Новости науки

16.03.2015
Ученые: Млечный Путь оказался не плоским блином, а сжатой "гармошкой"

ї Фото: Xu et al

Диаметр нашей Галактики может быть на 50% больше текущих оценок ее размеров по той причине, что астрономы раньше не видели дальние кромки ее диска, сжатые в своеобразную "гармошку" из нескольких складок, выяснили ученые, опубликовавшие статью в Astrophysical Journal.

"Если говорить просто, то мы обнаружили, что наша Галактика не является плоским диском из звезд - на самом деле, он заметно волнистый. По мере удаления от Солнца, мы насчитали как минимум четыре таких складки в диске Млечного Пути. И хотя мы можем рассмотреть лишь часть Галактики, мы полагаем, что подобную "гармошку" можно встретить во всех ее частях", - заявила Хайди Ньюберг (Heidi Newberg) из Политехнического института Ренесселера в Трое (США).

Ньюберг и несколько других астрономов пришли к такому выводу, когда они попытались выяснить причины того, почему звезды в ближайших к Солнечной системе подступах Галактики распределены крайне неравномерно - относительно пустые участки перемежались очень плотными скоплениями светил.

Первый известный нам подобный регион, так называемое Кольцо Единорога, было обнаружено Ньюберг еще в 2002 году. С тех пор ученые неоднократно пытались понять его природу, и большинство из них склоняется к идее о том, что оно является фрагментом разорванной на части карликовой галактики в созвездии Стрельца, которая в недавнем прошлом сблизилась с Млечным Путем.

Еще в момент открытия Кольца Единорога Ньюберг заметила, что в его окрестностях могут присутствовать еще один подобный регион, однако проверка этого предположения требовала гораздо более масштабных наблюдений, из-за чего ей пришлось отказаться от этой затеи. Реализация этой мечты стала возможной сегодня благодаря масштабной программе картографирования ночного неба SDSS, которая проводится фондом Альфреда Слоана с 2000 года.

Изучив снимки из каталогов SDSS, Ньюберг и ее коллеги обнаружили сразу четыре подобных структуры, расположенные к "северу" (в сторону ядра Галактики) и к "югу" (в сторону ее кромки) от Солнца. Проанализировав их положение, астрономы поняли, что они были разбросаны по диску Млечного Пути не случайно. Эти регионы, и разделяющие их зоны относительной пустоты длиной в 13 тысяч световых лет, были похожи на своеобразные складки ткани.

Их вершины совпадали с положением спиралей-рукавов Галактики, что подсказало ученым, что они на самом деле имеют дело не с регионами с аномально высокой плотностью звездного населения в плоском "блине" Галактики, а с крайне неровным диском, смятым в своеобразную гармошку.

Как считает Ньюберг, Млечный Путь не всегда выглядел подобным образом - по ее мнению, складки в его диске появились в результате серии столкновений с карликовой галактикой вроде Sgr DEG, породившей Кольцо Единорога, или плотным сгустком темной материи.

"Это событие было очень похоже на то, что происходит, когда вы бросаете гальку в океан - волны двигаются в стороны от точки ее падения. Если карликовая галактика проходит через диск, она будет "тянуть" его вверх во время сближения с Млечным Путем, и вниз уже после того, как пройдет через него, в результате чего возникнет своеобразная волна, распространяющаяся в стороны от точки столкновения", - поясняет Ньюберг.

По ее словам, данное открытие не только проясняет размеры Галактики, но и в принципе может помочь нам использовать эти вкладки для изучения свойств темной материи и гравитационных волн, непосредственным образом участвовавших в их рождении.

http://ria.ru/science/20150312/1052153908.html

 

Планетологи обнаружили горячие гейзеры на поверхности Энцелада

ї ї NASA/ JPL-Caltech

Спутник Сатурна Энцелад может в ближайшие годы стать целью пристального внимания для телескопов на Земле и новых межпланетных станций благодаря открытому "Кассини" теплому подледному океану и потенциальному наличию идеальных условий для зарождения жизни у геотермальных источников на его дне.

Зонд "Кассини" окончательно подтвердил присутствие океана под ледовой коркой Энцелада, спутника Сатурна, и нашел следы присутствия горячих гейзеров на его поверхности, обнаружив выброшенный ими песок из глубин океана в космосе неподалеку от планеты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Десять лет назад мы гадали, почему некоторые окрестности Сатурна заполнены не частичками льда, а зернами кремниевого песка. Теперь мы понимаем, что мы не ошибались и что приборы "Кассини" действительно видели кремний. Сегодня мы узнали, откуда берутся эти частицы кремния и почему мы их видим. Мы обнаружили нечто крайне неожиданное, и именно поэтому мне очень понравилось это исследование", - заявил Саша Кемпф (Sascha Kempf) из университета Колорадо в Боулдере (США).

В 2005 году "Кассини" обнаружил на Энцеладе струи из частиц водяного льда и пара, которые выбрасываются в космическое пространство из параллельных трещин вблизи южного полюса - так называемых "тигровых полос". Это открытие поставило перед учеными вопрос об источнике этого пара и льда.

Ученые рассматривали ряд гипотез, согласно одной из них, под поверхностью Энцелада находится океан с соленой водой, другие исследователи полагали, что струи формируются за счет "сухих источников": сублимации льда или распада так называемых клатратов - веществ, в кристаллы которых включены молекулы вещества-гостя, в том числе и воды.

В последующие годы, в рамках дополнительных наблюдений при помощи "Кассини", "Хаббла" и других аппаратов, планетологи обнаружили множество свидетельств в пользу того, что океан под поверхностью Энцелада все же существует.

Кемпф и его коллеги, как утверждают сами ученые, окончательно развеяли все сомнения в присутствии водного океана на Энцеладе, изучив данные по химическому составу и размерам зерен пыли, собранных пылеуловителем "Кассини" CDA при очередном сближении со спутником Сатурна.

Наблюдая за изменениями в концентрации и свойствах загадочной кремниевой пыли, планетологи с удивлением обнаружили, что ее источником был Энцелад. Судя по практически идентичным размерам песчаных гранул, их миниатюрности и необычному для окрестностей Сатурна химическому составу, они не могли образоваться в результате раздробления на части осколков пород Энцелада или упавших на него астероидов. Это поставило перед учеными вопрос - как они возникли?

Перебрав все возможные механизмы образования зерен кварцевого песка и проверив часть из них в лаборатории, авторы статьи пришли к выводу, что они могут возникать только в том случае, если Энцелад обладает теплым водным океаном, в котором есть множество геотермальных источников. Вода в их окрестностях нагрета до 90 градусов, благодаря чему в ней растворяется большое количество минеральных солей, в том числе и силикаты (соединения кремния).

Когда происходит извержение гейзера, поток такой кипящей "минералки" поднимается к поверхности Энцелада, двигаясь через слои относительно холодной воды. В результате этого его температура резко падает, и часть кремниевых солей выпадет в осадок и превратится в микроскопические частички песка размером в несколько нанометров. Нечто похожее можно наблюдать у подводных гейзеров на дне Атлантического океана на Земле.

Схожие гейзеры и геотермальные источники, сочетающие в себе комфортные температуры, богатство химическими элементами и низкую кислотность, достаточно давно считаются многими эволюционистами тем местом, где впервые зародилась жизнь на древней Земле. Это открытие, как утверждают Кемпф и его коллеги, делает подледный океан Энцелада гораздо более гостеприимным для жизни, чем считалось ранее.

http://ria.ru/science/20150311/1052043562.html

 

Астрономы получили снимки крупнейшего галактического ДТП во Вселенной

ї Фото: Dane Kleiner

Эти снимки помогли ученым детально изучить взаимодействие двух сливающихся скоплений галактик и указали на то, что в этом процессе задействованы некие неизвестные и неожиданные физические процессы, о которых они ранее не знали.

Астрофизики получили детальные снимки одного из самых крупных во Вселенной скоплений галактик Abell 2256, две половинки которого переживают сейчас серию мощнейших столкновений и слияний, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

"Эти снимки помогли нам детально изучить взаимодействие двух сливающихся скоплений галактик и указали на то, что в этом процессе задействованы некие неизвестные и неожиданные физические процессы, о которых мы не знали", - рассказывает ведущий автор статьи Фрейзер Оуэн (Frazer Owen) из Национальной радиоастрономической обсерватории США.

Как объясняют Оуэн и его коллеги, Abell 2256 является ближайшим к Млечному Пути "суперскоплением" галактик - оно удалено от Земли всего на 800 миллионов световых лет. Оно простирается на примерно четыре миллиарда световых лет и занимает примерно такую же площадь на ночном небе, что и полная Луна. Общая масса звезд в тысячу триллионов раз тяжелее нашего Солнца.

В общей сложности в него входит около пятисот галактик, разделенных на две неравные группы, которые переживают сложный и мучительный процесс слияния, сопровождаемый массивными вспышками звездообразования, всплесками радиоизлучения и другими феноменами, заметными даже с Земли.

По этой причине ученые достаточно давно следят за событиями в скоплении "Большого Хвоста", как они его называют, ссылаясь на его характерную форму в радиодиапазоне, используя различные наземные и космические обсерватории, работающие в рентгеновском и радиодиапазонах.

Оуэн и его коллеги тестировали недавно обновленный телескоп VLA, и одной из целью для его проверки стал Abell 2256. Благодаря расширению в чувствительности и диапазона этого телескопа, авторам статьи удалось получить высококачественные снимки скопления и рассмотреть его отдельные регионы.

По словам астрофизиков, им удалось получить первое "полноцветное" изображение скопления - примерную картинку того, как выглядело бы Abell 2256 для глаз человека, если бы мы могли видеть в радио- и рентгеновском диапазонах. Эти фотографии, как надеются ученые, помогут понять, что происходит в "Большом Хвосте", как он будет выглядеть после слияния и чем являются загадочные радио-"воронки", найденные на новых снимках с VLA.

http://ria.ru/space/20150310/1051854234.html

 

Астрономы открыли девять новых галактик-спутников Млечного Пути

ї Фото: S. Koposov, V. Belokurov (IoA, Cambridge).

Российско-британские астрономы обнаружили на ночном небе южного полушария Земли сразу девять тусклых спутников Млечного Пути, что стало первым подобным открытием с 2006 года.

Международная группа астрономов впервые за последние пять лет обнаружила в созвездии Живописца, Эридана, Часов, Сетки и в нескольких других участках ночного неба сразу девять ранее неизвестных нам карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Карликовые галактики-спутники являются последним рубежом для проверки наших теорий о том, как устроена и как ведет себя темная материя. Мы ищем их именно для того, чтобы понять, насколько наша космологическая картина мироздания соответствует реальности. То, что нам удалось найти такую большую группа спутников Млечного Пути у Магеллановых облаков, заметно удивило нас. Предыдущие обзоры неба южного полушария ничего не показывали, и мы не ожидали того, что мы натолкнемся на такое сокровище", - пояснил Василий Белокуров из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ.

Белокуров, его коллега по ГАИШ Сергей Копосов и ряд астрономов из Великобритании на протяжении последних нескольких лет активно наблюдают за окрестностями нашей Галактики, пытаясь найти ее тусклых или даже невидимых спутников.

В 2011 году им удалось найти следы одной из подобных галактик в созвездии Стрельца, которая была относительно недавно разорвана Млечным Путем на четыре хвоста, однако полноценные карликовые скопления звезд им так и не удавалось найти до сегодняшнего дня. Последний карликовый спутник Галактики был найден почти десять лет назад, в 2006 году.

Группе Белокурова удалось прервать эту серию неудачных поисков благодаря данным, которые были собраны в рамках проекта Dark Energy Survey - масштабной программы картографирования и фотографирования ночного неба, направленной на поиски следов загадочной темной материи, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением.

Используя фотографии ночного неба южного полушария, полученные 570 мегапиксельной суперкамерой DECam, Белокуров и его коллеги смогли найти в окрестностях Большого и Малого Магеллановых облаков, крупнейших спутников Млечного Пути, сразу девять карликовых галактик и несколько десятков объектов, пока претендующих на такое звание.

Первые три из них находятся практически рядом с нашей Галактикой, и ближайший к нам карлик расположен всего в 97 тысячах световых лет от Земли в созвездии Сетки. По расчетам авторов статьи, из-за столь тесного сближения с Млечным Путем эта галактика начнет распадаться в самое ближайшее время. Самая далекая из них находится в созвездии Эридана, на расстоянии в 1,2 миллиона световых лет от нашей планеты.

Все эти галактики крайне малы по своим размерам и почти невидимы для большинства телескопов - общее число звезд в них, как правило, не превышает пяти тысяч, и львиная доля массы, около 99%, приходится не на видимую материю, а на кольца-гало из темной материи, не дающие светилам разбежаться.

Столь большое число галактик в окрестностях двух крупнейших спутников Млечного Пути удивило ученых. Их происхождение пока остается не ясным, однако Белокуров и его коллеги предполагают, что они могли быть в прошлом спутниками Магеллановых Облаков, которые наша Галактика "перетянула" на себя. Если это действительно так, то на противоположной стороне Облаков должна скрываться еще одна группа карликовых галактик, которые авторы статьи попытаются найти в ближайшие месяцы.

http://ria.ru/science/20150310/1051777465.html

 

Астрономы впервые просмотрели взрыв сверхновой в четырех "повторах"

ї NASA/ ESA, FrontierSN and GLASS

Международной группе астрономов впервые в истории науки удалось стать свидетелями и получить фотографии сверхновой, чей свет был усилен и "размножен" гравитационной линзой. Дальнейшие наблюдения за "повторами" этой космической вспышки помогут астрофизикам раскрыть свойства и структуру "комков" темной материи.

Телескоп "Хаббл" впервые за 25 лет своей карьеры на орбите Земли стал зрителем "телесериала" о взрыве сверхновой, световое эхо которой прошло мимо Земли четыре раза в разные периоды времени благодаря действию гравитационной линзы, размножившей изображение космической вспышки, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Это открытие поможет нам раскрыть массу ценных сведений о свойствах темной материи. Яркость и задержка других "повторов" этой сверхновой, которые достигнут Земли в будущем, помогут нам оценить то, насколько темная материя склонна объединяться в крупные "комки". Ее свойства крайне тяжело изучать напрямую, так как мы ее не можем увидеть, и это открытие дает нам редкую возможность приоткрыть часть ее тайн", - рассказывает Томмазо Трой (Tommaso Treu) из университета Калифорнии в Лос-Анджелеса (США).

Трой и его коллеги стали первыми зрителями своеобразного космического "телесериала", изучая снимки с орбитального телескопа "Хаббл", полученные во время наблюдений за созвездием Льва. На одной из таких фотографий авторы статьи заметили необычное космическое явление, так называемый "эйнштейновский крест" у одной из галактик в скоплении MACS J1149.6+2223, удаленном от нас на расстояние в 5,3 миллиарда световых лет.

Так ученые называют различные источники света в космосе, чье излучение было усилено и размножено гравитационной линзой - особым уголком космоса, где сила притяжения массивных объектов, темной материи или галактик, искривляет, а также "растягивает" или "сжимает" лучи света.

Как поясняет Трой, за последние два десятилетия астрономам удалось найти несколько десятков таких линз, усиливших свет крайне далеких от нас квазаров, активных ядер галактик, однако до настоящего момента им так и ни разу не удавалось обнаружить "увеличенную" сверхновую. Судя по спектру излучения, его яркости и быстрому потускнению "эйнштейновского креста", авторам статьи удалось найти первый пример сверхновой такого рода.

Благодаря уникальной пространственной конфигурации этого скопления галактик, свет сверхновой был усилен в 20 раз своеобразной "двойной" гравитационной линзой, из-за чего она хорошо видна "Хабблу " даже со столь далекого расстояния для обычных сверхновых.

По расчетам Троя и его коллег, она произошла в молодой спиральной галактике, которая находится за MACS J1149.6+2223 на расстоянии в 9,3 миллиарда световых лет от Земли. Данная вспышка, по словам авторов статьи, началась в начале ноября прошлого года, и различные компоненты "креста" постепенно появлялись и исчезали с ночного неба в разное время на протяжении последующих трех недель.

"В данном случае свет от сверхновой двигался по направлению к Земле по разным путям, примерно так же, как это происходит с машинами на территории крупного мегаполиса. Образно выражаясь, один пучок света ушел на скоростную автостраду, тогда как другие наборы лучей от сверхновой прошли через обычные дороги. В первом случае свет движется быстрее, но проходит большее расстояние", - объясняет ученый причину того, почему копии сверхновой появились в разное время.

Как отмечают астрономы, космический сериал на этом не закончился - "повторы" его серий могут произойти в ближайший год или в ближайшее десятилетие. По этой причине Трой и его коллеги планируют пристально следить за созвездием Льва и MACS J1149.6+2223 в надежде получить новые фотографии этой уникальной сверхновой, и измерить задержки между появлением каждой четвертинки эйнштейновского креста, что поможет астрофизикам раскрыть свойства темной материи.

http://ria.ru/science/20150306/1051211680.html

 

Ученые: "нобелевская сверхновая" выбросила звезду из Галактики

ї Фото: NASA, ESA and P. Ruiz Lapuente (University of Barcelona); Cut and colored by S. Geier

Как сегодня полагают ученые, большая часть гиперскоростных звезд рождается в результате взаимодействия с черной дырой, и они считают, что изучение орбит гиперскоростных звезд позволит судить о свойствах черных дыр и даже темной материи.

Мощнейший взрыв сверхновой первого типа в созвездии Большой Медведицы разогнал соседнюю с ней звезду до рекордной скорости в 1200 километров в секунду и обрек ее на вылет из пределов Млечного Пути в ближайшие несколько миллионов лет, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Science.

Гиперскоростные звезды впервые были обнаружены в начале 2000-х годов - их скорость относительно центра Галактики достигала 500 километров в секунду, и этой скорости было с лихвой достаточно, чтобы "отвязаться" от притяжения нашей звездной системы и уйти в межгалактическое пространство. В 2007 году Уоррен Браун обнаружил звезду с "абсурдной" скоростью в 850 километров в секунду относительно Солнца - самую быструю на сегодня "обычную" звезду из главной последовательности.

Астрономы считают, что звезды разгоняются до таких скоростей за счет гравитационного взаимодействия со сверхмассивной черной дырой в центре Галактики или после того, как один из компонентов двойной системы взрывается в виде сверхновой. Как сегодня полагают ученые, большая часть гиперскоростных звезд рождается в результате взаимодействия с черной дырой, и это дает основание считать, что изучение орбит гиперскоростных звезд позволит судить о свойствах черных дыр и даже темной материи.

Новый рекордсмен, как заявляют его первооткрыватели, Штефан Гайер (Stephan Geier) из Европейской южной обсерватории в Гархинге (Германия) и его коллеги, принадлежит ко второй категории - по их наблюдениям и расчетам звезду US 708 разогнал именно взрыв мощной сверхновой первого типа.

В пользу этого говорит то, что эта звезда находится вдалеке от гигантской черной дыры в центре Млечного Пути, с которой она просто не могла сблизиться любым мыслимым путем в последние три миллиона лет, а также ее почтенный возраст и химический состав.

Как предполагают ученые, это светило когда-то было жертвой "космического вампира" - белого карлика, который постепенно перетягивал материю US 708 на себя. В результате этого US 708 превратилась из белого субкарлика в небольшой, очень плотный и быстро вращающийся шар из гелия и водорода, чья масса не превышает и половины от солнечной.

В конечном итоге масса "вампира" выросла до критической отметки, которую астрономы называют "пределом Чандрасекара", и его жизнь закончилась в виде мощнейшего термоядерного взрыва - сверхновой первого типа. Подобные вспышки помогли Солу Перлмуттеру и его коллегам выяснить, что Вселенная расширяется с ускорением, за что они получили в 2011 году Нобелевскую премию по физике.

Как полагают Гайер и его коллеги, пример US 708 добавляет аргументов в пользу того, что гравитационный "танец" пар звезд со сверхмассивными черными дырами не является основным механизмом разгона гиперскоростных звезд. Для окончательного подтверждения этого утверждения ученым нужно найти останки взорвавшейся сверхновой, чем они планируют заняться в ближайшие месяцы.

http://ria.ru/science/20150305/1051122588.html

 

Астрономы неожиданно нашли новорожденные звезды на окраине Галактики

ї Фото: D. Camargo/NASA/WISE

Астрономы нашли на самой кромке галактики два новорожденных "семейства" звездных систем, потенциальные обитатели которых могли бы одновременно смотреть на Млечный Путь и окружающую его Вселенную.

Астрономы обнаружили на кромке Млечного Пути две группы недавно сформировавшихся звезд, чье рождение в безжизненных и лишенных скоплений газа окраинах Галактики ранее считалось маловероятным или даже невозможным, говорится в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Наши наблюдения показали, что окраины Галактики не такие пустые и безжизненные, как мы считали ранее. Эти новые скопления звезд действительно экзотичны по своей природе и внешнему виду. Через несколько миллионов лет, жители планет, вращающихся вокруг этих звезд, если они конечно есть, смогут насладиться видами Вселенной за пределами Млечного Пути, что человечество, вероятно, никогда не сможет сделать", - рассказывает Денилсо Камарго (Denislo Camargo) из Федерального университета Рио-Гранде в Порту-Аллегри (Бразилия).

Камарго и его коллеги открыли эту группу "невозможных" светил, изучая снимки окраин Галактики, собранные инфракрасным орбитальным телескопом WISE во время его "первой жизни" на орбите.

Анализируя фотографии созвездия Кита, астрономы обнаружили на них нечто необычное - неожиданно плотное облако из молекулярного водорода, внутри которого шли активные процессы звездообразования и в которых уже присутствовали звезды. Это облако, получившее название HRK 81.4?77.8, расположено в 16 тысячах световых годах от Земли, находится не внутри "блина" Галактики, а спряталось под ним на расстоянии в несколько десятков тысяч световых лет.

Внутри HRK 81.4-77.8 уже существует два рассеянных скопления звезд, которые Камарго назвал в честь себя и присвоил им имена Camargo 438 и Camargo 439. Светила в этих звездных "семьях" возникли относительно недавно, примерно два миллиона лет назад, и их формирование еще продолжается.

Как признают авторы статьи, пока у них нет однозначного объяснения того, как и почему возникли эти скопления звезд. Есть две версии их рождения - внутригалактическая и внегалактическая. Первая из них предполагает, что облако HRK 81.4?77.8 на самом деле возникло внутри нашей Галактики, в результате серий мощнейших взрывов сверхновых, выбросивших газ за пределы Млечного Пути.

Вторая объясняет его существование тем, что гравитационное взаимодействие Галактики и ее крупнейшего спутника - Большого Магелланового Облака - могло особым образом "закрутить" межгалактический газ, падающий на диск Млечного Пути, и сделать его достаточно плотным для рождения звезд.

"Сейчас мы хотим понять, как все ингредиенты для будущего рождения звезд попали в столь далекую точку. Нам нужно больше данных и серьезные компьютерные модели для того, чтобы попытаться ответить на этот вопрос", - заключает Денилсо.

http://ria.ru/science/20150227/1049958138.html