«Джеймс Вебб» показав, що яскраві галактики в ранньому всесвіті — результат інтенсивного формування зірок, а не помилкою стандартної моделі космології. Комп’ютерні симуляції підтвердили, що ці галактики стають яскравими через спалахи зіркоутворення.
Яскраві галактики, виявлені космічним телескопом James Webb (JWST) у ранньому Всесвіті, можуть бути результатом спалахів масового формування зірок. І, ймовірно, це робить галактики яскравішими, ніж очікувалося для цієї епохи їхнього існування. Такого висновку дійшли дослідники, які створили комп’ютерні симуляції народження цих галактик та початку утворення зірок.

Коли JWST почав спостереження влітку 2022 року, його спостереження за Всесвітом дозволили швидко виявити галактики з високим червоним усуненням. Це галактики, які здавалося, існували раніше у Всесвіті, ніж коли-небудь бачили астрономи. Фактично, галактики, які були видно, коли Всесвіту було менше ніж 400 мільйонів років, виявилися яскравішими, ніж передбачає для цієї епохи стандартна модель космології. Це призвело до тверджень про те, що стандартна модель, яка описує «початок» маленькими галактиками та їхнє ієрархічне розростання через злиття, — мабуть, помилкова.

«Відкриття цих галактик було великим сюрпризом, тому що вони виявилися значно яскравішими, ніж очікувалося. Зазвичай галактика яскрава тому, що вона велика, але оскільки ці галактики формувалися на початку життя Всесвіту, на той момент пройшло недостатньо часу з Великого Вибуху. Як ці масивні галактики сформувалися так швидко?», — розповів Клод-Андре Фоше-Жігур, член команди під керівництвом Гуочао Суна з Калтеха, які разом створювали симуляцію формування перших галактик.

Вони виявили, що галактики, що спостерігаються JWST, не великі, а яскраві, тому що були помічені під час активного формування зірок. Симуляції дозволяють як моделювати яскравість галактик, а й їх щільність розподілу, що цілком відповідає спостереженням JWST.

Такі спалахи активності є незвичайними. Астрономи іноді бачать, як вони відбуваються в сучасних галактиках, коли відбувається злиття галактик. Цей процес може призвести до перемішування газу таким чином, що гравітація захоплює його і змушує фрагментуватись і колапсувати, утворюючи безліч зірок відразу. У ранньому Всесвіті, де середовище було досить нестійким, перші галактики було неможливо накопичувати всю свою звездообразующую матерію поступово.

Ми думаємо, що відбувається наступний процес: виникають групи зірок, а за кілька мільйонів років ці зірки вибухають у вигляді наднової. Газ викидається [з галактики], а потім притягується назад, щоб утворити нові зірки, підтримуючи цикл формування зірок

У ранньому Всесвіті галактики були набагато меншими, ніж сьогодні, і росли, частково, шляхом акумуляції хмар міжгалактичного газу, але також і шляхом злиття з іншими галактиками. Що більше вони ставали, то більше в них була гравітація. І так вони досягали точки, де могли нагромадити більше матеріалу для формування зірок. Це стабілізувало швидкість формування зірок, і сьогодні галактики, такі як наш Чумацький Шлях, формують зірки у більш спокійному темпі.

NASA створило запит на розробку «місячного морозильника», який зберігатиме зразки під час місій програми Artemis, а також використовуватиметься для зберігання біологічних зразків астронавтів. Морозильник має бути готовим до кінця 2027 року.

Астронавтам місій Artemis знадобиться пересувна система зберігання для зразків, які зберуть з поверхні Місяця. З цією метою NASA розмістило запит на федеральному сайті державних контрактів. Основне призначення морозильника полягатиме у транспортуванні наукових та геологічних зразків з Місяця на Землю. У запиті спеціально зазначено, що це зразки, зібрані у рамках програми Artemis. 

Однак у пості також йдеться, що апарат використовуватиметься, зокрема, для зберігання та транспортування «біологічних та фізіологічних зразків, зібраних під час місій» — ймовірно, для аналізу впливу польотів до Місяця на астронавтів.

У планах NASA, що підсумковий апарат буде готовий до кінця 2027 року і відправлений на борту запланованої місії Artemis 5. Для того, щоб здійснити подорож назад на Землю з поверхні Місяця, апарат повинен транспортуватися. Це передбачає можливість поміститися в місячний ровер, будь-які місячні модулі, що живуть, корабель для висадки HLS, космічний модуль «Оріон» і місячну станцію Gateway.

Загальний обсяг внутрішнього простору пристрою повинен бути не менше 25x25x66 сантиметрів, а вся система має важити менше ніж 55 кілограмів. Для зберігання зразків повинна підтримуватись температура не вище -85 градусів за Цельсієм протягом не менше 30 днів.

Розроблений для NASA морозильник також повинен мати вбудований дисплей, який екіпаж Artemis зможе використовувати для спостереження та керування, а також дротовий та бездротовий інтернет-зв’язок, які зможуть забезпечувати телеметрію. Нарешті, пристрій повинен бути здатним записувати дані про свою температуру, стан, час і тривалість відкриття його дверей.

Запланована дебютна місія місячного морозильника Artemis 5 стане третьою місією програми Artemis.

SRI International оголосила 4 жовтня про те, що вибрала компанію оборонних технологій Leidos і стартап Scout Space як субпідрядників для проекту відстеження космічного сміття, який фінансується розвідувальною спільнотою США.  SRI, некомерційний науково-дослідний інститут, що базується в Менло-Парку, Каліфорнія, є однією з чотирьох компаній, які виграли контракти від Intelligence Advanced Research Projects Activity на спробу відстежувати крихітні уламки на орбіті, які зараз неможливо виявити наземними датчиками. 

Очікується, що проєкт, відомий як ідентифікація та відстеження космічного сміття (SINTRA), буде завершено через чотири роки. IARPA є агентством під керівництвом директора національної розвідки. IARPA хоче визначити технології та методи успішного відстеження об’єктів сміття довжиною менше ніж 10 сантиметрів або розміром приблизно з кредитну картку.

«Дрібне сміття є невирішеною та зростаючою загрозою», — сказав Лін ван Ньюштадт, старший інженер SRI та головний дослідник. Навіть такі малі предмети, як стружки фарби, можуть серйозно пошкодити космічний корабель. 

«Важка проблема»

Незважаючи на те, що вчені працювали над цією проблемою десятиліттями, «дивитися на малі об’єкти дуже складно», — сказав ван Ньюштадт SpaceNews. За її словами, SRI буде експериментувати з новими підходами до аналізу радіолокаційних даних, щоб відточувати найменші уламки на низькій навколоземній орбіті. «Ми сподіваємося розширити надійне відстеження об’єктів у космосі до масштабів, які раніше не можна було спостерігати». 

SRI має великий досвід використання радарів для відстеження космічних об’єктів, зазначив ван Ньюштадт. Компанію LeoLabs, яка керує глобальною мережею радарних датчиків для моніторингу низької навколоземної орбіти, заснували в 2016 році в Менло-Парку колишні керівники SRI International. Для проекту SINTRA SRI не працюватиме з LeoLabs. Він використовуватиме дані з сайту ar adar, яким компанія керує для Національного наукового фонду в Покер-Флет на Алясці, а також з інших наземних датчиків.

Компанія планує вивчити дані з кількох радарних приладів, щоб побачити, як радіолокаційні сигнали, які вже надходять у космос від великих антен передавача, можуть випадково відбиватися від дрібного космічного сміття та повертатися до антен приймача. SRI керує керованим радіотелескопом у Стенфордському університеті, який слугував би приймачем.

«Покращити алгоритм» 

Коли команда почне збирати дані, сказав ван Ньюштадт, «ми вдосконалимо алгоритм, щоб зробити його точнішим», щоб можна було ідентифікувати менші об’єкти. «Це секретний соус, який ми намагаємося придумати». Для збору даних на орбіті SRI співпрацюватиме зі стартапом Scout Space, що базується в Александрії, штат Вірджинія, і займається розробкою космічних датчиків.

Серджіо Галлуччі, головний технічний директор Scout, сказав, що компанія розробляє корисне навантаження, яке підтримуватиме проект SINTRA, а також інші програми. 

«Частиною наших зусиль є забезпечення взаємодії з різними потенційними хостами, щоб полегшити майбутнє розгортання наших корисних навантажень для зондування космічного сміття», — сказав він у заяві SpaceNews . 

За його словами, Scout планує запустити свій корисний вантаж найближчим часом. «Це може сприяти відстеженню космічного сміття в рамках цієї програми, але ми насамперед підтримуємо проектування, обробку та використання рішень». Leidos, що базується в Рестоні, штат Вірджинія, займатиметься моделюванням плазми для проекту SINTRA. 

Це допоможе дослідити тип сигнатур або плазмових хвиль, створюваних уламками, коли вони пролітають крізь плазму у верхніх шарах атмосфери Землі та в радіаційних хмарах далі в космосі. Ідея полягає в тому, щоб спробувати виявити плазмові хвилі за допомогою існуючої сенсорної технології. 

«Ці сигнатури плазми раніше могли бути пропущені, тому що ми їх не шукали, не усвідомлюючи їх потенційної корисності», — сказав Тоні ван Ейкен, директор Центру геокосмічних досліджень SRI та один із головних дослідників. Джерело