Приголомшливе нове зображення з телескопа Джеймса Вебба показує космічний міраж, відомий як кільце Ейнштейна, де світло далекої галактики спотворюється в ідеальне коло під дією гравітації ближчої галактики.

Це рідкісне вирівнювання дає вченим природну збільшувальну лінзу для вивчення галактик, розташованих за мільярди світлових років від нас. Завдяки потужним інструментам Вебба та підтримці Габбла астрономи можуть досліджувати скупчення галактик і простежувати еволюцію Всесвіту з небаченою раніше деталізацією.

Космічна оптична ілюзія: кільце Ейнштейна

Ця нова «Світлина місяця» від телескопа Джеймса Вебба демонструє рідкісне та вражаюче космічне явище, відоме як кільце Ейнштейна. На перший погляд, зображення може виглядати як одна незвично сформована галактика, але насправді це дві галактики, розділені величезною відстанню. Ближча галактика розташована в центрі зображення, тоді як світло від більш далекої галактики зігнуте навколо неї, утворюючи сяюче кільце.

Кільця Ейнштейна виникають через процес, який називається гравітаційним лінзуванням, коли світло далекого об’єкта викривляється під дією гравітації масивного об’єкта, що знаходиться між джерелом світла та спостерігачем. Це відбувається тому, що простір-час, сама тканина Всесвіту, викривляється під впливом маси, і світло слідує цим викривленням. На звичайних масштабах цей ефект занадто слабкий, щоб його помітити, але на астрономічних масштабах він стає дуже виразним — наприклад, коли світло однієї галактики проходить поблизу іншої галактики або скупчення галактик.

Ідеальне вирівнювання створює кільце

Коли віддалена галактика, галактика-лінза і спостерігач вирівнюються майже ідеально, цей ефект лінзування створює майже повне коло світла — кільце Ейнштейна. Залежно від точності вирівнювання, кільце може виглядати повністю завершеним, як у цьому випадку, або лише частково сформованим. Ці рідкісні вирівнювання діють як природні збільшувальні лінзи, дозволяючи астрономам вивчати надзвичайно далекі та слабкі галактики, які в іншому разі залишалися б невидимими.

Галактика-лінза в центрі цього кільця Ейнштейна є еліптичною галактикою, що можна визначити за її яскравим ядром і гладкою, безструктурною формою. Ця галактика входить до складу скупчення галактик під назвою SMACSJ0028.2-7537. Викривлене світло, що огортає її, походить від спіральної галактики. Незважаючи на те, що її зображення було спотворене під час подорожі навколо ближчої галактики, окремі зоряні скупчення та газові структури залишаються чітко видимими.

Картографування Всесвіту за допомогою Вебба та Габбла

Дані для цього зображення були зібрані в рамках дослідження Strong Lensing and Cluster Evolution (SLICE) (програма №5594), яке очолює Гійом Малер з Льєзького університету в Бельгії. Проєкт об’єднує міжнародну команду астрономів і використовує камеру ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) телескопа Вебба для вивчення еволюції галактичних скупчень за останні 8 мільярдів років. Загалом дослідження охоплює 182 галактичні скупчення.

Це зображення також містить дані з двох інструментів, розташованих на борту телескопа Hubble (NASA/ESA): ширококутної камери 3 (WFC3) та камери для розширених спостережень (ACS).

Перебування в невагомості може здаватися легким відпочинком для кісткової системи людини, але коли астронавти проводять у космосі місяці, їхня кісткова маса зазнає серйозних втрат, які можуть ніколи повністю не відновитися. Дослідження мишей на борту Міжнародної космічної станції дало вченим NASA краще розуміння того, чому існує цей серйозний і нерозв’язаний ризик для здоров’я.

Як виявилося, втрата кісткової маси може бути не пов’язана з космічним випромінюванням, нестачею сонячного світла чи іншими системними факторами. Після 37 днів на орбіті деякі частини скелета мишей зазнали значно сильніших ушкоджень, ніж інші.

Порівняно з мишами «наземного контролю», які залишалися на Землі, стегнові кістки (фемури) мишей у космосі мали великі отвори, особливо на кінцях, де вони з’єднуються з тазостегновим і колінним суглобами. Водночас поперекова частина хребта мишей залишалася майже неушкодженою.

«Особливу увагу в нашому дослідженні ми приділили стегновій кістці через її головну роль у витримуванні ваги у мишей», — пояснюють дослідники з NASA та Інституту науки Blue Marble.

У людей, що ходять на двох ногах, поперековий відділ хребта підтримує вагу верхньої частини тіла, але в чотириногих гризунів він не виконує такої функції. Це свідчить про те, що найбільш ураженими в умовах мікрогравітації є ті кістки ссавців, які на Землі витримують найбільше навантаження.

Можливо, це схоже на концепцію «використовуй або втрать» у нейронауці: якщо кістки, що витримують навантаження, не «працюють» як зазвичай, вони починають руйнуватися.

Дослідження NASA: астронавтські миші втрачають кісткову масу незвичним чином

Коли мишей на Землі помістили в обмежений простір, який обмежував рух, вони також втратили щільність кісткової тканини, але значно менше, ніж миші в невагомості. Щоб врахувати стрес від запуску ракети, наземним мишам також імітували політ.

«Якби основними причинами втрати кісткової маси під час космічного польоту були космічне випромінювання або інші системні фактори, ми б очікували рівномірних змін у всій скелетній системі», — пояснюють дослідники.

Якщо б винним було іонізуюче випромінювання, то зовнішній щільний шар кістки мав би хоч частково захистити внутрішню кісткову тканину. Але в мишей спостерігається інший ефект – руйнування відбувається зсередини. Наприклад, шийка стегнової кістки має товстий зовнішній шар, однак в умовах мікрогравітації він втрачає значну частину своєї внутрішньої пористої тканини.

Після 37 днів у низькоорбітальному космосі миші зазнали лише незначної дози випромінювання. У симуляціях, які демонструють, що радіація може спричиняти втрату кісткової маси, рівень випромінювання значно вищий – еквівалентний приблизно 13 рокам перебування на МКС.

Астронавти також стикаються з втратою кісткової маси

Люди втрачають приблизно 1% або більше своєї кісткової маси щомісяця в космосі – це у 10 разів швидше, ніж при остеопорозі на Землі. За кілька місяців перебування на орбіті астронавти можуть втратити стільки ж кісткової маси, як літні люди за десятиліття.

На відміну від астронавтів, миші в цьому дослідженні були молодими та перебували в пізній стадії розвитку скелета. У мікрогравітації їхні стегнові кістки, які мали б ще рости, демонстрували ознаки передчасного окостеніння – процесу, під час якого хрящ перетворюється на кістку швидше, ніж зазвичай. Це може обмежити ріст кісток і призвести до затримки розвитку.

Як захистити астронавтів?

Це дослідження є найдовшим експериментом NASA з вивчення впливу космічного польоту на гризунів. Космічне агентство планує ще багато експериментів, щоб знайти способи захисту астронавтів під час тривалих космічних місій.

Якщо гіпотеза про втрату кісткової маси правильна, то зміни в раціоні, ймовірно, не допоможуть. Замість цього можуть знадобитися спеціальні бігові доріжки з ременями, що притискають користувача до поверхні, або пристрої, що імітують силові тренування в умовах невагомості. Дослідження було опубліковане в журналі PLOS ONE.

Китай запустив новий секретний супутник TJS-16 на борту ракети Long March 7A, продовжуючи непрозору серію експериментальних місій. Ракета Long March 7A стартувала о 12:05 за східним часом (16:05 UTC) 29 березня з центру запуску супутників Веньчан на острові провінції Хайнань. Китайська аерокосмічна науково-технічна корпорація (CASC) оголосила про успішний запуск приблизно через годину після зльоту, виявивши, що корисним навантаженням є експериментальний супутник-16, або Tongxin Jishu Shiyan-16 (TJS-16).

CASC описав супутник TJS-16 як в основному використовуваний для перевірки технології багатодіапазонного та високошвидкісного супутникового зв’язку. Він не опублікував ні зображень, ні технічних деталей супутника, слідуючи шаблону для всіх попередніх запусків TJS.  Супутник був розроблений Шанхайською академією технологій космічних польотів (SAST), головним підрозділом CASC. SAST повторив стислий опис TJS-16 і включив патч місії до своєї заяви.

Серія TJS в основному працює на геостаціонарній орбіті (GEO). Західні аналітики вважають, що він потенційно виконує секретні місії, включаючи радіотехнічну розвідку, місії раннього попередження та супутникову інспекційну діяльність для підтримки Народно-визвольної армії (НВАК). Китай зараз має 15 основних супутників TJS на орбіті, без очевидного супутника TJS-8. 

Таємничий супутник TJS-15

Запуск TJS-16 став слідом за запуском TJS -15 9 березня з Січану, південно-західний Китай, на ракеті Long March 3B, місії, яка має подібний короткий опис з точки зору її цілей. Відтоді TJS-15 досяг геостаціонарного поясу. Обізнаність у космічній сфері Космічних сил США також зареєструвала АКМ, або апогейний двигун, пов’язаний із запуском, двигун, який зазвичай використовується для останнього імпульсу, необхідного для виведення супутника на орбіту ГЕО. 

Зараз цей об’єкт, здається, знаходиться на орбіті в кількох сотнях кілометрів над поясом ГСО, як це типово для відпрацьованого АКМ. Однак орбітальні дані свідчать про те, що АКМ вніс низку невеликих змін у свою орбіту, що свідчить про можливості двигуна з низькою тягою. Ця місія може повторювати попередню місію TJS.

Місія TJS-3, запущена у 2018 році, також мала очевидний АКМ. Однак цей об’єкт здійснював наступні маневри, часто синхронізовані з головним супутником, демонструючи поведінку, несумісну з АКМ, який часто виконує одне з небагатьох серйозних опіків. Місія мала наслідки для розвідки та викликала значний інтерес аналітиків.

Суботній запуск був дев’ятим польотом Long March 7A. Варіант 7A є триступеневою версією стандартного Long March 7, який використовується для запуску вантажних місій до космічної станції Tiangong на низькій навколоземній орбіті.

7A — це ракета-носій на гасі та рідкому кисні довжиною 60,1 метра, діаметром 3,35 метра з чотирма бічними прискорювачами. Його перший ступінь і прискорювачі оснащені двигунами YF-100. Пускова установка здатна доставити до GTO до 7 метричних тонн корисного вантажу. Він має діаметр обтічника 4,2 метра. Перший запуск, у 2020 році, завершився невдачею. Пускова установка розглядалася як довгострокова заміна робочої конячки, гіперголічного Long March 3B для запусків на GEO. Однак ракета ще не запускалася більше двох разів протягом календарного року.

Місія TJS-16 стала 16-м орбітальним запуском Китаю у 2025 році. Вона послідувала за запуском супутника ретрансляції даних Tianlian-2 (04) 26 березня. Китай може планувати здійснити 100 або більше запусків у 2025 році через зростання комерційної активності, проекти мегасузір’їв і розробки нових ракет-носіїв. Низка нових ракет із середньою підйомністю та потенційно багаторазових ракет планується дебютувати в цьому році.