Группа астрономов создала самую полную 3D-карту так называемого Местного пузыря — области пространства вместе с Солнечной системой, которая образовалась после взрыва сверхновой 14 млн лет назад. В общих чертах границы Местного пузыря были известны учёным. Новое исследование с помощью рентгеновского телескопа eROSITA позволило обнаружить неизвестный ранее элемент пузыря — что-то типа межзвёздного тоннеля или отростка в сторону созвездия Центавра.

Источник изображений: Michael Yeung/MPE

Интересно, что идея о соединении всех подобных пузырей, остающихся после взрывов сверхновых, своеобразными межзвёздными тоннелями была выдвинута учёными NASA ровно 50 лет назад. Сделанное с помощью нового инструмента открытие может стать первым шагом для сбора доказательств в пользу этой гипотезы.

Телескоп eROSITA стал первым рентгеновским инструментом, который наблюдал за Вселенной, находясь далеко за пределами Земли. Вокруг нашей планеты существует большое гало водорода, известное как геокорона. Геокорона распространяется более чем на 600 тыс. км от поверхности Земли. Солнечный ветер взаимодействует с атомами водорода в геокороне, возбуждая в ней рассеянное рентгеновское излучение подобно тому, которое испускают атомы газа в Местном пузыре. Телескоп eROSITA расположен в точке Лагранжа L2 на удалении 1,5 млн км от Земли и не страдает от помех в геокороне.

Для составления пространственной карты Местного пузыря небо было разделено на 2000 участков, каждый из которых рассматривался рентгеновским телескопом отдельно. Местный пузырь, оставшийся от взрыва сверхновой сравнительно недалеко от Солнца (так вышло случайно), разметал вещество в виде классической биполярной туманности. Внутри пузыря атомов существенно меньше, чем в остальном межзвёздном пространстве, и все они разогреты до миллионов кельвинов. К счастью для нас, атомы настолько разрежены в пространстве, что они не нагревают окружающую материю, но при этом легко детектируются соответствующими инструментами.

Градиент температур в Местном пузыре, измеренный eROSITA

Благодаря обзору eROSITA, Местный пузырь получил наиболее точное описание, включая определение градиента температуры. Впечатляющим открытием стало обнаружение «отчётливого рельефа» — ранее неизвестного тоннеля с разреженным газом в сторону созвездия Центавра. В том направлении находится несколько объектов — два молекулярных облака, туманность Гама, ещё один соседний пузырь, что-то ещё, но к какому конкретно объекту уходит тоннель, остаётся непонятным. Так или иначе, исследователи получили ценные данные, благодаря которым удаётся восстановить историю нашей галактики. А кто знает историю, тот не потеряется в будущем.

Интерактивную карту Местного пузыря и его ближайших окрестностей можно найти по ссылке. Жаль, что телескоп eROSITA переведён в режим сна 26 февраля 2022 года по требованию немецкой стороны. Он должен был работать 7 лет, а провёл за наблюдениями неполных 2 года.

1 ноября 2024 года инфракрасный космический телескоп NASA NEOWISE вошёл в плотные слои атмосферы Земли и сгорел, сообщило NASA в сети X (бывшая Twitter). Миссия телескопа продлилась чуть больше 14 лет. Большинство из них телескоп работал по расширенной научной программе, что послужило основой для разработки космического охотника за астероидами нового поколения.

Источник изображений: NASA

Телескоп NASA NEOWISE был рождён как WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Его запустили в 2009 году. Основная научная работа телескопа завершилась в феврале 2011 года. На его борту закончился хладагент, охлаждавший инфракрасные датчики телескопа, и дальнейший поиск далёких и тусклых объектов стал невозможен. За год с небольшим работы WISE сделал множество открытий, включая обнаружение самой яркой инфракрасной галактики и ближайшего коричневого карлика. Даже сегодня собранные телескопом данные используются для научных исследований и будут использоваться в последующие годы.

В 2013 году телескоп WISE, более двух лет находившийся в режиме сна, разбудили для выполнения расширенной научной программы. На борту WISE оставались в работе два из четырёх инфракрасных датчиков, которые не нуждались в обязательном охлаждении. Так телескоп обрёл вторую жизнь и стал называться NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer). Как следует из названия, миссия телескопа заключалась в поиске околоземных объектов, которые, как нетрудно догадаться, могли угрожать нашей планете и земной цивилизации. Так NEOWISE поступил на службу в планетарную оборону и состоял на ней до конца июля 2024 года.

Бортовое оборудование NEOWISE было отключено 8 августа 2024 года. Телескоп спустился слишком низко над Землёй, чтобы он мог продолжать работать и просто оставаться на орбите. В NASA прогнозировали, что в зависимости от активности Солнца, которое на своём пике расширяет границы атмосферы, телескоп сгорит в период с декабря 2024 года по февраль 2025 года. Но Солнце в текущем цикле оказалось чрезвычайно активным и, по факту, NEOWISE сгорел в атмосфере уже 1 ноября.

NEOWISE / WISE

Миссия NEOWISE будет продолжена новым охотником за астероидами — телескопом NEO Surveyor. Его запуск ожидается в 2027 году. Телескоп NEO Surveyor будет отправлен в точку Лагранжа L1 (между Солнцем и Землёй). Его датчики будут сконструированы и экранированы таким образом, чтобы использование хладагента не потребовалось. Телескоп NEO Surveyor поможет искать опасные астероиды, приходящие со стороны Солнца, которые сама звезда мешала наблюдать с Земли или с её орбиты. Отработанные на NEOWISE методики помогут сделать работу NEO Surveyor наиболее совершенной. Более 20 лет назад взорвавшийся над Челябинском метеорит пришёл со стороны Солнца и стал сюрпризом. NEO Surveyor поможет в будущем избежать подобных ситуаций.

Фильм «Контакт» 1997 года с Джоди Фостер в главной роли оказался пророческим. В системе Вега — одной из ярких звёзд в небе Земли — на первый взгляд никаких планет не обнаружено. Углублённый обзор системы Веги с помощью телескопов «Хаббл» и «Уэбб» показал равномерное распределение газа и пыли на ширину 160 млрд км без видимых следов планет, хотя вокруг аналогичной звезды Фомальгаут в абсолютно схожих условиях видны признаки трёх экзопланет.

Изображение газопылевого диска системы Веги по данным «Хаббла» (слева) и «Уэбба» (справа). Источник изображения: NASA

Учёные находятся в недоумении — одна и та же физика привела к абсолютно противоположному результату. Обоим звёздам по 450 млн лет. Обе имеют классические газопылевые протопланетные диски. В системе Фомальгаута в сплошном газопылевом диске обнаружены три чётко выраженных кольца, свидетельствующих о существовании там планет, которые буквально пропахали борозды в дисках.

Газопылевой диск Веги остался ровным и гладким. Впрочем, один небольшой зазор фиксируется на расстоянии 60 а.е. от звезды, что соответствует двум расстояниям Нептуна от Солнца. Но где «веганские» Юпитер и Сатурн? Их нет! Уж планеты гиганты с расстояния 25 световых лет обнаружить проблем не составило бы.

«С помощью телескопов "Хаббл" и "Уэбб" вы получаете очень чёткое изображение Веги. Это загадочная система, потому что она не похожа на другие околозвёздные диски, которые мы рассматривали, — сказал Андраш Гашпар (Andras Gáspár) из Университета Аризоны, член исследовательской группы. — Диск Веги гладкий, смехотворно гладкий».

В допустимом диапазоне наблюдений «Хаббл» способен распознать свечение газопылевого диска Веги в ультрафиолете. На изображении выше оно слева. «Хаббл» показывает распределение буквально пыли — частичек, свойственных дыму. На правом изображении с «Уэбба» видно свечение более крупных частичек — как песок, излучающий тепло. В любом случае нет никаких следов объектов планетарного масштаба, что стало для исследователей настоящим сюрпризом, который заставит переосмыслить эволюцию планетарных дисков. Некоторые из них могут быть пустынями, а это снижает вероятность зарождения жизни в некоторых уголках Вселенной.

Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало первый фрагмент космического атласа, полученного с помощью космической обсерватории «Евклид» (Euclid). Изображение соответствует всего одному проценту будущего каталога, в который в деталях войдут все видимые на глубину 10 млрд световых лет галактики, а на нём уже содержится 100 млн объектов — звёзд и галактик, 14 млн их которых уже можно использовать для поиска тёмной материи и тёмной энергии.

Источник изображения: ESA

«Евклид» собирает свет в оптическом и инфракрасном диапазонах. Поэтому он заглядывает сквозь облака газа и пыли, в деталях получая изображения галактик на огромную глубину. Форма и размеры галактик дадут представление о скоплениях и форме облаков и сгустков тёмной материи, которые, собственно, позволили сначала появиться звёздам, а потом и галактикам. Также на основе новых данных учёные получат лучшее представление о динамике расширения Вселенной на протяжении последних 10 млрд лет, что станет шагом к сбору данных о тёмной энергии, которая заставляет Вселенную ускоренно расширяться.

600-кратное увеличение области каталога с галактическим скоплением Abell 3381

Представленный фрагмент будущего атласа «Евклида» содержит данные 260 наблюдений, сделанных в период с 25 марта по 8 апреля 2024 года. Всего за две недели «Евклид» охватил 132 квадратных градуса южной части неба, что более чем в 500 раз превышает площадь неба, покрываемую полной Луной. В марте 2025 года будут опубликованы первые 53 квадратных градуса обзора. Данные обзора за первый год наблюдений опубликуют в 2026 году. Сбор данных продлится до 2030 года и охватит примерно треть неба. Но уже сейчас в данных «Евклида» достаточно информации, чтобы по его наблюдениям можно было начать работать.

Космический инфракрасный телескоп NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) NASA завершил работу на орбите в рамках длившейся более 10 лет миссии по планетарной обороне, включавшей поиск и изучение астероидов и комет, в том числе тех, которые могут представлять угрозу для Земли. В минувший четверг специалисты NASA перевели космический аппарат в «спящий режим», дав команду выключить передатчик.

Источник изображения: NASA/JPL-Calteсh

Как и планировалось ранее, работа по сбору научных данных была прекращена 31 июля, после чего телескоп отправил на Землю последние собранные данные и снимки.

«Миссия NEOWISE стала необычайно успешной историей, поскольку она помогла нам лучше понять наше место во Вселенной, отслеживая астероиды и кометы, которые могут быть опасны для нас на Земле», — отметила Никола Фокс (Nicola Fox), заместитель администратора Управления научных миссий NASA.

Завершение миссии было связано с тем, что орбита космического телескопа начала быстро снижаться под действием усилившейся солнечной активности. Как ожидается, он сгорит в атмосфере в конце 2024 или начале 2025 года. Первоначально использовавшийся в рамках миссии WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) телескоп из-за отсутствия охладителя нашёл применение для мониторинга активности астероидов и комет в рамках миссии NEOWISE.

За время работы на низкой околоземной орбите NEOWISE выполнил 1,45 млн инфракрасных измерений более 44 000 объектов Солнечной системы. Из более чем 3000 обнаруженных околоземных объектов 215 были впервые выявлены с помощью NEOWISE. В рамках миссии также было обнаружено 25 новых комет, включая знаменитую комету C/2020 F3 NEOWISE, обнаруженную с помощью космического телескопа 27 марта 2020 года.

В настоящее время NASA работает над созданием нового «охотника за астероидами» — инфракрасного космического телескопа NEO Surveyor (Near Earth Object Surveyor), который, как ожидается, будет запущен в середине 2028 года.

В последний день июля 2024 года официально завершилась расширенная научная работа орбитального инфракрасного телескопа NASA WISE (NEOWISE). Телескоп был запущен в космос в 2009 году как инструмент для поиска слабых и сильных инфракрасных источников во Вселенной. В 2013 году после долгого сна телескоп начал работать на планетарную оборону Земли, выискивая опасные для неё астероиды. Сегодня его служба окончена и вскоре он сгорит в атмосфере.

Источник изображений: planetary.org

Команда на полное отключение телескопа NEOWISE будет отдана 8 августа 2024 года. В зависимости от активности Солнца, влияющей на размеры атмосферы Земли, телескоп сгорит в её плотных слоях в период с декабря 2024 года по февраль 2025 года. Фактически всё время с 2013 года телескоп работал сверх первоначальной программы и был полезен науке намного дольше, чем планировали разработчики.

Запаса криогенного водорода на борту обсерватории WISE хватило на год работы сверхчувствительных инфракрасных датчиков телескопа. Обсерватория запускалась для поиска интересных объектов, невидимых в оптическом диапазоне. Например, WISE открыл самые близкие к земле коричневые карлики всего в 6,5 световых годах от Земли, которые уже не планеты, но ещё не звёзды, и поэтому тусклы для оптического обнаружения, а также ряд ярчайших за историю наблюдений инфракрасных галактик. Также WISE смог отследить 150 тыс. астероидов в главном поясе между Марсом и Юпитером (инфракрасное излучение даёт наиболее полную картину рельефа этих объектов).

Истощение запасов хладагента привело к завершению программы WISE и отправке телескопа в режим сна в 2010 году. К 2013 году команда телескопа и приглашённые учёные разработали и воплотили в жизнь новую программу обсерватории — NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer), благо ничего нового в космос запускать было не нужно, требовалось лишь обновить бортовое ПО и вернуть телескоп в работу.

Целью расширенной научной программы NEOWISE стал поиск и изучение околоземных астероидов. Без экстремального охлаждения датчиков телескоп мог использовать только два инфракрасных диапазона из четырёх, но этого оказалось достаточно для удивительно продуктивной работы инструмента и исследователей.

Более того, на основе практики охоты NEOWISE за околоземными астероидами была разработана более совершенная космическая платформа для целей преимущественно планетарной обороны — NEO Surveyor. Ожидается, что телескоп NEO Surveyor будет запущен в космос в 2027 году, после чего отправится в точку Лагранжа L1. У него не будет хладагента для охлаждения инфракрасных датчиков. Система защиты от Солнца будет строиться на тщательно продуманном экранировании, включая использование для этого солнечных панелей.

За более чем 14 лет работы телескоп WISE с программой NEOWISE выполнил 1,45 миллиона инфракрасных измерений более чем 44 000 объектов Солнечной системы. Космический телескоп также обследовал более 3000 космических объектов, 215 из которых он обнаружил сам, в том числе первый в истории троянский астероид Земли — 2010 TK7, представляющий собой 300-метровую скалу, которая движется впереди нашей планеты в точке Лагранжа L4.

Группа японских астрофизиков обнаружила связь между разрушением углеводородной пыли и эволюцией галактик. Исследование, основанное на анализе данных 138 галактик, показало, что алифатические компоненты углеводородной пыли разрушаются быстрее в условиях сильного радиационного излучения и ударных волн, характерных для активных этапов жизни галактик.

Источник изображения: Copilot

Углеводородная пыль является одним из основных компонентов межзвёздной пыли и состоит преимущественно из полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и алифатических углеводородов. Хотя учёные предполагают, что эта пыль подвергается воздействию межзвёздного излучения и ударных волн, детальные механизмы этих процессов до сих пор оставались не до конца изученными.

В ходе исследования, о котором сообщил портал Astrobiology.com, учёные из астрономического сообщества Японии проанализировали взаимосвязь между светимостью, излучаемой углеводородной пылью, и общей инфракрасной светимостью (LIR) для 138 галактик. Используя данные ближнего инфракрасного диапазона 2,5-5 мкм, полученные с помощью космического телескопа AKARI, они определили светимость ароматических углеводородов на длине волны 3,3 мкм (Laromatic) и алифатических углеводородов на длине волны 3,4-3,6 мкм (Laliphatic).

Кроме того, на основе данных фотометрии, произведённой телескопами AKARI, WISE и IRAS, были построены модели спектральных распределений энергии галактик, что позволило оценить их общую инфракрасную светимость и интенсивность радиационного поля.

Анализ показал, что галактики с более высокой инфракрасной светимостью демонстрируют более низкое соотношение светимостей алифатической и ароматической компонент. Также была обнаружена антикорреляция между этим соотношением и интенсивностью радиационного поля. Примечательно, что низкие значения наблюдались преимущественно в галактиках, находящихся в процессе слияния, что может говорить о том, что в таких галактиках алифатические компоненты разрушаются быстрее, чем ароматические.

Полученные результаты показали, что углеводородная пыль, предположительно, подвергается разложению под воздействием ударных волн и радиации в процессе слияния галактик, а соотношение светимостей алифатической и ароматической компонент, вероятно, уменьшается в подобных экстремальных межзвёздных условиях, поскольку алифатические компоненты химически слабее ароматических.

Исследование вносит важный вклад в понимание эволюции межзвёздной среды и процессов, происходящих в галактиках на разных стадиях их эволюции. Дальнейшие наблюдения и теоретические работы помогут уточнить механизмы обработки углеводородной пыли и их роль в эволюции галактик.

Европейское космическое агентство сообщило, что астрометрический спутник «Гайя» (Gaia) подвергся ударам космической стихии. Его защитную оболочку пробил микрометеороид, а сильнейшая солнечная буря в мае этого года вывела из строя критически важный для работы обсерватории ПЗС-датчик. Инженеры вернули спутник к работе, хотя объём получаемых им данных, похоже, сильно сократился.

Источник изображений: ESA

Спутник «Гайя» размещён в точке Лагранжа L2 (в тени Земли на противоположной от Солнца стороне). Его огромное поле ПЗС-матрицы и два телескопа ежесекундно получают данные о миллионах звёзд, позволяя следить за их скоростями движения и направлениями. Фактически «Гайя» создаёт трёхмерную динамическую карту нашей галактики и даже заглядывает за её границы. Значение этих данных невозможно переоценить, и во многом даже не изучено, настолько содержательный массив информации они собой представляют.

В апреле в защитный кожух спутника ударил микрометеороид. Он вошёл под «неправильным» углом и с высокой скоростью, которую кожух не смог скомпенсировать. В земной атмосфере такая пылинка моментально бы испарилась. Но для «Гайи» её удар имел последствия. Через проделанное микрометеороидорм отверстие стал попадать рассеянный солнечный свет, что создавало на матрице ложные срабатывания — она стала показывать несуществующие звёзды.

Пока инженеры решали проблему снижения чувствительности матрицы спутника для компенсации повреждения, возникла новая проблема. В мае из строя вышла ПЗС-матрица, которая работала как контрольная для отсеивания ложных срабатываний по звёздам. Инженеры точно не могут назвать причину отказа, но связывают её (по времени) с сильнейшей за многие годы солнечной бурей, эффект от которой в виде сияний был виден даже в Краснодарском крае. Спутник проработал почти вдвое дольше отведённых ему 6 лет, и электроника могла существенно износиться под постоянным космическим излучением.

Вехи в 10-летней работы спутника «Гайя»

Поэтому вслед за решением проблемы гашения рассеянного солнечного света через дыру в защитном кожухе, инженеры снижали порог чувствительности основной матрицы, чтобы исключить появление ложных звёзд. Работы по восстановлению обсерватории были успешно завершены. Более того, проведённая заново калибровка телескопов повысила точность измерений до уровня, которого ранее у спутника ещё не было. Сегодня обсерватория каждые сутки передаёт на Землю данные в объёме 25 Гбайт. Их было бы намного больше, если бы бортовое оборудование не работало бы на компенсацию ложных срабатываний. Но даже этот поток данных — бесценный вклад в изучение Вселенной.

Миссия NASA NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) завершится 31 июля. В течение 14 лет космический телескоп, специально предназначенный для наблюдения за астероидами, вёл непрерывный мониторинг их активности. Из-за повышающейся солнечной активности космический аппарат, не оснащённый двигателями, не сможет оставаться на орбите и сгорит в атмосфере в конце 2024 или начале 2025 года. Его преемник, NEO Surveyor, будет запущен лишь в сентябре 2027 года.

Источник изображений: planetary.org

Первоначально запущенный как WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) в 2009 году, космический корабль значительно превзошёл первоначальные научные цели по исследованию и обнаружению объектов, сближающихся с Землёй (ОСЗ). Миссия дважды продлялась, последний раз в 2013 году, после чего она стала называться NEOWISE. Основной задачей космического телескопа был поиск, отслеживание и сканирование ОСЗ в инфракрасном диапазоне отражённого солнечного света.

Наблюдая за небом с низкой околоземной орбиты в течение более 14 лет, NEOWISE выполнил 1,45 миллиона инфракрасных измерений более чем 44 000 объектов Солнечной системы. Космический телескоп также обследовал более 3000 космических объектов, 215 из которых он обнаружил сам, в том числе первый в истории троянский астероид Земли — 2010 TK7 представляет собой 300-метровую скалу, которая движется в 60 ° впереди нашей планеты, в точке Лагранжа.

«Космический корабль превзошёл все ожидания и предоставил огромные объёмы данных, которые научное сообщество будет использовать в ближайшие десятилетия, — заявил руководитель проекта NEOWISE Джозеф Хант (Joseph Hunt). — Учёные и инженеры, работавшие над проектом, также создали базу знаний, которая поможет информировать будущие миссии по инфракрасному исследованию».

«После разработки новых методов поиска и определения характеристик ОСЗ, скрытых в огромных объёмах данных инфракрасных исследований, NEOWISE стал ключевым фактором, помогающим нам разрабатывать и эксплуатировать инфракрасный космический телескоп следующего поколения», — уверена главный исследователь NEOWISE и NEO Surveyor из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Эми Майнцер (Amy Mainzer).

360-градусный обзор окружающей Вселенной составленный с помощью NEOWISE / Источник изображения: NASA

Приближающийся солнечный максимум, самый высокий уровень солнечной активности за примерно 11-летний цикл Солнца, привёл к завершению миссии NEOWISE. Повышенная солнечная активность нагревает атмосферу Земли и заставляет её расширяться. Это создаёт большее сопротивление спутникам, вращающимся вокруг Земли, а поскольку NEOWISE не оснащён двигательной установкой, он не сможет оставаться на орбите и 8 августа будет переведён в режим гибернации, затем начнёт постепенно приближаться к Земле и сгорит в её атмосфере.

На основе собранных данных и опыта эксплуатации космического «охотника за астероидами» NEOWISE, в NASA проектируют новый инфракрасный космический телескоп NEO Surveyor (Near Earth Object Surveyor). Согласно заявлению агентства, он будет запущен в конце 2027 года и продолжит развитие стратегии планетарной защиты.

Сегодня в 15:00 по местному времени (в 10:00 мск) с космодрома Сичан на западе Китая стартовала ракета «Чанчжэн-2C». Она вывела на низкую околоземную орбиту уникальную космическую обсерваторию SVOM (Variable Objects Monitor) — мультиспектральный космический монитор переменных объектов. Аппарат массой 930 кг 20 лет создавался в содружестве Китая и Франции. Он станет самым современным инструментом для слежения за гамма-всплесками во Вселенной.

Художественное представление гамма-обсерватории SVOM. Источник изображения: Коллаборация SVOM

Обсерватория SVOM начала разрабатываться около 20 лет назад. Два прибора на её борту французского производства, два — китайского. Телескоп и датчики обнаружения гамма- и рентгеновского излучения разработаны и произведены во Франции. Оптический 450-мм телескоп, шасси и вспомогательное оборудование китайские.

Гамма-всплески во Вселенной порождают самые энергетически сильные явления, такие как слияния чёрных дыр или взрывы сверхновых. Достаточно часто невозможно определить, что именно и в какой точке пространства привело к выбросу гамма-лучей. В то же время точная привязка выброса энергии в гамма-диапазоне и определение спектра, а также энергии события даёт массу информации об объекте. Поэтому обсерватория оснащена телескопом, работающим в видимом диапазоне, — он будет искать следы послесвечения события. Также космическая обсерватория будет синхронизирована с рядом наземных телескопов (оптических и радио), чтобы гарантировать более быструю и надёжную привязку к наблюдаемым явлениям.

Обсерватория SVOM будет находиться на высоте 625 км над уровнем земли. Она дополнит и заменит космическую обсерваторию «Свифт», запущенную в космос 20 лет назад. С помощью данных SVOM гамма-всплески перестанут скрывать свои тайны и перейдут в разряд широко и глубоко изучаемых явлений.

Последний сбой в работе космической обсерватории «Хаббл» заставил NASA принять непростое решение — оставить в работе только один гироскоп из трёх рабочих, что ограничит манёвренность телескопа. Тем самым несколько усложнится процесс научной работы обсерватории, но открывается возможность продлить ему жизнь до 2035 года и дольше.

Источник изображений: NASA

Во время последнего обслуживания телескопа «Хаббл» на орбите Земли в 2009 году командой «Спейс шаттл» на обсерваторию были установлены шесть новых гироскопов. По сути — это маховики, вращающиеся со скоростью 19 200 об/мин. Они не только стабилизируют положение обсерватории в пространстве, но также управляют его наведением на цель.

По большому счёту «Хаббл» может управляться одним единственным гироскопом, но с двумя-тремя и большим числом гироскопов дело идёт живее. Особенно это нужно для отслеживания относительно близких целей в Солнечной системе. Режим работы «Хаббла» с одним гироскопом был в своём время предложен как резервный на крайний случай и он был успешно испытан — всё прекрасно работает.

Сегодня этот самый крайний случай настал. Один из трёх оставшихся в работе гироскопов постоянно стал сыпать ошибками, что автоматически переводило обсерваторию в безопасный режим и на длительное время прерывало всякую научную работу. По факту гироскоп переходил в режим насыщения, когда достигалась максимальная скорость вращения маховика. В таком режиме он был не способен влиять на ориентацию обсерватории, и систему приходилось перезагружать, что помогало ненадолго.

Кроме сбоящего гироскопа, который никто не помешает использовать в будущем в случае нужды, было решено отключить второй рабочий гироскоп и сохранить его как резервный. Эти меры повышают шансы продлить работу обсерватории до 2035 года и дольше. Но есть и ограничения. На одном гироскопе «Хаббл» не сможет наводиться на быстродвижущиеся цели в Солнечной системе и объекты ближе орбиты Марса. Это редкие задачи для «Хаббла», поэтому особой потери нет. Что касается наблюдения галактических объектов, то работа будет ограничена скорость переключения между целями, что легко купируется планированием наблюдений. Поэтому самым сильным ограничением для «Хаббла» станет невозможность быстрого переключения на цель в случае экстренных событий.

На днях вышли первые научные работы по раннему циклу наблюдений за небом космической обсерваторией «Евклид» (Euclid). Этот созданный Европейским космическим агентством инструмент представил Вселенную в новом свете — его приборы одновременно улавливают видимый и инфракрасный свет, что позволяет делать «резкие» снимки на большую глубину вплоть до 10 млрд световых лет. Подобная детализация — это ключ к пониманию тёмной материи и тёмной энергии.

Туманность Конская Голова в созвездии Ориона. Источник изображений: ЕКА

Строго говоря, все представленные сегодня изображения космических объектов ЕКА уже показывало в прошлом году. Но тогда это был беглый обзор, который сегодня подкреплён прочным научным анализом. И это не только работы по поиску тёмной материи и признаков тёмной энергии. Высокая чувствительность «Евклида» в расширенном диапазоне приёма света, а также более широкий, чем у «Хаббла» и «Уэбба» обзор позволяют новому европейскому космическому инструменту делать множество других открытий. Например, телескоп способен улавливать тусклые объекты — блуждающие планеты и коричневых карликов.

Галактика NGC 6744 с зонами зарождения звёзд

Но основная задача «Евклида» — это поиск и картирование скоплений тёмной материи во Вселенной, и изучение эволюции её скоплений во времени, что даст подсказку к оценке такого необъяснимого пока явления — как тёмная энергия и ускоренное расширение Вселенной.

Сильное гравитационное линзирование позволит идентифицировать объёмы и массы тёмной материи, а слабое — отследить эволюцию «тёмных сгустков» на протяжении 10 млрд лет эволюции Вселенной. Широкое поле охвата «Евклида» позволит сделать это с максимально возможной сегодня точностью.

Детализированное изображение области звездообразования Мессье 78

К 2030 году, как ожидается, «Евклид» составит подробную карту распределения тёмной материи по Вселенной и во времени примерно на 30-% участке неба. К этому времени к нему присоединятся широкоугольные космические «супертелескопы» NASA им. Нэнси Грейс Роман и китайский «Сюньтянь». Эти инструменты восполнят пробелы в наблюдениях «Евклида», которые неизбежны для любого прибора. Но это будет уже другая история.

Стало известно о редкой неудаче в китайских космических программах. В Сеть просочились слайды презентации, в которой рассказывается о ходе работ по программе «Сюньтянь» (Xuntian) — проекта по изготовлению в Китае гигантского космического телескопа нового поколения. Слайды вскоре были удалены, но источник подтверждает их достоверность. Запуск телескопа отложен до 21 декабря 2026 года, хотя его должны были отправить на орбиту ещё в конце 2023 года.

Художественное представление космического телескопа «Сюньтянь». Источник изображения: CNSA

Телескоп «Сюньтянь» будет иметь зеркало диаметром 2 м. Это чуть меньше 2,4-м зеркала «Хаббла». Однако у китайского инструмента будет широкоугольная камера с обзором в 300 раз больше. Её матрица получит разрешение 2,6 гигапикселей (2600 Мп). Это позволит также фиксировать быстрые события, включая обнаружение угрожающих Земле астероидов. Что важно, телескоп «Сюньтянь» будет находиться на той же орбите, что и китайская национальная космическая станция «Тяньгун». Это позволит стыковать телескоп со станцией для обслуживания, ремонта и модернизации. Тем самым инструмент со временем будет становиться всё лучше и лучше.

По словам знакомых с ситуацией источников, основные узлы телескопа «Сюньтянь» изготовлены и проходят тестирование. Оборудование показывает себя превосходно. Полная сборка обсерватории будет произведена к осени 2025 года.

Перенос запуска «Сюньтяня» на более поздние сроки означает потерю Китаем преимущества перед NASA, которое также готовит к запуску новый инструмент на замену и для дополнения «Уэбба». Это будет также широкоугольный мультиспектральный телескоп — обсерватория им. Нэнси Грейс Роман (Nancy Grace Roman Space Telescope). Но романовский телескоп полетит в точку Лагранжа L2, где он не может быть обслужен или отремонтирован. Зато новая обсерватория NASA получит лучшую чувствительность в инфракрасном диапазоне. В принципе, эти два инструмента — китайский и американский — будут дополнять друг друга. Запуск романовского телескопа ожидается в конце 2027 года, если проект не будет задержан, что для платформ такого масштаба и новшеств — совсем не редкость.

В опубликованной в четверг работе в журнале The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society группа астрономов сообщила, что обнаружила древнейшее за всё время наблюдений столкновение сверхмассивных чёрных дыр. Слияние этих колоссальных объектов произошло через 740 млн лет после Большого взрыва. Это стало доказательством, что чёрные дыры с самого начала играли значительную роль в эволюции галактик, и объяснило их стремительный рост в древности.

Квазар ZS7. Источник изображения: NASA

С появлением невероятного по чувствительности в инфракрасном диапазоне космического телескопа им. Джеймса Уэбба астрономам стали открываться явления в ранней Вселенной, куда предыдущее приборы не могли заглянуть. Это период, когда Вселенная ещё не перешагнула рубеж первого миллиарда существования из нынешних примерно 13,8 млрд лет.

Одной из загадок детства Вселенной стало открытие множества сверхмассивных чёрных дыр до первого миллиарда её развития. Согласно нашим теориям, эти объекты никак не успевали в то время развиться до детектируемых масс от нескольких десятков млн солнечных масс до млрд солнечных масс. На эти процессы должны уходить миллиарды лет, а не сотни миллионов, как показывают данные «Уэбба». Новое наблюдение как раз объясняет, каким образом чёрные дыры могли быстро набирать массу в древности, и это слияния, которых в те времена не должно было бы быть так много, чтобы они оказали влияние на всю последующую эволюцию галактики и самой Вселенной. Похоже, земная наука ошибалась на этот счёт.

«Наши результаты показывают, что слияние является важным путём, по которому чёрные дыры могут быстро расти даже на заре космоса, — сказала в заявлении руководитель исследования и учёный из Кембриджского университета Ханна Юблер (Hannah Übler). — Вместе с другими открытиями «Уэбба» активных массивных чёрных дыр в далёкой Вселенной наши результаты также показывают, что массивные чёрные дыры формировали эволюцию галактик с самого начала».

По факту исследователи засекли признаки активности древнего квазара — активного центра галактики ZS7, в центре которого живёт и быстро питается сверхмассивная чёрная дыра. Спектральной чувствительности «Уэбба» хватило, чтобы увидеть в излучении объекта две составляющие. Обе они оказались сверхмассивными чёрными дырами на грани слияния. Об этом подсказало интенсивное излучение от разогретого газа в аккреционном диске чёрных дыр, а также анализ плотности ионизированного газа.

Масса одного из объектов была определена с достаточной точностью — она составила 50 млн солнечных. Масса второй чёрной дыры оценивается как примерно такая же, но точно учёные сказать не смогли — этому помешало плотное скопление газа на пути излучения.

«Звёздная масса изученной нами системы [галактики ZS7] аналогична массе нашего соседа, Большого Магелланова облака, — поясняют учёные. — Мы можем попытаться представить, как могло бы повлиять на эволюцию сливающихся галактик, если бы в каждой галактике была одна сверхмассивная чёрная дыра, такая же большая, как у нас в Млечном Пути». Тем самым астрономы намекают, что наши модели эволюции галактик явно не учитывают множества аспектов их поведения на заре появления и это надо исследовать.

Кстати, с июня этого года «Уэбб» будет регулярно предоставляться для наблюдений сверхмассивных чёрных дыр, так что новых открытий будет не много, а очень много. Впрочем, больше информации о столкновениях чёрных дыр предоставят учёным гравитационно-волновые обсерватории, первые из которых уже работают. Такие обсерватории следующего поколения и, особенно, космического базирования смогут фиксировать столкновения чёрных дыр далеко и обильно. Жаль только, что заработают эти инструменты не раньше середины следующего десятилетия.

Сверхмассивные чёрные дыры подобные той, что находится в центре нашей галактики, демонстрируют завидное постоянство тихой активности. Их излучение стабильно и умеренно, как будто вещество на них падает непрерывным и необильным ручейком. В относительном хаосе Вселенной это выглядит необычно, и учёные взялись разобраться с «пищевыми» привычками этих интереснейших объектов. Найти ответ помогли архивы телескопа «Спитцер».

Слева пыль, газ и звёзды, справа только пыль. Источник изображения: NASA

Данный случай стал наглядным примером того, как архивные данные помогают делать открытия, которые учёные проглядели в момент первичного сбора и изучения информации. К настоящему дню компьютерное моделирование развилось достаточно сильно, если сравнивать с инструментами 20-летней давности. С помощью уточнённых моделей и на более мощном оборудовании группа учёных воссоздала механизм тихого питания сверхмассивных чёрных дыр, когда их активность, выраженная в излучении аккреционного диска, оставалась равномерной без резких перепадов яркости.

Синим пунктиром показаны два рукава пыли, питающие чёрную дыру (синий кружок — это её диск аккреции)

Для подтверждения модели исследователи воспользовались тысячами снимков галактики Андромеда, сделанными инфракрасной космической обсерваторией «Спитцер», а также данными «Хаббла» в видимом диапазоне. Изучая свет на разных длинах волн, учёные смогли отделить пыль и газ от звёзд и областей звездообразования. Детальное изучение потоков пыли в центре Андромеды выявило два отчётливых рукава, направляющихся к сверхмассивной чёрной дыре в центре этой галактики. Данные наблюдений точно уложились в те пределы, которые установило моделирование, а это означает верность предложенной теории тихого питания сверхмассивных чёрных дыр. Вещество падает на аккреционный диск чёрной дыры равномерно, а не сгустками, питая её множественными потоками пыли и газа.