крайней мере с давлением выше одной 1 миллиардной доли земного.
Масса карликовой планеты была известна благодаря прежним измерениям параметров орбиты ее спутника - Дисномии, что позволило ученым уточнить значение плотности - 2,52 грамма на кубический сантиметр. Это очень близко к значению плотности другого занептунового карлика - Хаумеа (2,6), которая на 85% состоит из скальных пород, а на 15% - изо льда.
Это означает, что Эрида представляет собой каменистое тело, покрытое тонкой ледяной оболочкой, - говорится в статье.
Кроме того, новое значение радиуса позволило уточнить альбедо - отражательную способность карликовой планеты, оно оказалось равно 0,94, то есть поверхность Эриды близка к абсолютно белой и отражает почти все излучение, а ее температура составляет около 30 кельвин.
Этот факт вместе с отсутствием колебаний яркости при вращении планеты заставил ученых предположить, что Эрида покрыта слоем белого азотно-метанового льда, который может быть относительно недавно замерзшей атмосферой планеты.
Существует возможность, что похожая на атмосферу Плутона атмосфера Эриды переходит в газообразное состояние при приближении к Солнцу. Сейчас Эрида может быть спящим близнецом Плутона, чья яркая ледяная поверхность возникла из замерзшей атмосферы, - говорится в статье.
Орбита Эриды очень сильно вытянута - самая удаленная от Солнца точка ее траектории расположена на расстоянии 97 астрономических единиц (средних расстояний Земли от Солнца), а ближайшая - почти в три раза ближе: 37,8 астрономических единиц.
Эрида сейчас находится в самой удаленной точке орбиты, но примерно через 250 лет она подойдет близко к Солнцу и вновь обзаведется атмосферой.
Ученые раскрыли еще одну тайну сверхмассивных черных дыр. Как выяснили британские и российские астрономы, загадочный пылевой пояс вокруг них образовался из осколков планет и астероидов.
Статья Сергея Наякшина из британского Лейчестерского университета, Рашида Сюняева и Сергея Сазонова из Института космических исследований РАН на эту тему опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Коротко о ней рассказывается на сайте Королевского астрономического общества.
Как известно астрономам, в центрах большинства галактик находятся черные дыры огромной массы. Тем не менее, по непонятной до сих пор причине, их трудно рассмотреть в телескоп из-за плотного пылевого облака. Откуда оно появилось, было не совсем понятно.
Сергей Наякшин и его коллеги предположили, что эти облака похожи на так называемое зодиакальное облако в Солнечной системе, которое состоит из осколков столкнувшихся между собой астероидов. Они построили математическую модель, чтобы вычислить вероятность образования такого же облака вокруг черных дыр.
Согласно расчетам авторов статьи, пояса из планет и астероидов могут образоваться вокруг даже небольших звезд, которые по размерам не превышают Солнце (по классификации астрономов, наша звезда именуется желтым карликом). Когда такие звезды встречаются с черной дырой, они лишаются всех своих спутников, которые дыра «перетягивает» к себе за счет большей массы. В результате вокруг черной дыры образуется пояс из больших и малых планет и астероидов, которые постоянно сталкиваются между собой и постепенно превращаются в пыль.
Исследование, проведённое сотрудниками Университета Гонконга, показало, что звёзды в буквальном смысле могут синтезировать сложные органические вещества. Под словом «сложные» руководитель исследования, профессор Сунь Квок, подразумевает именно что сложные:
«Аморфные органические твёрдые вещества со смешанной ароматически-алифатической структурой», – как указывается в резюме статьи, опубликованной в Nature 26 октября. Там же говорится: «Эта структура сходна со структурой органических соединений, обнаруживаемых в метеоритах, чего и следовало бы ожидать, предполагая, что Солнечная Система унаследовала эти органические вещества из межзвёздного пространства».
Профессор Сунь Квок и его соавтор Ён Чжан изучили данные о малопонятном инфракрасном излучении, которое наблюдается у звёзд, но также в межзвёздном пространстве, и даже на общегалактическом уровне. Феномен, известный уже 30 лет, получил название «Неопознанное инфракрасное излучение» (Unindentified Infrared Emissions); объяснить его природу до сих пор никто не мог.
«В астрономическом сообществе принято предполагать, что источником неопознанного инфракрасного излучения являются молекулы полициклических ароматических углеводородов… Наша работа показывает, что это предположение неверно», – отметил Квок.
Проанализировав данные с инфракрасного телескопа «Спицер» и Инфракрасной обсерватории ЕКА, Квок и его коллеги пришли к выводу, что источником этого излучения являются куда более сложные химические соединения, нежели ароматические углеводороды.
Выяснилось также, что это неопознанное инфракрасное излучение не выявляется у звёзд малой и средней массы, находящихся на ранних этапах своей эволюции, зато при переходе массивных звёзд в фазу протопланетарной туманности и в следующей фазе, именуемой планетарной туманностью, светила начинают производить органику в огромных количествах.
Исследование Квока и Чжана указывает на то, что сложные органические соединения могли – и скорее всего, попали – на Землю из космоса, притом, что прежде считалось, что их производят исключительно живые организмы.
Астероид 2005 YU55 размером с авианосец войдет в околоземное пространство 8 ноября. По расчетам специалистов НАСА, опасность падения 2005 YU55 отсутствует. Но если бы такой объект упал на поверхность Земли, это вызвало бы взрыв мощностью 4000 мегатонн и землетрясения силой 7 баллов. В случае падения в океан, образовалось бы мощнейшее цунами с волнами высотой более 20 м на расстоянии около 100 км от места падения. Для сравнения: самая мощная термоядерная бомба, созданная человечеством, имела эквивалент «всего» 50 мегатонн и была способна уничтожить все живое в радиусе 180 км.
Астероид YU55 летит со скоростью почти 18 километров в секунду, и хотя он наверняка распался бы в атмосфере на отдельные фрагменты, на поверхности образовался бы кратер диаметром более 6 км и глубиной 500 м. На расстоянии почти 100 километров от места падения тепловое излучение вызвало бы обширные ожоги первой степени, а ударная волна сорвала крыши и вышибла стекла домов. Если YU55 упал бы на такой большой город, как Москва или Чикаго, он уничтожил бы все живое, возможно, выжили бы всего несколько человек.
по космическим меркам астероид YU55 – это «пуля, просвистевшая у виска»
К счастью астероид 2005 YU55 пройдет между Землей и Луной на безопасном расстоянии в 323,5 тыс. км от Земли. Правда по космическим меркам это очень близко, и ученым известны около 20 соответствующих падению YU55 кратеров, образовавшихся на протяжении геологической истории нашей планеты. Из известных крупных кратеров самыми молодыми являются: 9,6-км кратер Босумтви в Гане, который образовался 1 млн лет назад, а также 14-км Жаманшин в Казахстане - 900 тыс. лет. Падения астероидов такого размера, очень редки (примерно раз в 100 тысяч лет), поэтому шанс столкновения с астероидом, таким как YU55, составляет около 1% в ближайшую тысячу лет. Похожий астероид Апофис на сегодняшний день является самым опасным объектом подобного рода, он имеет небольшой шанс упасть на Землю в 2036 году.
Ученые обнаружили самую быстро вращающуюся звезду из известных на настоящий момент. Статья исследователей появится в The Astrophysical Journal Letters, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Объектом исследования выступала звезда VFTS102, относящаяся по классификации Моргана-Кинана к спектральному классу O. Это наиболее горячие и яркие (голубые) звезды. Звезда располагается на расстоянии нескольких десятков световых лет от пульсара PSR J0537-6910, который, в свою очередь, находится на расстоянии 170 тысяч световых лет от Земли.
В рамках работы ученые провели спектроскопический анализ звезды и установили, что видимая касательная скорость вращения звезды в районе экватора составляет 500-600 километров в секунду. Для сравнения, этот же показатель для Солнца составляет 3 километра в секунду.По словам исследователей, это практически предельная возможная скорость вращения для звезды такого типа - она составляет примерно 0,8 от критической скорости, при которой центробежные силы должны были бы разорвать светило на части.
У меня идея. Вот бы кто-нибудь, причастный к астрофизике, взялся в теме astro-ph публиковать ЕЖЕДНЕВНО ссылку на свежий препринт из arxiv.org/list/astro-ph/recent , понравившийся ему или важный с его точки зрения. Только название и ссылку, безо всяких комментариев, чтобы это не было ему слишком обременительно. Конечно, можно и с комментариями, причем от любого человека, желающего что-то сказать по поводу. И вообще, любой мог бы опубликовать в данной теме свою ссылку на этот архив, главное - чтобы был человек, ежедневно публикующий хотя бы одну свежую ссылку.
