Недавно исследователи из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук оценили количественно потенциал обнаружения гравитационных волн в эпоху радиотелескопа Square Kilometer Array (SKA).

Этот новый расчет впервые демонстрирует, что даже небольшое количество (около 20) миллисекундных пульсаров высокого качества, наблюдаемых при помощи обсерватории SKA, даст ценную информацию об эволюции красного смещения двойных сверхмассивных черных дыр (СМЧД).

СМЧД часто обнаруживают в центрах галактик, где они эволюционируют вместе с родительской галактикой. Поэтому ожидается, что двойные СМЧД следует искать в составе тесных галактических пар. Однако до сих пор ученым не удалось произвести ни одного однозначного обнаружения такой системы.

Исследовательская группа во главе с Йи Фэном (Yi Feng) провела полуаналитическое численное моделирование, чтобы оценить количество доступных для обнаружения двойных СМЧД при помощи инструмента SKA Pulsar Timing Array (SKA-PTA).

Исходя из имеющихся результатов наблюдений галактик в ИК-диапазоне и статистических допущений относительно популяции двойных СМЧД, команда рассчитала низкочастотные гравитационно-волновые характеристики этих галактик при различных красных смещениях.

SKA представляет собой многоцелевой радиотелескоп с площадью порядка 1 миллиона квадратных метров, который имеет большие возможности для регистрации наногерцовых гравитационных волн.

В работе, проведенной командой Фэна, показано, что инструмент SKA-PTA сможет начать определять гравитационные волны уже через 5 лет с момента ввода в эксплуатацию, а через 10 лет – обнаруживать гравитационно-волновые события, указывающие на двойные СМЧД, с частотой около 100 событий в год. В отличие от предыдущих работ, где указывалось на необходимость наблюдений нескольких сотен пульсаров для достижения этих показателей, авторы нового исследования приходят к выводу, что всего лишь 20 пульсаров будет достаточно.

Через 30 лет эксплуатации телескопа SKA ожидается обнаружение примерно 60 индивидуальных двойных СМЧД с красным смещением z < 0,05 и больше 10^4 двойных СМЧД c красным смещением z < 1, отмечается в работе.

Поэтому когда ученые во главе с Вэнь-Фай Фон (Wen-fai Fong) из Северо-Западного университета, США, обнаружили послесвечение короткого гамма-всплеска, расположенного на расстоянии примерно 10 миллиардов световых лет от нас, они были не на шутку удивлены. Послесвечение обычно представляет собой невероятно слабый и быстро исчезающий сигнал – который регистрируется на протяжении всего лишь нескольких часов.

Известный как SGRB181123B, этот гамма-всплеск произошел спустя всего лишь 3,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Он занимает вторую строчку в списке самых далеких надежно обнаруженных коротких гамма-всплесков, а также является самым далеким астрономическим событием, для которого когда-либо наблюдалось послесвечение в оптическом диапазоне.

Гамма-всплески, представляющие собой самые яркие и высокоэнергетические взрывы во Вселенной, обычно происходят при объединении двух нейтронных звезд. В результате столкновения возникает короткая вспышка гамма-излучения, представляющего собой самую высокоэнергетическую форму света. Астрономы обычно обнаруживают ежегодно не более чем по 7-8 коротких гамма-всплесков, которые можно с уверенностью локализовать для последующих наблюдений. И поскольку послесвечение этих гамма-вспышек обычно длится не более нескольких часов, подробные наблюдения таких объектов удаются астрономам лишь изредка.

Однако в случае источника SGRB181123B астрономам улыбнулась удача – им удалось на протяжении долгого времени наблюдать его послесвечение при помощи обсерватории Джемини, расположенной на Гавайях. Подключение к этим наблюдениям других наземных обсерваторий позволило команде получить представление о том, насколько далеко данный источник удален от нас.

Согласно авторам, данные, полученные в результате наблюдений этого далекого столкновения между двумя нейтронными звездами, позволят получить более полное представление о протекании таких событий в этот период истории Вселенной, когда ее возраст составлял всего лишь примерно 30 процентов от ее текущего возраста. В эту эпоху происходило активное образование звезд и рост галактик. Массивные двойные звезды росли, взрывались и превращались в пары нейтронных звезд, которые в конечном счете могли объединяться.

Холодный, темный хаос космического пространства полон тайн. К счастью, с вводом в эксплуатацию каждого нового современного телескопа мы получаем всё больше возможностей проникнуть в тайны Вселенной. Недавно список обсерваторий, предназначенных для наблюдения звезд, пополнился еще одним мощным инструментом – 3,8-метровым телескопом Seimei, управление которым осуществляет Киотский университет, Япония.

Используя этот новый инструмент – расположенный на вершине горы, находящейся на территории г. Окаяма, к западу от г. Киото – астрономы из Киотского университета и Национальной астрономической обсерватории Японии успешно обнаружили 12 звездных вспышек со стороны звезды AD Льва, красного карлика, расположенного на расстоянии 16 световых лет от нас. В частности, одна из этих вспышек оказалась в 20 раз ярче самой крупной вспышки, когда-либо зарегистрированной на нашем Солнце.

«Звездные вспышки представляют собой внезапные взрывы, происходящие на поверхностях звезд, в том числе на нашем Солнце», - объясняет главный автор нового исследования Косукэ Намеката (Kosuke Namekata).

«Изредка может произойти очень крупная супервспышка. В результате формируются мощные магнитные бури, которые могут привести к нарушениям работы технологической инфраструктуры на Земле».

Поэтому понимание свойств супервспышек имеет большое значение для науки, однако редкость их появления на Солнце вызывает необходимость изучения супервспышек на примере других звезд, в системах которых находятся планеты земного типа.

В своей работе Намеката и его коллеги наблюдали при помощи обсерватории Seimei, а также других телескопов, звезду AD Льва. Этот красный карлик спектрального класса М имеет температуру ниже, чем у Солнца, и характеризуется частыми вспышками. Команда ожидала наблюдать большое число крупных вспышек со стороны этой звезды, но была удивлена своей удаче – в первую же ночь наблюдений удалось зарегистрировать и изучить супервспышку.

Согласно авторам, свет, испускаемый возбужденными атомами водорода в ходе развития этой сверхвспышки, характеризовался аномально высоким количеством высокоэнергетических электронов, почти на порядок превышающим число электронов, обычно наблюдаемых со стороны типичных солнечных вспышек.

«Этот феномен зарегистрирован впервые, и его наблюдения стали возможными лишь благодаря высокому уровню подробностей на снимках, сделанных при помощи обсерватории Seimei»

Новая венерианская миссия НАСА даст ученым возможность понять, почему две примерно одинаковые по размеру планеты, Земля и Венера, настолько сильно отличаются по физическим условиям на поверхности: в то время как на поверхности Земли поддерживаются умеренные температуры и давления, позволяющие существовать жизненным формам, на поверхности Венеры температуры достигают 500 градусов Цельсия, облака наполнены серной кислотой, а атмосферное давление способно раздавить человека в лепешку.

Миссия VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy) позволит изменить наши представления о внутренней геодинамике, сформировавшей Венеру как планету. Эта миссия рассматривается в рамках конкурса проектов по программе Discovery НАСА; управление миссией будет возложено на Лабораторию реактивного движения американского космического агентства.

Последняя космическая миссия НАСА по изучению поверхности Венеры под названием Magellan («Магеллан») была завершена в 1994 г. Хотя она позволила получить ценные сведения о геологии Венеры, тем не менее, эта миссия оставила без ответа много вопросов о геологических структурах, обнаруженных на поверхности «планеты-сестры» нашей Земли.

Миссия VERITAS, которую предлагается запустить в 2026 г., будет представлять собой орбитальный аппарат, научные инструменты которого будут всматриваться через венерианские облака в поверхность планеты и глубже – в ее недра. Аппарат будет оснащен мощной современной радарной системой для создания трехмерных глобальных карт и ИК-спектрометром, позволяющим определить химический состав материала поверхности. Кроме того, аппарат сможет измерять параметры гравитационного поля планеты, чтобы определить структуру недр Венеры. Вместе эти инструменты дадут возможность собрать информацию о геологических процессах, протекающих в настоящее время и протекавших в прошлом как в верхних слоях планеты, так и глубоко в ее ядре, пояснили участники проекта.

Астрономы впервые увидели, как корона из горячих электронов вокруг сверхмассивной черной дыры сначала почти полностью исчезла, а потом восстановилась. Ученые считают, что причиной события стало приливное разрушение звезды, которая слишком близко подошла к черной дыре. Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.

Сегодня сверхмассивные черные дыры — компактные объекты с массами 105—1011 масс Солнца — обнаруживают в центре многих галактик, включая Млечный путь. Они медленно поглощают окружающее их вещество, формируя вокруг себя аккреционный диск из газа и пыли, основная часть излучения которого приходится на мягкий рентгеновский диапазон. Однако когда существенное количество материи начинает падать на черную дыру, высокоэнергетические частицы образуют вблизи внутреннего края аккреционного диска корону, которая светит в жестком рентгеновском диапазоне. Наблюдения показывают, что по мере того, как черная дыра поглощает вещество, яркость короны может падать или возрастать в 100 раз. Тем не менее, до сих пор астрономы никогда не видели, чтобы она исчезала почти полностью.

В марте 2018 году система All-Sky Automated Survey for Super-Novae, которая наблюдает ночное небо в поисках сверхновых, зарегистрировала вспышку в галактике 1ES 1927+654. Она исходила от находящейся в центре активной сверхмассивной черной дыры. Яркость источника возросла в 40 раз, и астроном Клаудио Риччи (Claudio Ricci) из Университета Диего ......ес вместе с коллегами решил более подробно пронаблюдать его в рентгеновском, ультрафиолетовом и оптическом диапазоне. Для этого команда использовала несколько телескопов, включая Swift, XMM-Newton и NICER.

Благодаря наблюдениям, астрономы увидели, что яркость активного галактического центра после вспышки сильно снизилась. Падение было особенно заметно в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне — это стало сигналом того, что корона черной дыры почти полностью и внезапно испарилась. Примечательно, что сокращение яркости произошло очень быстро — примерно в 10 тысяч раз менее чем за год, хотя, по словам ученых, такие изменения должны происходить гораздо медленнее, в течение тысяч или даже миллионов лет. Кроме того, светимость источника могла резко упасть даже в течение дня — например, астрономы удалось зарегистрировать сокращение яркости в 100 раз за 8 часов.

Однако спустя некоторое время после того, как корона источника испарилась, его светимость начала постепенно восстанавливаться. Спустя 100 дней яркость центра 1ES 1927+654 превысила изначальное значение примерно в 20 раз. Авторы статьи объясняют это тем, что мимо черной дыры прошла звезда, и ее разрушение под действием приливных сил привело к временному исчезновению короны. Согласно их теории, куски звезды попали в аккреционный диск, что спровоцировало быстрое поглощение материи из его внутренней части. Это привело к истощению внутреннего региона и нарушению работы магнитных полей вокруг черной дыры, в результате чего они временно оказались не способны генерировать и поддерживать высокоэнергетическую корону. Затем, когда вещество звезды рассеялось по диску, магнитные поля восстановились и у черной дыры снова появилась корона.

Открытие не только позволяет лучше понять, как формируются короны черных дыр, но и лучше изучить физику аккреции, а также понять связь между резкими изменениями яркости и внутренними областями аккреционного диска. Астрономы надеются, что в будущем им удастся выяснить, как часто во Вселенной происходят подобные события с помощью таких инструментов как eROSITA и Einstein Probe.

Ранее мы рассказывали о том, что астрономы нашли у черной дыре в центре Млечного Пути объекты нового типа. Их природа не ясна — возможно, они являются продуктами слияния звезд.

Хотя для объяснения этого процесса, называемого затуханием галактик, был предложен ряд гипотез, однако по сей день проблема продолжает оставаться дискуссионной.

В новой работе международная исследовательская группа под руководством Сандры Фабер (Sandra Faber), заслуженного профессора астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз, США, предложила новую модель, которая успешно объясняет большое число наблюдений, связанных со структурой галактик, сверхмассивными черными дырами (СМЧД) и прекращением звездообразования в галактиках.

Эта модель поддерживает одно из популярных представлений о прекращении звездообразования в результате действия «обратной связи» со стороны центральной СМЧД, то есть выделению потоков энергии со стороны черной дыры обратно в галактику. Эта высокоэнергетическая «обратная связь» нагревает, выталкивает или каким-то другим способом расходует запасы галактического газа и блокирует его поступление из гало галактики, подавляя тем самым формирование новых звезд.

Согласно основной идее авторов исследования, общая масса звезд галактики, степень рассеяния звезд (радиус галактики) и масса центральной черной дыры связаны определенным соотношением. Для галактик с активным звездообразованием, характеризуемых определенной массой звезд, плотность звезд, расположенных в окрестностях центра галактики, коррелирует с радиусом галактики так, что галактики с большими радиусами имеют более низкую плотность распределения звезд в центральных областях. Принимая, что масса центральной СМЧД изменяется симбатно (в одном направлении) с плотностью распределения звезд в центре галактики, можно сделать вывод, что галактики с активным звездообразованием, имеющие больший радиус (более диффузные галактики), будут содержать СМЧД меньших масс.

Это означает, пояснила Фабер, что более протяженные галактики (для заданной звездной массы) могут эволюционировать глубже и набирать большую звездную массу, прежде чем масса их центральной СМЧД достигнет значения, достаточного для подавления звездообразования. Поэтому галактики с небольшим радиусом затухают при меньших массах звезд, по сравнению с более крупными галактиками.

Новая «гонка» за право первым посадить на поверхность Марса спускаемый аппарат стартовала этим летом!

Три вездехода, построенных в разных странах – «Hope Probe» (Объединеные Арабские Эмираты), «Тяньвэнь-1» (Китай) и Mars 2020 (США) – уже «заняли позиции», готовясь к отправке в этот удобный для путешествия к Красной планете период, когда Марс и Земля находятся в ближайших друг к другу точках орбит, и расстояние между ними составляет всего лишь 55 миллионов километров.

Две планеты, являющиеся «соседями» в Солнечной системе, оказываются на настолько близки друг к другу лишь один раз в течение 26 месяцев – и тогда открывается то самое узкое «стартовое окно», когда необходимо как можно скорее запускать марсианские миссии.

Космические агентства всех трех стран планируют отправку роверов к Красной планете для дополнительных поисков следов былого присутствия жизни, а также для проведения исследований, которые могут проложить путь будущим пилотируемым марсианским миссиям.

Путешествие к Марсу обычно занимает около 6 месяцев.

Зонд Hope Probe («Надежда») ОАЭ – первая межпланетная миссия арабского государства – отправляется в космос послезавтра, 15 июля. Китай планирует запуск своего первого марсианского аппарата, небольшого ровера, в период между 20 и 25 июля.

Наиболее амбициозный проект из этих трех, американская миссия Mars 2020, должна отправиться в космическое путешествие 30 июля.

Ожидается, что этот зонд – получивший имя Perseverance («Настойчивость») – проведет один марсианский год (или примерно 687 земных суток) на поверхности планеты, собирая образцы грунта и горных пород, которые, как рассчитывают ученые, позволят пролить свет на возможное существование в прошлом на поверхности планеты живых организмов.

Каждая космическая миссия всегда сопровождается невероятными надеждами на то, что будут открыты новые внесолнечные миры, обитаемые планеты, уникальные звезды и другие увлекательные объекты. Одним из самых значимых устройств, которое оставило свой след в истории изучения космического пространства, является телескоп Kepler. Этот аппарат завершил свою миссию два года тому назад. Но его девятилетняя деятельность предоставила возможность человечеству увеличить собственные знания о Вселенной.



С помощью этого космического телескопа было открыто огромное количество экзопланет, большинство из которых очень сильно отличаются от нашей Солнечной системы. Удалось ли телескопу найти невероятные объекты? Предлагаем окунуться в увлекательный мир неожиданных открытий, которые были сделаны на протяжении девятилетней миссии Кеплер.



Самая большая планетная орбита


В рамках космической миссии телескоп открывал планету около звезд вне Солнечной системы с помощью транзита. Простым языком: благодаря уменьшению яркости светила при прохождении около нее планеты. Ученые заявляют, что такое явление обязательно должно повторяться с помощью дополнительного изучения события. Но для этого необходимо время, и очень много, особенно, если планета расположена на существенной удаленности от своего звездного партнера.



Именно по этой причине астрономы чаще всего открывают планеты, которые отличаются быстрым повторным прохождением около звезды, то есть с малой орбитой. Но существуют и рекордсмены: космический телескоп зафиксировал внесолнечный мир, у которой орбитальный период составляет целых 704 земных дня. Такой экзопланете было присвоено названием Kepler-421b.Опасные солнечные вспышки


Вспышки на Солнце относятся к очень увлекательным, но невероятно опасным явлениям. Выброс колоссальной энергии в сторону нашей планеты сопровождается различными негативными последствиями. К примеру, люди плохо себя чувствуют, электронное оборудование начинает работать с перебоями. Астронавты, которые находятся в космическом пространстве, могут столкнуться со смертельной угрозой. По этой причине космонавты в такие периоды не покидают Международную космическую станцию.



Космический телескоп Кеплер сделал невероятное: с его помощью были обнаружены вспышки, которые во много раз мощнее, чем происходят на Солнце. Ученые заявляют про увеличение мощности в миллион раз. По мнению исследователей, такое явление может стать толчком для появления внеземных цивилизаций.



Четыре звезды в партнерстве с планетой


Самым привычным явлением для человека является смена ночи и дня. В большинстве случаев планеты состоят в звездной системе или простыми словами одна звезда и космические объекты планетного вида. Но бывают двойные системы – два солнца находятся друг около друга, а вокруг этого тандема образовываются планеты. Сложно представить, как на таких внесолнечных мирах происходит смена дня и ночи.



Но космический телескоп Кеплер сделал невероятное открытие – планета, которая входит в четверную систему. Такое космическое партнерство получило маркировку PH1. В этом содружестве представлено 4 родительские звезды и один нептунообразный объект. Смена дня и ночи здесь, наверное, очень удивительная.



Планета, которая качается


Земная орбита характеризуется стабильностью, устойчивостью. За двенадцать месяцев она демонстрирует не сильное отклонение от круговой идеальной траектории. Это означает, что мнение о связывании зимы и лета с приближением, удалением от светила не является верным. Но во Вселенной есть огромное количество удивительного и необычного, как например, газовый гигант Kepler-413b. Этот внесолнечный мир демонстрирует массу, которая превышает земные параметры в 60-70 раз.



Планета входит в состав двойной звездной системы. Оба солнца здесь представлены небольшими размерами – оранжевый и красный карлик. Они находятся очень близко друг к другу, а экзопланета осуществляет вращение вокруг них. Такое расположение сопровождается колебаниями планетной орбиты, причем это происходит уже на протяжение длительного периода времени.



Кеплер наблюдал, как звезда уничтожает планету



Все мы помним, что звезда проходит все стадии свои жизненного цикла. Переход на последнюю его стадию сопровождается негативными последствиями для планет, которые расположены рядом. Происходит их полноценное разрушение. За таким явлениям хотели бы наблюдать огромное количество астрономов, но удалось это сделать космическому телескопу. Кеплер стал свидетелем того, как белый карлик (будущее нашего Солнца) уничтожает свою планету. Такой внесолнечный мир был зафиксирован с огромным длинным шлейфом позади.