Новости науки

16.02.2015
Астрономы обнаружили сверхновую, превратившуюся в космический цветок

ї NASA. CXC/U.Texas/S.Post et al

Астрономы обнаружили в созвездии Мухи необычную сверхновую первого типа, взрыв которой неожиданным образом произошел неравномерно, из-за чего она приобрела форму вычурного космического цветка, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

Сверхновые типа Ia возникают в двойных системах из двух белых карликов или белого карлика и красного гиганта. Сверхновые первого типа взрываются с примерно одинаковой яркостью из-за физических процессов, управляющих их развитием. Это свойство Сол Перлмуттер и его коллеги использовали для демонстрации ускоряющегося расширения Вселенной, за что они получили Нобелевскую премию 2011 года по физике.

Достаточно долго, как объясняют Патрик Слейн (Patrick Slane) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (США) и его коллеги, астрономы считали, что эти же физические свойства должны заставлять сверхновую взрываться "равномерно", расширяясь с одинаковой скоростью по всем направлениям. Открытие необычной сверхновой-"цветка" G299 бросает тень на эту общепринятую истину.

Наблюдая за созвездием Мухи при помощи орбитального телескопа "Чандра", группа Слейна обнаружила, что "нобелевская" сверхновая G299 заметно поменяла свой облик с момента ее открытия телескопом ROSAT в 1995 году. В структуре светящейся туманности, оставшейся на месте взорвавшейся пары белых карликов, возникли большие неоднородности, из-за чего останки сверхновой сегодня похожи на гигантский многоцветный космический цветок.

Асимметричность "цветка" и многообразие цветов возникли благодаря тому, что различные элементы, возникшие во время взрыва сверхновой - железо, сера и кремний - были крайне неравномерно разбросаны по окружающему космосу.

Пока ученые не знают, как G299 приобрела такую форму, связана ли ее неоднородность с внутренними процессами в гибнущих звездах, или с местными особенностями межзвездной среды. За последние годы астрофизики обнаружили несколько подобных объектов, что должно побудить ученых, как считают Слейн и его коллеги, обратить пристальное внимание на ассиметричные "нобелевские" сверхновые, считавшиеся ранее образцом постоянства.

http://ria.ru/science/20150213/1047517309.html

 

Астрономы открыли целый выводок необычных двойных звезд-"близнецов"

ї Фото Moe M., Di Stefano R.

Астрофизикам впервые удалось проследить за рождением почти двух десятков необычных двойных звезд, одна из которых является гигантом, а вторая - карликом, что является первым известным человечеству примером подобных неравных космических "двойняшек", говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

"Нам удалось найти их как раз в тот момент, который был идеальным для наблюдений. В принципе, можно сказать, что мы видим эти звезды в гигантской космической "акушерской" - одна звезда уже родилась и полностью сформировалась, а вторая еще не вышла из младенчества", - заявил Максвелл Мо (Maxwell Moe) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже (США).

Мо и его коллега Розанна ди Стефано (Rosanne Di Stefano) изучали различные звезды в крупнейшей соседке Млечного Пути, галактике Большое Магелланово Облако, пытаясь найти "живые" примеры двойных звезд, чья масса различается как минимум в четыре или более раз.

Такие неравные звезды-"близнецы" интересуют астрономов по той причине что они считаются прародителями целого ряда крайне интересных объектов - сверхбыстрых пульсаров, рентгеновских двойных звезд, а также сверхновых первого типа. Из-за большой разницы в светимости между "сестрами", менее крупный компонент заметить крайне сложно, из-за чего среди астрономов до сих пор идут споры о природе таких светил и о том, как часто они встречаются и существуют ли они вообще.

Мо и ди Стефано смогли обнаружить сразу два десятка подобных звезд, используя остроумную методику их поиска, которая ранее использовалась в основном для поиска планет вне Солнечной системы.

Американские астрофизики обратили внимание на то, что яркость двойных систем будет периодически падать, когда меньшее светило будет загораживать собой свет более крупного близнеца. Искать двойные звезды таким способом совсем не просто, отмечают ученые, так как он требует очень чувствительных телескопов и сами звезды должны быть повернуты в сторону Земли особым образом.

Используя эту технику, астрономам удалось найти сразу 18 двойных звездных систем, масса более крупного светила в которых была выше солнечной в 6-16 раз, а меньшая звезда была примерна равна ему по массе. В среднем, такие звезды совершают один оборот вокруг друг друга за 9-12 дней.

Когда Мо и ди Стефано начали анализировать свойства этих необычных пар, они заметили удивительный феномен - яркость менее крупного светила немного, но заметно менялась по мере удаления и сближения с крупной звездой. По всей видимости, свет более крупной звезды отражается от газовой оболочки ее меньшего спутника, превращая его в некое звездное подобие Луны.

Это открытие, как утверждают астрономы, говорит о том, что они имеют дело с еще не сформировавшимся светилом, чья материя еще не успела сжаться и в чьих недрах еще не начались термоядерные реакции. Большое количество таких светил и разнообразие их форм, по словам авторов статьи, свидетельствует о том, что такие неравные звезды-"близнецы" встречаются гораздо чаще, чем показывали теоретические расчеты.

http://ria.ru/science/20150213/1047513189.html

 

Черная дыра вызвала "бурю в стакане" в галактике в созвездии Волопаса

ї NASA. NRAO/AUI/NSF/C. Harrison, A. Thomson, Bill Saxton

Астрофизики обнаружили, что центральная черная дыра в предположительно спокойной галактике в созвездии Волопаса на самом деле очень активно пожирает ее материю и в скором времени лишит ее "стройматериалов" для формирования новых звезд, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

"Похоже, что сверхмассивная черная дыра самым бурным образом разогревает и разбрасывает газ по всей галактике, в результате чего она превращается из активной галактики в бесплодную пустыню, не способную рождать новые светила. Эта "буря в стакане" свидетельствует о том, что черные дыры и выделяемые ими пучки плазмы, уничтожающие звездные "стройматериалы", могут встречаться гораздо чаще, чем мы думаем, и быть ключом к пониманию того, как сформировались окружающие нас галактики", - заявил Крис Харрисон из Даремского университета (Великобритания).

Харрисон и его коллеги услышали отголоски этой космической "бури в стакане", наблюдая за вполне заурядной по физическим свойствам эллиптической галактикой J1430+1339 в созвездии Волопаса, которую ученые часто называют "Чайной чашкой", при помощи радиотелескопа VLA.

Она была найдена астрономами-любителями в 2007 году на снимках из Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), и достаточно долгое время ученые считали ее типичным примером эллиптической галактики, чья центральная черная дыра почти полностью заснула, хотя и обладающей необычной "ручкой" - ярким рукавом из светящейся материи длиной в 50 тысяч световых лет.

Ее заурядность и привлекла авторов статьи - они изучали так называемые "тихие" квазары, ядра галактик со спящими черными дырами, пытаясь понять, как присутствие сверхмассивной черной дыры может влиять на процессы звездообразования.

Когда ученые направили в сторону "чайной чашки" антенны радиотелескопа VLA, они сразу поняли, что имеют дело совсем не с той галактикой и черной дырой, которую они ожидали увидеть. Оказалось, что у J1430+1339 есть гигантские "уши" - облака из разогретой плазмы, "пережеванной" и выброшенной черной дырой. Их длина, по оценкам ученых, составляет от 30 до 40 тысяч световых лет.

Эти уши, как объясняют астрофизики, возникли в результате того, что черная дыра в центре J1430+1339 поглощает материю с огромной интенсивностью, выбрасывая часть ее в виде джетов - тонких пучков плазмы, разогретых до сверхвысоких температур и движущихся с околосветовой скоростью. Пока эти джеты остаются достаточно маленькими, и их длина не превышает двух тысяч световых лет.

Большая активность черной дыры обрекает "чайную чашку" на медленную смерть - ее джеты и "уши" постепенно уничтожат все запасы холодного газа J1430+1339, в результате чего процессы рождения новых звезд в ней практически полностью прекратятся. Как полагают авторы статьи, нечто похожее могло произойти и с большинством известных нам эллиптических галактик. дЛя проверки этого предположения группа Хариссона изучит еще несколько тысяч других "тихих" квазаров, под личиной которых могут скрываться объекты, похожие на J1430+1339.

http://ria.ru/science/20150212/1047233615.html

 

Ученые нашли в созвездии Персея рождающуюся звездную систему-"Татуин"

ї Фото: NRAO/AUI/NSF

Радиотелескопы VLA и GBT помогли международной группе астрономов обнаружить в газовой туманности Barnard 5, расположенной в созвездии Персея на расстоянии в 800 световых лет от Земли, формирующуюся звездную систему из трех светил, своеобразный аналог светил Татуина из "Звездных войн", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Нас всегда волновал простой вопрос - почему наше Солнце является звездой-одиночкой, тогда как ее соседка, Альфа Центавра, представляет собой звездную систему из трех светил. Сегодня существует несколько моделей, объясняющих формирование подобных звезд, и теперь мы знаем об их происхождении немножко больше, чем раньше", - рассказывает Сара Оффнер из университета Массачусетса в Амхерсте (США), автор одной из таких моделей звезд-"Татуинов".

Дюжина американских и европейских астрономов выяснила, как формируются Татуины и обнаружила такую звездную систему на самых ранних этапах ее зарождения, наблюдая за "звездными яслями" Barnard 5 в созвездии Персея при помощи наземных радиотелескопов.

В этом облаке из газа и пыли уже присутствует одна молодая звезда, а также три звездных "зародыша", которые в ближайшем астрономическом будущем, через 40 тысяч лет, схлопнутся и превратятся в светила. По расчетам ученых, три из них сблизятся и выбросят четвертое светило из "яслей" в ближайший миллион лет. В результате этого возникнет тройная звездная система, чем-то напоминающую Татуин из "Звездных войн" Джорджа Лукаса.

Как показали наблюдения при помощи VLA и GBT, данные "звездные ясли" содержат в себе четыре, а не одну протозвезду по той причине, что сгустки газа в Barnard 5, исходящие от центра туманности, разбились на несколько обособленных частей.

Подобный сценарий формирования "Татуинов" раньше не рассматривался учеными, отмечает Джейми Пинеда (Jaime Pineda) из Института астрономии в Цюрихе (Швейцария), ведущий автор статьи. По его словам, теперь "астрономы могут смело добавить фрагментацию сгустков газа внутри яслей в список гипотез (объясняющих рождение Татуинов)".

У этой версии Татуина уже есть достойный конкурент - в конце октября прошлого года чилийский радиотелескоп ALMA обнаружил в созвездии Тельца, на расстоянии в 460 световых лет от Земли, систему из трех звезд, вокруг которых сейчас формируются планеты. Данные, полученные телескопом во время наблюдений за этой системой, являются первым практическим подтверждением того, что формирование планет у таких звезд в принципе возможно.

http://ria.ru/science/20150211/1047160821.html

 

Астрономы нашли следы присутствия темной материи в центре Галактики

ї Фото: Serge Brunier / NASA

Европейские астрофизики обнаружили намеки на присутствие темной материи в центре Млечного Пути, проследив за скоростями вращения звезд и облаков пыли и газа в разных частях Галактики, и опубликовали свои выводы в статье в журнале Nature Physics.

"Это открытие поможет нам улучшить наши представления о структуре и эволюции Галактики. Вдобавок к этому оно должно дать толчок всем экспериментам по поиску частиц темной материи, которые наши коллеги предпринимают в самых разных уголках Земли", - говорит Мигель Пато (Miguel Pato) из Технического университета Мюнхена (Германия).

Темной материей ученые называют гипотетическое вещество, которое проявляет себя исключительно через гравитационное взаимодействие с галактиками и другими сгустками видимой материи. Большинство астрономов полагают, что каждая галактика обрамлена гало, "поясом" из темной материи, которая не дает звездам и облакам газа разбежаться. За последние годы ученые смогли обнаружить и подтвердить существование таких невидимых колец у далеких от нас галактик, замеряя скорости движения звезд в различных их частях.

Как отмечает Пато, подобные наблюдения практически невозможно осуществить внутри нашей Галактики, особенно для светил в ее центре, так как мы находимся в одном из ее рукавов и движемся вместе с другими звездами Млечного Пути. Тем не менее какие-то ограниченные измерения скорости вращения других светил и иных небесных тел вокруг центра Галактики все же возможны.

Авторы статьи собрали все предыдущие наработки в этой области и использовали известные нам скорости вращения звезд для проверки компьютерной модели Млечного Пути, в которой темная материя в принципе отсутствовала. Подобный прием позволил астрономам проверить, есть ли это загадочное вещество в нашей Галактике в принципе, а также выяснить, где сосредоточены его сгустки.

Как и ожидали ученые, им удалось достаточно легко подтвердить, что темная материя в нашей Галактике присутствует. Что интересно, она встречается не только в "кольце"-гало на окраинах Млечного Пути, но и в центральной ее части, о чем раньше астрономы говорили крайне редко. По мнению астрофизиков, данное открытие поможет их коллегам уточнить модели распределения темной материи по всем галактикам в целом и понять, где ее лучше искать.

http://ria.ru/science/20150210/1046938737.html

 

Ученые получили фото двух обреченных белых карликов в созвездии Орла

ї NASA. L. Calcada

Астрономы обнаружили в планетарной туманности Henize 2-428 в созвездии Орла два необычно крупных белых карлика, которые быстро сближаются друг с другом и через несколько сотен миллионов лет сольются и взорвутся в виде сверхмощной сверхновой I типа, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Когда мы всмотрелись в центральную звезду в этой туманности, мы поняли, что она на самом деле представляет собой два светила, которые находятся в центре необычного облака из газа, скошенного на один бок. Дальнейшие наблюдения помогли нам вычислить орбиты звезд, определить их массы и расстояние между ними. В этот момент мы поняли, что открыли нечто крайне необычное", - рассказывают Генри Боффин (Henry Boffin) из Европейской южной обсерватории (Чили) и Романо Корради (Romano Corradi) из Канарского института астрофизики (Испания).

Боффин, Корради и несколько десятков европейских астрономов оказались свидетелями крайне редкого и интересного для науки события. Им удалось найти пару белых карликов, которые в скором астрономическом будущем, примерно через 700 миллионов лет, превратятся в сверхновую I типа.

Они возникают только при слиянии белых карликов или белого карлика и красного гиганта и сила их взрыва и его яркость бывает относительно постоянной, что позволяет использовать подобные вспышки для измерения расстояний в космосе. Это свойство Сол Перлмуттер и его коллеги использовали для демонстрации ускоряющегося расширения Вселенной, за что они получили Нобелевскую премию 2011 года по физике.

Белые карлики, которые нашли авторы статьи, являются необычно большими по меркам современной астрономии - по своим размерам они чуть меньше Солнца, а их общая масса почти в 1,8 раза больше солнечной. Это заметно выше предела Чандрасекара (1,44 массы Солнца) - магической отметки, при достижении которой белый карлик превратится в гигантскую термоядерную бомбу.

"До этого момента, идея формирования сверхновых первого типа в результате слияний белых карликов находила подтверждения исключительно на уровне теорий. Пара белых карликов, которую мы нашли в туманности Henize 2-428, вполне реальна", - добавляет Дэвид Джонс (David Jones), другой автор статьи из Европейской южной обсерватории.

По словам ученых, карлики расположены так близко друг к другу, что их взаимодействие должно вырабатывать гравитационные волны, чье существование предсказывается теорией относительности Эйнштейна. Благодаря выделению этих волн обреченные светила будут постепенно терять энергию и сближаться, в результате чего через примерно 700 лет они окончательно сольются.

Это знаменательное событие состоится совсем нескоро по человеческим меркам, и ученые планируют провести ближайшие годы, наблюдая за окрестностями этих белых карликов и самим звездами. Как они полагают, дальнейшие наблюдения за Henize 2-428 помогут раскрыть природу гравитационных волн и дадут новые способы искать следы загадочной темной энергии, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением.

http://ria.ru/science/20150209/1046737561.html

 

Астрофизики омолодили на 100 миллионов лет первые звезды во Вселенной

ї NASA. ESA/Planck Collaboration

Первые звезды Вселенной могли появиться на 100 миллионов лет позже, чем мы привыкли считать, к таким выводам пришли астрофизики после изучения данных по флуктуациям реликтового излучения Вселенной, "эха" Большого Взрыва, собранным при помощи европейского орбитального телескопа "Планк", говорится в серии статей, принятых к публикации журналом Astronomy & Astrophysics.

"Результаты наблюдений телескопа "Планка" показывают, что звезды могут на самом деле быть моложе, чем мы верили ранее, и это в принципе соответствует другим астрофизическим индикаторам. Данное открытие может нести за собой крайне далеко идущие последствия для наших попыток понять, что представляют собой "темные" компоненты Вселенной (темная материя и темная энергия)", - заявил итальянский астрофизик Карло Баччигалупи (Carlo Baccigalupi) из Международной школы передовых исследований SISSA в Триесте (Италия).

Сегодня ночью Европейское космическое агентство (ЕКА) опубликовало на своем сайте последнюю порцию данных, собранных телескопом "Планк" во время наблюдений за "эхом" Большого Взрыва с 2009 по 2012 года. Помимо анонсированных в начале этой неделе доказательств того, что арктическому телескопу BICEP2 так и не удалось найти гравитационные волны, ЕКА представило новые высококачественные карты реликтового излучения, а также раскрыло несколько удивительных открытий.

Самым громким из них, как считают самые ученые, станет то, что так называемая эпоха реионизации - период длиной в несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, когда Вселенная постепенно становилась "прозрачной" и доступной для наблюдений - продлилась заметно дольше, чем считалось ранее.

По общепринятым сегодня оценкам, полученным при помощи американского зонда WMAP еще в 2002 году, "темные века" Вселенной, как называют этот период астрономы, продлились около 450 миллионов лет. Научная команда "Планка" попыталась уточнить эти оценки, пользуясь тем, что галактики и звезды заметным образом искривляют реликтовое микроволновое излучение, закручивая его в ту или иную сторону.

Эта особенность "эха" Большого Взрыва одновременно позволила ученым одновременно выяснить две вещи - понять, когда действительно закончилась эпоха реионизации, а также вычислить возраст первых звезд Вселенной.

Как выяснилось, реионизация завершилась заметно позже, чем считали астрофизики - через 550 миллионов лет после Большого Взрыва, что на 100 миллионов больше предыдущих оценок. Первые светила Вселенной возникли примерно в это же время. Ученые отмечают, что это неожиданный, но при этом положительный результат - если бы звезды впервые появились бы в более ранние эпохи, то их света было бы недостаточно для разогрева и ионизации облаков газа.

В качестве "бонуса" астрономы смогли обнаружить почти 1,5 тысячи скоплений самых ранних галактик, возникших в конце "темных веков" Вселенной. По расчетам участников научной группы, их масса в сто или даже тысячу раз была больше, чем у нашей Галактики, Млечного Пути.

Европейская космическая обсерватория "Планк" (Planck), работавшая в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне, была запущена в мае 2009 года. Ее главной задачей было просканировать всю небесную сферу в этом диапазоне и получить максимально полную картину реликтового излучения - "эха" Большого взрыва. Первый сеанс сканирования "Планк" закончил в июле 2010 года, однако полный анализ собранных им данных был закончен только во второй половине 2014 года.

http://ria.ru/science/20150206/1046330419.html