Рубрика: Космос

Декілька років тому вчені відкрили білий карлик, що обертається навколо сонцеподібної зірки в системі KIC 8145411. Після ряду спектроскопічних досліджень з’ясувалося, що цей об’єкт дуже «легкий». Своєю чергою, комп’ютерне моделювання показало, що маломасивні білі карлики в таких системах існувати не можуть. Після нового аналізу американські астрономи нарешті пояснили цей феномен.

У 2019 році міжнародна команда астрономів оголосила про відкриття незвичайної зіркової системи під назвою KIC 8145411, в якій білий карлик звертається навколо зірки сонячного типу кожні 456 днів. KIC 8145411 — рідкісний приклад подвійної системи, де гравітаційна дія компактного білого карлика трохи збільшує світність більш потужної зірки-компаньйона щодо спостерігача. Саме цей ефект допоміг дослідникам вирахувати масу карлика.

У своїй роботі астрономи розповіли, що маса білого карлика виявилася втричі меншою від очікуваної від подібних світил: вона склала всього п’яту частину маси Сонця (близько 0,2 сонячної). Такі маломасивні об’єкти вчені раніше спостерігали лише в тих системах, у яких дві зірки розташовані дуже близько одна до одної. Тобто на відстані, що дозволяє більшому компаньйону перетягувати речовину зі свого сусіда, таким чином прискорюючи його «еволюцію».

Велика зірка «здирає» з маленької зовнішні шари і перетворює її на білого карлика малої маси. Самі по собі білі карлики такої малої маси не виникають, тому що утворюються з більш масивних зірок.

У KIC 8145411 картина зовсім інша. Білий карлик обертається від сонцеподібної зірки на відстані, що перевищує відстань між Землею та Сонцем (одна астрономічна одиниця). Іншими словами, це занадто далеко для того, щоб більша зірка могла «здерти» оболонку з маленького сусіда. Сучасні астрономічні моделі показали, що в системах типу KIC 8145411 маломасивні білі карлики існувати не можуть.

Група астрономів із Каліфорнійського технологічного інституту під керівництвом Нацуко Ямагуті (Natsuko Yamaguchi) спробувала розгадати цей феномен. Про свої результати вчені розповіли у статті, опублікованій на сайті електронного архіву препринтів arXiv.

Щоб досліджувати зіркову систему KIC 8145411, Ямагуті та її колеги скористалися телескопами Паломарської обсерваторії, розташованої в окрузі Сан-Дієго в штаті Каліфорнія: 200-дюймовим телескопом Хейла, 48-дюймовим телескопом Самуеля Оскопа Самуеля-Одюмом.

Дослідники виявили, що система KIC 8145411 зовсім не подвійна, як передбачали їхні колеги, які відкрили «неможливий» білий карлик. Там знаходиться ще одна, третя, зірка — світило сонячного типу, що обертається навколо двох інших зірок на відстані приблизно 700 астрономічних одиниць.

Команда Ямагуті знову провела розрахунки маси білого карлика, але використовуючи для цього світність нової зірки. Дослідники визначили, що його маса цілком прийнятна для таких об’єктів — 0,5-0,6 сонячної. Тобто виявилося, що білий карлик у системі KIC 8145411 зовсім не «неможливий», таким його зробила помилка попередньої групи вчених.

Відкриття прихованої зірки KIC 8145411 дозволяє припустити, що в деяких подвійних зіркових системах насправді знаходиться ще третє, «невидиме», світило. Це, своєю чергою, може внести плутанину до розрахунків, необхідні визначення зоряних мас. На думку авторів наукової роботи, їхні колеги, ймовірно, потрапили в ситуацію, «коли дві яскраві зірки помилково сприйняли одну».

Астрономи щойно виявили існування планети розміром із Землю навколо SPECULOOS-3, сусідньої зірки, подібної за розміром до Юпітера та вдвічі холоднішої за наше Сонце.

Проект SPECULOOS щойно виявив нову екзопланету розміром із Землю навколо SPECULOOS-3, «ультрахолодної карликової» зірки розміром з Юпітер, удвічі холоднішою за наше Сонце та розташованою на відстані 55 світлових років від Землі. Після знаменитого TRAPPIST-1 SPECULOOS 3 є другою планетною системою, виявленою навколо цього типу зірок.

Ультрахолодні карликові зірки

Ультрахолодні карликові зірки є найменш масивними зірками в нашому Всесвіті та подібні за розміром до планети Юпітер. Порівняно з нашим Сонцем вони більш ніж удвічі холодніші, у десять разів менш масивні та в сто разів менш яскраві. Їх тривалість життя більш ніж у сто разів довша, ніж у нашої зірки, і вони будуть останніми зірками, які сяятимуть, коли Всесвіт стане холодним і темним. Хоча вони набагато більш поширені в Космосі, ніж сонцеподібні зірки, ультрахолодні карликові зірки все ще погано вивчені через їх низьку світність. Зокрема, дуже мало відомо про їхні планети, хоча вони становлять значну частину планетарного населення нашого Чумацького Шляху .

Відкриття SPECULOOS-3 b

Саме на цьому тлі консорціум SPECULOOS, очолюваний Університетом Льєжа, щойно оголосив про відкриття нової планети розміром із Землю, яка обертається навколо сусідньої ультрахолодної карликової зірки. Екзопланета SPECULOOS-3 b знаходиться приблизно в 55 світлових роках від Землі. Це дуже близько в космічному масштабі, оскільки наша рідна галактика, Чумацький Шлях, простягається на 100 000 світлових років.

SPECULOOS 3 — це лише друга планетна система, виявлена ​​навколо цього типу зірок: «SPECULOOS-3 b практично такого ж розміру, як наша планета», — пояснює астроном Майкл Гіллон, перший автор статті, опублікованої в Nature Astronomy. Рік, тобто оберт навколо зірки, триває близько 17 годин. З іншого боку, дні та ночі ніколи не повинні закінчуватися. Ми вважаємо, що планета обертається синхронно, тому одна й та сама сторона, яка називається денною, завжди звернена до зірки, так само як Місяць до Землі. З іншого боку, нічна рука була б замкнена в нескінченній темряві».

Проєкт SPECULOOS

Проект SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULTra-COOL Stars), ініційований і очолюваний астрономом Майклом Гіллоном, був спеціально розроблений для пошуку екзопланет навколо найближчих ультрахолодних карликових зірок. «Ці зірки розкидані по небу, тому ви повинні спостерігати за ними одну за одною протягом кількох тижнів, щоб мати хороший шанс виявити транзитні планети», — продовжує дослідник. Для цього потрібна спеціальна мережа професійних роботизованих телескопів». Це концепція, що лежить в основі SPECULOOS, яким спільно керують університети Льєжа, Кембриджа, Бірмінгема, Берна, MIT і ETH Zürich.

«Ми розробили SPECULOOS спеціально для спостереження за найближчими ультрахолодними карликовими зірками в пошуках скелястих планет, які добре піддаються детальному дослідженню», — коментує Летіція Делрез, астроном з Університету Льєжа. У 2017 році наш прототип SPECULOOS за допомогою телескопа TRAPPIST виявив знамениту систему TRAPPIST-1, що складається з семи планет розміром із Землю, включаючи кілька потенційно придатних для життя. Це був чудовий початок!»

SPECULOOS-3 Star і SPECULOOS-3 b

Зірка SPECULOOS-3 більш ніж удвічі холодніша за наше Сонце, із середньою температурою близько 2600°C. Завдяки своїй надкороткій орбіті планета отримує від Сонця майже в шістнадцять разів більше енергії за секунду, ніж Земля, і тому буквально бомбардується високоенергетичним випромінюванням.

«У такому середовищі наявність атмосфери навколо планети є дуже малоймовірною», — каже Жюльєн де Віт, професор Массачусетського технологічного інституту та співдиректор Північної обсерваторії SPECULOOS і її телескопа Артеміда, спільно розробленого Університетом Льєжа та Массачусетського технологічного інституту. , і основа цього відкриття.

Той факт, що ця планета не має атмосфери, може бути плюсом у кількох відношеннях. Наприклад, це може дати нам змогу багато чого дізнатися про надхолодні карликові зірки, що, своєю чергою, зробить можливим більш глибокі дослідження їхніх потенційно придатних для життя планет».

Майбутні дослідження за допомогою космічного телескопа Вебба

SPECULOOS-3 b виявляється чудовою ціллю для космічного телескопа Джеймса Вебба, запущеного в 2021 році, дані якого революціонізують наше бачення Всесвіту. «За допомогою JWST ми могли б навіть вивчати мінералогію поверхні планети!» – захоплюється Ельза Дюкро, колишня дослідниця з Льєжського університету, яка зараз працює в Паризькій обсерваторії.

«Це відкриття демонструє здатність нашої обсерваторії SPECULOOS-North виявляти екзопланети розміром із Землю, придатні для детального вивчення. І це лише початок! Завдяки фінансовій підтримці регіону Валлонія та Університету Льєжа два нових телескопи, Оріон і Аполлон, незабаром приєднаються до Артеміди на плато вулкана Тейде на Тенеріфе, щоб прискорити полювання на ці захоплюючі планети», – підсумовує Міхаель. Гіллон.

Довідка: «Виявлення екзопланети розміром із Землю, що обертається навколо сусідньої ультрахолодної карликової зірки SPECULOOS-3» 15 травня 2024 р., Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-024-02271-2

Корпорація Boeing повідомила, що запуск до Міжнародної космічної станції першого пілотованого корабля CST-100 Starliner вкотре відклали. Він відбудеться не раніше, ніж 21 травня. 

Запуск багаторазового космічного корабля CST-100 Starliner компанії Boeing мав відбутися 6 травня, проте його скасували за дві години до старту. Інженери United Launch Alliance (ULA) виявили технічні несправності з кисневим клапаном верхнього ступеня ракети Atlas V, який гудів та викликав вібрацію, змусивши фахівців засумніватися у безпеці місії.

Пізніше інженери вирішили не лагодити клапан, а повністю його замінити. Тому ракету відправили до складального цеху, а запуск перенесли на 17 травня. Однак 14 травня інженери виявили невеликий витік гелію в сервісному модулі Starliner, старт корабля знову перенесли — цього разу на 21 травня. 

Безпілотний Starliner уже двічі літав до МКС. Але у грудні 2019 року через некоректну роботу двигунів він не зміг зістикуватися з орбітальною станцією і достроково повернувся на Землю. Потім, у травні 2022-го, місію Starliner, хоч і не без деяких проблем, визнали успішною.

Місія XRISM показала важливі дані про надмасивну чорну діру в центрі галактики NGC 4151, покращуючи розуміння взаємодії чорної діри з навколишнім середовищем. Після початку наукових операцій у лютому цього року очолювана Японією місія XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) досліджувала чудовищну чорну діру в центрі галактики NGC 4151.

«Прилад Resolve від XRISM зафіксував детальний спектр області навколо чорної діри», — сказав Брайан Вільямс, науковий співробітник проекту NASA для місії в Центрі космічних польотів імені Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд. «Піки та спади схожі на хімічні відбитки пальців, які можуть сказати нам, які елементи присутні, і розкрити підказки про долю матерії, коли вона наближається до чорної діри».

XRISM (вимовляється як «crism») очолює JAXA (Японське агентство аерокосмічних досліджень) у співпраці з NASA разом із внеском ESA (Європейського космічного агентства). Він був запущений 6 вересня 2023 року. NASA і JAXA розробили Resolve, мікрокалориметричний спектрометр місії.

NGC 4151: спіральна галактика з надмасивною чорною дірою

NGC 4151 — це спіральна галактика на відстані близько 43 мільйонів світлових років від нас у північному сузір’ї Венатичих Псів. Надмасивна чорна діра в її центрі вміщує масу, що у 20 мільйонів разів перевищує масу Сонця.

Галактика також активна, а це означає, що її центр надзвичайно яскравий і мінливий. Газ і пил, що обертаються до чорної діри, утворюють навколо неї акреційний диск і нагріваються під дією сил тяжіння та тертя, створюючи мінливість. Частина матерії на краю чорної діри утворює подвійні струмені частинок, які вилітають з обох боків диска зі швидкістю майже світла. Роздута хмара матеріалу у формі пончика, що називається тором, оточує акреційний диск.

Унікальні аспекти NGC 4151

Фактично, NGC 4151 є однією з найближчих відомих активних галактик. Інші місії, включно з рентгенівською обсерваторією Чандра НАСА та космічним телескопом Хаббла, досліджували його, щоб дізнатися більше про взаємодію між чорними дірами та їх оточенням, що може розповісти вченим, як надмасивні чорні діри в галактичних центрах ростуть протягом космічного часу.

Галактика надзвичайно яскрава в рентгенівських променях, що зробило її ідеальною ранньою мішенню для XRISM.

Інсайти спектрального аналізу XRISM

Спектр Resolve NGC 4151 показує різкий пік при енергіях трохи менше 6,5 кеВ (кілоелектронвольт) — емісійну лінію заліза. Астрономи вважають, що більша частина потужності активних галактик походить від рентгенівського випромінювання, яке походить від гарячих спалахів поблизу чорної діри. Рентгенівські промені, що відбиваються від холоднішого газу в диску, змушують залізо флуоресцувати, утворюючи специфічний рентгенівський пік. Це дозволяє астрономам намалювати кращу картину як диска, так і областей виверження, розташованих набагато ближче до чорної діри.

Спектр також показує кілька провалів близько 7 кеВ. Залізо, розташоване в торі, також спричинило ці провали, хоча через поглинання рентгенівських променів, а не випромінювання, тому що матеріал там набагато холодніший, ніж у диску. Все це випромінювання приблизно у 2500 разів перевищує енергію світла, яке ми можемо бачити нашими очима.

Залізо — це лише один елемент, який XRISM може виявити. Телескоп також може помітити сірку, кальцій, аргон та інші, залежно від джерела. Кожна з них розповідає астрофізикам щось інше про космічні явища, розсіяні по рентгенівському небу.

Потужна геомагнітна буря, яка обрушилася на Землю минулими вихідними, спровокувала короткочасний збій у роботі радіозв’язку та появу полярних сяйв. Минулого разу подібна буря вивела з ладу одразу 40 супутників Starlink.

Однак цього разу, згідно з повідомленням фахівців компанії Ілона Маска, все угрупування інтернет-супутників Starlink витримало геомагнітну бурю і залишається в робочому стані.

Нагадаю, що зараз на орбіті нашої планети знаходиться майже 6000 супутників Starlink, які забезпечують доступ до інтернету в десятках країн.

Під час кріогенних випробувань прототипу Starship S31 на «Зоряній базі» компанії SpaceX у Техасі виникла «електрична аномалія».

Інженери компанії Ілона Маска намагаються з’ясувати причини інциденту, які призвели до займання електропроводки, а також оцінити, як аномалія позначиться на ході робіт.

Хоча цей інцидент може спричинити стурбованість, важливо визнати, що подібні невдачі — невід’ємна частина випробувань та розробки ракет.