10 удивительных явлений астрономии, обнаруженных совсем недавно
Вселенная — как коробка с шоколадными конфетами. Каждое открытие будоражит как научные круги, так и воображение, но самое захватывающее все еще остается за кадром. И каждая изначально немыслимая звезда, планета или метеор показывают, как мало мы в действительности знаем о Вселенной.
Новый тип бури… на звезде
Телескопы NASA «Спитцер» и «Кеплер» — мощный тандем, который недавно нашел совершенно неожиданное явление на небольшой звезде: бурю.
Всего в 53 световых годах от нас в созвездии Лиры, L-карлик размером с Юпитер по имени W1906+40 продемонстрировал странное пятно, подобное красному пятну Юпитера. В отличие от своего кузена, коричневого карлика схожего размера, W1906+40 является добросовестной звездой, производящей собственный свет. Впрочем, назвать его светом трудно: этот крошечный звездный объект относительно холодный — всего 2000 градусов по Цельсию.
W1906+40 настолько теплая (в смысле: не горячая и не холодная), что в ее атмосфере образуются и закручиваются облака. Эти облака, подстегнутые внутренней яростью звезды, и создали темное пятно у северного полюса, которое астрономы ошибочно приняли за солнечное пятно. И хотя его нельзя увидеть напрямую, ученые выявили ее присутствие по затемнению, которое происходит каждые девять часов.
Облачные условия наблюдали и на коричневых карликах, но эти недозвезды недостаточно сильные, чтобы поддерживать синтез. Самые долгие бури на их поверхности едва ли проживут больше дня. Буря же на W1906+40 сильна и после двух лет.
Новое загадочное шаровое скопление
Шаровые скопления — это сферические собрания тысяч звезд. Возраст некоторых из них сопоставим с возрастом Вселенной; некоторые из них путешествовали миллиарды лет, прежде чем осесть на окраинах образовавшихся галактик.
Наш Млечный Путь большой, но имеет всего 150 скоплений в своем распоряжений. Более массивные галактики привлекают больше скоплений, а ближайший галактический монстр — Центавр А (NGC 5128), эллиптическая галактика в 12 миллионах световых лет от нас, имеет 2000 шаровых прихлебателей.
Но интересны далеко не все скопления Центавра А. Как правило, масса скопления соизмерима с его яркостью, и самые яркие источники также являются самыми массивными. Но в процессе изучения 125 скоплений в Центавре А астрономы обнаружили, что некоторые обладают куда большей массой, чем мы видим.
Ученые предложили два одинаково любопытных решения: темная материя или черные дыры. Шаровые скопления не так часто содержат темную материю, в отличие от галактик, но эти несколько, возможно, с помощью непонятного механизма ее получили. Черные дыры также достаточно массивны, чтобы произвести наблюдаемый эффект. Если это так, Центавр А становится космическим минным полем с жуткими прожорливыми черными дырами на периферии.
Новая ярчайшая сверхновая
Обсерватория Университета штата Огайо с грозным названием All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN, созвучное с «асассин», «автоматическое обследование всего неба на предмет сверхновых») недавно обнаружила самую нелепую смерть звезды из всех, что когда-либо наблюдали.
В 2015 году двойной телескопический массив «Брут» и «Кассий» наткнулись на ничем не примечательное пятно света. Последующие наблюдения выявили странный спектр света, исходящего в указанном месте, и наконец Южноафриканский большой телескоп подтвердил облако чрезвычайно яркого газа с неопознанным 15-километровым объектом в центре. Ученые подозревают, что это бывшая сверхновая, в несколько раз побивающая предыдущий рекорд — настолько дикая, что высвободила во Вселенную ярость 600 миллиардов солнц.
ASASSN-15lh, как ее назвали, настолько великолепна, что превосходит пределы нашего научного понимания. Астрономы не могут нормально объяснить силу этой сверхновой, но у них есть несколько идей. Возможно, это дикая агония одной из самых массивных звезд во Вселенной. Выходит, эти элитные звезды существуют, просто мы, возможно, пока ни одной не видели.
Точно так же, в качестве объяснения может подойти миллисекундный магнетар. Эти объекты вращаются с невероятной скоростью. Если преобразовать эту огромную энергию вращения в свет, может получиться как раз такой взрыв, который наблюдали астрономы.
Новый тип звездной музыки
Астрономы выслеживают самые старые звезды в галактике, и недавно обновленный метод позволил им обнаружить древнюю группу звезд из первых дней Млечного Пути.
Исследование, проведенное школой физики и астрономии Университета Бирмингема, позволило заглянуть в сердца восьми пожилых звезд, проживающих в шаровом скоплении Messier 4 (M4) в каких-то 7200 световых годах от нас и услышать музыку внутри. Эти звезды намного старше, толще и краснее, чем Солнце, и (что самое удивительное) наполнены звуком. Эти «резонансные акустические колебания» возмущают звездную матрицу и вызывают крошечные, но обнаружимые изменения яркости.
Недавно изобретенная возможность измерять эти колебания породила поле астросейсмологии, еще один способ изучать звезды. Астрономы могут использовать эту технику для определения возраста и массы звезды. Эти колебания подтвердили теоретические расчеты и показали, что звездам M4 13 миллиардов лет. Это старейшие звезды в галактике.
Новый тип звезд с кислородной атмосферой
Звезда SDSSJ124043.01+671034.68 («Докс», как ее называют коротко) похожа на любую другую звезду, за несколькими но: ее название трудно выговорить и ее внешний слой на 99,9% состоит из кислорода. Эта невероятная звезда — белый карлик — уникальна в нашем каталоге из 4,5 миллионов звезд, включая 32 000 подтвержденных белых карликов.
Примечательно также история ее открытия. Выискивая примечательные звезды, ученые изучают спектральные графики, которые отражают элементный состав звезды. К сожалению, странность — это человеческое понятие, поэтому выявлять странности приходится на глаз, машинам доверить нельзя. Конкретно этот случай подметил студент Густаво Орики, который просмотрел примерно 300 000 спектральных диаграмм, по несколько тысяч за день, прежде чем нашел «Докс».
Как правило, белые карлики покрыты легкими летучими элементами, которые производится в течение жизненного цикла звезды. Но «Докс» каким-то образом окружила себя пушистым саваном и приобрела атмосферу практически чистого кислорода, приправленного небольшой щепоткой других элементов, вроде неона и магния.
Ученые понятия не имеют, как это произошло, но предполагают, что когда-то «Докс» была компаньоном красного гиганта. Он передавал вещество в форме сверхгорячего газа своей звездной супруги, пока «Докс» не съела слишком много, крышка не взорвалась и весь легкий материал не отправился в глубокий космос.
Новый тип космических гор
Вечно извергающая лаву луна Юпитера Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе. Она вращается всего в 400 000 километрах от своего пузатого, газообразного «папки» и мощные гравитационные силы пережевывают луну как жвачку.
Благодаря бесчисленным циклам гравитационного терзания, Ио теперь усеяна сернистыми гейзерами, адскими потоками лавы и зубчатывми горами. Эта сотня гор не похожа ни на какую другую в Солнечной системе: они существуют изолированно и торчат прямо из зыбкой поверхности спутника, в отличие от сгруппированных и покатых гор на других мирах.
Как показывает моделирование, сжимающие силы работают совместно с потоками лавы, чтобы произвести эти странные вертикальные горы. Поверхность Ио постоянно покрывается свежей лавы из ее 400 активных вулканов (что удивительно для тела размером с Луну), которые покрывают равнины спутника пятью дюймами расплавленной материи каждые десять лет.
Накопления пепла и лавы создают экстремальное давление, которое увеличивается с глубиной, благодаря сферической природе (большинства) лун. Когда напряжение становится невыносимым, земля раскалывается и выбрасывается массивный пик.
Новый тип неожиданно молодого горячего юпитера
Горячие юпитеры — газовые гиганты, которые каким-то образом оказались на близком расстоянии от своих звезд. Некоторые из них заперты на таких тесных орбитах, что гравитация звезды поедает небольшие тела слой за слоем, а возможная планета PTFO8-8695 b вращается так близко, что завершает орбиту каждые 11 часов.
PTFO8-8695 b также является одной из самых молодых планет, поскольку ее звезде, PTFO8-8695, всего два миллиона лет. Это парадоксально мало — большинству горячих юпитеров у звезд миллиарды лет.
Астрономы думают, что все горячие юпитеры мигрируют, поскольку вблизи звезды слишком горячо, чтобы газовые гиганты могли образоваться. Газовые планеты сливаются в тихих прохладных условиях; точно так же, гиганты в нашей Солнечной системе находятся за поясом астероидов.
Судьба PTFO8-8695 b неизвестна, но не так уж и пессимистична. Похоже, некоторые горячие юпитеры оседают на стабильных орбитах и, возможно, смогут прожить достаточно долго.
Новый тип исчезнувших космических пород
Oest 65,
древний космический камень, богатый иридием и неоном, не похож ни на один другой в нашей коллекции из 50 000 космических сувениров. Он принадлежит к типу метеоритов, которые мы можем никогда больше не увидеть, так как по мнению астрономов брутальное столкновение, в процессе которого появился Oest 65, стерло его родительские тела в порошок.
Этот метеорит упал 470 миллионов лет назад и осел в нижней части древнего океана, который ныне является частью шведского карьера. Его родителем была, скорее всего, космическая картошка шириной в 20-30 километров, достаточно большая, чтобы отхватить хороший кусок Земли, если сравнивать с относительно хиленьким астероидом Чиксулуб, уничтожившим динозавров (10 километров).
Орбитальная картошка столкнулась с еще более гигантской космической скалой в 100-150 километров шириной, породив множество мелких кусков, которые яростно обрушились на Землю. Эти хондриты до сих пор блуждают в окрестностях Солнца, хотя мы, наверное, никогда не найдем образец, аналогичный Oest 65.
Новый тип экзосистемы
Когда астрономы открыли планету 2MASS J2126-814, она была похожа на мир, существующий совершенно отдельно, сам по себе. Эта планета, блуждающий газовый гигант в 12-14 раз массивнее Юпитера, обречена вечно слоняться по космическим просторам в поисках солнца, которое сможет назвать своим.
Но у этой истории счастливый конец. Астрономы нашли другой объект, следующий за отверженной планетой, красный карлик по имени TYC 9486-927-1. Оба тела в 100 световых годах от Земли и, похоже, движутся вместе — выходит, планета вовсе не одинока.
Ученые поняли, что обнаружили самую большую солнечную систему, известную на сегодняшний день. Родительская звезда расположилась в 1 000 000 000 000 километрах от планеты. Каково это — представьте себе формы жизни, которые вглядываются в ночное небо и не могут отличить собственную звезду от других подобных точек на небосводе.
2MASS J2126-8140 вращается на орбите в 140 раз больше орбиту Плутона, который находится в 6 миллиардах километрах от Солнца. Такое положение не могло бы вылиться из традиционного метода рождения солнечной системы в процессе коллапса диска, и ученые считают, что эти два тела появились из одной гигантской струйки межгалактического газа.
Новый тип твердой планеты
Твердые планеты вроде Земли зависят от ограничений по массе. Если одна вырастает слишком толстой, ее гравитационное притяжение привлекает больше и больше водорода и раздувается до газового гиганта. Обычно так. Но планета Kepler-10c, с массой в 17 земных и не имеющая никакого газа, демонстрирует астрономам дулю.
Они обнаружили эту планету плавающей в 560 световых годах в созвездии Дракона, используя космическую обсерваторию «Кеплер» в сочетании с Telescopio Nazionale Galileo на Канарских островах. Kepler-10c — 30 000 километров в диаметре — изначально причислили к газовым гигантам забавного размера — мини-нептунам — относительно небольших планет с плотными слоями газа.
Но гипотеза мини-нептуна растворилась, когда измерения массы показали, что Kepler-10c каким-то образом умудрилась стиснуть 17 земных масс в эти рамки. Для мини-нептуна это слишком «мясисто» и говорит о том, что планета состоит из твердых веществ.
Kepler-10c со своим возрастом в 11 миллиардов лет — космический долгожитель. Ее преклонный возраст говорит о том, что в ранней Вселенной таилось немало тяжелых элементов, и повышает вероятность того, что космос содержит гораздо больше скалистых планет, чем считалось ранее.
Источник
Изображение: NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State University Американские астрофизики обнаружили «спокойную» сверхмассивную черную дыру, которую «разбудила» оказавшаяся в ее окрестностях звезда. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем 
Изображение: NASA/Swift/Stefan Immler Сверхмассивную черную дыру впервые обнаружил 28 марта 2011 года американский космический телескоп 
Время жизни звезд разных масс Изображение: Astronomy department / Harvard University В случае солнцеподобных звезд ситуация сложнее. В ходе своей эволюции они претерпевают различные стадии развития (желтый карлик, субгигант, красный гигант и через десять миллиардов лет с рождения — белый карлик). Например, стадии субгиганта Солнце достигнет, когда ему будет около 11 миллиардов лет (через примерно 6,5 миллиарда лет), но и до этого изменения, происходящие с Солнцем, могут сделать Землю непригодной для жизни.
Изображение: Thies et al. Эволюция газовой компоненты сливающихся галактик в рамках гипотезы MOND без привлечения темной материи. Результаты показывают хорошее качественное согласие с наблюдениями Если на заре своего возникновения теория Мильгрома казалась, по крайней мере, интересной, то сегодняшний набор наблюдательных фактов делает ее сильно маргинальной и не принимаемой подавляющим большинством астрофизиков. Идея темной материи позволяет объяснить гораздо больше экспериментальных данных, чем просто кривые вращения галактик. При этом по сей день MOND остается обсуждаемой (возможно, в немалой степени — по инерции).
Инфракрасный телескоп «Спитцер» Изображение: NASA Одно из зарегистрированных событий оказалось линзированием на двойной системе, состоящей из звезд с массами, близкими к солнечной. То есть на двух линзах, расположенных рядом, своего рода космических очках. Линза из двух объектов обладает той особенностью, что содержит каустики: такие области пространства (линии), пересекая которые звезда фона усиливает свой блеск — формально до бесконечности. Вернее, это было бы так, если бы звезды были строго точечными. Но поскольку они имеют конечные размеры, пересечению каустики просто сопутствует повышение яркости. Пересечения звездой фона гравитационных каустик двойной системы были обнаружены сначала наземными средствами, а через 13 дней и космической обсерваторией «Спитцер». Такая разница возникла как раз из-за параллактического смещения. В результате удалось измерить довольно много физических параметров системы-линзы, в том числе и расстояние — 3 килопарсека, что, пожалуй, рекорд для прямого определения расстояния до звезды методами оптической астрономии.
Изображение: Avishay Gal-Yam, Weizmann Institute of Science Сравнение кривых блеска для обычных сверхновых (ниже пунктирной линии) и ультрамощных (выше пунктирной линии). Разница в одну звездную величину соответствует увеличению яркости в 2,5 раза В свежей работе японские астрофизики совместно со своим российским коллегой 
Фото: ESA/Hubble & NASA Согласно новейшему исследованию физиков Университетского и Имперского колледжей Лондона, наша Вселенная не вращается и не вытягивается в каком-либо конкретном направлении. Ученые рассчитали, что есть только 1 шанс из 121 000, что наша вселенная неоднородна. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters.
Линейный вид
