LISPUBLICA
на снимке телескопа «Джеймс Уэбб»
Звёздные джеты, питаемые гравитационной энергией, выбрасываются по мере роста массы звезды и несут в себе информацию об истории формирования протозвезды.
Например, размер джетов зависит от массы протозвезды: чем больше джеты, тем массивнее протозвезда, разгоняющая плазму.
Ученые совместили снимки Солнца, сделанные в ультрафиолете и рентгене. Телескоп NuSTAR показал, что в некоторых участках температура достигает 1,7 миллиона °C — это сверхгорячий газ. Для сравнения, на обычных снимках с телескопа SDO температура в атмосфере звезды — около 600 000 °C.
Интересно, что участки с самой высокой температурой на Солнце не совпадают по расположению с самыми яркими. Самые мощные выбросы энергии возникают не случайно, а в зонах с особенно сильным магнитным полем и активной плазмой.
Астрономы, возможно, заметили крайне редкий тип взрыва звезды, так называемую парно-нестабильную сверхновую. Так называется событие, при котором очень массивная звезда полностью уничтожает себя, не оставляя ни нейтронной звезды, ни чёрной дыры.
Парно-нестабильные сверхновые должны встречаться крайне редко, поскольку порождающие их звёзды чрезвычайно массивны. В какой-то момент температура в их недрах может стать настолько высокой, что гамма-кванты начинают превращаться в пары электрон-позитрон. Из-за этого резко падает давление излучения в ядре звезды, и гравитация начинает побеждать. Начинается катастрофическое сжатие, которое запускает мощнейшую термоядерную реакцию. В результате вся звезда буквально разрывает сама себя на части. Согласно расчётам, такой судьбе должны подвергаться звёзды с начальными массами примерно от 140 до 260 масс Солнца. Считается, что звёзды, способные завершить жизнь подобным образом, должны формироваться в среде с низким содержанием тяжёлых элементов.
Сверхновую SN 2023vbw обнаружили в октябре 2023 года в ходе обзора неба Zwicky Transient Facility. Вспышка произошла на окраине небольшой карликовой галактики, расположенной примерно в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Первоначально вспышку классифицировали как обычную сверхновую типа II, возникающую после коллапса массивной звезды. Однако дальнейшие наблюдения показали, что объект заметно отличается от типичных представителей этого класса.
Первое, что привлекло внимание исследователей была необычная кривая блеска. Яркость сверхновой постепенно росла и достигла максимума лишь примерно через 190 суток после взрыва. Затем последовало быстрое падение светимости, после чего объект перешёл в стадию медленного затухания. Общая энергия, излучённая SN 2023vbw, составила около 3 × 10⁵⁰ эрг, что более чем в десять раз превышает показатели обычных сверхновых типа II.
Дополнительный анализ выявил ещё одну необычную особенность. Во время роста яркости температура объекта оставалась практически постоянной, хотя оболочка продолжала расширяться. Для такого поведения необходим мощный внутренний источник энергии, который трудно объяснить в рамках стандартной модели коллапса массивной звезды.
Моделирование показало, что предшественником сверхновой, вероятно, был чрезвычайно массивный голубой сверхгигант. По форме кривой блеска SN 2023vbw напоминает знаменитую сверхновую SN 1987A, однако значительно превосходит её по яркости и продолжительности вспышки. Масса выброшенного вещества оценивается в диапазоне от 170 до 350 солнечных масс, а кинетическая энергия взрыва оказалась в 60-130 раз выше максимальной энергии, которую способны обеспечить обычные сверхновые, возникающие при коллапсе железного ядра. Свойства SN 2023vbw хорошо соответствуют теоретическим моделям парно-нестабильных сверхновых.
Важным аргументом в пользу гипотезы парно-нестабильной сверхновой стала и среда, в которой произошёл взрыв. Родительская галактика отличается низким содержанием тяжёлых элементов. Именно такие условия предсказывают теоретические модели для формирования звёзд, способных завершить жизнь подобным образом.
Авторы работы также предполагают, что звезда-предшественник могла возникнуть в результате слияния двух очень массивных компонентов двойной системы. Такой сценарий естественным образом объясняет наличие плотной газовой оболочки вокруг объекта. Учёные также отмечают, что будущие обзоры неба с помощью обсерватории Веры Рубин и космического телескопа Грейс Роман могут обнаружить десятки и даже сотни подобных событий. Это позволит лучше понять эволюцию и гибель самых массивных звёзд во Вселенной.
Иногда самое интересное в космосе — не атмосфера, океаны или признаки жизни, а буквально голая поверхность планеты. Именно её удалось рассмотреть у далёкого мира LHS 3844 b. Неофициально его прозвали Куакуа — «бабочка» на языке индейцев брибри Центральной Америки.
Планету нашёл телескоп TESS ещё в 2018 году по транзиту — проходу диска перед своей звездой. Куакуа примерно на 30% крупнее Земли, что относит её к суперземлям. Вращается она вокруг красного карлика по имени Батсу за каких-то 11 часов и приливно захвачена: одной стороной всегда повёрнута к светилу. Дневная половина при такой близости постоянно раскалена до 1000 кельвинов.
Команда из Института астрономии Макса Планка нацелила на планету прибор MIRI на борту «Джеймса Уэбба». Чувствительность телескопа такова, что удалось поймать свет, идущий прямо от поверхности раскалённого камня — без всякой атмосферы, которой тут попросту нет.
Дальше начинается детектив. Инфракрасный спектр дневной стороны сравнили с библиотеками горных пород Земли, Луны и Марса. Земная кора, богатая силикатами вроде гранита, уверенно отпала. А такая кора, между прочим, формируется долго и мучительно: нужна тектоника плит и вода в роли смазки, чтобы порода многократно плавилась, перемешивалась с мантией и выносила лёгкие минералы наверх. Раз у Куакуа этого нет — значит, ни земной тектоники, ни заметных запасов воды. Отсутствие атмосферы намекает и на другое: вулканизм, рождающий газы, давно затих.
Каково было бы пройтись по этому миру? Под ногами, вероятнее всего, базальт — вулканическая порода, богатая магнием и железом, как на Луне или в земных лавовых полях. Много битого камня и щебня, мало песка и пыли. Без атмосферного щита поверхность грызёт космическая погода: жёсткое излучение звезды и метеоритные удары перемалывают скалы в реголит и заодно темнят его, добавляя железо и углерод. Это хорошо ложится на наблюдения.
Картин две. Либо поверхность покрыта свежим тёмным камнем, недавно изверженным вулканами. Либо это древний слой, уже затемнённый космической эрозией, как лунный грунт. Какая из них верна, покажут новые сеансы «Уэбба» — тот же приём, что работает с астероидами, поможет понять, отражает ли свет цельная плита или рыхлая пыль.
Космический аппарат NASA "Вояджер-1" часто называют первым рукотворным объектом, выбравшимся в межзвездное пространство. Звучит эпично. Кажется, будто созданный людьми в XX веке зонд покинул родную планетную систему и теперь летит среди звезд...
Но здесь есть важный нюанс. "Вояджер-1" действительно достиг межзвездного пространства, но это не означает, что он покинул Солнечную систему.
Как же так? Давайте разбираться.
В 2012 году "Вояджер-1" пересек гелиопаузу — внешнюю границу гелиосферы. Гелиосфера — это гигантский "пузырь" околосолнечного пространства, заполненный потоком заряженных частиц — солнечным ветром — и находящийся под сильным влиянием магнитного поля Солнца. Внутри гелиосферы доминирует Солнце, а вот за гелиопаузой главную роль начинает играть межзвездная среда.
Именно поэтому ученые говорят, что "Вояджер-1" вошел в межзвездное пространство: он больше не находится внутри защитного пузыря солнечного ветра. Но Солнечная система — это не только область, заполненная солнечным ветром. У Солнца есть еще и гравитационное влияние, которое простирается намного дальше гелиопаузы.
Считается, что внешней границей Солнечной системы является облако Оорта, представляющее собой гигантскую оболочку из преимущественно ледяных тел, связанных гравитацией Солнца и находящихся от него на колоссальном расстоянии. Именно из облака Оорта приходят долгопериодические кометы.
И вот до этой области "Вояджер-1" еще даже не добрался.
Расчеты NASA показывают, что зонду потребуется около 300 лет, чтобы достичь внутреннего края облака Оорта. А прохождение через облако Оорта займет еще примерно 30 000 лет. И вот тогда можно будет сказать, что человечество выбралось за пределы Солнечной системы и устремилось к звездам. Не секрет, что цивилизации не существуют так долго, поэтому, вероятно, гордиться этим достижением будет некому. Или же наши далекие потомки, обживающие пережитки нашей реальности, банально забудут об этом, решая земные проблемы, которые мы им щедро готовим.
Получается странная, но с физической точки зрения абсолютно верная картина: межзвездное пространство начинается раньше, чем заканчивается Солнечная система.
На самом деле путешествие "Вояджера-1" только начинается.
После запуска в 1977 году и серии гравитационных маневров у Юпитера и Сатурна зонд получил огромную скорость — около 61 200 километров в час — и дальше движется по инерции. В космосе почти нет сопротивления, которое могло бы его быстро затормозить, поэтому аппарату не нужно постоянно "жечь топливо", чтобы продолжать путь, у которого нет конечного пункта назначения.
Сейчас "Вояджер-1" является самым далеким рукотворным объектом и движется в сторону глубин межзвездного пространства. Но даже столь огромная по человеческим меркам скорость выглядит ничтожной в масштабах Вселенной.
Она относится к классу звёзд Вольфа–Райе - это очень массивные, горячие и крайне яркие звёзды на позднем этапе эволюции.
Такие звёзды теряют вещество с колоссальной скоростью, создавая вокруг себя туманности из газа и пыли. У WR124 это туманность M1-67, выглядящая как взрыв, застывший в космосе.
Звёзды Вольфа–Райе считаются предшественниками сверхновых и играют важную роль в обогащении Вселенной тяжёлыми элементами. Они редки, живут недолго по космическим меркам и потому особенно ценны для астрономов.
расположенная в южном созвездии Райская Птица.
Подобные объекты состоят из межзвёздной пыли, освещённой не отдельными звёздами или скоплениями, а суммарным светом миллиардов звёзд нашей Галактики. Такие туманности занимают огромные области неба и лучше всего наблюдаются вблизи Северного и Южного галактических полюсов.
MW9 относится к числу крупных туманностей этого типа. Её видимый размер достигает почти трёх градусов - это примерно шесть диаметров полной Луны. Облако находится примерно в 300 световых годах от галактической плоскости. А если внимательно рассмотреть снимок, на фоне пылевой структуры можно заметить далёкие галактики, случайно попавшие в поле зрения телескопа.
Галактика NGC 474 буквально разрывается на части приливными влияниями спиральной галактики (на снимке их можно разглядеть позади и прямо над ней)
Внешний вид этой галактики – прямой результат её столкновений с другими галактиками. Окружающие её оболочки – это приливные «хвосты» из остатков многих маленьких галактик, поглощённых ей за последний миллиард лет.
расположенный примерно в 11 000 световых лет от Земли
Свет от взрыва дошел до Земли примерно 350 лет назад, а разлетающееся вещество уже образовало туманность диаметром около 10 световых лет. Однако никаких надежных свидетельств новой звезды в тот период не зарегистрировано. По спектру «светового эха», отражённого межзвёздной пылью, астрономы установили, что это была сверхновая редкого типа IIb - коллапс красного гиганта. Скорости расширения оболочки достигают 5–6 тыс. км/с, а температура газа местами превышает миллионы градусов.
В центре остатка обнаружен компактный объект - нейтронная звезда с чрезвычайно сильным магнитным полем, которую считают возможным магнетаром. Кассиопея A также является самым ярким радиоисточником на небе за пределами Солнечной системы, что делает её одной из важнейших целей для радиотелескопов. Изучение этого объекта помогает понять, как во время подобных взрывов во Вселенную выбрасываются тяжёлые элементы, формирующие будущие звёзды и планеты
Наглядный пример того, как использование различных фильтров влияет на итоговый результат в астрофотографии
LRGB: яркостный канал для передачи мелких деталей в сочетании с тремя цветовыми каналами (красный, зелёный, синий)
LRGB + Hα: добавление узкополосного фильтра ионизированного водорода
LRGB + OIII: использование фильтра дважды ионизированного кислорода
LRGB + Hα + OIII: комбинированный вариант с водородом и кислородом
На съемку всех кадров ушло ~ 180 часов выдержки фототехники, и разумеется ни в какой телескоп глаз человека не увидит такую красоту.
Автор: Jonathan Hill
