Астрономы из Йельского университета, США, по-новому взглянули на близлежащую звездную систему Альфа Центавра и открыли новые пути поиска в ней потенциально обитаемых планет.

Согласно новому исследованию, возглавляемому профессором Деборой Фишер (Debra Fischer), при наблюдениях системы Альфа Центавра астрономы могли не заметить планеты, подобные Земле. В то же время это исследование позволяет исключить наличие в этой системе более крупных планет, существование которых предсказывали предыдущие модели.

Система Альфа Центавра находится на расстоянии 1,3 парсека (4 световых года) от Земли, что делает ее ближайшей к нам звездной системой. Эта система включает три звезды: Центавра А, Центавра B и Проксиму Центавра. Открытие в прошлом году землеподобной планеты на орбите вокруг Проксимы Центавра вызвало новый всплеск интереса к этой системе.

В своей работе команда Фишер использует данные, собранные при помощи новых спектрографических инструментов, CHIRON, HARPS и UVES, установленных на Очень большом телескопе, расположенном на территории Чили. Внимательно наблюдая систему Альфа Центавра при помощи этих инструментов, исследователи смогли прийти к выводу, что в системе Центавра А могли быть до сих пор не замечены лишь планеты с массами менее 50 масс Земли; в системе Центавра B – планеты с массами менее 8 масс Земли; в системе Проксимы Центавра – планеты с массами менее половины массы Земли. Более крупных планет в системе Альфа Центавра, скорее всего, нет, считают Фишер и ее коллеги.

Система звезды GJ436 включает так называемую «волосатую» планету GJ436b, которая испаряется, подобно комете. В новом исследовании астрономы во главе с Винсентом Бурье (Vincent Bourrier) обратили внимание на орбиту этой планеты. Эта орбита, вместо того чтобы лежать в экваториальной плоскости родительской звезды, проходит над ее полюсами.

Кроме того, необычность этой орбиты усугубляется ее высоким эксцентриситетом, или «сплюснутостью». «Эта планета испытывает мощные приливные силы, поскольку находится очень близко к звезде – на расстоянии, составляющем лишь 3 процента от расстояния Солнце-Земля, - объяснил Бурье. – Продолжительность существования красных карликов во Вселенной очень велика, и приливные силы, действующие со стороны звезды в течение долгого времени, должны были привести к формированию круговой орбиты планеты, однако в действительности этого не произошло».

Согласно версии Бурье необычная орбита планеты GJ436b может объясняться присутствием в системе еще одной, более массивной планеты, которая возмущает орбиту планеты GJ436b и кроме того «подталкивает» ее к звезде. Своей целью на ближайшее будущее команда Бурье видит обнаружение этой планеты и измерение ее фундаментальных параметров.

Новая интерпретация данных рентгеновских наблюдений одного скопления галактик может помочь астрономам разгадать загадку, стоящую перед ними в течение нескольких десятилетий: определить природу темной материи.

Эта история началась в 2014 г., когда астрономы впервые обнаружили пик на уровне энергии 3,5 кэВ в данных рентгеновских наблюдений горячего газа, расположенного в скоплении галактик Персей. Эти наблюдения были проведены при помощи космических обсерваторий Chandra и XMM-Newton. Этот пик по ряду соображений был приписан частицам темной материи. Несколько групп ученых нашли аналогичные пики при наблюдениях других космических объектов, однако другие ученые подтверждения этому пику в своих наблюдениях не нашли. Казалось бы, окончательно спор разрешил в 2016 г. японский спутник Hitomi, специально созданный для подробных наблюдений эмиссионных линий в рентгеновских спектрах космических объектов, который не обнаружил линии на уровне энергии 3,5 кэВ в рентгеновском спектре скопления галактик Персей.

Однако в новом исследовании астрономы во главе с Джозефом Конлоном (Joseph Conlon) из Оксфордского университета, Великобритания, сообщают, что обнаружили деталь, которая позволяет объяснить отсутствие эмиссионного пика на уровне 3,5 кэВ в данных, собранных при помощи спутника Hitomi. Согласно этой версии данные, собранные аппаратом Hitomi, представляют собой наложение рентгеновского излучения, идущего от двух различных источников: диффузного горячего газа, окружающего центральную галактику скопления, и сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре этой галактики.

В данных наблюдений, выполненных при помощи обсерваторий Chandra и XMM-Newton, имеющих более высокое пространственное разрешение, по сравнению с аппаратом Hitomi, Конлон и коллеги смогли разделить эти две составляющие сигнала и увидели, что горячий газ демонстрирует максимум интенсивности излучения на уровне энергии 3,5 кэВ, в то время как сверхмассивная черная дыра демонстрирует, напротив, поглощение излучения на этом уровне энергии. При наложении двух источников в спектре на уровне 3,5 кэВ наблюдается ровный участок – что и объясняет наблюдения, выполненные при помощи спутника Hitomi.

Согласно Коннону и его команде темная материя, окружающая черную дыру вместе с горячим газом, поглощает рентгеновское излучение с энергией 3,5 кэВ, подобно обычным атомам, поглощающим и рассеивающим свет, и переизлучает энергию во всех направлениях. Поэтому при прямых наблюдениях сверхмассивной черной дыры мы видим ослабление излучения на этом энергетическом уровне, соответствующее поглощению, а при наблюдениях окружающего ее горячего газа – усиление, соответствующее эмиссиионному максимуму.

«Круговорот пород в недрах Земли препятствует резким изменениям в концентрации воды на поверхности планеты, так как «лишняя» влага выводится из пород до того, как они достигают мантии. На Марсе его нет, и его воды постоянно взаимодействовали с «сухими» базальтовыми лавами, формируя богатые водой минералы. В результате этого облик Марса поменялся, и планета стала сухой и безжизненной», — заявил Джон Уэйд (Jon Wade) из Оксфордского университета (Великобритания).

За последние годы ученые нашли множество намеков на то, что на поверхности Марса в глубокой древности существовали реки, озера и целые океаны воды, содержавшие в себе почти столько же жидкости, как и наш Северный Ледовитый океан. С другой стороны, часть планетологов считает, что даже в древние эпохи Марс мог быть слишком холодным для постоянного существования океанов, и его вода могла находиться в жидком состоянии лишь во времена извержения вулканов.

Недавние наблюдения за Марсом при помощи наземных телескопов показали, что за минувшие 3,7 миллиарда лет Марс потерял целый океан воды, которой хватило бы для того, чтобы покрыть всю поверхность красной планеты океаном толщиной в 140 метров. Куда пропала эта вода, ученые сегодня пытаются выяснить, изучая древние марсианские метеориты.

Уэйд и его коллеги обратили внимание на одну интересную особенность древнейших марсианских метеоритов – их породы совершенно не похожи ни по цвету, ни по структуре и составу на те минералы, которые сегодня находят на поверхности Марса роверы Curiosity и Opnity. В частности, в них содержится большое количество так называемых основных горных пород, и крайне мало соединений с большим количеством атомов кислорода и других окислителей.

Это натолкнуло их на мысль, что химический состав пород на Марсе мог заметно поменяться в последние 4 миллиарда лет под воздействием космических лучей, солнечного ветра и жидкой воды, большие запасы которой должны были присутствовать на планете в момент «катапультирования» этих метеоритов.

Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали то, как вода могла взаимодействовать с породами, аналоги которых содержатся в метеоритах, и подсчитали объем воды, который те могли поглотить и удерживать внутри себя по мере погружения в недра Марса. Это позволило им понять, куда исчезла его вода и найти главного «виновника» этой пропажи – оксид железа.

Как обнаружили ученые, марсианские базальты и другие основные породы будут поглощать воду и взаимодействовать с ней гораздо активнее, чем их «кузены» с Земли, так как они содержат в себе почти в два раза больше окиси железа, чем аналогичные минералы на нашей планете. Благодаря этому недра Марса превращаются в своеобразную губку, которая постоянно впитывает в себя воду и почти не возвращает ее назад из-за того, что на красной планете отсутствует тектоника.

В результате этого большая часть вод Марса, как считает Уэйд, не испарилась в космос, как считает сегодня большинство планетологов, а «утекла» в его недра, где она скрывается до сих пор. Следующий ровер НАСА, как надеются авторы статьи, поможет проверить так ли это или нет.

В прошлом году наблюдения радиотелескопов Karl Jansky VLA принесли очередную находку: плотную и узкую нить вещества, филамент, вытянувшийся к черной дыре изогнутым жгутом протяженностью 2,3 световых года. Новая статья, опубликованная в The Astrophysical Journal Letters, представила данные новых наблюдений за этим объектом — и его новые, самые качественные снимки. На них видно, как «хвост» филамента достигает самого горизонта событий.

Марк Моррис из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и его коллеги исследовали «западный филамент SgrA» (SgrAWF) с помощью радиоантенн большой обсерватории VLA. Авторы усовершенствовали методику наблюдений, проследив нить SgrAWF практически до самой сверхмассивной черной дыры. Это, по их мнению, указывает на то, что дыра является источником SgrAWF. Вообще, точного представления о том, что это за филамент и как он образовался, нет, и ученые выдвигают на этот счет несколько гипотез.

Согласно одной из них, вращение сверхмассивной черной дыры и раскаленного аккреционного диска вокруг нее создает магнитные поля, образующие «силовой хайвей» по оси вращения. Попавшие сюда частицы будут выбрасываться прочь на большой скорости. Другая — куда менее вероятная — гипотеза предполагает, что SgrAWF образован космической струной, гипотетической одномерной «складкой» пространства-времени, которая движется к центру Галактики и скоро будет захвачена сверхмассивной черной дырой.

Наконец, третью возможность дает сама случайность: возможно, что дыра и SgrAWF вообще не связаны. Такие «нетермические радиофиламенты» (Nonthermal Radio Filament, NRF) наблюдались и раньше, хотя обычно они заметно длиннее. Но даже если это так, ученых озадачивает изогнутая форма SgrAWF — что придало ему такой вид, тоже пока неизвестно.

В 2016 г. близ центра Млечного пути был обнаружен необычный изогнутый филамент длиной 2,3 светового года, который располагается рядом с центральной сверхмассивной черной дырой Галактики, называемой Стрелец А. Теперь в новом исследовании команда астрономов во главе с Марком Моррисом (Mark Morris) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, США, используя новый метод, получила снимки этой структуры при помощи радиотелескопа Very Large Array в самом высоком доступном на сегодняшний день пространственном разрешении.

Эти новые снимки позволяют более подробно проследить этот филамент почти до самой сверхмассивной черной дыры Стрелец А и показывают, что филамент происходит именно из ее окрестностей.

Согласно команде Морриса существуют три основные версии происхождения этого филамента. По первой из этих версий «змейка» появилась в результате выбрасывания заряженных частиц из окрестностей этой сверхмассивной черной дыры под действием магнитных полей. Вторая версия связана с теорией так называемых космических струн, гипотетических объектов, длинных и экстремально тонких, которые способны переносить массу и электрические заряды. Согласно этой версии обнаруженный филамент представляет собой как раз такую космическую струну. Третья версия предполагает, что сверхмассивная черная дыра Стрелец А и обнаруженная «змейка» вообще никак не связаны между собой. Последняя версия является наименее вероятной из трех, считают исследователи.

Для того чтобы определиться в пользу одной из этих версий, потребуются дополнительные исследования, указывают Моррис и его коллеги.

В Солнечной системе планеты обращаются вокруг Солнца в экваториальной плоскости, двигаясь по часовой стрелке. Солнце также вращается вокруг собственной оси, и ось этого вращения сонаправлена с осью, вокруг которой вращаются планеты, что создает впечатление системы высокой степени упорядоченности. Однако природа часто бывает непредсказуема, и международная команда исследователей обнаружила планетную систему, в которой наблюдается самый настоящий «орбитальный хаос».

Система звезды GJ436 включает так называемую «волосатую» планету GJ436b, которая испаряется, подобно комете. В новом исследовании астрономы во главе с Винсентом Бурье (Vincent Bourrier) обратили внимание на орбиту этой планеты. Эта орбита, вместо того чтобы лежать в экваториальной плоскости родительской звезды, проходит над ее полюсами.

Кроме того, необычность этой орбиты усугубляется ее высоким эксцентриситетом, или «сплюснутостью». «Эта планета испытывает мощные приливные силы, поскольку находится очень близко к звезде – на расстоянии, составляющем лишь 3 процента от расстояния Солнце-Земля, - объяснил Бурье. – Продолжительность существования красных карликов во Вселенной очень велика, и приливные силы, действующие со стороны звезды в течение долгого времени, должны были привести к формированию круговой орбиты планеты, однако в действительности этого не произошло».

Согласно версии Бурье необычная орбита планеты GJ436b может объясняться присутствием в системе еще одной, более массивной планеты, которая возмущает орбиту планеты GJ436b и кроме того «подталкивает» ее к звезде. Своей целью на ближайшее будущее команда Бурье видит обнаружение этой планеты и измерение ее фундаментальных параметров.