Рубрика: Космос

Рішення таємниці того, як утворилися планети, такі як Земля, є важливим питанням для розуміння походження життя. Вважається, що планети утворюються, коли міжзоряний пил і газ збираються в протопланетному диску, що оточує протозірку, але поки неясно, де, коли і як починається формування планет.

З іншого боку, відомо, що коли планета утворюється всередині диска, її сила тяжіння створює на диску кільцеподібний малюнок. Справді, спостереження за допомогою ALMA виявили такі кільцеві структури в багатьох протопланетних дисках, що свідчить про існування планет.

Щоб вивчити процес утворення планет, необхідно детально розглянути диски, де точно ще немає планет. Однак через труднощі пошуку таких дисків без ознак планет і їх детального вивчення ми ще не маємо чіткої картини того, як починається формування планет.

У новому дослідженні «Збагачення пилу та зростання зерен у гладкому диску навколо протозірки DG Tau, виявлені за допомогою спостережень потрійних діапазонів частот ALMA», опублікованому в The Astrophysical Journal, міжнародна дослідницька група зосередилася на відносно молодій протозірці DG Taurus (DG Tau), і детально вивчив диск, що оточує протозірку, за допомогою ALMA.

Вони спостерігали за розподілом інтенсивності радіовипромінювання на довжині хвилі 1,3 мм, випромінюваного пилом у диску з надзвичайно високою просторовою роздільною здатністю 0,04 кутової секунди, і прояснили детальну структуру диска. Результати показують, що диск навколо DG Tau є гладким і не має кільцеподібних візерунків, які можна побачити на дисках навколо старих протозірок. Це вказує на те, що в диску DG Tau немає планет, і зображення могло зафіксувати переддень формування планет.

Далі дослідники спостерігали за диском на різних довжинах хвиль (0,87 мм, 1,3 мм і 3,1 мм) і досліджували інтенсивність радіохвиль та поляризацію. Залежно від розміру та щільності пилу змінюється співвідношення інтенсивностей радіохвиль на різних довжинах хвиль та інтенсивність поляризації радіохвиль, розсіяних пилом. Таким чином, розподіл розміру та щільності можна оцінити шляхом порівняння результатів спостереження з моделюванням із різними моделями розподілу розміру та щільності пилу.

Це показує, наскільки зростає міжзоряний пил, матеріал, з якого складаються планети. Оптимальне моделювання припускає, що пилу більше у зовнішній частині диска (понад 40 астрономічних одиниць; трохи далі, ніж відстань між Сонцем і Нептуном у Сонячній системі), ніж у внутрішній частині, що вказує на те, що процес формування планети є більш прогресивним.

Теорії формування планет припускають, що формування планет починається у внутрішній частині диска, але результати цього дослідження суперечать цьому очікуванню та вказують на те, що формування планет може починатися із зовнішньої частини диска. З іншого боку, було виявлено, що співвідношення пилу до газу приблизно в 10 разів вище, ніж у звичайному міжзоряному просторі у внутрішній області, хоча розмір пилу менший. Крім того, ці частинки пилу добре осіли на середній площині диска, що свідчить про те, що диск накопичує матеріал для формування планет. Цілком можливо, що формування планети може бути спровоковано накопиченням пилу в майбутньому.

Ці спостереження стали можливими завдяки надзвичайно високій просторовій роздільній здатності ALMA 0,04 кутової секунди, а також завдяки спостереженню за радіохвилями, які випромінює пил, включаючи поляризоване світло трьох різних довжин хвиль. Це перший раз, коли було виявлено розмір і щільність пилу в «гладкому диску» без ознак планет. Це дало нову інформацію про місця формування планет, які не могли бути передбачені попередніми теоретичними дослідженнями або спостереженнями дисків зі слідами формування планет.

Коментуючи важливість цього дослідження, Сатоші Охаші каже: «ALMA наразі вдалося зафіксувати широкий спектр дискових структур і виявити існування планет. З іншого боку, однак, щоб відповісти на запитання: «Як планета початок формування?’ важливо спостерігати гладкий диск без слідів формування планет. Ми вважаємо, що це дослідження є дуже важливим, оскільки воно розкриває початкові умови формування планет». Джерело

Центральне питання в триваючих полюваннях на темну матерію: з чого вона складається? Однією з можливих відповідей є те, що темна матерія складається з частинок, відомих як аксіони. Команда астрофізиків, очолювана дослідниками з університетів Амстердама та Прінстона, тепер показала, що якщо темна матерія складається з аксіонів, вона може виявитися у вигляді тонкого додаткового світіння, що виходить від пульсуючих зірок. Їхня робота опублікована в журналі Physical Review Letters.

Темна матерія може бути найбільш затребуваною складовою нашого Всесвіту. Дивно, але вважається, що ця загадкова форма матерії, яку фізики та астрономи досі не змогли виявити, становить величезну частину того, що існує.

Вважається, що не менше 85% матерії у Всесвіті є «темною», яка зараз помітна лише завдяки гравітаційному тяжінню, яке вона чинить на інші астрономічні об’єкти. Зрозуміло, що вчені хочуть більшого. Вони хочуть дійсно побачити темну матерію — або принаймні безпосередньо виявити її присутність, а не просто зробити висновок про це через гравітаційні ефекти. І, звичайно, вони хочуть знати, що це таке.

Очищення двох проблем

Ясно одне: темна матерія не може бути тим самим типом матерії, з якого ми з вами складаємося. Якби це було так, темна матерія просто поводилася б як звичайна матерія — вона б утворювала такі об’єкти, як зірки, світилася і більше не була б «темною». Тому вчені шукають щось нове — тип частинок, які ще ніхто не виявив і які, ймовірно, дуже слабко взаємодіють із типами частинок, які ми знаємо, пояснюючи, чому ця складова нашого світу досі залишалася невловимою.

Є багато підказок, де шукати. Одне з популярних припущень полягає в тому, що темна матерія може складатися з аксіонів. Цей гіпотетичний тип частинок вперше був представлений у 1970-х роках для вирішення проблеми, яка не мала нічого спільного з темною матерією. Поділ позитивних і негативних зарядів всередині нейтрона, одного з будівельних блоків звичайних атомів, виявився несподівано малим. Вчені, звичайно, хотіли знати, чому.

Виявилося, що наявність досі невиявленого типу частинок, які дуже слабо взаємодіють зі складовими нейтрона, може викликати саме такий ефект. Пізніший лауреат Нобелівської премії Френк Вільчек придумав назву для нової частинки: аксіон — не лише схожу на інші назви частинок, як-от протон, нейтрон, електрон і фотон, але й натхненну однойменним пральним засобом. Axion був там, щоб прибрати проблему.

Фактично, незважаючи на те, що його ніколи не було виявлено, він може очистити два. Кілька теорій елементарних частинок, включаючи теорію струн, одну з провідних теорій-кандидатів на об’єднання всіх сил у природі, здавалося, передбачають, що аксіоноподібні частинки можуть існувати. Якби аксіони дійсно були там, чи могли б вони також становити частину або навіть всю відсутню темну матерію? Можливо, але додаткове питання, яке не давало спокою всім дослідженням темної матерії, було так само актуальним для аксіонів: якщо так, то як ми можемо їх побачити? Як зробити видимим щось «темне»?

Освітлення темної матерії

На щастя, здається, що для аксіонів може бути вихід із цієї загадки. Якщо теорії, які передбачають аксіони, правильні, очікується, що вони не тільки будуть масово вироблятися у Всесвіті, але деякі аксіони також можуть перетворюватися на світло в присутності сильних електромагнітних полів. Коли є світло, ми можемо бачити. Чи може це бути ключем до виявлення аксіонів — і, отже, до виявлення темної матерії?

Щоб відповісти на це питання, вченим спочатку потрібно було запитати себе, де у Всесвіті виникають найсильніші відомі електричні та магнітні поля. Відповідь така: в областях навколо обертових нейтронних зірок, також відомих як пульсари. Ці пульсари — скорочення від «пульсуючих зірок» — це щільні об’єкти, маса яких приблизно така ж, як у нашого Сонця, але радіус приблизно в 100 000 разів менший, лише близько 10 км. Бувши настільки малими, пульсари обертаються з величезною частотою, випромінюючи яскраві вузькі пучки радіовипромінювання вздовж осі свого обертання. Подібно до маяка, промені пульсара можуть охоплювати Землю, завдяки чому пульсуючу зірку можна легко спостерігати.

Однак величезне обертання пульсара робить більше. Він перетворює нейтронну зірку на надзвичайно сильний електромагніт. Це, своєю чергою, може означати, що пульсари є дуже ефективними фабриками аксіонів. Кожну секунду середній пульсар був би здатний виробляти 50-значне число аксіонів. Через сильне електромагнітне поле навколо пульсара частка цих аксіонів може перетворитися на спостережене світло. Тобто: якщо аксіони взагалі існують, але цей механізм тепер можна використовувати для відповіді саме на це запитання. Просто подивіться на пульсари, подивіться, чи випромінюють вони додаткове світло, і якщо випромінюють, визначте, чи може це додаткове світло надходити від аксіонів.

Імітація тонкого світіння

Як завжди в науці, фактично виконати таке спостереження, звичайно, не так просто. Світло, випромінюване аксіонами, яке можна виявити у вигляді радіохвиль, становитиме лише невелику частку загального світла, яке ці яскраві космічні маяки посилають нам. Треба дуже точно знати, як би виглядав пульсар без аксіонів і як би виглядав пульсар з аксіонами, щоб мати можливість побачити різницю, не кажучи вже про те, щоб кількісно визначити цю різницю та перетворити її на вимірювання кількості темного світла. справа.

Саме це зараз зробила команда фізиків і астрономів. Спільними зусиллями Нідерландів, Португалії та США команда створила всеосяжну теоретичну основу, яка дозволяє детально зрозуміти, як утворюються аксіони, як аксіони виходять з-під гравітації нейтронної зірки та як під час їх виходу, вони перетворюються в радіовипромінювання низької енергії.

Теоретичні результати потім помістили на комп’ютер, щоб змоделювати утворення аксіонів навколо пульсарів, використовуючи сучасне чисельне моделювання плазми, яке спочатку було розроблено для розуміння фізики того, як пульсари випромінюють радіохвилі. Після віртуального створення було змодельовано поширення аксіонів через електромагнітні поля нейтронної зірки. Це дозволило дослідникам кількісно зрозуміти подальше виробництво радіохвиль і змоделювати, як цей процес забезпечить додатковий радіосигнал на вершині внутрішнього випромінювання, створюваного самим пульсаром.

Тестування аксіонних моделей

Потім результати теорії та моделювання були піддані першому тесту спостережень. Використовуючи спостереження за 27 найближчими пульсарами, дослідники порівняли спостережувані радіохвилі з моделями, щоб побачити, чи може якесь виміряний надлишок надати докази існування аксіонів. На жаль, відповідь була «ні» або, можливо, більш оптимістично: «ще ні». Аксіони не відразу вискакують нам, але, можливо, цього не слід було очікувати. Якби темна матерія так легко розкрила свої таємниці, її б уже давно спостерігали.

Таким чином, надія на виявлення аксіонів за допомогою димової зброї тепер покладена на майбутні спостереження. Тим часом поточне не спостереження радіосигналів від аксіонів є цікавим результатом саме по собі. Перше порівняння між моделюванням і реальними пульсарами встановило найсильніші на сьогодні обмеження на взаємодію аксіонів зі світлом.

Звичайно, кінцева мета полягає в тому, щоб зробити більше, ніж просто встановити обмеження: це або показати, що аксіони є, або переконатися, що аксіони є складовою темної матерії взагалі малоймовірно. Нові результати є лише першим кроком у цьому напрямку; вони є лише початком того, що може стати абсолютно новою та надзвичайно міждисциплінарною сферою, яка має потенціал для різкого просування пошуків аксіонів. Джерело

Коли в березні росія запустила геостаціонарний супутник-шпигун «Луч Олімп К-2», аналітики очікували, що він виконуватиме місії зі збору сигналів, як і його попередник «Луч Олімп-К-1», який перебуває на орбіті з 2014 року. 

Slingshot Aerospace, аналітична фірма космічних даних, яка спеціалізується на безпеці космічних польотів, цього тижня оприлюднила дані, які показують, що новий російський супутник-шпигун, також відомий як Луч-2, проводить операції, подібні до операцій свого попередника Луч-1, що викликає нові занепокоєння щодо шпигунства в космосі. 

Програмне забезпечення компанії для відстеження космічного простору виявило численні маневри Луча-2, які дуже нагадують поведінку Луча-1, який у 2015 році викликав міжнародний резонанс, коли на п’ять місяців стояв між двома комерційними супутниками зв’язку Intelsat.

Серія маневрів, яка почалася 26 вересня, згідно з Slingshot, показує, що «Луч-2» дрейфував на захід зі швидкістю приблизно 1 градус на день, перш ніж уповільнити швидкість 2 жовтня, щоб відвідати інший «район» космічного корабля GEO. 

Шукаю аномальну поведінку

Віце-президент зі стратегії та політики Slingshot Одрі Шаффер сказала, що ці маневри були виявлені автоматизованим програмним забезпеченням компанії, яке відстежує всі супутники. 

«Ми не обов’язково спостерігали за цим супутником. Ми просто шукали речі, які виділялися, аномальною поведінкою», — сказав Шаффер. 

Slingshot не розкриває, за якими супутниками міг шпигувати «Луч-2». Але Шаффер сказав, що ця інформація може бути корисною для будь-якого урядового чи комерційного супутникового оператора, який стурбований безпекою в космосі.

«Ми вважаємо, що ці висновки є корисними як з військової, так і з комерційної точки зору», — сказала вона. «Луч-2» не наближається до жодного супутника настільки, щоб викликати попередження про зіткнення від Космічних сил США, відоме як сповіщення про з’єднання. «Але те, що він недостатньо близький, щоб становити загрозу безпеці, не означає, що він потенційно не становить загрози безпеці», — сказав Шаффер.

«Якщо ви є комерційною супутниковою компанією зв’язку, ви можете не захотіти, щоб російський супутник-шпигун прослуховував ваші комунікації», — додала вона. 

За словами Майкла Клонтса, директора ініціатив з підвищення обізнаності про космічний простір у Kratos Defense, «Луч-2» мав такі ж корисні навантаження, як і попередня модель. Однак «з огляду на десятиліття додаткових технологій, доступних для «Луч-2», він, ймовірно, має більш просунуті можливості сигнальної розвідки та оперативні методи».

Slingshot описує своє програмне забезпечення для відстеження простору як «механізм профілювання об’єктів на основі машинного навчання», який отримує дані з багатьох джерел. 

За словами Шаффера, система відстежувала дрейф «Луча-2» на захід і передбачила, куди він прямував.  За її словами, можливості передбачити траєкторію супутника нелегко досягти. «Складний аспект виявлення маневру полягає в тому, що коли ви дивитеся назад, історично може бути очевидно, що супутник маневрував». Однак у режимі реального часу «важко визначити, чи супутник маневрує навмисно, чи система відстеження даних втратила його місце».

За її словами, алгоритм Slingshot зміг виявити маневри Луча-2, щойно вони були доступні в даних, не оглядаючись на довгострокові моделі. Алгоритм навчений вирішувати, що є нормальним, а що ненормальним для конкретної орбіти, і надсилає сповіщення, коли щось незвичайне та на що потрібно звернути увагу. «Тож ми повернулися й доручили нашим датчикам фактично підтвердити, що те, що ми бачимо за нашими алгоритмами, було правильним», — додав Шаффер.

Очікується, що супутники Inspector, такі як «Луч-1» і «Луч-2», пролетять повз, зроблять знімки та продовжать свій шлях. Супутник-розвідник сигналів буде довго тинятися біля цільового супутника або групи супутників. «Це те, що ми бачили історично з оригінальним супутником «Луч-1», — сказав Шаффер.

За її словами, «Луч-2» залишався в тому ж районі з травня до кінця вересня, коли почав дрейфувати. «Висновок полягає в тому, що його спосіб життя дуже схожий на спосіб життя оригінального Луча».

Шаффер, колишній чиновник Білого дому з космічної політики, сказав, що такі типи супутникових маневрів викликають підозру. «Зараз ведеться низка міжнародних дискусій про те, які норми відповідальної поведінки є правильними у відкритому космосі», — сказала вона. «І подібні дії обов’язково слід враховувати, коли міжнародне співтовариство розробляє правила дорожнього руху, які застосовуються до космічних операторів».

За її словами, також примітно, що приватні компанії надають інформацію та обізнаність у космічній сфері, які раніше були доступні лише з військових систем. «Але це насправді вже не так», — сказав Шаффер. «У вас є компанії, які генерують власні дані про космос за допомогою власних мереж телескопів». Джерело

Перші два прототипи позаземної мережі компанії Project Kuiper були запущені сьогодні (6 жовтня) на ракеті Atlas V United Launch Alliance (ULA) зі станції космічних сил Флориди на мисі Канаверал о 14:06 за східним часом (18:06 за Гринвічем).

Розгінний ступінь Atlas V мав розгорнути супутники під назвою Kuipersat-1 і Kuipersat-2 на орбіту висотою приблизно 311 миль (500 кілометрів) приблизно через 18 хвилин після старту. Сьогодні ULA завершила свою веб-трансляцію, перш ніж було досягнуто цієї віхи.

Згідно з поширеними запитаннями компанії, Amazon розпочав дослідницьку роботу над проектом Kuiper у 2018 році та отримав ліцензію на розгортання та експлуатацію від Федеральної комісії зв’язку США у 2020 році.

Ця ліцензія дала зелене світло початковій групі з 3236 супутників, передбачаючи, що Amazon має працювати принаймні з половиною з них до липня 2026 року. Більшість космічних кораблів проекту Койпера досягне низької навколоземної орбіти (LEO) на тріо важких ракет: Vulcan від ULA . Centaur , Ariane 6 від Arianespace і New Glenn, створений Blue Origin, аерокосмічною компанією, заснованою (як і Amazon) Джеффом Безосом.

Жодна з цих ракет досі не злетіла, що пояснює, чому Atlas V був залучений сьогодні. Планувалося, що KuiperSat-1 і KuiperSat-2 полетять на дебюті Vulcan Centaur цієї весни, але цей старт постійно відкладався. Тому в серпні Amazon вирішив поміняти лаунчери ULA.

Насправді це був другий перемикач для KuiperSat-1 і KuiperSat-2; спочатку планувалося запустити прототипи на ракеті RS1 від ABL Space System наприкінці минулого року, але Amazon змінив курс після того, як в ABL виникли затримки з цим транспортним засобом.

Vulcan Centaur вперше злетить до кінця року, якщо все піде за планом, відправляючи посадковий модуль, побудований піттсбурзькою компанією Astrobotic, до Місяця. Очікується, що Ariane 6 дебютує на початку 2024 року, а New Glenn може вперше стартувати пізніше того ж року.

Примітно, що в списку ракет-носіїв Project Kuiper відсутній важкий вантажопідіймач SpaceX Falcon Heavy, за плечима якого вже сім місій. Наступного тижня Falcon Heavy здійснить політ у восьмий раз, якщо все піде за планом, відправляючи космічний корабель NASA Psyche до металевого космічного каменю в поясі астероїдів.

SpaceX, звичайно, керує власним широкосмуговим мегасузір’ям у LEO: Starlink, яке вже запущено та працює з набором із майже 5000 функціональних супутників.

І це число продовжуватиме зростати в далекому майбутньому. SpaceX має схвалення на розміщення 12 000 космічних апаратів Starlink на низькій орбіті та подала заявку на дозвіл ще на 30 000 супутників. Тим часом проєкт Койпер щойно вступив у фазу орбітальних випробувань.

KuiperSat-1 і KuiperSat-2 «дозволять нам перевірити комунікаційні та мережеві технології, які будуть використовуватися в нашому остаточному проекті супутника, і допоможуть нам підтвердити операції запуску та процедури управління місією, які будуть використовуватися під час розгортання нашого повного угруповання», Amazon представники написали про супутники наприкінці 2021 року. Джерело

Станом на жовтень 2023 року астрономи виявили 5506 екзопланет, що обертаються навколо інших зірок. Це число щодня зростає, і астрономи сподіваються, серед іншого, знайти світи, схожі на Землю. Але чи впізнаємо ми одного, коли побачимо? Як ми зможемо відрізнити сад, схожий на Землю, від скороварки, схожої на Венеру, на відстані понад 40 світлових років? Чи витримає JWST цей виклик?

У статті, опублікованій у попередній формі на сервері arXiv, четверо дослідників використали симуляцію, щоб протестувати космічний телескоп. Вони виявили, що справді існують характерні сигнатури, які повинні допомогти нам розібрати екзоВенери від екзоЗемель, але є підступ (ми повернемося до цього).

Ця симуляція працювала так: дослідники розмістили шість планет, схожих на Землю, і шість планет, схожих на Венеру, на відстані 40 світлових років від нас, кожна з різними рівнями вуглекислого газу (CO₂), хмарного покриву та серпанку в їхній атмосфері. Змодельовані планети оберталися навколо зірки, ідентичної TRAPPIST-1.

У реальному світі TRAPPIST-1 є однією з найбільш багатообіцяючих систем, виявлених досі, в якій астрономи сподіваються знайти екзоЗемлю. На ньому зображений тьмяний червоний карлик (що робить спостереження за його планетами легшим завданням, ніж навколо яскраво-жовтої зірки, як наше Сонце). Система має сім скелястих світів, три-чотири з яких можуть лежати в зоні проживання зірки. JWST вже спостерігав за двома внутрішніми планетами й виявив, що вони є безплідними породами, більше схожими на Меркурій, ніж на Землю чи Венеру.

Під час моделювання орбіти тестових планет розташовувалися прямо на «межі теплиці-втікача»: відстані від зірки, де можлива та сама планетарна катастрофа, яка перетворила Венеру на пекло.

Автори націлили симуляцію JWST на планети, що відповідає можливостям інструменту NIRCSpec реального телескопа, який спостерігає за довжинами хвиль світла, що надходить із далеких світів. Різні сполуки в атмосфері проявляються у вигляді піків, візерунків і сплесків у спектрах, що дозволяє дослідникам побачити, які хімічні сполуки присутні.

Але дані не завжди є однозначними. Спектральні сигнатури одних молекул приховують сигнатури інших або імітують їх, ускладнюючи напевне знати, що ми дивимося.

«Венеринські хмари та серпанки можуть перешкоджати виявленню молекулярних видів або атмосфери взагалі», — пишуть автори.

Але це не означає неможливе, і ця модель мала допомогти визначити, що астрономи повинні шукати. Ось що вони знайшли:

По-перше, якщо ви хочете визначити, чи планета взагалі має атмосферу, незалежно від того, схожа вона на Землю чи Венеру, найкращим вибором буде пошукати вуглекислий газ (CO2). Він має сигнал, який легко виявити, і залишається видимим як для планет із ясним небом, так і для планет із серпанком і хмарами.

Але CO₂ менш корисний для розрізнення Землі та Венери, оскільки ознаки CO₂ збігаються як з водою, так і з метаном, що вносить плутанину в дані. Є лише одна спектральна особливість, яка чітко проявляється на планеті, схожій на Венеру, а не на планеті, схожій на Землю: діоксид сірки (SO₂). SO₂ реагує з водяною парою, тому, якщо він присутній, це виключає вологу планету, схожу на Землю, і підтверджує суху планету, схожу на Венеру.

Ось у чому заковика. У реальному світі на Венері насправді не так багато SO₂. УФ-випромінювання сонця позбавило його. Але надія все ще є. Навколо червоного карлика, схожого на TRAPPIST-1, SO₂ існував би набагато довше, що зробило б можливим виявлення SO₂ у такому сценарії.

«Зменшене УФ-випромінювання від TRAPPIST-1 дозволяє SO₂ мати подовжений час життя в атмосфері екзоВенери, що збільшує можливість виявлення SO₂», — стверджують автори.

Що стосується планети, схожої на Землю, то найкраще шукати сигнатуру – метан. Є особливості поглинання метану, які не проявляються на Венері, і їх можна чітко відрізнити від CO₂. Крім того, якщо метан супроводжується киснем, це може бути доказом життя.

Дослідники також оцінили, скільки часу буде потрібно для спостереження, щоб JWST побачив кожну з різних хімічних сигнатур, і підтвердили, що це можливо протягом розумного періоду часу. Що найбільше можна винести з цих нових моделей? «Ймовірно, буде легше підтвердити екзоЗемлю, ніж підтвердити екзоВенеру», – підсумовують автори. Джерело

Дуже рідкісний, дивний спалах надзвичайно яскравого світла у Всесвіті став ще дивнішим — завдяки орлиному оці космічного телескопа Хаббл NASA/ESA. Явище, яке називається швидким світловим синім оптичним перехідним процесом (LFBOT), спалахнуло на сцені, де його не очікували виявити, далеко від будь-якої головної галактики. Тільки Хаббл міг визначити його місцезнаходження. Результати Хаббла показують, що астрономи знають про ці об’єкти навіть менше, ніж вважалося раніше, оскільки виключають деякі можливі теорії.

Світлові швидкі сині оптичні перехідні процеси (LFBOT) є одними з найяскравіших відомих явищ видимого світла у Всесвіті, вони спалахують несподівано, як спалахи камери. З моменту першого відкриття у 2018 році було знайдено лише кілька. Зараз LFBOTS виявляють приблизно раз на рік.

Після першого виявлення останній LFBOT спостерігали за допомогою кількох телескопів у всьому електромагнітному спектрі, від рентгенівських променів до радіохвиль. Тільки надзвичайно чітка роздільна здатність Хаббла могла точно визначити його місцезнаходження. Перехідна подія, яка отримала назву AT2023fhn і отримала прізвисько «Зяблик», показала всі характерні характеристики LFBOT. Він інтенсивно сяяв у блакитному світлі та швидко розвивався, досягаючи піка яскравості та знову згасаючи за лічені дні, на відміну від наднових, яким потрібні тижні або місяці, щоб погаснути.

Але на відміну від будь-якого іншого LFBOT, який бачили раніше, Хаббл виявив, що Фінч розташований в очевидній ізоляції між двома сусідніми галактиками — приблизно в 50 000 світлових років від сусідньої спіральної галактики та приблизно в 15 000 світлових років від меншої галактики — незрозуміле місце для небесних об’єктів. раніше вважалося, що існує в галактиках-господарях.

«Спостереження Хаббла були справді вирішальною річчю. Вони змусили нас зрозуміти, що це було незвичним порівняно з іншими подібними, тому що без даних Хаббла ми б нічого не знали», — сказав Ешлі Краймс, провідний автор статті Хаббла, яка повідомляє про відкриття. Він також є науковим співробітником Європейського космічного агентства, колишній Університет Радбауд, Неймеген, Нідерланди.

Дослідження буде опубліковано в найближчому номері Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, і стаття наразі доступна на сервері препринтів arXiv.

Хоча ці дивовижні вибухи вважаються рідкісним типом наднових (так звані наднові з колапсом ядра), гігантські зірки, які перетворюються на наднові, за зірковими мірками недовговічні. Таким чином, масивні зірки-попередники наднових не мають часу на віддалення від місця свого народження — скупчення новонароджених зірок. Усі попередні LFBOT були знайдені в спіральних рукавах галактик, де триває народження зірок.

«Чим більше ми дізнаємося про LFBOT, тим більше вони нас дивують», — сказав Краймс. «Тепер ми показали, що LFBOT можуть виникнути на великій відстані від центру найближчої галактики, і розташування Фінча не те що ми очікуємо для будь-якого типу наднової».

Zwicky Transient Facility — надзвичайно ширококутна наземна камера, яка сканує все північне небо кожні два дні — вперше сповістила астрономів про Finch 10 квітня 2023 року. Коли його помітили, дослідники запустили заздалегідь сплановану програму спостережень. які були в режимі очікування, готові швидко звернути увагу на будь-яких потенційних кандидатів на LFBOT, які виникли.

Спектроскопічні вимірювання, проведені за допомогою телескопа Gemini South в Чилі, показали, що температура Finch становить 20 000 градусів за Цельсієм. Gemini також допоміг визначити його відстань до Землі, щоб можна було обчислити його світність. Разом із даними інших обсерваторій, включаючи рентгенівську обсерваторію Чандра та радіотелескоп Very Large Array, ці знахідки підтвердили, що вибух справді був LFBOT.

LFBOT можуть бути результатом розриву зірок чорною дірою середньої маси (від 100 до 1000 мас Сонця). Висока роздільна здатність та інфрачервона чутливість космічного телескопа NASA/ESA/CSA Джеймса Вебба можуть зрештою бути використані, щоб виявити, що Finch вибухнув усередині кулястого зоряного скупчення в зовнішньому гало однієї з двох сусідніх галактик. Кульове зоряне скупчення є найбільш ймовірним місцем, де може бути знайдена чорна діра середньої маси.

Щоб пояснити незвичайне розташування Фінча, дослідники розглядають альтернативну можливість, згідно з якою це сталося в результаті зіткнення двох нейтронних зірок, які подорожували далеко за межі своєї галактики-господаря, які спірально рухалися одна до одної мільярди років.

Такі зіткнення призводять до появи кілонової — вибуху, який у 1000 разів потужніший за звичайну наднову. Однак одна дуже спекулятивна теорія полягає в тому, що якщо одна з нейтронних зірок сильно намагнічена — магнетар, — це може значно посилити потужність вибуху навіть у 100 разів більше яскравості звичайної наднової.

«Це відкриття ставить набагато більше питань, ніж дає відповідей», — сказав Краймс. «Потрібна додаткова робота, щоб з’ясувати, яке з багатьох можливих пояснень є правильним».

Оскільки астрономічні перехідні процеси можуть з’явитися будь-де та будь-коли та є відносно швидкоплинними з точки зору астрономії, дослідники покладаються на широкопольні дослідження, які можуть постійно контролювати великі ділянки неба, щоб виявити їх і попередити інші обсерваторії, як-от Хаббл, для подальших дій. спостереження.

Дослідники кажуть, що для кращого розуміння явища потрібна більша вибірка. Майбутні телескопи для огляду всього неба можуть виявити більше, залежно від основної астрофізики. Джерело