В рамках огляду «Гайя» астрономи виявили подвійну зірку, що складається з вкрай бідного металами гіганта та темного об’єкта масою в 33 рази більшою за Сонце. Мабуть, це чорна діра, а точніше – рекордна за масою чорна дару зіркової маси в Чумацькому Шляху. Причому за галактичними мірками вона знаходиться недалеко від нас.

У рамках огляду «Гайя» астрономи збирають найдокладнішу карту зірок Чумацького Шляху. До 2024 року вийшло три релізи даних, наступний — Gaia DR4 — вийде не раніше кінця 2025-го. Серед іншого очікується, що в новому релізі буде набагато більше виявлених подвійних систем, серед яких вчені зможуть знайти ті, де один із компонентів — чорна діра. Саме під час попередньої перевірки даних щодо таких систем дослідники виявили незвичайну пару. У світлі важливості відкриття вони вирішили опублікувати результати розрахунків уже зараз.

Примітним об’єктом виявилася подвійна система, яку тепер позначатимуть Gaia BH3, хоча як зірку її знали й раніше. Вона знаходиться приблизно в 1,92 тисячі світлових років від нас (590 парсек), в області сузір’я Орел. Судячи з параметрів, яскравий компонент системи – бідний на метали гігант. Він обертається довкола темного об’єкта з періодом 11,6 земного року.

Астрономи звернули на нього увагу, оскільки оцінна маса цього компаньйона виявилася вищою за 30 сонячних мас, при тому, що в інших 1,5 мільйона потенційних подвійних це значення не перевищувало 20 сонячних мас. За результатами точних розрахунків вийшло, що маса зірки – 0,76±0,05 сонячної маси, а маса темного об’єкта – 32,7±0,82 сонячної маси. Дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.

У цього об’єкта дуже низька яскравість, щоб вважати його зіркою, а маса занадто велика для нейтронної зірки. Залишаються лише три варіанти: чорна діра, пара чорних дірок або чорна діра в парі з компактним об’єктом. Теоретично наявність пари об’єктів можна було б виявити коливанням. Але за розрахунками ці коливання виходять занадто малі, щоб їх було видно у даних «Гайї». Так що автори дослідження хоч і не можуть спростувати припущення про пару компактних об’єктів, все ж таки поки дотримуються найпростішого пояснення: це «зоряна» чорна діра масою в 33 рази більша за Сонце.

Раніше астрономи «бачили» подібні чорні дірки лише за гравітаційними хвилями від їхнього зіткнення. Їхній діапазон — від 30 до 83 сонячних мас. Головна проблема в тому, що такий розмір досить важко пояснити зірковим походженням. Зірки в 30 разів масивніші за Сонце втрачають більшу частину цієї маси під час своєї еволюції через сильний зоряний вітер. У результаті їх виходять темні діри масою менше ніж 20 сонячних мас.

До відкриття BH3 найбільшою чорною діркою в Чумацькому Шляху була Cygnus X-1 масою приблизно 20 сонячних. Щоправда, це не означає, що в Галактиці немає масивних «зіркових» чорних дірок. Їх просто дуже складно засікти, адже більшість ніяк не взаємодіє з компаньйоном.

З усім тим, є одне «рішення», що дозволяє отримати з масивної зірки масивну чорну дірку. Для цього масивна зірка має бути гігантом із низькою металевістю.

По-перше, це знижує відсоток втраченої маси у процесі еволюції. По-друге, через менший радіус нижче ймовірність злиття з компаньйоном. По-третє, при колапсі в чорну дірку у таких зірок набагато слабше або навіть взагалі немає «поштовху», який може вибити другого компаньйона. При цьому потенційно допустима металевість зірки залишається об’єктом суперечок. За деякими моделями, навіть масивні зірки з металевістю Сонця можуть перетворюватися на чорні дірки в 30 сонячних мас.

Низька металевість зірки в парі BH3 підвищує ймовірність того, що і чорна діра утворилася із зірки з такою ж низькою металевістю. Втім, автори нового дослідження зазначили, що не можуть виключити сценарій утворення цієї чорної діри з двох менших.

Також є ймовірність, що чорна діра «підчепила» зірку, пролітаючи повз, якщо вона утворилася в насиченому об’єктами середовищі. Цю версію можна підкріпити тим, що, судячи з параметрів руху, BH3 може входити у нещодавно відкритий зірковий ED-2 — ймовірний залишок кульового скупчення.

Тепер світова спільнота астрономів вже зараз зможе розпочати спостереження за BH3. Благо за галактичними мірками вона знаходиться недалеко від Сонячної системи, що спрощує спостереження. Вивчення BH3 та зіставлення її параметрів з параметрами BH1, BH2 та чорних дірок, виявлених по гравітаційним хвилям, допоможуть розібратися у формуванні та еволюції таких об’єктів.

Проекти космічних електростанцій стикаються із цілим спектром інженерних труднощів. Один із них — передача енергії, зібраної сонячними панелями на геостаціонарної орбіти, Землю. Британська компанія Space Solar не лише запропонувала лаконічне технічне рішення, а й провела успішні випробування його зменшеного прототипу.

На перший погляд, в ідеї сонячної електростанції, яка транслює енергію на Землю, немає нічого технічно нездійсненного. Беремо фотоелементи, збираємо з них величезну батарею, з’єднуємо з мікрохвильовим випромінювачем і відправляємо на геостаціонарну навколоземну орбіту (ГСО). Ракета тільки більше потрібна, але надійні ферми, що розкладаються, щоб підтримувати колосальні площі панелей. Начебто просто, але він криється в дрібницях.

Наприклад, супутник на ДСО лише виглядає намертво «завислим» для спостерігача із Землі. Він, як і раніше, рухається орбітою навколо планети. А значить, щоб його панелі завжди були звернені до Сонця, йому необхідно обертатися. При цьому випромінювач мікрохвильових радіохвиль повинен зберігати орієнтацію на Землю, інакше який сенс у всій витівці. Простіше кажучи, антену для передачі енергії необхідно закріплювати на шарнірі. Погано те, що будь-яка механіка дуже погано показує себе в умовах відкритого космосу, і зробити її надійною вкрай важко.

Стартап Space Solar із Великобританії вирішив цю проблему радикально. Вона створила новий випромінювач, здатний безперервно фокусувати радіопромінь у будь-якому напрямку. У нещодавньому прес-релізі на своєму сайті компанія розповіла про випробування прототипу такого пристрою. Тести проводили у лабораторії Університету Квінс у Белфасті. Розробка підтвердила працездатність концепції, радіопромінь потрапляв у мету незалежно від орієнтації випромінювача, причому його характеристики (точність позиціонування, діаметр) завжди перебували у необхідному діапазоні.

Інноваційний випромінювач називається Harrier, в лабораторії випробували його зменшений варіант діаметром 50 сантиметрів. Фінальний проєкт має на увазі створення антени діаметром 1,7 кілометра, здатної передавати гігавати енергії з космосу на Землю. Крім того, Space Solar планує використовувати свою розробку і наземних пристроїв.

Деталі технології та потужність випробуваного пристрою не розкриваються. Наскільки можна судити з опублікованих компанією фотографій, Harrier є активними фазованими ґратами складної форми, розміщеними на сплющеній циліндричній фермі. Така конструкція має на увазі круговий «огляд» радіопроменя на 360 градусів, але не сферичний — зверху і знизу циліндра неминучі мертві зони.

Від того, наскільки точно Harrier зможе формувати промінь, залежить не тільки ефективність перспективної космічної електростанції, але її безпечність. Мало кому захочеться, щоб гігавати енергії промахнулися повз приймальну антену на Землі.

У своєму прес-релізі Space Solar повідомила мало подробиць, лише поділилася успіхом випробувань. Проте за проектом уважно стежить космічне агентство Великобританії, його представник був присутній на тесті прототипу. Можна припустити, що Harrier відповідає мінімальним вимогам щодо безпеки майбутнього виробу.

Представники космічного агентства заявили в понеділок, що план NASA доставити зразки з Марса на Землю призупинено, поки не буде швидший і дешевший спосіб. Відновлення ґрунту та каміння Марса входило до списку справ NASA протягом десятиліть, але дата зсувалася вперед, оскільки витрати зростали. Нещодавній незалежний огляд встановив загальну вартість від 8 до 11 мільярдів доларів США з датою надходження у 2040 рік, приблизно на десятиліття пізніше, ніж рекламувалося.

Адміністратор NASA Білл Нельсон сказав, що це занадто багато і занадто пізно. Він просить приватну промисловість і центри космічного агентства запропонувати інші варіанти оновлення проекту. Оскільки НАСА зіткнулося з загальним скороченням бюджету, він хоче уникнути випотрошення інших наукових проектів для фінансування проекту зразків Марса.

«Ми хочемо отримати кожну нову та свіжу ідею, яку тільки зможемо», — сказав він на прес-конференції.

Марсохід NASA Perseverance вже зібрав 24 зразки керна в трубах після посадки в 2021 році в марсіанському кратері Джезеро, стародавній річковій дельті. Метою є понад 30 зразків для пошуку можливих ознак життя на Марсі.

Космічне агентство хоче доставити принаймні частину зібраних зразків на Землю десь у 2030-х роках не більше ніж за 7 мільярдів доларів. Для цього знадобиться космічний корабель, який відправиться на Марс, щоб отримати труби та запустити планету. Потім він повинен зустрітися з іншим космічним кораблем, який доставить зразки на Землю.

Керівник наукової місії NASA Нікі Фокс відмовився спекулювати на прес-конференції, коли зразки можуть прибути на Землю, враховуючи нову програму та графік, або навіть скільки зразків може бути повернуто. За її словами, ця інформація буде включена в будь-які пропозиції.

«Ми ніколи не запускали з іншої планети, і саме тому зразок Марса повернувся такою складною та цікавою місією», — сказав Фокс.

Вчені прагнуть проаналізувати незаймані зразки з Марса у власних лабораторіях, набагато перевершивши елементарне тестування, яке проводять космічні кораблі на Червоній планеті. За даними NASA, знадобиться таке глибоке тестування, щоб підтвердити будь-які докази існування мікроскопічного життя, що датується мільярдами років тому, коли вода текла на планеті.

Зразки допоможуть НАСА вирішити, куди астронавти відправляться на Марс у 2040-х роках, сказав Нельсон.

Лабораторія реактивного руху NASA в Пасадені, Каліфорнія, відповідала за проєкт зразків. На початку цього року через усі бюджетні скорочення вона постраждала від сотень звільнень. Нельсон шукає ідеї від усього космічного агентства, щоб оновлена ​​програма була більш розповсюдженою. NASA сподівається отримати будь-які ідеї до пізньої осені.