Космос — Страница 840 — Український телекомунікаційний портал

Узнаем ли мы, что нашли новую жизнь, когда встретим ее?

Что интересного нашло NASA в канадском озере? Для экзотической среды озеро Павильон в Британской Колумбии довольно ординарно. Да, оно далеко: ближайший крупный город — это Ванкувер, далеко за горами. Ближайшие города представлены легкими домиками на сухих склонах, их разделяют десятки километров пустой засушливой сельской местности. Самое озеро пролегает вдоль асфальтированной дороги, и если смотреть с дороги, оно ничем не будет отличаться от других горных озер на западе Северной Америки.

Но под поверхностью дно озеро Павильон усеивает нечто напоминающее коралловые рифы: купола и конусы странных форм, похожих на артишоки. Но это не кораллы, которые представляют собой колонии крошечных животных; это скальные образования под названием микробиалиты, образованные и представленные цианобактериями. Иногда ошибочно называемые «сине-зелеными водорослями», эти бактерии, возможно, даже создали камни, на которых живут, высасывая питательные вещества из воды и оставляя после себя камень. Подобно растениям, они живут на солнечном свету, процветая на мелководье вниз по крутому склону до точки, где солнечный свет сходит на нет.

Они являются причиной интереса NASA. Люди, которые приходят к этому озеру, имеют нечто большее на уме, чем могут предположить случайные посторонние. Они хотят знать, что редкие формации в озере Павильон могут рассказать нам о происхождении жизни на Земле, жизни в других мирах и вообще что такое жизнь.

Котики и жизнь

Эрвин Шредингер был умным парнем. Вы, возможно, знаете его знаменитый мысленный эксперимент с «котом Шредингера», который сидит в коробке ни жив ни мертв, пока вы не заглянете внутрь. Тем не менее одна из его самых интересных работ представляет собой тонкую книгу 1944 года, основанную на серии лекций, которые Шредингер читал в Дублине. Она ставит один вопрос: что есть жизнь?

Книга оказала большое влияние на прогнозирование некоторых важных свойств ДНК, прежде чем они были обнаружены. За десять лет до того, как была обнаружена знаменитая структура двойной спирали ДНК, Шредингер правильно определил ключ к тому, как организмы развиваются и передают информацию между поколениями, как апериодический кристалл: цепочки атомов, которые никогда точно не повторяются. Даже если каждое звено в цепи содержит те же атомы (углерод, азот, кислород, водород и фосфор), их комбинация позволяет закодировать невероятное количество информации.

Шредингер сравнивал это с кодом Морзе, который воспроизводит весь язык с помощью всего двух «букв». Сегодня мы знаем, что код ДНК имеет четыре буквы (A, C, G и T), выстраивание и спаривание которых может закодировать все, что нужно организму для строительства протеинов, функционирования метаболизма и жизни. Кажется, это простейшее отличие живого от неживого: способность передавать информацию помимо простого воспроизводства.

Обычные кристаллы воспроизводят себя, но они только проходят через повторяющийся рисунок расположения атомов. Они не могут эволюционировать. Или, по словам Шредингера, это похоже на разницу между «обычными обоями, один и тот же рисунок которых повторяется снова и снова с завидным постоянством, и шедевром вышивки, скажем, гобеленом Рафаэля, на котором нет глупого повторения, а лишь сложный, последовательный, осмысленный дизайн, нанизанный великим мастером».

Странные на вид

От первого лица — Мэтью Франсис, ученый NASA.

Понтонная лодка под завязку набита людьми, обслуживающими и управляющими дистанционно управляемыми транспортными средствами. Эти небольшие субмарины (ROV, ТНПА — телеуправляемые необитаемые подводные аппараты) оборудованы камерами высокого разрешения и изучают ту часть озера, куда дайверы-люди будут погружаться в конце недели. Они также несут датчики для измерения температуры воды, pH, GPS-положения, глубины и потока. Для достижения идеального уровня плавучести, устройства набиты странной смесью высокотехнологичного и низкотехнологичного оборудования: передовыми моторами и устройствами плавучести из шаров Wiffle и ярко-оранжевой «лапшой» из плавательного бассейна, к которой крепится пластиковый кабель. Одна машинка суетится у дна озера, делая снимки микробиалитов; задача другой — наблюдать за первой и отслеживать общие условия воды.

Я смотрю на все это из «центра управления» NASA — трейлера на берегу — по видеоканалу от ТНПА. Пейзаж дивного нового мира: нерегулярные серо-зеленые курганы размером со стол, некоторые в кластерах, некоторые по одиночке, вытянутые дальше, чем может разглядеть камера в подводной темноте. Глядя на эти кадры со дна озера, я думаю о том, как сильно это напоминает юную Землю. Основанные на ископаемых микробиалитах, древние предки современных цианобактерий были, возможно, в числе самой первой жизни на Земле. Кислород в нашей атмосфере был, по всей видимости, создан цианобактериями миллиарды лет назад, когда они преобразовали богатую углеродом атмосферу юной Земли в современную сбалансированную смесь азота и кислорода, задолго до того, как планета получила мощное развитие. Вероятнее всего, слизистые коврики колоний, которые укрывают дно далеких озер, создают современные цианобактерии, а не сложные, скалистые микробиалиты, которые мы видим в Павильоне, так что 3,5 миллиарда лет назад все было точно так же.

Странные на вид, эти микробиалиты могут быть единственной смутно знакомой вещью для путешественника во времени, который вернется в юные дни нашей планеты. Потому что жизнь не просто сделала воздух, которым мы дышим — пойти куда-нибудь, увидеть что-то на Земле, значит увидеть среду, созданную жизнью. Химия пород, океанов, почвы — все было сформировано жизнью. И ученые находят организмы — бактерии и археи, одноклеточные организмы, которые процветают в экстремальных условиях — повсюду, от трещин в породах глубоко под землей до облаков высоко в атмосфере. В любой среде эти организмы адаптировались к своему окружению и сформировали это окружение, чтобы угодить себе в первую очередь.

Следы этого взаимного формирования известны как биосигнатуры, и у озера Павильон есть прекрасные их образцы, которыми интересуется Эллисон Брэйди. Геохимик из Университета Макмастера, Брэйди ищет способы различения абиотических процессов — которые происходит без влияния жизни — и однозначных биосигнатур. «Хотя бактерии давно мертвы, — говорит она, — камень сам по себе может все еще хранить химическую сигнатуру, о которой можно сказать, что «она была создана биологическим влиянием», в противоположность к сугубо абиотической химии. Это мы наблюдаем в Павильоне».

Биосигнатуры могут рассказать нам, будут ли подобные камни, обнаруженные на Марсе, ископаемыми микробиалитами — следами некогда существовавшей там древней жизни — или жестоким подобием. Относительные количества различных изотопов или наличие необычных молекул в камне могут выявить химические следы, произведенные процессом метаболизма микробов, которые давно умерли.

Очевидно, лучшим сценарием было бы увидеть микробов (если они существуют), но это куда сложнее, чем заявляют писатели-фантасты. Любой образец микроорганизмов, собранный марсоходом, зондом или астронавтом, должен будет пережить воздействие оборудования и оказаться живой штукой под микроскопом. Этот процесс требует времени и потребует некоторых предварительных химических подсказок, что на это стоит взглянуть на микроскопическом уровне. В отсутствие трикодеров из «Звездного пути» для автоматического сканирования, ученые будут искать биосигнатуры в почве Марса, льдах спутника Юпитера Европы и потоках воды, извергающейся из ледяных вулканов Энцелада, шестой из самых крупных лун Сатурна.

«Органический» не значит «живой»

На берегах Павильона меня постоянно окружали радужные голубые стрекозы, тогда как неподалеку плавали гагары. Спустя два дня работы только ТНПА, в дело вступили водолазы. Чтобы приспособиться к ним, ученые взяли дополнительную лодку к месту погружения. На этот раз я был на воде с ними, хотя моя основная задача была держаться подальше. По факту, мой вид из трейлера был куда лучше: мне приходится смотреть за тем, что ученые видят на мониторах, и стать свидетелем того, что на самом деле делают водолазы, я не могу.

Стрекозы, гагары, водолазы и даже необычные бактерии можно распознать как живых — ведь они «дышат, кушают и растут», как пелось в песенке. Но все ли живое так делает?

Самой трудной частью поиска жизни в других местах в космосе может стать ее узнавание на вид. Большая часть жизни на Земле микробная, и хотя мы часто связываем бактерии с болезнями, большинство видов не влияют на человека так или иначе. Огромное число видов процветает в местах, которые убили бы нас, и наоборот: глубокие воды, кислотные пещеры, жгучий холод или адская жара. Тем не менее между этими организмами и нами имеются сходства, хотя эволюция и адаптация разделили нас.

Из-за этого сходства вся жизнь на Земле состоит из клеток; вся она использует жидкую воду как часть своей основной структуры; вся она построена из похожих молекул, содержащих углерод, кислород, азот и несколько других распространенных элементов; вся она использует ДНК и РНК для кодирования информации о себе и передачи этой информации будущим поколениям. И опять же, мы должны задать вопрос: должна ли жизнь быть такой? Если мы проиграем заново историю нашей Солнечной системы, будет ли жизнь использовать ту же химию, делать клетки и изменять свое окружение таким же образом?

Жизнь — это органика, что простым языком означает «молекулы, содержащие углерод». Органические молекулы довольно распространены в нашей галактике. Астрономы нашли признаки аминокислот (строительных блоков белков) в кометах и азотистые основания (генетические «буквы» ДНК и РНК) в облаках газа между звездами.

Но хотя вода может быть необходимой для жизни, ее достаточно много в других мирах и межзвездном пространстве, чтобы быть ничем не примечательной. Мы до сих пор не нашли никаких признаков чего-то, что можно было бы истолковать как «жизнь».

Как бы парадоксально это ни звучало, может существовать и неорганическая жизнь: органический не значит живой. Жизнь на основе кремния, которая населяет популярные научно-фантастические вселенные «Звездного пути» и «Плоского мира» Терри Пратчетта, стала результатом мышления в этом направлении. Кремний находится в том же столбике периодической таблицы, что и углерод, так что химически они похожи. Правда, связи, которые он образует, не совсем нужные, поэтому мы не видим образования молекул того же типа. Углерод обладает уникальной способностью среди всех элементов периодической таблицы образовывать структуры с другими атомами, которые будут достаточно сложными для жизни.

ДНК определенно сложная, что заставляет многих ученых задумываться о том, как она вообще появилась изначально. Одна из распространенных гипотез подразумевает, что РНК — которая существует в виде одиночной цепи, тогда как цепь ДНК двойная — была раньше, но даже РНК сложная. «Может быть, жизнь начала не с РНК, а с чего-то более простого, — говорит Джон Шапут из Аризонского университета. — Чем бы этот простой материал ни был, он помог образовать РНК».

«Д» в ДНК и «Р» в РНК представляют дезоксирибозу сахаров и рибозу соответственно. Дезоксирибоза и рибоза являются лестничными стойками, на которых выстраиваются генетические буквы, но они не являются единственно возможными для работы сахаров. Искусственные генетические молекулы XNA можно построить из других сахаров: X означает лишь одну букву из ряда других возможностей.

Шапут наиболее заинтересован в сахаре, известном как «треоза», поскольку в результате молекула ТНК «узнает» РНК и связывается с ней, подобно тому, как ДНК связывается с РНК. ТНК проще РНК и ДНК как в химической структуре, так и в простоте производства. Шапут и его единомышленники подозревают, что на юной Земле сначала появилась ТНК: «Поскольку ТНК проще синтезировать, она возникла раньше, но быстро была вытеснена РНК».

XNA — только один из возможных альтернативных маршрутов жизни. Углерод создает гораздо больше молекул, чем использует известная нам жизнь. Белки не используют все типы аминокислот; ДНК и РНК не используют все азотистые основания, которые возможны химически. Вполне возможно, что формы жизни в другом месте могут обладать такой же органической химией и даже похожим на наш генетическим кодом, но использовать другие молекулы в конструировании своих клеток.

Ископаемые микробиалиты

Погода солнечная и приветливая, но Тайлер Маки и Фрэнсис Ривера-Хернандес одеты для холодных температур. Они в костюмах, готовые погрузиться в холодные воды озера, пока проверяют, работает ли все необходимое для проведения научных работ оборудование.

Маки будет изучать, как микробы формируют и формируются своим окружением и как эти взаимодействия могли бы отразиться в палеонтологических летописях на Земле. Большая часть его работы проводилась в полярных озерах Антарктики. Ривера-Хернандес работает на команду Mars Science Laboratory, которая занимается марсоходом «Кьюриосити», в настоящее время исследующим поверхность Марса. Ей интересно увидеть, разделяют ли озера на Земле геологические особенности с ныне сухими озерами на Марсе, которые в далеком прошлом могли быть покрытыми льдом водоемами.

О Марсе на озере Павильон говорят много. Водолазы не только собирают научные данные о микробиалитах: они тестируют программное обеспечение и протоколы для проведения похожих работ на поверхности Красной планеты. На смену водолазам придут будущие астронавты на Марсе; лодка, с которой они ныряют, является их «командным центром» (как тот, что однажды может разместиться на марсианской луне Фобос), а большой трейлер NASA на берегу — это центр управления полетом.

Чтобы приблизить моделирование к реальности еще больше, в программное обеспечение встроена пятиминутная задержка на пути между центром управления полетом и лодкой, чтобы сымитировать время, необходимое сигналу для преодоления 55 миллионов километров от Марса до Земли в момент их наибольшего приближения. С такой задержкой водолазы не могут получить инструкции напрямую с «Земли», а, значит, большинство действий, которые они предпринимают, должны быть тщательно спланированы заранее. (У астронавтов «Аполлона» была менее существенная задержка в одну секунду в каждую сторону).

Будущие космонавты на Марсе вряд ли найдут что-то такое же живое, как бактерии в Павильоне, но могут найти останки мертвых микробиалитов. Палеонтологи обнаружили окаменелости слоистых микробиалитов, известных как строматолиты, в Австралии, Гренландии, Антарктике и за ее пределами. В западной Австралии нашли останки возрастом 3,5 миллиарда лет, которые образовались вскоре после того, как расплавленная Земля затвердела. Если бы похожие на земные микробы возникли на Марсе в аналогичный период времени, но вымерли (или переместились в подполье), когда планета высохла, там могут быть похожие окаменелости.

В настоящее время поверхностная вода на Марсе кажется эфемерной и очень соленой, но так было не всегда. «Если на Марсе когда-то было изобилие воды — чему есть множество подтверждений на поверхности — она, наверное, была заморожена», — говорит Ривера-Хернандес. Это делает холодные озера на Земле особенно интересными для кого-то, кто находится в поисках жизни на Марсе. Павильон замерзает каждую зиму, а во время последнего ледникового периода его мог покрывать слой годового льда. Некоторые структуры микробиалитов кажутся достаточно старыми, чтобы пережить это замерзание.

Нет однозначного ответа

За 71 год после выхода книги Шредингера ученые прошли длинный путь, пытаясь понять, как работает жизнь, но к окончательному и ясному определению, что такое жизнь, так и не пришли. Эволюция — ее часть, как и связанное с ней понятие передачи генетической информации от одного поколения следующему. Метаболизм — ее часть, он изменяет химический баланс ее окружающей среды так, как он не мог бы измениться без метаболизма. Но даже если существуют вещи, которые точно не являются живыми, и вещи, которые определенно живы, между ними есть темный непознанный регион.

Это царство вирусов и изгоев-белков под названием прионы — печально известных за вызов губчатой энцефалопатии у крупного рогатого скота. У вирусов есть ДНК или РНК, но для воспроизводства им нужно проникнуть в клетку. Прионы известны тем, что могут передавать информацию и воспроизводиться без ДНК, взламывая другие белки, что наносит особенный вред тканям мозга. Вирусы и прионы зачастую вредоносны, но некоторые виды дрожжей извлекают выгоды из прионов, а млекопитающие используют ДНК вируса, чтобы плод не погиб в утробе матери. Ни те ни другие не являются живыми в строгом смысле — они не растут и не множатся, не подсоединяя себя к организмам — но могут мутировать и эволюционировать под давлением естественного отбора.

«Очевидно, у вируса есть возможность следовать дарвиновским эволюционным принципам, но не без клетки-хозяина, — говорит Дэвид Линн из Университета Эмори. Для него жизнь и не-жизнь лежат на континууме: «Существует некоторый переход, после которого мы можем отличить что-то, что способно эволюционировать на химическом уровне, и что-то, что способно на биологическом». Другими словами, существует размытое разделение между тем, что требует внешнего катализатора — клетки-хозяина, ткани мозга — для эволюции, и тем, что может эволюционировать и воспроизводиться самостоятельно. В какой-то момент безжизненные химические процессы преодолевают это разделение и становятся узнаваемо живыми.

Линн много думает о биохимической информации, содержащейся в сложных молекулах, и как понять эволюцию в этом контексте. Вместе с коллегами он исследует, могут ли белки (которые в химическом смысле являются относительно длинными цепочками органических молекул, используемых в строительстве клетки) хранить и передавать ту же информацию, что и генетические молекулы, без необходимости подключать ДНК или РНК. Но как ДНК белки являются сложными, поэтому вопросом остается, было ли в истории жизни на Земле что-то еще, что пришло первым и подготовило почву для обоих этих сложных химических веществ.

Небольшое канадское озеро Павильон является одним из мест, которое может подсказать нам ответы на эти вопросы. Различные исследователи Павильона, биохимики, работающие с XNA, и астробиологи, осмысляющие жизнь на других мирах — все они пытаются понять адаптации жизни, используя химические вещества и материалы на своих местах.

Бактерии вроде тех, что живут в озере Павильон, сегодня редко строят структуры микробиалитов; хотя Павильон немного более щелочное, чем другие озера поблизости, и имеет более высокое содержание минералов, нет никаких очевидных причин для существования таких структур. «Что позволяет этим микробиалитам существовать в этом озере? Что может быть такого особенного в этом озере? — задается вопросом Дарлин Лим, ведущий исследователь Павильона. — Это довольно сложная задача для решения, и она требует множества различных точек зрения под разными углами».

Вся жизнь на Земле связана с общим предком глубоко в геологическом прошлом. Но, возможно, известная нам жизнь однажды сосуществовала с другой биохимией. Если это правда, со временем наш общий предок оказался более успешным, чем организмы, основанные на альтернативных молекулярных структурах, используя и изменяя окружающую среду, пока другие формы жизни не вымерли. Эта мысль отрезвляет: смерть засилья видов, которые могли вырасти и доминировать на планете, если бы история пошла другим путем.

Конечно, эти «может быть» остаются в области размышлений. С Марсом, с Европой, с тысячей попавших в каталоги экзопланет, диапазон химических возможностей может быть огромным. Мы даже не можем допустить, что вся жизнь должна идти той же дорожкой, что пошла на Земле, биологически или химически.

«Что такое жизнь?» — это далеко не один вопрос и не должен быть одним-цельным. Возможно, его и задавать не стоит. Мудрые умы вроде Чарльза Дарвина огибали эти философские подводные камни.

Взято с hi-news.ru

10 самых больших объектов во Вселенной

Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к других практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты. Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.

Супервойд

Совсем недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной (по крайней мере известной науке Вселенной). Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно ставит ученых в тупик, потому что они даже предположить не могли, что такой объект может действительно существовать.

Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скопления галактик, чем в окружающем их пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю. Интересным этот войд делают две вещи: его невообразимый размер и его отношение к загадочному холодному реликтовому пятну WMAP.

Что интересно, новый обнаруженный супервойд сейчас воспринимается учеными как лучшее объяснение такого явления, как холодные пятна, или регионы космического пространства, заполненные космическим реликтовым (фоновым) микроволновым излучением. Ученые долгое время спорят, чем же на самом деле являются эти холодные пятна.

Одна из предложенных теорий, например, предполагает, что холодные пятна являются отпечатками черных дыр параллельных вселенных, вызываемых квантовой запутанностью между вселенными.

Однако многие ученые современности больше склоняются к мнению о том, что появление этих холодных пятен может провоцироваться супервойдами. Объясняется это тем, что когда протоны проходят через войд, они теряют свою энергию и слабеют.

Тем не менее есть вероятность, что расположение супервойдов относительно близко к расположению холодных пятен может являться простой случайностью. Ученым предстоит провести еще немало исследований на этот счет и в конце концов выяснить, являются ли войды причиной возникновения загадочных холодных пятен или их источником является нечто иное.

Суперблоб

В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые). Правда, титул этот он сохранил ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа. Найти блоб удалось благодаря использованию специального телескопного фильтра, который неожиданно указал на наличие этого пузыря.

Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее между собой, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузыри Лиман-Альфа. Считается, что эти объекты образовались примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что сам блоб образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и высвободили гигантский объем газа. Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.

Сверхскопление Шепли

Многие годы ученые считают, что наша галактика Млечный Путь со скоростью 2,2 миллиона километра в час притягивается через Вселенную к созвездию Центавра. Астрономы теоретизируют, что причиной этому является Великий аттрактор (Great Attractor), объект с такой силой гравитации, которой достаточно аж для того, чтобы притягивать к себе целые галактики. Правда, выяснить, что же это за объект, ученые долгое время не могли, так как объект этот расположен за так называемой «зоной избегания» (ZOA), области неба около плоскости Млечного Пути, где поглощение света межзвездной пылью настолько велико, что невозможно разглядеть, что за ней находится.

Однако со временем на помощь пришла рентгеновская астрономия, которая развилась достаточно сильно, что позволила заглянуть за область ZOA и выяснить, что же является причиной такого сильного гравитационного пула. Все что ученые увидели, оказалось обычным скоплением галактик, что поставило ученых в тупик еще сильнее. Эти галактики не могли являться Великим аттрактором и обладать достаточной гравитацией для притягивания нашего Млечного Пути. Этот показатель составлять всего 44 процента от необходимого. Однако как только ученые решили заглянуть поглубже в космос, они вскоре обнаружили, что «великим космическим магнитом» является куда больший объект, чем ранее считалось. Этим объектом является сверхкластер Шепли.

Сверхкластер Шепли, являющийся сверхмассивным скоплением галактик, расположен за Великим аттрактором. Он настолько огромен и обладает настолько мощным притяжением, что притягивает к себе и сам Аттрактор, и нашу собственную галактику. Состоит сверхскопление из более 8000 галактик с массой более 10 миллионов Солнц. Каждая галактика в нашем регионе космоса в настоящий момент притягивается этим сверхкластером.

Великая стена CfA2

Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хучрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, а ширина 16 миллионов световых лет. По своей форме он напоминает Великую Китайскую стену. Отсюда и прозвище, которое он получил.

Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в ее расположении. Как и в случае со сверхкластером Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».

Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних технологий) Вселенной, потому что находящиеся внутри Млечного Пути плотные скопления газа и пыли (а также высокая концентрация звезд) сильно искажает оптические длины волн. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать иные виды волн, такие как, например, инфракрасные, которые позволяют пробиться еще через 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности увидеть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в нашем знании космоса.

Сверхскопление Laniakea

Галактики, как правило, объединены в группы. Эти группы называются скоплениями. Регионы космоса, где эти скопления более плотно расположены между собой, носят название сверхскоплений. Ранее астрономы проводили картографирование этих объектов путем определения их физического нахождения во Вселенной, однако недавно был придуман новый способ картографирования локального пространства, проливший свет на ранее неизвестные астрономии данные.

Новый принцип картографирования локального пространства и находящихся в нем галактик основан не столько на вычислении физического расположения объекта, сколько на измерении оказываемого им гравитационного воздействия. Благодаря новому методу определяется расположение галактик и на основе это составляется карта распределения гравитации во Вселенной. По сравнению со старыми, новый метод является более продвинутым, потому что он позволяет астрономам не только отмечать новые объекты в видимой нами Вселенной, но и находить новые объекты в тех местах, куда раньше не было возможность заглянуть. Так как метод основан на измерении уровня воздействия тех или иных галактик, а не на наблюдении за этими галактиками, то благодаря ему мы можем находить даже те объекты, которые мы не можем напрямую увидеть.

Первые результаты исследования наших местных галактик с использованием нового метода исследования уже получены. Ученые, на основе границ гравитационного потока, отмечают новое сверхскопление. Важность этого исследования заключается в том, что оно позволит нам лучше понять, где же наше место во Вселенной. Ранее считалось, что Млечный Путь находится внутри сверхскопления Девы, однако новый метод исследования показывает, что этот регион является лишь рукавом еще более крупного сверхскопления Laniakea — одного из самых больших объектов во Вселенной. Он простирается на 520 миллионов световых лет, и где-то внутри него находимся мы.

Великая стена Слоуна

Впервые Великая стена Слоуна была обнаружена в 2003 году в рамках проекта Слоановского цифрового небесного обзора — научного картографирования сотен миллионов галактик, для определения наличия самых крупных объектов во Вселенной. Великая стена Слоуна является гигантским галактическим филаментом, состоящим из нескольких сверхскоплений, распределяющихся по Вселенной, как щупальца гигантского осьминога. Благодаря своей длине в 1,4 миллиарда световых лет, «стена» когда-то считалась самым большим объектом во Вселенной.

Сама Великая стена Слоуна не так изучена, как сверхскполения, которые находится внутри нее. Некоторые из этих сверхскоплений интересны сами по себе и заслуживают отдельного упоминания. Одно, например, имеет ядро из галактик, которые вместе со стороны выглядят как гигантские усики. Другое сверхскопление имеет очень высокий уровень взаимодействия галактик, многие из которых сейчас проходят период слияния.

Наличие «стены» и любых других более крупных объектов создает новые вопросы о загадках Вселенной. Их существование противоречит космологическому принципу, который теоретически ограничивает то, насколько большими могут быть объекты во Вселенной. Согласно этому принципу, законы Вселенной не позволяют существовать объектам размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако объекты подобные Великой стене Слоуна полностью противоречат этому мнению.

Группа квазаров Huge-LQG7

Квазары — это высокоэнергетические астрономические объекты, расположенные в центре галактик. Считается, что центром квазаров являются сверхмассивные черные дыры, которые вытягивают на себя окружающую материю. Это приводит к огромному излучению, мощность которого в 1000 раз больше всех звезд внутри галактики. В настоящий момент третьим самым крупным объектом во Вселенной считается группа квазаров Huge-LQG, состоящая из 73 квазаров, разбросанных на более 4 миллиардов световых лет. Ученые считают, что эта столь массивная группа квазаров, а также аналогичные ей, являются одними из основных предшественников и источников самых крупных объектов во Вселенной, таких как, например, Великая стена Слоуна.

Группа квазаров Huge-LQG была обнаружена после анализа тех же данных, благодаря которым была обнаружена Великая стена Слоуна. Ученые определили ее наличие после картографирования одного из регионов космоса с помощью специального алгоритма измеряющего плотность расположения квазаров на определенной области.

Следует отметить, что само существование Huge-LQG по-прежнему является предметом споров. В то время как одни ученые считают, что этот регион космоса действительно представляет группу квазаров, другие ученые уверены в том, что квазары внутри этой области космоса расположены случайным образом и не являются частью одной группы.

Гигантское гамма-кольцо

Растянувшееся на 5 миллиардов световых лет Гигантское галактическое гамма-кольцо (Giant GRB Ring) является вторым самым крупным объектом во Вселенной. Помимо невероятного размера, этот объект привлекает к себе внимание благодаря своей необычной форме. Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные всплески энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии до Земли. Эти всплески образовали на небосводе кольцо, в 70 раз превышающий диаметр полной Луны. Учитывая, что сами по себе всплески гамма-излучения являются довольно редким явлением, шанс на то, что они сформируют подобную форму на небосводе, равен 1 к 20 000. Это позволило ученым считать, что они являются свидетелем одного из самых крупных объектов во Вселенной.

Само по себе «кольцо» — это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Есть теории, что гигантское гамма-кольцо может являться проекцией сферы, вокруг которой все гамма всплески происходили в относительно небольшой период времени около 250 миллионов лет. Правда, здесь же возникает вопрос о том, что за источник мог создать такую сферу. Одно из объяснений вертится вокруг возможности того, что галактики могут собираться в группы вокруг огромной концентрации темной материи. Однако это лишь теория. Ученые по-прежнему не знают, как образуются подобные структуры.

Великая стена Геркулес — Северная Корона

Самый большой объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес — Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца. Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.

Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес — Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык. Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.

Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.

Космическая паутина

Ученые считают, что расширение Вселенной происходит не случайным образом. Есть теории, согласно которым все галактики космоса организованы в одну невероятных размеров структуру, напоминающую нитевидные соединения, объединяющие между собой плотные области. Эти нити рассеяны между менее плотными войдами. Эту структуру ученые называют Космической паутиной.

По мнению ученых, паутина сформировалась на очень ранних этапах истории Вселенной. Ранний этап формирования паутины происходил нестабильно и неоднородно, что впоследствии помогло образованию всего того, что сейчас имеется во Вселенной. Считается, что «нити» этой паутины сыграли большую роль в эволюции Вселенной, благодаря которым эта эволюция ускорилась. Галактики, находящиеся внутри этих нитей, имеют существенно более высокий показатель звездообразования. Кроме того, эти нити являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками. После своего формирования в этих нитях, галактики направляются к галактическим скоплениям, где в итоге со временем умирают.

Только недавно ученые начали понимать, чем же на самом деле является эта Космическая паутина. Более того, они даже обнаружили ее присутствие в излучении исследуемого ими далекого квазара. Квазары, как известно, являются самыми яркими объектами Вселенной. Свет одного из них направился прямиком к одной из нитей, что разогрело находящиеся в ней газы и заставило их светиться. На основе этих наблюдений ученые провели нити между другими галактиками, составив тем самым картинку «скелета космоса».

Взято с hi-news.ru

В NASA смоделировали процесс поглощения чёрной дырой звезды

Американское космическое агентство регулярно публикует как отснятые в рамках научных миссий материалы из собственного фото- и видеоархива, так и на основе проведённых исследований прибегает к компьютерному моделированию имевших место в космосе событий. В этот раз специалисты NASA потрудились над 3D-визуализацией того, как чёрная дыра — теоретически существующая область космического пространства, для которой характерно чрезвычайно мощное гравитационное притяжение — захватывает и поглощает удалённую на расстояние 290 млн световых лет от Земли звезду.

На видео длительностью в одну минуту условная звезда, оказавшись в непосредственной близости к чёрной дыре, пересекает «горизонт событий». После этого из-за притяжения, избежать воздействие которого не в состоянии даже кванты света, приливные силы разрывают звезду на части. Продемонстрированный в ролике процесс, именуемый «приливным разрушением», сопровождается потускнением «пойманной» звезды, после которого небесное тело превращается в скопление звёздного мусора.

Лишь немногие остатки от бывшей звезды разносятся по космическому пространству в результате поглощения. Большая же часть газового шара становится новым кольцом чёрной дыры — обволакивающим её диском из летучих соединений с характерным свечением, не способным преодолеть гравитационное поле и рассеяться.

Наглядное и понятное моделирование того, как происходит взаимодействие между звездой и чёрной дырой, было основано на сведениях, полученных во время наблюдения за результатами события, проходящего под кодовым названием ASASSN-14li. При помощи трёх рентгеновских телескопов учёные сумели обнаружить описанное выше газовое кольцо, предположительно состоящее из звёздного мусора поглощённой некогда звезды в галактике PGC 043234. Это позволило объяснить процесс формирования газового диска вокруг чёрной дыры, масса которой, по предварительным подсчётам, в несколько миллионов раз превышает массу Солнца.

Взято с 3dnews.ru

8 миров нашей Солнечной системы, подходящих для жизни

Если все миры образовались в одном месте, все они будут обладать ингредиентами для жизни. Возможно, повезло не только Земле. Пока что из всех миров, которые мы нашли в космосе, Земля — на данный момент — остается уникальной: это единственная планета, на поверхности которой протекают биологические процессы, связанные с жизнью. Кажется совершенно невероятным, учитывая то, что законы природы везде одинаковы, если нигде больше во Вселенной нет биологических процессов. И все же, пока мы ищем, находим и открываем, наш мир остается единственным по-настоящему живым.

Тем не менее ингредиенты жизни, включая полный набор стабильных элементов в периодической таблице, химические соединения, связанные со строительными блоками жизни, и даже сложные органические молекулы обнаруживаются буквально повсюду в космосе. Мы находим их в атмосферах газовых гигантов, на поверхности твердых миров, на лунах, астероидах и кометах, и даже в газовых глубинах межзвездного пространства.

Да, существует большая пропасть между «органическими молекулами» и тем, что мы считаем сегодня живыми организмами. Хотя существует масса интересных возможностей того, что может быть за пределами Земли, пока мы не обнаружили ни одного другого мира, который можно считать «живым», а также не нашли останков прошлой жизни на других мирах. Солнечная система — отличное место для старта, поскольку это близко и доступно. И несмотря на то, что пока у нас ничего нет, существует ряд интригующих возможностей для обнаружения жизни за пределами Земли у нас под боком.

Вот восемь миров, которые мы считаем наиболее подходящими для возможного существования жизни.

Европа

Второй спутник Юпитера, Европа, кажется слишком далекой от Солнца, на первый взгляд, чтобы быть хорошим кандидатом на наличие жизни. Но у Европы есть две особенности, которые позволяют нам так думать: много воды — намного больше, чем на Земле, — и внутреннее тепло, рожденное приливной силой Юпитера. Под поверхностью из льда на Европе прячется огромный океан жидкой воды, и его подогрев изнутри вследствие гравитации Юпитера может создавать ситуацию, очень похожую на несущие жизнь гидротермальные источники на океаническом дне Земли. Вряд ли там можно обнаружить жизнь, которую вы привыкли видеть у нас на планете, но некоторая ее форма вполне может там выживать, воспроизводиться и эволюционировать.

Энцелад

Ледяная луна Сатурна меньше Европы и имеет меньше воды, но ее жидкий океан (под поверхностью из твердого льда) уникален: он выбрасывает 500-километровые гейзеры воды в космос. Эти гейзеры и говорят нам о том, что там есть жидкая вода, и в сочетании с другими элементами и молекулами, необходимыми для жизни, вроде метана, аммиака и диоксида углерода, там вполне могла бы угнездить жизнь. В океанах Энцелада. У Европы больше тепла, воды и значит — так мы думаем — больше шансов, но не стоить списывать Энцелад со счетов, поскольку у него тоньше ледяная поверхность и мощные извержения, а значит, мы можем попытаться найти жизнь при помощи орбитальной миссии, даже не спускаясь на поверхность спутника.

Марс

Эта Красная планета когда-то была очень и очень похожей на Землю. В первый миллиард лет существования Солнечной системы вода свободно текла по марсианской поверхности, вырезая реки, озера и океаны, остатки которых мы наблюдаем сегодня. Особенности, связанные с водяным прошлым, вроде сферул (которые часто связывают с жизнью на Земле), довольно распространены на Марсе. В дополнение к этому марсоход «Кьюриосити» обнаружил активный, подземный и переменный источник метана, возможно, указывающий на современную жизнь. Также недавно на поверхности Марса было подтверждено присутствие жидкой воды.

Теперь, когда мы знаем, что на поверхности Марса имеется жидкая вода, хотя и в очень соленой среде, дверь, безусловно, открыта. Есть ли там жизнь? Была ли там жизнь, но недолго? Марс представляет дразнящие возможности.

Титан

Энцелад может предлагать прекрасные возможности существования похожей на земную жизни, но, возможно, жизнь обретается и в другой форме? С атмосферой толще земной, вторая по размерам луна в нашей Солнечной системе, Титан, имеет на своей поверхности жидкий метан: океаны, реки и даже водопады. Что, если жизнь может использовать метан в другом мире так же, как использует воду на Земле? Если ответ «да», то на Титане вполне могут быть живые организмы.

Венера

Венера — сущий ад. При постоянной температуре в 500 градусов Цельсия на поверхности, ни один посадочный модуль не переживал больше нескольких минут, коснувшись поверхности ближайшей к нам планеты. Причина того, что Венера такая жаркая, кроется в ее плотной, богатой диоксидом углерода атмосфере, набитой облаками из серной кислоты, удерживающими тепло. Но жизнь на Венере может жить далеко не на поверхности: на высоте 100 километров все намного интереснее. Над толстой шапкой облаков Венеры окружающая среда на удивление похожа на земную: те же температуры, давление, меньше разъедающих материалов. Вполне возможно, что, учитывая уникальную химическую историю планеты, эта среда на высоте наполнена углеродной воздушной жизнью, и миссия на Венеру с легкостью это проверит.

Тритон

Вы, возможно, не слышали о крупнейшем спутнике Нептуна, но он весьма интересен: у него есть «черные курящие» вулканы, он вращается не в ту сторону, и он родом из пояса Койпера. Когда-то он был крупнее Плутона и Эриды, королем объектов пояса Койпера, и теперь, летая на орбите вокруг последней планеты нашей Солнечной системы, он обладает множеством необходимых для жизни материалов, включая азот, кислород, лед и метановые льды. Могли бы некоторые формы примитивной жизни существовать при таких условиях? Почему бы и нет?

Церера

Может показаться странным допускать, что на астероиде может быть жизнь. Но когда астероиды падают на Землю, мы находим не только 20 необходимых для жизни аминокислот, но и порядка 100 других: все строительные блоки в сборе. Может ли самый крупный из астероидов со странными и необъяснимыми «белыми пятнами» иметь жизнь? И хотя ответом будет «скорее нет, чем да», не стоит забывать, что, согласно теории, столкновения астероидов и объектов пояса Койпера, скорее всего, занесли жизнь на Землю. Она могла появиться задолго до образования Земли, и ее сигнатуры можно было бы обнаружить на мирах вроде Цереры. Осталось только найти.

Плутон

Кто бы мог ожидать, что самый далекий мир нашей Солнечной системы — с температурой ненамного выше абсолютного нуля — может быть подходящим кандидатом для жизни? И да, у Плутона есть атмосфера, примечательные особенности поверхности и те же льды, что у Тритона. Также на нем имеются объекты, которые могли бы привезти атмосферу и океаны, подобные нашим, на его поверхность. Может ли на Плутоне быть жизнь? Зонд «Новые горизонты» даст нам знать, но чтобы проверить наверняка, придется высаживаться на поверхность.

Многие из нас считают, что мы не одни во Вселенной, но пока факты указывают прямо на противоположное. Но если мы будем двигаться и искать, возможно, однажды мы сможем найти жизнь в неожиданном, немыслимом для жизни месте. Пока наша логика, интуиция и наши поиски привели нас к тому, что имеем. Но, гарантирую, Вселенная еще ой как удивит нас всех.

Взято с hi-news.ru

Насколько большими могут быть звезды?

Мерцающие звездочки кажутся крошечными точками света, но в реальности они огромны. Астрономы точно не знают, насколько большой может стать звезда, но при определенных обстоятельствах, похоже, они могут стать воистину колоссальными. Ближайшая к нам звезда — это, конечно, Солнце. Оно имеет массу порядка 2 миллионов триллионов триллионов килограммов (двойка и за ней тридцать нулей). Если бы Земля весила как скрепка для бумаг, Солнце весило бы как мотоцикл «Урал».

Хотя Солнце не такое уж и легкое, в действительности его вес немногим выше среднего. Около 1% звезд весят в восемь раз больше Солнца, и сущая горстка звезд в галактике весит как сто или двести солнц.

Самая известная массивная звезда — R136a1 — весит порядка 265 солнечных масс. Она настолько огромна, что ее открытие в 2010 году побудило астрономов пересмотреть свои теории о том, насколько массивной может звезда стать.

Это, в свою очередь, заставляет нас пересмотреть наши представления о первых звездах, которые когда-то были образованы. Оказывается, некоторые из этих первых звезд, родившихся всего спустя 200 миллионов лет после Большого Взрыва, могли весить в 100 000 раз больше Солнца, что делает их самыми массивными звездами в принципе. Вопрос в том, как R136a1 и эти первичные звезды вообще смогли стать такими большими?

Масса звезды — не просто интересная величина. Это самая важная собственность звезды, определяющая, как звезда живет и умирает. Звезда — это гигантский шар горячего газа, настолько массивный, что его гравитация притягивает его самого к себе. Вследствие этого ядро звезды становится чрезвычайно плотным и горячим. Это запускает ядерную реакцию, в процессе которой пары атомов сливаются в более крупные, производя много тепла и давления, которое толкает звезду обратно наружу.

Жизнь звезды висит в этом балансе между гравитацией и давлением. Как только заканчивается топливо, ядерный синтез останавливается и не может препятствовать коллапсу.

Судьба звезды и скорость ее выгорания полностью зависит от ее массы.

Массивные звезды в несколько десятков солнечных масс выгорают быстро и ярко. Они живут всего несколько сотен миллионов лет, прежде чем взорваться в виде сверхновой и оставить за собой плотные, экзотические объекты вроде черной дыры или нейтронной звезды.

И напротив, небольшие звезды вроде Солнца медленно и стабильно выгорают миллионы лет, прежде чем стать звездными трупиками — белыми карликами.

Самая маленькая звезда может быть 0,08 солнечной массы, исходя из относительно уверенных и простых расчетов. Звезда именно такой массы достаточно массивна, чтобы запустить ядерный синтез. Все, что меньше, будет просто шаром газа. Но если астрономы хорошо понимают минимальную массу звезды, на другом конце все размыто. «Это одна из самых крупных неразрешенных загадок астрофизики», — говорит Волкер Бромм, астрофизик Техасского университета в Остине, США.

Еще десять лет назад астрономы думали, что верхний предел звездных масс в текущей Вселенной составляет 150 солнечных масс. «Было много хороших свидетельств в пользу этого предела, как из теорий, так и из наблюдений», — говорит Пол Краутер из Университета Шеффилд в Великобритании.

Вам должно повезти, чтобы вы увидели звезду с высокой массой, поскольку срок их жизни очень короток. Звезды в сто или больше солнечных масс умирают за пару миллионов лет: мгновение ока по космическим меркам.

Одно из многообещающих мест для поиска такой звезды — это кластер Арки, одна из самых плотных коллекций звезд в Млечном Пути. Этот кластер, казалось, сформировался относительно недавно, поскольку наиболее массивные звезды еще живы. Вокруг него также валяется много материала для звездообразования, обеспечивая среду, благоприятную для звездных гигантов.

Но астрономы не смогли найти звезды с массой больше 150 солнечных. Возможно, подумали они, звезды просто не могут стать настолько массивными. В какой-то момент звезда должна стать настолько массивной и яркой, что ее радиация сдувает внешние слои, препятствуя дальнейшему росту. Это естественное ограничение массы называется пределом Эддингтона, и расчеты предполагают, что он близок к 150 солнечным массам.

Но в 2010 году Краутер и группа астрономов изучила еще более тяжелую группу звезд скопления R136. Там они обнаружили не одну, а даже несколько звезд, превзошедших предел в 150 солнечных масс. Самая удивительная, которая R136a1, была невероятной массы в 265 солнечных.

Более того, возможно, она была еще тяжелее, когда родилась.

R136a1 — звезда Вольфа — Райе: это означает, что она массивная, яркая и горячая, с мощной радиацией, которая сдувает ее внешние слои. Ее температура порядка 53 000 градусов по Цельсию, и светится она в 10 миллионов раз ярче Солнца. Даже если она молода, едва ли больше миллиона лет, она уже потеряла газа на 50 наших Солнц.

Из чего следует, что R136a1 когда-то весила больше 300 солнц. Намного больше предела в 150 солнечных масс.

Превышение этого предела не составило проблемы. Предыдущие оценки предела Эддингтона оказались относительно сырыми, говорит Краутер, и более подробные расчеты показали, что звезды могут быть намного более массивными — в теории, по крайней мере.

Что касается кластера Арки, астрономы обнаружили, что он старше, чем думали раньше, и по-настоящему массивные звезды давно уже перестали существовать. R136, впрочем, намного моложе изначальных звезд.

Как бы то ни было, тяжеловесы вроде R136a1 — редкость. В Млечном Пути их может быть совсем мало, говорит Краутер. «Самый большой вопрос в том, как они набрали такую массу», — говорит он.

Чтобы растущая звезда набрала массу, необходимо время. Звездам вроде Солнца нужно порядка 10 миллионов лет на образование. Но звезды вроде R136a1 живут всего пару миллионов лет, поэтому они должны были образоваться сотни тысяч лет назад.

Никто не знает наверняка. Одна из идей заключается в том, что эти колоссальные звезды образуются, когда сталкиваются длинные нити холодного и плотного газа. За последние пару лет Космическая обсерватория Гершеля в Европе обнаружила такие нити по всей галактике. Каждая вытягивается на несколько световых лет.

Когда эти нити сталкиваются между собой, могут образоваться плотные объемы газа, которые коллапсируют в звезду, давая жизнь одновременно целому звездному скоплению. Большинство этих новых звезд будет мелкими, некоторые массивными, а еще меньше гигантскими вроде R136a1.

Трудно понять, как именно это происходит. «Детали довольно размыты, я бы сказал», — говорит Краутер. Эти регионы массивного звездообразования скрыты облаками плотной межзвездной пыли, поэтому даже самый мощные телескопы с трудом могут через них пробиться.

Гигантские звезды могут также образоваться, когда звезды сливаются между собой. Большинство тяжелых звезд пребывают в парах, так или иначе, поэтому если пара таких звезд будет иметь массу в несколько десятков раз превышающую солнечную, они могут слиться в одну большую звезду.

Как звезды вроде R136a1 становятся такими большими, пока остается загадкой, но самые первые звезды удивляют еще больше. Они воистину огромны.

Спустя 200 миллионов лет после Большого Взрыва было много света. Когда облака газообразного водорода и гелия коллапсировали в первые звезды Вселенной. В отличие от современных звезд, все они были намного более массивными. Многие весили десятки солнечных масс, некоторые достигали сотни или двух. Те первые звезды могли доходить до этого, поскольку космическая среда была другой. В частности, не было тяжелых химических элементов.

Тяжелые элементы важны, поскольку помогают охлаждать газовые облака. В горячем газе атомы мельтешат туда сюда и сталкиваются друг с другом. Тяжелые элементы могут преобразовать эту энергию столкновения в свет, который затем будет излучен. Так уходит тепло.

Но тяжелые элементы существовали не всегда. Они были выкованы из ядерного синтеза в ядрах звезд и во взрывных смертях массивных звезд. Поколение за поколением, звезды производили все элементы, которые мы находим в космосе сегодня. Когда появились первые звезды, в мире был лишь водород, гелий и крошечные доли лития.

Без тяжелых элементов, газовые облака остывали с трудом, а значит, им было тяжелее коллапсировать в звезды. Чтобы компенсировать это, каждое облако росло все больше и больше, набирая больше тяжести, чтобы спровоцировать коллапс. В результате рождались звезды, которые более массивны, чем современные звезды.

В течение многих десятилетий никто не знал наверняка, насколько именно массивней. Совсем недавно астрономы пришли к открытию: те звезды могли быть намного больше, чем считалось ранее.

Астрономы обнаружили квазары, существующие в течение миллиарда лет после Большого Взрыва.

Квазары — это чрезвычайно яркие объекты, которые подпитываются черной дырой в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца. Черная дыра питается закрученным диском пыли и газа, выбрасывая мощные пучки энергии.

И снова загадка: как там образовались эти сверхмассивные черные дыры?

Черные дыры образуются, когда звезды исчерпывают свое топливо и коллапсируют. Чтобы черная дыра стала сверхмассивной, она должна поглотить много массы в форме ближайшего газа и пыли, либо слиться с другими черными дырами.

Проблема в том, что эти квазары существовали в такой ранней истории космоса, что сверхмассивные черные дыры должны были набрать свой вес за невероятно короткий промежуток времени. Исходя из теории и компьютерных симуляций, даже звезды в несколько сотен солнечных масс не смогли бы вырасти так быстро, чтобы стать сверхмассивными.

Существует решение этого парадокса, но оно включает в себя по-настоящему гигантские звезды в 100 000 солнечных масс. Рядом с такими звездами даже R136a1 была бы карликом.

Компьютеры расчеты показывают, что облако в миллион солнечных масс может коллапсировать в звезду с массой в 100 000 солнц. Условия тоже должны быть подходящими: никаких тяжелых элементов и много ультрафиолетового излучения, которое дополнительно препятствует охлаждению газовых облаков.

Звезда таких размеров будет неустойчивой и может моментально коллапсировать в черную дыру. Эта черная дыра затем продолжит наращивать свою массу, потребляя пыль и газ, либо сливаясь с другими черными дырами, пока не станет достаточно массивной, чтобы питать квазар.

Таковая теория. «Наши компьютеры терпеливо создают такие объекты, — говорит Александр Хегер из Университета Монаша в Австралии. — Но существуют ли они в природе, у нас нет никаких прямых доказательств этого. Все они теоретические на данный момент».

Мы могли бы получить прямые доказательства, если бы наблюдали за слиянием черных дыр.

Когда две черные дыры сталкиваются, они создают рябь на поверхности ткани пространства-времени, гравитационные волны. Европейский лазерный интерферометр eLISA должен будет обнаружить их, когда его запустят после 2028 года. Измеряя эти волны, астрономы смогут определить массы сливающихся черных дыр и их возможное происхождение из сверхмассивных звезд.

Астрономы также ждут следующего поколения телескопов, среду которых космический телескоп Джеймса Вебба, Тридцатиметровый телескоп, Европейский Чрезвычайно Большой телескоп и Гигантский Магелланов телескоп. Эти обсерватории могли бы найти первые черные дыры, рожденные из сверхмассивных звезд. Они даже могли бы уловить звезду в процессе коллапса в черную дыру.

Такие открытия могут перевернуть наше понимание звезд и космоса в целом. Поняв, с чего начались первые массивные звезды, астрономы могли бы узнать, какими были первые галактики.

«Вопрос о природе первых звезд и пределах их массы может рассказать нам об особенном моменте космической истории. До него Вселенная была простым и скучным местом, в котором даже не было источников света».

Взято с hi-news.ru

Открыта первая планета, вращающаяся вокруг белого карлика

Учёные всегда были уверены, что вокруг некоторых белых карликов всё ещё вращаются планеты, несмотря на мощные катаклизмы, предшествующие возникновению такого типа звёзд. Тем не менее было невозможно доказать существование таких планет на практике… по крайней мере до недавнего времени. Благодаря космической обсерватории Кеплер астрономы обнаружили планету, вращающуюся вокруг WD 1145+017, расположенного в 570 световых годах от нас белого карлика.

Правда, нельзя сказать, что планета эта находится в хорошей форме. Необычный свет умирающей звезды говорит о том, что планета постепенно разрушается из-за оказываемого на неё гравитационного давления, оставляя за собой гигантское пылевое облако. Исследователи полагают, что планета вышла на свою фатальную орбиту после резкого изменения массы, вызванного столкновением планет.

В будущем мы наверняка станем свидетелями подобных открытий, поскольку более слабый свет белых карликов не мешает учёным наблюдать двигающиеся вокруг них планеты. Кроме того, существует шанс (хоть и небольшой), что столкновения могут вытолкнуть некоторые планеты в зону обитаемости. В таком случае учёные смогут хорошо изучить миры, которые могут поддерживать жизнь. В любом случае теперь очевидно, что планетарные системы не исчезают только потому, что их звёзды подходят к концу своего жизненного пути.

Взято с hi-news.ru