В марте 2021 года в далёкой-далёкой галактике была зарегистрирована вспышка, которую приняли за сверхновую и присвоили ей индекс 2021hdr. Через год там снова полыхнуло. А когда данные начала собирать установка для поиска транзиентов им. Цвикки в Паломарской обсерватории, вспышки стали фиксироваться каждые 60–90 дней. Сверхновые так себя не ведут. Эту «дискотеку» вселенских масштабов устроило что-то другое, и ответ вскоре нашёлся.

Художественное представление слияния пары чёрных дыр с вовлечением облака газа. Источник изображения: NASA

Исходя из первых впечатлений, учёные сочли произошедшее приливным разрушением звезды чёрной дырой. Однако продолжительность повторяющихся вспышек оказалась настолько большой, что на все наблюдаемые эффекты не хватило бы никакой звезды. Тут явно было что-то другое.

Несколькими годами ранее группа учёных провела моделирование захвата системой из двух чёрных дыр, вращающихся вокруг общего центра и приближающихся к слиянию, облака молекулярного газа. Эта модель лучше всего объяснила наблюдаемые в районе события 2021hdr вспышки. Две чёрные дыры взбалтывали облако и порционно поглощали его вещество, преобразуя аккрецию в вспышки энергии. Вспышки в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах позже были обнаружены в этой области космической рентгеновской обсерваторией «Свифт».

Симуляция явления. Источник изображения: F. Goicovic et al. 2016

Собранный в разных диапазонах набор данных позволил рассчитать, что там, на расстоянии примерно 1 млрд световых лет от Земли, в созвездии Лебедя, вокруг общего центра тяжести вращается пара чёрных дыр общей массой 40 млн солнечных масс. Они находятся друг от друга на расстоянии 26 млрд км и совершают один оборот за 130 дней. Свету потребовались бы сутки, чтобы преодолеть пространство между ними. Через 70 тыс. лет эти чёрные дыры сольются. В их реальности это уже произошло миллиард лет назад, но до нас эхо от этого схлопывания докатится только через пропасть времени.

Если бы не случайно встретившееся на их пути облако межзвёздного газа, мы бы никогда не узнали, что в центре галактики 2MASX J21240027+3409114 происходит такая круговерть из чёрных дыр. Теперь учёные намерены изучить эту галактику внимательнее и оценить, насколько пара сливающихся чёрных дыр влияет на неё и ближайшие звёзды.

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.

Не всем звёздам везёт обзавестись собственным выводком планет. Во Вселенной могут сложиться условия, при которых протопланетные диски рассеиваются быстрее, чем появляется возможность сформироваться планетам. Это хорошо иллюстрирует звёздная ассоциация Лебедь OB2 (Cygnus OB2), за которой наблюдала группа астрономов. В зависимости от окружения протопланетные диски сохранились у 1–40 % молодых звёзд, хотя все они одного возраста.

Область Лебедь OB2, где фиолетовым показано свечение в рентгене, а остальное в инфракрасном свете. Источник изображения: NASA

Звёздная ассоциация Лебедь OB2 находится примерно в 4600 световых годах от Земли. Это не звёздное скопление, поскольку большинство звёзд не связаны гравитацией и со временем разлетятся по галактике (в скоплениях звёзды удерживаются гравитацией вместе). Население ассоциации представлено в основном молодыми и горячими звёздами, вокруг каждой из которых должен иметься протопланетный диск. Звёзды сами образовались из такого диска, и что-то, а зачастую очень много, всегда остаётся лишним.

В то же время насыщенность пространства в области Лебедь OB2 молодыми звёздами создаёт некомфортные условия для планетообразующих дисков. Интенсивное излучение в ультрафиолете и рентгеновском диапазоне заставляет вещество дисков испаряться и уноситься прочь. Это явление называется фотоиспарением: газ в протопланетном диске нагревается и ионизируется, а внутреннее давление излучения от звезды выталкивает его из диска.

В обычных условиях звёзды типа нашего Солнца могут развеять протопланетный диск за 5–10 млн лет. Горячие и яркие звёзды классов O и B делают это за более короткий промежуток времени, не оставляя, как показывает новое исследование, шансов для образования планет.

Учёные создали составное изображение области Лебедь OB2 из снимков космической рентгеновской обсерватории «Чандра» (Chandra) и инфракрасной «Спитцер» (Spitzer). «Чандра» показывает области с интенсивным рентгеновским излучением, а «Спитцер» выявляет пыль (диски) и звёзды.

Анализ изображения показал, что менее массивные звёзды в ассоциации, находящиеся в менее плотном окружении соседей, имеют протопланетные диски, которые были обнаружены у 40 % звёзд. Они не такие горячие, чтобы развеять пыль и газ вокруг себя. В более плотных звёздных группах протопланетные диски имелись только у 18 % звёзд. В самом экстремальном и плотном окружении протопланетные диски сохранились только у 1 % звёзд. Когда звёзд много, они яркие, горячие и расположены достаточно близко друг к другу, это не способствует образованию планет и зарождению жизни. Ещё одна монета в копилку знаний о том, где искать жизнь во Вселенной. Звёзд в ней так много, что наблюдательный ресурс нужно расходовать только после очень вдумчивого выбора.

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.

Астрономы из Дании в ходе наблюдения за двойной рентгеновской системой обнаружили признаки рекордной характеристики у центрального партнёра — нейтронной звезды, вокруг которой вращается белый карлик. Одна из зарегистрированных термоядерных вспышек на объекте сопровождалась колебанием интенсивности на частоте 716 Гц. Это означает, что нейтронная звезда вращается вокруг своей оси с частотой 716 оборотов в секунду, что на сегодня является абсолютным рекордом.

NICER на МКС. Источник изображения: NASA

Двойная система 4U 1820-30 является одним из самых привлекательных кандидатов для наблюдения. Она удалена от Земли на 26 тыс. световых лет в направлении центра Млечного Пути и расположена в созвездии Стрельца. Белый карлик находится очень близко к нейтронной звезде и совершает один оборот вокруг неё за 11 минут. Диаметр нейтронной звезды составляет примерно 12 км, а её масса — в 1,4 раза больше солнечной. Такая система называется барстером. Нейтронная звезда перетягивает массу компаньона, а когда та накапливается до критического уровня, происходит термоядерный взрыв, сопровождающийся рентгеновской вспышкой.

За системой велось наблюдение рентгеновским телескопом NASA NICER, установленным на МКС. Группа DTU Space из Технического университета Дании создавала систему наведения для этого инструмента. Из 15 зарегистрированных термоядерных взрывов один указал на возможную скорость вращения нейтронной звезды — 716 оборотов в секунду. Ранее была обнаружена только одна нейтронная звезда с такой же скоростью вращения — радиопульсар PSR J1748−2446ad. Впрочем, рекордную скорость вращения 4U 1820-30 ещё предстоит подтвердить в будущих наблюдениях. Тем не менее полученные данные вносят ещё больше ясности в природу нейтронных звёзд.

Космический телескоп «Хаббл» сделал эффектный красочный снимок крупным планом двух близлежащих звёзд в созвездии Водолея, которые находились в тесном контакте на протяжении столетий. Космическая обсерватория продемонстрировала сложное взаимодействие звёздного дуэта.

Источник изображения: Hubble (NASA)

На новом изображении видна эффектная туманность в форме песочных часов, образовавшаяся в результате многовекового взаимодействия двух звёзд: компактного, оставшегося практически в неизменном виде белого карлика (горячая сгоревшая звезда) и его звезды-компаньона, холодного красного гиганта, который увеличился до размеров, превышающих размеры нашего Солнца более чем в 400 раз, и меняющего свою температуру и яркость 750 раз за период примерно в 390 земных дней.

Эта звёздная система, известная как R Aquarii (R Водолея), находится на расстоянии около 710 световых лет от Земли в созвездии Водолея. Она относится к симбиотическому классу переменных звёзд, что по аналогии с биологическим термином «симбиоз» означает сосуществование двух различных объектов — совершенно разных типов звёзд — в тесной близости друг к другу.

Белый карлик, вращаясь вокруг красного гиганта с орбитальным периодом в 44 года, в момент приближения сбрасывает вещество на его поверхность, время от времени взрываясь, как «гигантская водородная бомба». В результате этого взрыва в космос выбрасываются искривлённые потоки светящегося газа, которые, по описанию учёных, выглядят как «сошедший с ума садовый разбрызгиватель для поливки газона». Выброшенный материал устремляется в космос со скоростью более 1,6 миллиона километров в час. Для примера учёные приводят расстояния от Земли до Луны, которое преодолевается за 15 минут!

Процесс наглядно демонстрирует, как Вселенная перераспределяет продукты термоядерного синтеза, которые образуются глубоко внутри звёзд и выбрасываются обратно в космос. Причём некоторые из этих продуктов включают более тяжёлые элементы, такие как углерод, азот и кислород, являющиеся важнейшими строительными блоками планет, подобных нашей.

Будучи одной из ближайших симбиотических звёзд, R Водолея была тщательно изучена с помощью множества космических и наземных телескопов. Например, телескоп «Хаббл» начал наблюдать за ней вскоре после запуска на орбиту в 1990 году. Десять лет спустя рентгеновская обсерватория «Чандра» начала отслеживать изменения рентгеновского излучения туманности, главным образом излучаемого её узловатой струёй и ударными волнами, которые R Водолея генерирует при столкновении с окружающим веществом. На основании этих наблюдений астрономы предполагают, что последний раз извержения белого карлика произошли в конце 1970-х годов, и предположительно, следующий взрыв может произойти не ранее 2470 года.

Последний снимок звёздной системы, сделанный «Хабблом», показывает, что в результате воздействия мощных магнитных полей и силы самого взрыва выброшенный материал образовал спиральный узор и распространился на расстояние более 400 миллиардов километров, что в 24 раза превышает диаметр нашей Солнечной системы, и по мнению команды «Хаббла» «поистине невероятен даже по астрономическим меркам». Покадровые снимки R Водолея, сделанные за последние 10 лет, демонстрируют изменения яркости звёздной пары, вызванные сильными пульсациями красного гиганта, а также драматическую эволюцию окружающей туманности.

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.

Новая работа астрономов на базе наблюдений европейского астрометрического спутника «Гайя» (Gaia) вскрыла недооценку влияния на эволюцию Вселенной блуждающих звёзд. Исследование было направлено на оценку возможностей «Гайи» создавать 3D-карту не только Млечного Пути, но также соседних карликовых галактик за её пределами. Изучение звёзд в Большом Магеллановом Облаке обнаружило 55 «беглянок» и их существенный вклад в ионизацию окружающего газа.

Художественное представление убегающих звёзд. Источник изображения: Danielle Futselaar, James Webb Space Telescope

Исследователи наблюдали за одной из самых больших соседних зон звездообразования — туманностью Тарантул и, конкретно, изучали звёзды в относительно молодом скоплении R136. Это скопление интересно тем, что в нём обнаружена самая массивная из известных на сегодня звёзд (R136a1), масса которой превышает 200 масс Солнца. Самому скоплению примерно 2 млн лет. От Земли оно удалено на 158 тыс. световых лет. Собранные «Гайей» данные говорят, что из этого скопления прочь улетают как минимум 55 звёзд-гигантов.

Астрономы выделили две волны беглянок. Первая начинает отсчёт примерно через 200 тыс. лет после начала массового рождения звёзд в скоплении, а вторая — через 1,8 млн лет. Первая волна звёзд направлена во все стороны от центра скопления, что говорит об одном механизме запуска, тогда как вторая сформировала чётко направленный вектор в одном (северном) направлении. Учёные полагают, что первая волна звёзд получила ускорение, выбросившее их из родного скопления, в первые тысячи лет после рождения, когда в их орбитах был хаос. Вторую волну мог запустить эффект от слияния скопления R136 с другим скоплением, что произошло уже на этапе зрелости.

Данные по убегающим из скопления звёздам за 3 млн лет. Источник изображения: Mitchel Stoop / Nature 2024

По факту переоценки оказалось, что родное скопление покинули до трети самых массивных звёзд — это больше, чем предсказывают модели. Беглянки внесли измеряемый вклад в ионизацию газа как в туманности, так и за её пределами (уж на сколько успели отлететь): от 10 % внутри от числа самых ярких звёзд и до 20 % снаружи. До сих пор при прогнозировании эволюции Вселенной вклад звёзд-беглянок в реионизацию газа в первый миллиард лет после Большого взрыва никак не учитывался. Между тем этот фактор мог оказать существенное влияние на скорость развития звёзд, галактик и самой Вселенной.

Учёные впервые наблюдали серию квазипериодических вспышек в мягком рентгеновском диапазоне от сверхмассивной чёрной дыры вскоре после обнаруженного там же события приливного разрушения звезды чёрной дырой. Ранее столь однозначной связи между этими двумя явлениями не было, что оставляло пространство для научных споров.

Художественное представление приливного разрушения звезды чёрной дырой. Источник изображения: NASA

«Представьте себе пловца, который постоянно ныряет в бассейн и создаёт всплеск каждый раз, когда входит в воду, — пояснил суть проблемы Мэтт Николл (Matt Nicholl) из Королевского университета в Белфасте, Великобритания, ведущий автор исследования, опубликованного в текущем номере журнала Nature. — Звезда в этом сравнении похожа на ныряльщика, а диск [аккреции] — на бассейн, и каждый раз, когда звезда ударяется о поверхность, она создает огромный "всплеск" газа и рентгеновских лучей. Вращаясь вокруг чёрной дыры, звезда повторяет это снова и снова».

Разрушившее звезду приливное явление, известное как AT2019qiz, было впервые обнаружено в 2019 году широкоугольным оптическим телескопом Паломарской обсерватории. В 2023 году астрономы использовали рентгеновский телескоп «Чандра» и телескоп «Хаббл» для изучения последствий разрушения — следов упавшей на чёрную дыру материи в виде активности её аккреционного диска.

Данные «Чандры» были получены в ходе трёх наблюдений, каждое из которых продолжалось 4–5 часов. Общая экспозиция, составившая примерно 14 часов, показала слабый сигнал в начале и в конце наблюдений и очень сильный сигнал в середине цикла. Наблюдения с помощью приборов NICER, обсерватории Swift и индийского телескопа AstroSat позволили установить, что после разрушения звезды в приливном событии AT2019qiz из области чёрной дыры примерно каждые 48 часов исходили слабые вспышки в мягком рентгеновском диапазоне.

Рентгеновские изображения AT2019qiz, полученные 9 и 10 декабря 2023 года. Источник изображения: Matt Nicholl / Nature 2024

Данные обсерватории «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне помогли понять, насколько увеличился аккреционный диск чёрной дыры за счёт новой порции материи. Учёные предполагают, что диск аккреции увеличился настолько, что в него стал нырять компактный объект — звезда или чёрная дыра, которая вращается по орбите вокруг чёрной дыры, разорвавшей звезду. Помимо того, что учёные могут прояснить один из механизмов возникновения квазипериодических вспышек в рентгеновском диапазоне у чёрных дыр, проделанная работа может помочь получить более чёткое представление о размерах и динамике изменения аккреционного диска у конкретных чёрных дыр.

Учёные Южной европейской обсерватории представили самую подробную из когда-либо созданных инфракрасных карт нашей галактики Млечный Путь. Карта содержит примерно в 10 раз больше объектов, чем ранее. Новый атлас будет десятилетиями служить учёным источником бесценных данных о нашем ближнем звёздном окружении, что приведёт к множеству удивительных открытий.

Примеры изображения из нового атласа. Источник изображения: ESO

Работа по картированию объектов Млечного Пути велась в два этапа с 2010 года по первую половину 2023 года. Международная команда учёных под руководством сотрудников Южной Европейской обсерватории использовала для наблюдений телескоп VISTA в Чили, в пустыне Атакама. Данные собирались в инфракрасном диапазоне с помощью камеры VIRCAM, что позволяло видеть сквозь пыль и газ, обнаруживать относительно холодные объекты — бурые карлики и блуждающие планеты, а также новорождённые звёзды в коконах из газопылевых облаков.

Собранные учёными изображения охватывают область неба, эквивалентную 8600 полным лунам. Объём собранных данных превысил 500 Тбайт, что стало самым крупным наблюдательным проектом, когда-либо осуществлённым с помощью телескопа ESO. Учёные сделали более 200 тысяч снимков Млечного Пути, на которых запечатлено более 1,5 миллиарда объектов.

«Мы сделали так много открытий, что навсегда изменили представление о нашей галактике», — сообщил Данте Миннити (Dante Minniti), астрофизик из Университета Андреса Белло в Чили, который руководил проектом.

Проделанная работа тем более ценна, что наблюдения в течение 420 ночей, включая повторные съёмки одних и тех же участков, позволили проследить за движением звёзд в пространстве и, таким образом, создать частично трёхмерную карту звёзд в нашей галактике. Учёные также смогли обнаружить больше переменных звёзд, которые являются своеобразной шкалой времени во Вселенной, позволяя точно определять расстояния до объектов. Наконец, инфракрасный диапазон помог заглянуть вглубь Вселенной, в ту область, которую закрывает яркая и насыщенная объектами и пылью центральная часть Млечного Пути.

Подготовка проекта уже привела к появлению 300 научных работ. Использование материалов нового атласа обещает ещё больше исследований и открытий, которые будут удивлять нас в ближайшие годы и в будущем. Самое приятное, что картирование Млечного Пути продолжится на новом уровне. Телескопы ESO вскоре получат новые и ещё более чувствительные приборы для ещё более детального изучения нашего ближайшего звёздного окружения.

Учёные из Национальной солнечной обсерватории США (NSO) представили первые в мире детальные карты магнитных полей солнечной атмосферы (короны). Проделанная работа — это только начало тотального картирования магнитосферы короны. Это новый уровень в изучении физики нашей родной звезды, который позволит прогнозировать едва ли ни все явления на Солнце от пятен до корональных выбросов, а это путь к предсказанию космической погоды в нашей системе.

Источник изображения: NASA/SDO

Новаторские карты магнитных полей в атмосфере Солнца смог получить новый и самый большой в мире наземный солнечный телескоп им. Дэниела Иноуэ (Daniel K. Inouye Solar Telescope, DKIST). Он начал научную работу в феврале 2022 года и уже добыл самые детализированные снимки нашей звезды, где разрешение каждого пикселя соответствовало 20 км. Казалось бы, что нам искать фактически под микроскопом на Солнце? Тем не менее учёные имеют более-менее полное представление о масштабных физических процессах на нашей звезде, но в мелочах не способны разобраться даже сегодня.

Для выявления магнитных линий (полей) в короне Солнца учёные воспользовались криогенно охлаждённым спектрометром, подключённым к телескопу DKIST. С помощью коронографа исследователи могли изолированно от поверхности наблюдать атмосферу Солнца и одновременно снимать её спектр в ближнем инфракрасном диапазоне. В частности, исследователей интересовал спектр железа в атмосфере звезды. Существует такое явление, как эффект Зеемана. Он описывает расщепление спектральных линий атомов в магнитном поле.

Карта магнитных полей солнечной короны

Спектрометр легко выявляет расщепление линий вплоть до определения поляризации линий магнитного поля. Всё это позволяет в подробностях увидеть распределение линий напряжённости в короне. Если мы знаем, как распределены линии магнитных полей в атмосфере Солнца, то можем предсказать появление, размеры и очертания пятен на Солнце, интенсивность вспышек и направления выбросов корональной массы. Солнце станет предсказуемым. Это будет своего рода победа над ним.

«Картирование напряженности магнитного поля в короне — фундаментальный научный прорыв не только для исследований солнечной системы, но и для астрономии в целом, — говорят авторы исследования. — Это начало новой эры, когда мы поймем, как магнитные поля звёзд влияют на планеты здесь, в нашей собственной солнечной системе, и в тысячах экзопланетных систем, о которых мы теперь знаем».

В NASA сообщили, что сборка ядра космической обсерватории «Нэнси Грейс Роман» в целом завершена. Целевой датой запуска остаётся май 2027 года. Критических проблем и задержек не предвидится. На очереди начало монтажа оборудования и приборов на шину космического аппарата, который доставит оборудование примерно туда, где сейчас работает космическая обсерватория им. Джеймса Уэбба.

Источник изображений: NASA

Ядро или шина обсерватории представляет собой шестигранный каркас с корпусом шириной 4 м и высотой 2 м. В этот каркас будут встроены двигательные, питающие и управляющие обсерваторией узлы, после чего будет смонтировано 2,4-м главное зеркало. Небольшие по сравнению с зеркалом «Уэбба» размеры (у последнего оно 6,5-метровое) не должны смущать. Зеркало у «Роман» такое же, как и у «Хаббла», чего достаточно для качественных и детальных обзоров неба, но у «Роман» будет невероятное преимущество по сравнению с этими двумя телескопами — он сможет за раз делать снимок в 100 раз большего участка неба, чем «Хаббл».

Широкое поле зрения новому телескопу обеспечит 288-Мп матрица. Каждые сутки эта обсерватория будет передавать на Землю по 1,4 Тбайт данных. Для сравнения, «Уэбб» отправляет учёным до 60 Гбайт данных в сутки, а «Хаббл» — по 3 Гбайт. Широкий охват поможет делать множество открытий, в том числе быстрых переходных процессов. Например, это важно для открытия новых экзопланет методом транзита.

Обсерватория будет обладать чувствительностью в оптическом диапазоне и в ближнем инфракрасном диапазоне, для чего она будет отправлена в точку Лагранжа L2. Её инфракрасные датчики не должны страдать от лишнего нагрева, предполагая постоянное охлаждение до -178 °C. Требования не такие жёсткие, как для чисто инфракрасного «Уэбба», но всё равно лучше «Роман» держать подальше от Солнца.

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.