Новости науки

13.05.2015
Астрономы нашли гигантский газовый нимб над галактикой Андромеды

ї Фото: NASA, ESA, N. Lehner / J.C. Howk (University of Notre Dame), B. Wakker (University of Wisconsin, Madison)

Галактику Андромеды, ближайшего соседа Млечного Пути, окружает гигантское облако из газа, которое было бы в 100 раз больше Луны на ночном небе, если бы наши глаза могли его видеть, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

Формирование звезд требует постоянного пополнения "запасов" молекулярных облаков водорода из внешних источников, без которых звезды постепенно угаснут, исчерпав запасы звездного "горючего". Звезды в нашей Галактике ежегодно сжигают количество водорода, которого соответствует 0,45 массы Солнца. Принято считать, что источником газа может выступать материя межгалактического пространства.

Однако еще в 2011 году Николас Ленер (Nicolas Lehner) и Кристофер Хоук (Christopher Howk) из Нотр-Дамского университета (США) установили, что основным источником вещества для подпитки новых звезд является галактическое гало - "окраина" Млечного пути, простирающаяся за пределы его видимой части. Эта область заполнена разреженным межзвездным газом и скоплениями невидимой темной материи, которая не дает "разбежаться" звездам внутри галактики.

В своей новой работе Ленер и Хоук попытались найти аналогичные скопления газа и на окраинах ближайшей соседки нашей Галактики, Туманности Андромеды, которая по совместительству является крупнейшим объектом в так называемой Локальной Группе - семействе галактик, в которое входит и Млечный Путь.

Во время этих наблюдений ученые опирались на то, что свет квазаров, активных ядер далеких галактик, меняется и тускнеет во время прохода через клубы нейтрального газа, окружающего галактику Андромеды, на их пути к Земле. Яркость квазара снижается только для небольшого набора волн света, что позволяет использовать этот феномен для изучения "нимба" галактик.

Используя мощности телескопа "Хаббл" и архивные фотографии Туманности Андромеды за последние пять лет, астрофизики проследили за 18 квазарами, чей свет проходит через окрестности этой галактики на пути к Земле.

Эти наблюдения привели к достаточно неожиданным выводам - оказалось, что газовый "нимб" галактики Андромеды является действительно гигантским - его масса превышает солнечную в 20 миллиардов раз, а его границы простираются как минимум на миллион световых лет, что составляет примерно половину расстояния от Млечного Пути до его "соседки".

Если бы человеческий глаз мог видеть это облако, то оно было бы самым крупным объектом на ночном небе, чьи размеры превышали бы Луну как минимум в 100 раз. С точки зрения физики, газовый нимб оказался крайне необычным в том отношении, что он содержит необычно много астрономических "металлов" - элементов тяжелее гелия и водорода.

По оценкам Ленера и Хоука, примерно половина тяжелых элементов, порожденных в недрах светил Туманности Андромеды, находится в ее газовом нимбе. Пока ученые не знают, как этот фактор может влиять на скорость формирования звезд в галактике Андромеды, и планируют найти ответ на этот вопрос в ходе дальнейших наблюдений и изучения газовых нимбов других "звездных семей".

http://ria.ru/science/20150508/1063301961.html

 

Планетологи: океан Энцелада оказался заполнен содой и солью

ї NASA/ JPL-Caltech

Подледный океан Энцелада оказался похож по своей химии на знаменитое калифорнийское содовое озеро Моно, в водах которого живут крайне необычные, но процветающие колонии микробов и рачков.

Подледный океан Энцелада содержит в себе большие количества соли и соды, что свидетельствует о бурных геотермальных процессах на его дне и говорит о существовании там потенциального источника энергии и пищи для жизни, заявляют планетологи в статье, опубликованной в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.

"Дело в том, что взаимодействие металлосодержащих пород и воды океана будет приводить и к выделению молекул водорода. Астробиологи сегодня считают этот процесс ключом к зарождению жизни, так как водород одновременно способствует формированию аминокислот и служит источником пищи для микробов. Поэтому открытие геотермальных процессов на Энцеладе делает его еще более привлекательным кандидатом на роль второго очага жизни в Солнечной системе", - заявил Кристофер Гляйн (Christopher Glein) из Института науки Карнеги в Вашингтоне (США).

Гляйн и его коллеги пришли к такому выводу, попытавшись "попробовать на вкус" воды Энцелада по данным, собранным приборами зонда "Кассини" во время пролетов мимо спутника Сатурна и его колец, которые частично состоят из выбросов с поверхности этой планеты.

Как показали замеры, выбросы Энцелада содержат в себе необычно много углекислоты и некоторых других соединений, которые натолкнули планетологов на мысль о том, что воды его океана содержат в себе много растворенных минеральных солей.

Используя информацию с масс-спектрометров и газоанализаторов "Кассини", Гляйн и его коллеги построили компьютерную модель океана Энцелада, при помощи которой они вычислили его кислотность и прочие химические свойства.

Оказалось, что у подледного водного мира спутника Сатурна есть целый ряд черт, которые одновременно роднят его и делают его столь непохожим на воды нашей планеты. К примеру, как и мировой океан Земли, воды Энцелада являются солеными - они содержат в себе примерно такую же долю обычной поваренной соли.

С другой стороны, у него было две крайне необычных черты - океан сатурнианской луны содержит в себе огромное количество соды, а также достаточно высокий уровень щелочности вод (коэффициент pH составляет 11-12). Последнее открытие является крайне благоприятным для зарождения жизни, так как все реакции внутри живых клеток протекают в щелочной среде.

Поддержание щелочной среды и большой концентрации соды в воде на глобальном уровне, по словам авторов статьи, возможно только в том случае, если на дне Энцелада протекают так называемые реакции серпентизации, химического обмена между водами и горячими горными породами. В ходе этих процессов в океан попадают молекулы углекислоты и ионы металлов, а также молекулы водорода.

По словам Гляйна и его коллег, ближайшим аналогом океана Энцелада на Земле является экзотическое содовое озеро Моно в Калифорнии. В его водах присутствует жизнь в виде рачков и необычных микробов, чья способность выдерживать большие дозы мышьяка в питательной среде породила знаменитый скандал с "мышьяковой жизнью" в 2010 году.

Присутствие теплого и богатого водородом "содового" океана на Энцеладе, как утверждают Гляйн и его коллеги, делает его главным на сегодняшний день кандидатом на роль источника "второй жизни" в пределах Солнечной системы. По их словам, пример озера Моно на практике доказывает, что одноклеточная и многоклеточная жизнь может существовать и даже процветать в таких условиях.

http://ria.ru/science/20150507/1063110488.html

 

Астрономы проследили за рождением "звездных яслей" в юной Вселенной

ї NASA/ JPL-Caltech/UCLA

Астрономы обнаружили в одной из древних галактик в созвездии Волопаса формирующиеся гигантские звездные ясли, которые содержат в себе столько же материи, сколько весят 2,5 миллиарда копий Солнца.

Международный коллектив астрономов впервые смог заглянуть в формирующиеся звездные ясли в ранней Вселенной, наблюдая за древним скоплением галактик в созвездии Волопаса при помощи телескопа "Хаббл", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Первые звезды Вселенной были совершенно не похожи на современные светила, так как их недра не содержали в себе астрономических "металлов" - элементов тяжелее водорода и гелия. Из-за этого размеры таких светил были практически ничем не ограничены, из-за чего их масса могла превышать солнечную в 300-400 раз и даже больше.

Столь массивные светила вряд ли могли формироваться в тех же условиях и по тем же лекалам, как и современные звезды. По этой причине астрофизиков и астрономов давно интересуют древнейшие "звездные ясли", изучение и наблюдение за формированием которых может помочь нам понять, как возникали первые звезды Вселенной и в каких условиях они рождались.

Анита Занелла (Anita Zanella) из университета Парижа имени Дени Дидро (Франция) и ее коллеги нашли потенциально первый пример таких первичных звездных яслей, наблюдая за скоплением галактик CL J1449+0856 в созвездии Волопаса, удаленном от нас на 10,3 миллиарда световых лет. Сегодня мы видим галактики в этом "семействе" в том состоянии, в котором они существовали примерно через 3 миллиарда лет после Большого Взрыва, в разгар юности Вселенной.

Используя мощности телескопов "Хаббл" и "Субару", астрофизики подробно изучили примерно семь дюжин галактик в этом скоплении, пытаясь найти уже сформировавшиеся и еще только формирующиеся регионы звездообразования.

Ученым повезло - в одной из обитательниц CL J1449+0856 им удалось обнаружить гигантские "звездные ясли" длиной в несколько тысяч световых лет, чей газ только начал объединяться в относительно плотный комок материи. Их размеры являются действительно гигантскими - их масса превышает солнечную в 2,5 миллиарда раз, и за ближайшие несколько десятков миллионов лет в них должно родиться несколько тысяч звезд общей массой в 300 миллионов Солнц.

Звезды в этих новорожденных яслях уже сейчас формируются с очень высокой скоростью, превышающей норму для галактик в юной Вселенной в 20-30 раз, и в будущем это значение увеличится еще в 3-5 раз. В этом отношении, по словам астрономов, данное скопление газа не похоже на менее крупные "родильные дома" в современных галактиках, где частота звездообразования растет заметно медленнее по мере уплотнения газа.

Подобные гигантские облака газа, как считают Занелла и ее коллеги, вероятно являются главной причиной того, почему звезды рождались заметно чаще в юной Вселенной, чем они появляются на свет сейчас. Как полагают астрономы, единственными следами существования таких "звездных яслей" сегодня являются так называемые "перемычки", или балджи на языке астрономов - плотное скопление из нескольких миллиардов звезд в центре Млечного Пути и многих других галактик.

http://ria.ru/science/20150507/1063058286.html

 

Астрономы нашли невозможно крупную экзопланету в созвездии Зайца

ї Фото: ANU.

Ряд зарубежных астрономов обнаружил в созвездии Зайца звезду HATS-6, вокруг которой вращается крайне необычная и аномально большая экзопланета размером с Юпитер, существование которой астрономы не могут объяснить.

Небольшой красный карлик HATS-6 в созвездии Зайца оказался обладателем крайне необычной и невозможно крупной экзопланеты, чьи размеры превышают допустимые пределы для светил подобного класса, говорится в статье, опубликованной в Astronomical Journal.

"Мы обнаружили небольшую звезду, вокруг которой вращается планета размером с Юпитер, расположенная очень близко к светилу. Скорее всего, она сформировалась на дальних подступах системы и потом мигрировала в сторону ее центра, однако как это произошло, текущие планетологические теории не могут объяснить", - заявил Джордж Чжоу (George Zhou) из Национального университета Австралии в Канберре.

Чжоу и его коллеги открыли эту "невозможную планету", наблюдая за светилами в созвездии Зайца при помощи ряда автоматизированных оптических телескопов, участвующих в масштабном проекте HAT-South. В рамках этой коллаборации астрономы и их роботизированные "помощники" наблюдают за колебаниями в яркости небольших и относительно спокойных звезд и пытаются найти в них следы присутствия экзопланет.

Львиная доля таких светил относится к категории красных карликов - самых распространенных звезд в нашей Галактике, которые характеризуются небольшой массой и крайне долгим сроком жизни. Сегодня многие планетологи считают красные карлики главным кандидатом на то, что в их окрестностях будет найден первый полноценный "двойник" Земли.

Как объясняют авторы статьи, десятилетие наблюдений за экзопланетами показало, что их масса напрямую зависит от размеров светила - чем больше звезда, тем выше вероятность того, что в ее окрестностях будут найдены аналоги Юпитера или Сатурна. По этой причине астрономы полагали, что красные карлики чаще всего окружают землеподобные планеты и супер-земли, а газовые гиганты встречаются крайне или крайне редко, или вообще не существуют.

Группа Чжоу выяснила, что это на самом деле не так, обнаружив в окрестностях звезды HATS-6, удаленной от нас на расстояние в 560 световых лет, экзопланету размером с Юпитер и массой с Сатурн. Она расположена на рекордно малом расстоянии от светила - всего 0,03 астрономических единицы (средней дистанции от Земли до Солнца) - в 10 раз ближе, чем Меркурий удален от Солнца, и совершает один виток вокруг него всего за четыре неполных дня.

Аномальные размеры экзопланеты заставили астрономов сомневаться в ее существовании, и они поверили в нее лишь после того, как провели дополнительную сессию наблюдений при помощи ряда других телескопов.

По словам Чжоу и его коллег, эта планета, помимо загадки об ее происхождении и существовании, дает астрономам великолепный шанс изучить структуру и химический состав газовых гигантов вне пределов Солнечной системы.

Помимо относительно крупных размеров HATS-6b, идеальные условия для таких исследований создаются двумя факторами - низкой яркостью светила, а также низкой плотностью атмосферы планеты. Это позволит ученым "прочитать" химический состав гиганта по тому, как меняется спектр излучения HATS-6 во время прохождения планеты по ее диску.

http://ria.ru/science/20150505/1062622074.html

 

Астрономы сфотографировали озеро из лавы на Ио, спутнике Юпитера

ї Фото LBTO

Планетологам удалось получить первые подробные снимки крупнейшего вулкана на поверхности Ио, самой беспокойной планеты Солнечной системы, и детально рассмотреть гигантское озеро из лавы в его жерле.

Наземному телескопу LBT удалось получить уникальные снимки 200-километрового вулкана Локи на поверхности Ио, самой беспокойной планеты Солнечной системы, и детально рассмотреть гигантское озеро из лавы в его жерле, заявляют планетологи в статье, опубликованной в Astronomical Journal.

"Раньше нам удавалось увидеть яркие и весьма размытые пятна, вспыхивавшие в разных точках на поверхности Локи в прошлые годы. Четкие фотографии с интерферометра LBT впервые показали нам, что это вспышки излучения возникают одновременно в разных точках внутри жерла. Это говорит о том, что подковообразная форма Локи возникла благодаря существованию в нем активного лавового озера, чьи недра активно перемешиваются", - заявила Имке де Патер (Imke de Pater) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Де Патер и ее коллеги получили одни из первых фотографий самого большого вулкана Ио со времен пролета "Вояджеров" мимо спутников Юпитера в 1979 году, при помощи необычного инфракрасного телескопа-интерферометра LBT.

LBT состоит из двух зеркал диаметром в 8,4 метра, которые объединены в виртуальную 23-метровую поверхность при помощи вычислительных алгоритмов и особой методики наблюдений. В конце апреля текущего года другая группа ученых продемонстрировала, что разрешающей способности этого телескопа оказалось достаточно для того, чтобы увидеть экзопланеты в ближайшем к нам "двойнике" Солнечной системы, планетной системе HR 8799 в созвездии Пегаса.

Снимки Ио, полученные авторами статьи при помощи этого телескопа, оказались достаточно четкими для того, чтобы подтвердить давние подозрения планетологов - под толстой коркой из застывшей лавы в жерле Локи скрывается огромное лавовое озеро. Его магма периодически выбирается на поверхность планеты у краев жерла, что и порождает те вспышки, которые замечали астрономы во время наблюдений на других телескопах.

Как полагают авторы статьи, дальнейшие наблюдения за Локи и другими вулканами Ио помогут им оценить, как гравитационное взаимодействие Юпитера и его самого беспокойного спутника приводит к разогреву недр планеты и всплескам геологической активности. Подобные наблюдения жизненно необходимы для того, чтобы понять, какие опасности могут грозить зонду Io Volcano Observer, который НАСА планирует отправить к Ио в 2021 году.

http://ria.ru/science/20150430/1061911590.html

 

Астрономы получили трехмерные снимки знаменитых Столпов Творения

ї Фото: ESO

Европейские астрономы получили первую трехмерную фотографию знаменитых Столпов Творения в туманности Орла и при ее помощи выяснили, что они содержат в себе не три, а четыре колонны, и вычислили время их исчезновения.

Инструменты телескопа VLT помогли астрономам заглянуть внутрь знаменитых Столпов Творения и получить трехмерную фотографию этого необычного и красивого объекта, говорится в статье, принятой к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Данный объект представляет собой часть туманности Орла в созвездии Змеи, удаленной от нас на семь тысяч световых лет. По своей природе данные космические колонны являются останками "звездных яслей", чей газ постепенно разбрасывается и уничтожается под действием излучения новорожденных звезд гигантов, расположенных в пустотах между "столпами".

Колонны защищены от лучей молодых светил "броней" из множества небольших, но очень плотных облаков из водорода, которые астрономы называют "яйцами", от английской аббревиатуры EGG. Такие сгустки материи могут значительно дольше выносить действие ультрафиолета, чем рассеянная материя "звездных яслей", и поглощенное ими излучение "подсвечивает" колонны Столпов Творения, делая их столь привлекательными для взора человека.

Анна Маклауд (Anne McLeod) из Европейской южной обсерватории в Гархинге (Германия) и ее коллеги подготовили первую в мире трехмерную фотографию этой удивительной конструкции в космосе, наблюдая за Столпами Творения при помощи инструмента MUSE, установленного на телескоп VLT в чилийской обсерватории Параналь.

Данный прибор, высокочувствительный спектрограф, помог ученым измерить степень ионизации, скорость и направление движения газов в окрестностях каждой из колонн, что позволило Маклауд и ее коллегам составить трехмерную карту данной части туманности Орла.

Как отмечают ученые, трехмерная фотография Столпов Творения раскрыла несколько крайне интересных и неожиданных черт этого объекта. Так, оказалось, что самая крупная и высокая из его колонн, расположенная в левой его части, на самом деле находится за двумя другими "столпами" и удалена на максимальное расстояние от Земли.

Кроме того, сама эта колонна на самом деле не является единым объектом и состоит из двух раздельных частей. Верхняя часть столпа наклонена в сторону от нашей планеты и находится за молодыми звездами, а нижняя половина направлена в сторону Земли и расположена перед этими светилами.

По словам астрофизиков, трехмерный снимок Столпов дал им первую в мире возможность оценить массу газа, содержащихся в этих колоннах и в защищающих их "яйцах", и дать точную оценку того, как долго они еще проживут до того момента, как их броня испарится и ультрафиолетовое свечение звезд уничтожит их.

Жизнь колонн, как показывают расчеты Маклауд и ее коллег, оказалось неожиданно короткой - они проживут максимум еще три миллиона лет, что в шесть раз меньше предыдущих оценок. Каждый год они теряют примерно столько же массы, сколько содержится в 23 копиях Земли. По этой причине, как шутят астрономы, их следует переименовать из Столпов Творения в Столпы Разрушения.

http://ria.ru/science/20150430/1061862426.html

 

Ученые раскрыли тайну светлых "родинок" на поверхности пятен на Солнце

ї Фото:NASA/LMSAL

Необычные светлые "родинки" постоянно появляются в центре пятен на Солнце благодаря горячим плазменным "фонтанам", поднимающимся из недр светила к его поверхности через "дырки" в магнитном поле "трубок", порождающих темные пятна на поверхности нашего светила.

Необычно светлые точки, своеобразные космические родинки, которые всегда появляются в центре пятен на Солнце, являются следами горячих плазменных "фонтанов", поднимающихся из недр светила к его поверхности через "дырки" в его магнитном поле, заявляют российско-американские астрономы в статьях, опубликованных в Astrophysical Journal.

"Магнитное поле светила в солнечных пятнах не является монолитной конструкцией, и внутри него есть точки, через которые плазма прорывается наружу примерно таким же образом, как лава вытекает из боковых кратеров во время извержения вулкана. Эти потоки плазмы порождают яркие, практически круглые пятна, которые мы называем умбральными точками", - объясняет Василий Юрчишин из Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге.

Юрчишин и ряд других российских астрофизиков, работающих сегодня в Институте технологий Нью-Джерси в Ньюарке (США), смогли заглянуть внутрь самых темных частей пятен на Солнце и понять, почему они покрыты множеством светлых точек-"родинок", при помощи недавно построенного солнечного телескопа NST.

Высокое разрешение и скорость работы этого прибора помогла астрофизикам проследить за тем, что происходит внутри самих пятен и в атмосфере Солнца над ними. Достаточно неожиданно ученые обнаружили, что атмосфера над пятнами не является однородной, а представляет собой своеобразную мозаику из потоков горячей и холодной плазмы, каждый из которых может достигать ширины в 100 километров.

Это открытие навело российских астрофизиков на мысль, что порождающие пятна "трубки" магнитного поля Солнца, мешающие горячей плазме из недр светила подниматься к его поверхности и подогревать остывающую материю пятен, не являются столь монолитными, как считалось ранее.

По всей видимости, эти трубки испещрены огромным количеством "дырок", через которые плазма из фотосферы светила прорывается к поверхности Солнца и порождает светлые "родинки" в самой темной части пятна. По словам Юрчишина, таких точек меньше на поверхности особо темных пятен на Солнце по той причине, что их магнитное поле заметно сильнее и содержит в себе меньше подобных пробелов.

Данное открытие интересно для ученых и публики по той причине, что оно позволяет астрономам начать изучение тех физических процессов, которые порождают пятна и приводят к возникновению вспышек на Солнце и корональным выбросам, потенциально способным уничтожить всю электронику на орбите Земли при "удачном" прицеливании.

http://ria.ru/science/20150430/1061813390.html

Астрономы нашли гигантское кладбище умерших звезд в центре Галактики

ї Фото: Perez et al./Nature

Астрономы обнаружили в окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики огромное кладбище звезд, где доживают свой век тысячи белых карликов, пульсаров, двойных рентгеновских звезд и прочих типов мертвых светил.

Международный коллектив астрономов обнаружил неподалеку от черной дыры в центре Млечного Пути гигантскую "массовую могилу", в которой доживают свой век тысячи белых карликов, пульсаров, двойных рентгеновских звезд и прочих типов мертвых светил, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

В центре нашей Галактики, помимо относительно тихой и мирной нравом сверхмассивной черной дыры Sgr A*, находятся сотни и тысячи объектов, испускающих пучки высокой энергии в рентгеновском диапазоне. Для изучения этих небесных тел НАСА запустило в 2012 году рентгеновский телескоп NuSTAR, обладающий очень высоким разрешением.

Керстин Перез (Kerstin Perez) из университета Колумбии в Нью-Йорке (США) и его коллеги использовали мощности этой орбитальной обсерватории для наблюдения за ярким рентгеновским пятном к востоку от черной дыры. Необычный спектр этого объекта достаточно давно привлекал внимание ученых, природу которого они не могли раскрыть из-за недостаточной мощности имевшихся телескопов в жестком рентгеновском диапазоне.

Объединив данные, собранные во время наблюдений за этой точкой при помощи NuSTAR и другого орбитального телескопа, XMM-Newton, авторы статьи построили спектральную карту окрестностей черной дыры и рассмотрели структуру "восточного пятна".

К большому удивлению ученых, они увидели не единый источник рентгеновского излучения или несколько крупных объектов, а сотни и тысячи ярких точек, чье излучение, вкупе с областями рассеянного рентгена, складывалось в смазанное яркое "восточное пятно".

Эти источники, судя по их излучению, носили самый разнообразный характер - пятно содержит в себе большое количество тяжелых белых карликов, активно поглощающих материю, а также рентгеновских двойных звезд и "раскрученных" миллисекундных пульсаров. Общее число подобных мертвых звезд, по оценкам астрофизиков, составляет от несколько сотен до нескольких тысяч.

Присутствие целого кладбища из белых карликов и других мертвых звезд в окрестностях черной дыры является полной неожиданностью для астрономов - текущие общепринятые теории указывают на то, что их должно быть на три порядка меньше в ядре Галактики, чем указывают данные NuSTAR. Если это действительно так, то тогда можно говорить о том, что текущие представления о жизни центральной части Млечного Пути нуждаются в серьезной корректировке.

Ученые не исключают того, что пятно может быть порождено излучением потоков "объедков" от черной дыры, останками крупных сверхновых или другими рассеянными источниками рентгена, но сильно сомневаются в этом, так как их яркость будет заметно ниже, чем сила свечения "восточного пятна" при всех реалистичных сценариях.

http://ria.ru/science/20150430/1061690304.html