Расположение сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик кажется разрушительным для всего, что находится рядом. Однако астрономы сделали открытие, которое снижает угрозу, исходящую от таких объектов. Вблизи центральной чёрной дыры впервые обнаружена двойная звёздная система, которой опасное соседство оказалось нипочём. Это можно сравнить с оазисом спокойствия рядом с бурлящим водоворотом. Остаётся только найти там планеты — и это лишь вопрос времени.

Источник изображения: ESO

Открытие, как это часто бывает, произошло случайно. В центре Млечного Пути был выявлен новый класс объектов, получивших название G-объекты. Всего обнаружено шесть таких объектов, первый из которых был открыт в 2005 году. Предполагается, что это звёзды, окружённые плотным облаком газа и пыли. На вид они напоминают газопылевые облака, однако их гравитационное поведение соответствует звёздам. Все шесть объектов взаимодействуют со сверхмассивной чёрной дырой Sgr A* (Стрелец A*) в центре нашей галактики. В процессе изучения этих объектов учёные случайно обнаружили звёздную систему D9, которая оказалась двойной.

Судя по всему, двойная звёздная система смогла эволюционировать даже в условиях сильного гравитационного взаимодействия со сверхмассивной чёрной дырой. Она с невероятной скоростью вращается вокруг Sgr A*, но это не мешает ей развиваться так же, как звёздам на периферии галактики. Это открытие даёт надежду найти в центре галактики — в скоплении объектов с интенсивными взаимодействиями — не только стабильные звёзды, но и планетные системы.

«Чёрные дыры не так разрушительны, как мы думали. Кажется правдоподобным, что обнаружение планет в центре галактики — всего лишь вопрос времени», — говорят учёные.

Вместе с тем астрономы предупреждают, что такие «стабильные» отношения могут быть мимолётными в масштабах жизни звёзд. Обнаруженная двойная система ещё молода — её возраст составляет всего 2,7 млн лет. Для сравнения, динозавры жили на Земле дольше, чем эти звёзды. Не исключено, что учёным просто повезло застать их в стабильном состоянии. Даже если это так, открытие намекает, что в центрах галактик может быть больше жизни во всех смыслах этого слова. Поэтому необходимы новые наблюдения и исследования таких областей космоса.

Достигший в 2004 году Сатурна аппарат NASA «Кассини» нашёл кольца этой планеты яркими и чистыми. Учёные решили, что если бы кольца появились к моменту формирования Сатурна 4,5 млрд лет назад, то сегодня они не выглядели бы так ярко. Моделирование на основе информации «Кассини» дало кольцам возраст от 100 до 400 млн лет, что делало их ровесниками динозавров. Однако японские учёные не согласились с этим и представили свой анализ, состарив кольца до возраста Сатурна.

Источник изображения: NASA

Как признаётся автор новой работы — профессор Токийского университета Рюки Хиодо (Ryuki Hyodo), ему, как планетологу, странно слышать, что в Солнечной системе, в основном сформировавшейся 4,5 млрд лет назад, может существовать что-то новое такого масштаба, как кольца у Сатурна.

Предыдущий анализ данных «Кассини» строился на вопросе о том, как и с какой скоростью микрометеороиды бомбардируют ледяные кольца Сатурна. Эти объекты, размеры которых сопоставимы с песчинкой, загрязняют кольца и испаряют из них лёд, делая их более тусклыми. За 4,5 млрд лет они были бы способны полностью лишить нас возможности наблюдать кольца, но поскольку этого не произошло, кольца Сатурна, по-видимому, появились относительно недавно.

Профессор Хиодо в своей работе показал, что его коллеги могли неправильно интерпретировать процессы в кольцах, вызванные воздействием микрометеороидов. Согласно его модели, кольца Сатурна сформировались вместе с планетой около 4,5 млрд лет назад из ледяных обломков, которые не стали частью Сатурна или его спутников.

«Солнечная система [в то время] была гораздо более хаотичной, — пояснил Хиодо. — Многие крупные планетные тела всё ещё мигрировали и взаимодействовали, что значительно увеличивало шансы на значительное событие, которое могло привести к образованию колец Сатурна».

В модели японского учёного микрометеороиды сталкиваются с кольцами на скорости до 108 тыс. км/ч. Эти столкновения могут создавать локальный нагрев до 9725 ℃, что приводит к испарению микрометеороидов. Затем этот газ расширяется, охлаждается и конденсируется в магнитном поле Сатурна, производя электрически заряженные ионы и микроскопические частицы. Интенсивные процессы заставляли ионы покидать кольца, не загрязняя их. Тем самым первозданная чистота колец сохранялась в течение миллиардов лет.

«Чистый внешний вид не обязательно означает, что кольца молодые», — считает учёный. Новая работа не опровергает данные «Кассини», но показывает, что прежние интерпретации могут быть неверными. Учёный отказал кольцам Сатурна в звании ровесников динозавров. Они по-настоящему древние.

«Откуда есть пошёл Млечный Путь?», — задаются вопросом учёные, если перефразировать Нестора-летописца. Восстановить пути эволюции нашей галактики можно, если изучать похожие объекты со времён их зарождения в ранней Вселенной. На триллионы галактик во Вселенной найдутся миллиарды мало отличимых от Млечного Пути. Одна из таких галактик обнаружена благодаря гравитационному линзированию. Это новорожденный близнец нашей галактики — ему всего 600 млн лет.

Источник изображения: NASA

Галактика-близнец Млечного Пути получила поэтическое имя Искорка Светлячка (Firefly Sparkle). Наши приборы никогда не засекли бы её (разве только как искорку), если бы на пути света от неё не попалось огромное галактическое скопление. Масса скопления создала эффект линзы, преломив и усилив свет от далёкой галактики. Благодаря этому учёные смогли разглядеть её структуру и выделить в ней несколько зон звездообразования.

В основном успех при наблюдении этого объекта достигнут благодаря высокой чувствительности инфракрасных датчиков космической обсерватории им. Джеймса Уэбба. Именно его датчики помогли составить образ далёкой и молодой галактики после неминуемых при гравитационном линзировании искажений.

Галактика Firefly Sparkle наблюдается через 600 млн лет после Большого взрыва. У неё определено 10 отчётливых зон активного звездообразования. Каждая из зон имеет массу от 10⁵ до 10⁶ солнечных масс. Эти наблюдения дают науке первое спектрофотометрическое представление о типичной галактике на ранних стадиях её развития во Вселенной. У галактики Искорка Светлячка даже есть две сопутствующие карликовые галактики, роль которых для Млечного Пути исполняют галактики Большое и Малое Магеллановы Облака.

Рентгеновский телескоп NASA «Чандра» впервые засёк разрушительное воздействие релятивистской струи вещества и энергии — джета из сверхмассивной чёрной дыры — на что-то материальное. Джет врезался в какой-то неизвестный внегалактический объект, и струя после этого прочертила в пространстве латинскую букву «V» с рукавами по 700 световых лет каждый. «Звезда Смерти» из далёкой-далёкой галактики отдыхает — представить такое оказалось не по силам даже фантастам.

Источник изображения: NASA

Сюрприз преподнесла близкая к Млечному Пути галактика Центавр А (не путать с Альфой Центавра, близкой к Земле звёздной системой). Это интересный объект во многих смыслах и учёные пристально за ним следят. В данных «Чандра» учёные впервые увидели раздвоение релятивистского джета от чёрной дыры. Причём разделение также наблюдается в рентгеновском диапазоне, что сложно было ожидать от типичного взаимодействия струи с межзвёздными газом и пылью.

Таинственный объект назвали C4. Судя по разлёту «осколков» — это компактный объект, возможно, звезда или иное большое скопление массы. Согласно принятым моделям, джет должен был поразить объект и увлечь его вещество в направлении струи. Между тем, один рукав струи ушёл резко в сторону, тогда как другой сохранил направление вдоль джета. Интрига пока сохраняется. Понадобятся ещё наблюдения, чтобы попытаться понять, какая трагедия разыгралась там в пространстве — за 12 млн световых лет от нашей галактики.

Вселенная расширяется с ускорением и учёные не могут объяснить, что заставляет не связанные гравитацией звёзды и галактики нестись прочь друг от друга. Но что ещё хуже, величина ускорения отнюдь не постоянна: вскоре после Большого взрыва объекты разлетались с одним ускорением, а сейчас — с другим. Это намекает на то, что физика на разных отрезках развития Вселенной могла отличаться, что ещё сильнее запутывает ситуацию. «Джеймс Уэбб» мог бы помочь, но нет.

Галактика NGC 5468 на удалении 130 млн световых лет от Земли. Источник изображения: NASA

Учёные надеялись, что серия наблюдений за звёздами с помощью телескопа «Хаббл» содержит погрешности, которые могли бы устранить из уравнений оценки скорости расширения Вселенной так называемую напряжённость Хаббла. Эта напряжённость возникла из-за расхождения между измерениями скорости расширения на основе данных о реликтовом излучении и оценками расстояний до звёзд-маяков (цефеид, сверхновых, красных гигантов и других). Реликтовое излучение и основанная на его характеристиках модель LambdaCDM дают значение 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк, тогда как данные по звёздам — 73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк. Разница около 8 % заставляет предполагать, что мы чего-то не знаем о ранней Вселенной.

С появлением космической обсерватории им. Джеймса Уэбба появилась надежда, что этот инструмент либо опровергнет, либо докажет состоятельность напряжённости Хаббла. Собственно, пока он и опровергает и доказывает, что разница в скорости расширения Вселенной присутствует, что говорит о том, что теоретикам пока рано подключаться. Благодаря высокой чувствительности «Уэбба» учёные улучшают калибровку лестницы расстояний, начиная от цефеид и заканчивая сверхновыми. Новая работа направлена на уточнение погрешностей в оценках расстояний до звёзд, сделанных ранее «Хабблом».

В общей сложности учёные исследовали 1000 цефеид в пяти галактиках на расстоянии 130 млн световых лет с помощью «Уэбба». Похожие данные собирал «Хаббл». Наблюдения «Уэбба» оказались точнее, так как позволили устранить такие погрешности, как влияние межзвёздной пыли на яркость цефеид, а также исключить эффект смешения света звёзд, который затруднял определение их истинной светимости и, следовательно, расстояний до объектов.

С вероятностью 8 сигма было показано, что «неопознанная скученность фотометрии цефеид» не может служить объяснением напряжённости Хаббла. Иными словами, напряжённость Хаббла — это не ошибка и она остаётся необъяснимой. Данные наблюдений «Хаббла» и «Уэбба» продолжают подтверждать существенное отличие скорости расширения Вселенной на ранних этапах её существования и в период зрелости.

«Одним из возможных объяснений напряжённости Хаббла могло бы быть отсутствие чего-то в нашем понимании ранней Вселенной, например, нового компонента материи — ранней тёмной энергии, которая придала Вселенной неожиданный толчок после Большого взрыва, — сказал космолог из JHU Марк Камионковский (Marc Kamionkowski). — Также существуют другие идеи, такие как необычные свойства тёмной материи, экзотические частицы, изменение массы электрона или первичные магнитные поля, которые могли бы сыграть свою роль. У теоретиков есть возможность для творческого подхода».

Квазизвёздные объекты, или квазары, — это активные ядра галактик, свет которых в тысячи раз ярче, чем свет всех звёзд галактики-хозяйки вместе взятых. Рассмотреть что-либо вблизи квазара крайне затруднительно. Между тем окрестности квазаров могут многое рассказать об их эволюции и будущем. «Хаббл» и небольшая хитрость позволили впервые увидеть близкое окружение квазара.

Источник изображений: NASA

Астрономы давно научились наблюдать за Солнцем так, чтобы его яркость не мешала изучать атмосферу и корону. Для этого используются коронографы, которые закрывают диск звезды. У «Хаббла» такого устройства нет, но учёные применили установленный на телескопе спектрограф STIS. Датчик прибора закрыл центральную область квазара 3C 273, что значительно снизило его яркость и позволило разглядеть ряд интересных деталей.

Квазар 3C 273 был одним из первых обнаруженных квазаров около 60 лет назад и стал первым официально подтверждённым объектом такого рода. Он находится на расстоянии 2,5 млрд световых лет от Земли. Если бы квазар располагался всего в нескольких десятках световых лет от нас, он сиял бы на небе, как второе Солнце.

Учёные сравнили новое изображение квазара 3C 273 с архивным, сделанным «Хабблом» 22 года назад. Благодаря использованию своеобразного коронографа на новом изображении удалось разглядеть недоступные ранее детали — «капли» и струю газа длиной 300 тыс. световых лет, что в три раза больше диаметра диска нашей галактики, Млечного Пути. Вероятно, «капли» представляют собой карликовые галактики, притягиваемые к центру квазара — сверхмассивной чёрной дыре. А струя газа — это джет, выбрасываемый чёрной дырой.

Объекты вблизи квазара рано или поздно станут «пищей» для чёрной дыры, что приведёт к новым выбросам энергии. Учёным пока не до конца ясно, что именно и в какой последовательности будет поглощено квазаром. Однако они намерены продолжать изучение 3C 273 с использованием телескопа «Уэбб».

До сих пор крупнейшими полноповоротными радиотелескопами в мире были немецкий Эффельсбергский радиотелескоп и американский Грин-Бэнк с тарелками по 100 м. Китай намерен обойти эти инструменты, начав строить монстра со 120-м полностью управляемой антенной. Телескоп будет следить за планетами и астероидами Солнечной системы. Полноповоротная конструкция позволит делать это в любой точке неба над горизонтом в любое время дня.

Полноповоротные антенны массива радиотелескопа VLA в США. Источник изображения: wikipedia.org

В лице радиотелескопа в Хуадяне на северо-востоке Китая (провинция Цзилинь) планетарная оборона получит впечатляющее подкрепление. С тех пор как обрушился 300-м радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико, который также выполнял функцию планетарного радара, следящих за околоземными астероидами радиотелескопов осталось не так много.

Сегодня самая большая сплошная тарелка у китайского радиотелескопа FAST, диаметр которой достигает 500 м. Но она создана в виде так называемой земляной чаши — в естественном углублении в земле и ограниченна в наведении на объекты и в слежении за ними. Такая антенна сама не поворачивается, это происходит с помощью подстройки фаз радиосигнала. Поворотный телескоп в этом плане — это верх гибкости, но его стоимость оказывается запредельной, поскольку нужны механизмы и противовесы, чтобы обеспечивать все степени свободы движения для гигантской антенны.

Место для строительства телескопа выбрано в мае 2024 года. К сегодняшнему дню фундамент сооружения отчасти уже залит. Ввод радиотелескопа в строй ожидается в 2028 году. Работы курирует Китайская академия наук (CAS).

Учёные впервые открыли факт бомбардировки Земли электронами заоблачных энергий. Такое могло произойти только в случае относительно близкого источника излучения. С наибольшей вероятностью это могла быть одна или несколько нейтронных звёзд. Установить точное направление на источник нельзя — электроны легко следуют изгибам магнитных линий и могли прилететь на Землю откуда угодно.

Художественное представление пульсара. Источник изображения: NASA

Открытие сделала группа европейских учёных на основе данных, собранных за 10 лет наблюдений обсерваторией High Energy Stereoscopic System (HESS) в Намибии. Доля электронов в потоке космических частиц едва достигает 1 %. Их нелегко засечь в шуме и среди других регистраций. Также следует учитывать, что напрямую прилетевшие из космоса частицы на Земле засечь нельзя. Они сталкиваются с атомами атмосферных газов и вызывают ливень из их обломков, которые регистрируются приборами и это даёт возможность восстановить картину того, что прилетело на самом деле.

Энергии электронов традиционно маленькие — порядка сотен гигаэлектронвольт. В данных обсерватории HESS были обнаружены электроны с энергией 40 ТэВ, что на порядки выше обычного. Важно отметить, что источник этих высокоэнергичных частиц не мог быть слишком далёким, поскольку электроны быстро теряют энергию при путешествии по Вселенной.

Расчёты показали, что частицы испустил неизвестный объект в пределах нескольких тысяч световых лет от Земли. На подобное действие способны нейтронные звёзды — компактные объекты с чрезвычайно сильными магнитными полями (пульсары, если точнее). Поскольку точное направление на источник установить невозможно, остаётся только догадываться, была ли это одна звезда или несколько.

Сделанные космической обсерваторией им. Джеймса Уэбба открытия в ранней Вселенной заставили учёных усомниться в основах современной космологии. В частности, «Уэбб» обнаружил в ранней Вселенной необъяснимо большие чёрные дыры, которые не должны были развиться в процессе эволюции звёзд. Объяснить наблюдаемое несоответствие можно в том случае, если чёрные дыры появились не после смерти первых звёзд, а раньше их — через доли секунды после Большого взрыва.

Художественное представление двух сближающихся чёрных дыр. Источник изображения: NASA

Идею рождения миниатюрных чёрных дыр или «семян» вскоре после Большого взрыва в своё время высказал физик Стивен Хокинг (Stephen Hawking). Они и сегодня могут находиться во Вселенной, медленно испаряясь в процессе излучения Хокинга. Но, ни одну миниатюрную чёрную дыру учёные так и не смогли обнаружить, как, собственно, и гипотетическое излучении Хокинга. Тем не менее, если «Уэбб» обнаруживает через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва сверхмассивные чёрные дыры, то теория Хокинга лучше других аргументов объясняет, почему так может быть.

Часть затравок чёрных дыр могла попасть в подходящие условия, где концентрация вещества была достаточно большой, чтобы эти объекты быстро набирали массу параллельно с эволюционирующей Вселенной на самых ранних этапах её жизни, доказали учёные. Сверхмассивные чёрные дыры образовались не из звёзд (хотя некоторые — вполне), а эволюционировали параллельно первым звёздам. И как только Вселенная развеяла мрак в эпоху реионизации, она явила последующему взгляду не только первые звёзды и галактики, но также сформировавшиеся сверхмассивные чёрные дыры.

Представившая свои выводы группа астрономов считает, что сделанные ими выкладки должны побудить учёных изменить модели эволюции звёзд, галактик и, собственно, чёрных дыр, а затем проверить эти модели наблюдениями. Возможно, со временем так и произойдёт. Пока работа «Уэбба» — это пиршество для наблюдателей. Теоретики ждут наработки большего объёма материала и пока лишь скептически улыбаются.

В понедельник — 25 ноября — астероид 2024 PT5 удалился от Земли и перестал считаться условной второй Луной. Объект размерами около 11 м в поперечнике был привлечён гравитацией планеты 29 сентября 2024 года и провёл с ней бок обок неполных два месяца. За это время астрономы ближе познакомились с 2024 PT5 и пришли к выводу, что это может быть осколок Луны. Получается, что 2024 PT5 вернулся к своим родителям.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Объект 2024 PT5 входит в группу астероидов Арджуны. Они движутся вокруг Солнца по орбите, близкой к орбите Земли и, в общем, считаются околоземными объектами. Наблюдение за 2024 PT5 выявило достаточно быстрый период его вращения — менее часа, что происходит в том случае, когда астероид рождается в результате ударного воздействия. Это открытие дало повод предположить, что астероиды Арджуна возникли в результате бомбардировки Луны крупными небесными телами. На поверхности спутника много крупных кратеров, поэтому такая возможность не должна удивлять.

По мнению учёных, чтобы 2024 PT5 мог считаться «маленькой луной» он должен был приблизиться к Земле на расстояние 4,5 млн км, имея при этом постоянную скорость около 3540 км/ч. В конце сентября 2024 года астероид 2024 PT5 полностью соответствовал этим условиям. Он стал временной маленькой луной нашей планеты, застряв у планеты на 56,6 дней. В NASA, что интересно, не склонны считать 2024 PT5 даже временным спутником Земли. Он никогда не был захвачен земным притяжением и как прилетел, так и полетел дальше.

Тем не менее, в NASA продолжат следит за этим объектом силами и средствами планетарной обороны. Астероид 2024 PT5 снова приблизится к Земле 9 января 2025 года. Агентство обещает держать объект «на мушке» 70-м антенны радара Goldstone Solar System Radar в Калифорнии. После этого «мини-луна» уйдёт из околоземного пространства на 30 лет.

Не секрет, что галактики могут сталкиваться, что ведёт к изменениям в ландшафте Вселенной и к эволюции самих галактик. Изучение последствий таких явлений позволит лучше понять основополагающие процессы мироздания и повысит точность прогнозирования. Интереснейшим объектом в этом плане остаётся самый опасный «перекрёсток» во Вселенной — так называемый Квинтет Стефана, где галактики сталкивались раньше и сталкиваются теперь.

Комбинированные данные. Источник изображения: William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer

Интерес к Квинтету Стефана — группе из четырёх взаимодействующих галактик (пятая случайно оказалась в кадре) — подчёркивается тем, что «Джеймс Уэбб» запечатлел этот объект в своей самой первой сессии научных снимков, как только приступил к научной работе. Ранее Квинтет Стефана снимали другие оптические и радиотелескопы. Последние дают наиболее полное представление о распределении газа и пыли в области столкновения и поведении фронта ударной волны от столкнувшихся гало галактик.

В новой работе учёные объединили данные с радиотелескопов Low Frequency Array (LOFAR), Very Large Array и спектрометра William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) на телескопе им. Уильяма Гершеля в Ла-Пальме (Испания) с изображениями «Джеймса Уэбба». Общие данные помогли в деталях воспроизвести место «аварии», в ходе которой галактика NGC 7318b на скорости 3,2 млн км/ч врезалась в останки предыдущих столкновений. Скорость фронта ударной волны оказалась настолько большой, что смогла сорвать электроны с орбит атомов межзвёздного газа и пыли. Возникли области плазмы, которые хорошо видны в данных радиотелескопов и на спектрометре.

«С момента своего открытия в 1877 году Квинтет Стефана пленил астрономов, потому что он представляет собой галактический перекрёсток, где прошлые столкновения между галактиками оставили после себя сложное поле обломков, — заявила Марина Арнаудова, руководитель группы и исследователь из Университета Хартфордшира. — Динамическая активность в этой группе галактик теперь возобновилась из-за того, что галактика пронеслась сквозь неё с невероятной скоростью более 2 миллионов миль в час (3,2 миллиона км/ч), что привело к чрезвычайно мощному удару, очень похожему на звуковой удар реактивного истребителя». Только этот «истребитель» двигался в 800 раз быстрее обычного...

Квинтет Стефана на кадрах «Уэбба»

«Наряду с деталями удара и разворачивающегося столкновения, которые мы видим в Квинтете Стефана, эти наблюдения дают замечательный взгляд на то, что может происходить в формировании и эволюции едва различимых слабых галактик, которые мы видим на пределе наших текущих возможностей», — добавил другой автор работы.

Для роботизированного спектрометра WEAVE это было первое наблюдение. Прибор начал работать с 2022 года и с тех пор занимает 70 % времени наблюдений телескопа, на который установлен. С его помощью ожидается множество новых открытий.

Предсказанное 110 лет назад Эйнштейном гравитационное линзирование было подтверждено наблюдением через четыре года после публикации его работы. Это было сделано благодаря наблюдению искривления света звёзд гравитацией Солнца во время затмения. Десятилетия спустя, с появлением более совершенных телескопов, гравитационное линзирование стало популярным инструментом для изучения Вселенной. Но до недавнего времени никто не видел такого феномена, как «зигзаг Эйнштейна».

Источник изображений: Frédéric Dux

Началось всё с того, что астрономов заинтересовал далёкий квазар J1721+8842. Его первые наблюдения были проведены в 2017 году с помощью панорамного обзорного телескопа и системы быстрого реагирования (Pan-STARRS), расположенной в обсерватории Халеакала на Гавайях. Объект демонстрировал явление гравитационного линзирования, представ на снимках в четырёх экземплярах.

Как объяснил ещё в 1915 году Эйнштейн, материя тесно связана с пространством-временем. Массивные объекты искажают пространство-время, заставляя свет следовать этим изгибам. Изгибы, как линзы, фокусируют и направляют свет, отчего на снимках телескопов один и тот же объект будет двоиться, троиться и быть видимым одновременно в разных точках пространства. Чаще всего наблюдаются одиночные гравитационные линзы. Может быть, потому что их проще обнаружить? Но иногда возникают причудливые явления, такие как крест или кольцо Эйнштейна, когда фокусирующая свет далёкого объекта масса (галактика или скопление галактик вместе с собранной вокруг них тёмной материей) располагаются точно выверенным образом по отношению к объекту.

Квазар J1721+8842 оказался одним из таких уникальных объектов. А подключение к его наблюдению телескопа «Уэбб» сделало открытие поистине редким и первым в истории. Чувствительность «Уэбба» позволила выявить ещё две копии далёкого квазара — всего шесть. Оказалось, что свет от квазара, расположенного на удалении 11 миллиардов световых лет от нас, преломляется двумя массами — он дважды гравитационно линзируется. Сначала его свет преломляется далёкой галактикой на удалении 10 миллиардов световых лет, а затем более близкой к нам галактикой на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет от Земли. Все три объекта выровнены таким образом, что свет от квазара как бы совершает зигзаг в пространстве-времени, отклоняясь сначала одной галактикой, а затем другой. Такого эффекта ещё никто не наблюдал.

Копии квазара обозначены буквами, дуги — это копии далёкой галактики (она тоже «размножилась»), в центре — ближняя галактика

Более того, уникальное расположение линзирующих масс и источника света (квазара) позволяет одновременно провести два измерения — установить ограничения на определение постоянной Хаббла и ввести ограничения в уравнения для оценки тёмной энергии. Обычно можно либо одно, либо другое. Одновременная оценка обеих спорных величин даст науке больше, чем другие измерения.

Что касается постоянной Хаббла, то есть намёки на то, что её величина отличается в местной Вселенной и в ранней. Относительно тёмной энергии вообще мало что понятно. Она «расталкивает» объекты во Вселенной и чем они дальше друг от друга, тем быстрее разлетаются в стороны. Две точки преломления света от J1721+8842 на разных концах Вселенной — это удобная возможность поискать отличия. Впрочем, учёные предупреждают, что выводы делать рано. Сначала необходима углублённая работа теоретиков с учётом полученных данных, а на это могут уйти годы.

Чилийским астрономам удалось сфотографировать «крупным планом» гигантскую умирающую звезду WOH G64 за пределами нашей галактики. Звезда, которая примерно в 1500 раз больше нашего Солнца, находится на расстоянии 160 000 световых лет от Солнечной системы. Она расположена внутри Большого Магелланова Облака, небольшой галактики, которая вращается вокруг Млечного Пути.

Художественное изображение звезды в газо-пылевом «коконе». Источник изображений: ESO

Ранее считалось, что для получения чёткого изображения звезды на таком удалении от Земли требуется телескоп диаметром не менее 100 метров. Астрономы Европейской южной обсерватории (European Southern Observatory, ESO) опровергли этот постулат, объединив в единое изображение информацию с четырёх 1,8-метровых телескопов.

Эти приборы являются частью Очень Большого Телескопа-Интерферометра (Very Large Telescope Interferometer, VLTI), построенного ESO в горах Серро Параналь на севере Чили на высоте 2635 метров. Эксперимент дал учёным уникальную возможность увидеть процессы, происходящие в конце жизненного цикла звезды.

«WOH G64 наблюдалась с помощью инструмента VLTI GRAVITY на длине волны 2,0–2,45 мкм. Нам удалось получить изображение внутренней околозвёздной среды WOH G64 — первое интерферометрическое изображение RSG за пределами Млечного Пути», — сообщили учёные в своём отчёте.

«Эта звезда, WOH G64, даёт нам вполне реальную возможность исследовать, что делает звезда, предположительно, непосредственно перед взрывом сверхновой, — рассказала астроном Университета Андреса Белло Кейити Онака (Keiichi Ohnaka). — “Непосредственно перед” в астрономическом смысле. Не сегодня, не на следующей неделе и не в следующем году».

Может пройти от 10 000 до 100 000 лет, прежде чем WOH G64 превратится в сверхновую, если это вообще произойдёт. Учёные уверены, что вероятность такого исхода весьма велика. Звезда окружена туманным яйцевидным коконом, который, как предполагает Онака, состоит из газа и частиц пыли, которые звезда испускает перед своей гибелью.

Главным доводом в пользу теории о близкой, по космическим меркам, гибели звезды является снизившаяся яркость её свечения по сравнению с давними наблюдениями. Онака полагает, что звезда за последние десятилетия стала выбрасывать всё больше и больше газа и частиц пыли, что снизило её яркость. Период потускнения может оказаться временным, но чаще всего звёзды уже никогда не возвращаются к исходному состоянию.

В последние годы астрономы научились с высочайшей точностью измерять содержание металлов в звёздах. Быстро выяснилось, что даже у звёзд из одного молекулярного облака есть сильные отличия в химическом составе, что можно объяснить только загрязнением от сторонних источников. Таким источником назвали землеподобные планеты с ультракороткими орбитами и доказали это с помощью моделей.

Художественное представление звезды с планетой на сверхкороткой орбите. Источник изображения: NASA

Родственные звёзды рождаются в одном и том же гигантском молекулярном облаке (GMC), хотя это не обязательно двойные системы. Следовало бы ожидать, что такие звёзды будут иметь весьма близкую металличность, хотя ни одно GMC-облако не является полностью однородным и небольшие различия обычны для звёзд, которые формируются в общей области звездообразования. Но когда различия, всё-таки, заметны, должно быть какое-то иное этому объяснение.

Новое исследование под названием «Загрязнение металлами солнцеподобных звёзд в результате разрушения планет со сверхкоротким периодом» предполагает, что источником обнаруживаемых несоответствий являются скалистые планеты. Авторами являются учёные из Северо-Западного университета (Northwestern University) и Корнельского университета (Cornell University). Исследование загружено на сайт arxiv.org и отправлено в сеть журналов AAS.

Ультракороткопериодические экзопланеты (USP) вращаются вокруг своих звёзд очень близко и обычно совершают полный оборот всего за несколько часов. Они имеют состав, аналогичный земному, и редко имеют радиус более двух земных. Их происхождение до конца не ясно. Они могли сформироваться дальше, а затем мигрировать ближе к своей звезде, или это могли быть остатки гораздо более крупных планет, которые потеряли свою атмосферу из-за звёздного излучения.

Одна из проблем в том, что планеты класса USP обнаружены примерно у 0,5 % солнцеподобных звёзд. С другой стороны, с учётом различий в металличности звёзд «из одного лукошка», такие планеты могут просто быстро поглощаться своими звёздами и, следовательно, загрязнять их металлами.

«Короткопериодические экзопланеты потенциально уязвимы к разрушению приливами и поглощению их звёздами-хозяевами», — пишут авторы. Исследования показывают, что от 3 % до 30 % солнцеподобных звёзд главной последовательности (FGK) поглотили скалистые планеты массой от 1 до 10 масс Земли.

Авторы разработали модель, позволяющую предсказать количество образующихся USP и время, необходимое для их поглощения. Предложенная модель может воспроизводить как наблюдаемую низкую встречаемость USP у солнцеподобных звёзд, так и их металличность от загрязнения. Модель показывает, что чаще всего поглощения происходят в компактных многопланетных системах и, часто, это происходит при миграции планет при переходе с более вытянутой орбиты на близкую круговую. В общем случае модель предсказывает, что планета поглощается звездой в промежутке от 100 млн до 1 млрд лет после формирования.

Эйнштейн окончательно сформулировал осенью 1915 года свои уравнения о связи материи, пространства и времени. С тех пор учёные провели немало наблюдений, пытаясь либо доказать, либо опровергнуть их применимость к нашей Вселенной. Наука ко всему относится со скепсисом, и это двигает её вперёд. Если однажды окажется, что Эйнштейн в чём-то ошибался, то это станет возможностью открыть новую физику, но пока это никому не удалось.

Моделирование космической паутины — нитей и скоплений тёмной материи, собирающие галактики вместе. Источник изображения: TNG

Строго говоря, уравнения Эйнштейна применительно к нашей Вселенной решил российский и советский учёный Александр Фридман в 1922 году. Потому нашу Вселенную можно справедливо называть «фридмановской». Она «пылевая» и нестатичная, что означает равномерное распределение материи (любая звезда или даже галактика на её масштабе будет выглядеть пылинкой) и расширение с ускорением. Сам Эйнштейн не предполагал, что такое возможно. Когда он выводил свои уравнения, никто, включая его самого, не знал о тёмной материи, тёмной энергии, чёрных дырах и других феноменах. Однако всё это нашло отражение в решениях его уравнений. Учёные продолжают пытаться найти в них изъяны, но пока безуспешно.

Сегодня уравнения Эйнштейна и его Общая теория относительности подверглись самому суровому испытанию за всё время. Учёные проанализировали первый год работы прибора DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) собирающего данные с 2019 года о галактиках и квазарах примерно с 3 млрд лет после Большого взрыва. Первый обзор по проекту был опубликован в апреле 2024 года. Сейчас ведётся подготовка обзора за первые три года работы прибора, а всего предусмотрено пять лет наблюдений. Полученные данные позволяют дать точную оценку скорости формирования галактик на глубину до 11 миллиардов лет назад. Это даёт учёным динамическую карту распределения масс по Вселенной, которое также можно рассчитать по уравнениям Эйнштейна.

На днях на сайте препринтов arXiv опубликованы три новые работы, отправленные на рецензирование, в которых даётся оценка выводов из Общей теории относительности в соответствии с распределением 6 млн галактик за 11 млрд лет истории Вселенной, полученных из годичного обзора DESI. Значимых расхождений в распределении масс между наблюдениями и расчётами по Эйнштейну нет.

Также новые выводы учёных позволили ограничить по верхнему пределу массу нейтрино и закрыть некоторые из альтернативной теории гравитации. Эйнштейн по-прежнему прав в определении точной зависимости между материей, пространством и временем. Вселенные не выбирают. Нам досталась такая: с абсолютной скоростью света, с ускоренным расширением и одинаковым пространством по всем направлениям.