Перейти к содержимому

Телескоп запечатлел дюжину двойников «Солнечной дуги»

Используя телескоп Хаббл, астрономы обнаружили галактику в отдалённых регионах вселенной, которая дублируется по крайней мере 12 раз на ночном небе. Это уникальное зрелище, возникшее под действию мощного притяжения массивного скопления галактик, даёт возможность астрономам лучше понять эту космическую эпоху, известную как эпоха реионизации.

На этом новом изображении от НАСА/ЕСА телескоп Хаббл показал астрономический объект, изображение которого умножается благодаря эффекту гравитационного линзирования. Галактика, названная Солнечный луч и удалённая от Земли на почти 11 млрд св.лет, была линзирована во множественные изображения массивным скоплением галактик, расположенным на расстоянии 4,6 млрд св.лет от Земли.

Скопление достаточно массивное, чтобы искривить путь света, исходящий от более отдаленной галактики, находящейся за ним. Этот процесс ведёт не только к искажению света, излучаемого объектом, но также к увеличению яркости изображения и к умножению изображений линзированной галактики

Линза строит различные изображения солнечной дуги от 10 до 30 раз ярче. Это позволяет Хабблу просматривать структуры размером до 520 световых лет в поперечнике –редкий случай когда такие мелкие детали можно увидеть в таком далёком объекте. Примерно такой же размер (520 световых лет) имеют области звездообразования в галактиках в окрестной Вселенной, что позволяет астрономам изучать галактику и ее окружение в мельчайших деталях.

Наблюдения Хаббла показали, что Солнечная дуга схожа с галактиками, которые существовали в гораздо более раннее время в истории Вселенной: период, известный как эпоха реионизации-эпоха, которая началась только через 150 миллионов лет после Большого Взрыва

Эпоха реионизации была ключевой эпохой в ранней Вселенной, завершившей “темные века", эпоху до появления первых звезд, когда Вселенная была темной и наполненной нейтральным водородом. Как только первые звезды сформировались, они начали излучать свет, производя высокоэнергетические фотоны, необходимые для ионизации нейтрального водорода

Это ионизовало большую часть межзвёздной материи, которая остаётся ионизованной и по сей день. Однако, чтобы ионизировать межгалактический водород, высокоэнергетическое излучение от этих ранних звезд должно было покинуть свою родную галактику, не будучи сначала поглощенным межзвездной материей. До сих пор было обнаружено лишь небольшое число галактик, из которых  высокоэнергетические фотоны могут просочиться в глубокий космос. Как это излучение вырвалось из ранних галактик, остается загадкой.

Анализ Солнечной дуги помогает астрономам добавить еще один кусочек к головоломке-кажется, что по крайней мере некоторые фотоны могут покинуть галактику через узкие просветы в богатой газом нейтральной среде. Это первое наблюдение процесса, который уже давно рассматривался теоретиками-астрофизиками. Хотя этот процесс вряд ли является главным механизмом, который привёл Вселенную к реионизации, он вполне мог дать решающий толчок.

 

Оригинальная статья: https://www.spacetelescope.org/news/heic1920/?lang=ru

Хаббл наблюдает нового межзвёздного гостя

12 октября 2019 года космический телескоп NASA / ESA Hubble предоставил астрономам лучшее изображение межзвездного гостя-кометы 2I / Borisov — которая, как полагают, прибыла сюда из другой планетной системы в другом месте нашей галактики.

Это наблюдение является самым резким изображением межзвездной кометы. Хаббл обнаружил центральную концентрацию пыли вокруг твердого ледяного ядра.

Комета 2I / Борисов является лишь третьим таким межзвездным объектом, известный людям, который пролетел через Солнечную систему. Сначала, в 2007 году, телескопы САО РАН обнаружили межгалактическую метеорную частицу. Потом, в 2017 году, телескопы на Гавайах обнаружили межзвездного посетителя, объект под названием "Оумуамуа". Он пролетел в пределах 38 миллионов километров от Солнца, прежде чем вылететь из Солнечной системы.

"В то время как “Oumuamua” выглядел как голая скала, Борисов действительно активен, больше похож на обычную комету. Почему эти два объекта так отличаются, это загадка", - объяснил Дэвид Джевитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, руководитель научного коллектива телескопа им Хаббла.

Как третий межзвездный объект, обнаруженный в нашей Солнечную систему, комета предоставляет собой уникальный объект для исследований. Например, используя её наблюдения мы можем понять химический состав, структуру и характеристики пыли строительного материала планет чужой звездной системы, расположенной далеко от нас.

"Поскольку другая звездная система может сильно отличаться от нашей, комета могла испытать значительные изменения во время своего долгого межзвездного путешествия. Однако её свойства очень похожи на свойства строительного материала Солнечной системы, и это очень примечательно”,-сказала Амайя Моро-Мартин из Института космических телескопов в Балтиморе, штат Мэриленд.

Хаббл сфотографировал комету на расстоянии примерно 420 миллионов километров от Земли. Комета движется к Солнцу и приблизится к нему ближе всего 7 декабря. В этот момент она будет в два раза дальше от Солнца, чем Земля. Она следует по гиперболической траектории вокруг Солнца и в настоящее время движется с невероятной скоростью более 150 000 километров в час. К середине 2020 года комета вернется в межзвездное пространство, где она будет путешествовать миллионы лет, прежде чем, возможно, однажды приблизится к другой звездной системе.

Российский астроном-любитель из Крыма Геннадий Борисов впервые обнаружил комету 30 августа 2019 года. После недели наблюдений, проведенных астрономами-любителями и профессионалами по всему миру, Центр малых планет Международного Астрономического Союза вычислил орбиту кометы, которая показала, что она прилетела из межзвездного пространства. До сих пор все занесенные в каталог кометы происходили либо из кольца ледяных обломков на периферии нашей Солнечной системы, называемого поясом Койпера, либо из облака Оорта, оболочки ледяных объектов, которые, как считается, находятся в самых отдаленных областях нашей Солнечной системы, причем ее внутренний край примерно в 2000 раз превышает расстояние между Землей и Солнцем.

Метеор из САО, 2I / Борисов "Oumuamua" и межгалактическая частица - это только начало открытий межзвездных объектов, посещающих нашу Солнечную систему. В любой момент здесь могут находиться тысячи таких межзвездных объектов; однако большинство из них слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить с помощью современных телескопов.

Наблюдения Хаббла и других телескопов показали, что кольца и оболочки ледяного мусора окружают молодые звезды, где происходит формирование планет. Гравитационное взаимодействие между этими кометоподобными объектами и другими массивными телами может отбросить их глубоко в космос, где они путешествуют среди звезд.

Будущие наблюдения Хаббла за 2I / Борисовым планируются до января 2020 года.
Оригинал статьи:
https://www.spacetelescope.org/news/heic1918/

Крошечный спутник, диаметр которого, примерно, 34 км и ранее известный как S/2004 N 1 был назван Гиппокампом. Вероятно, он является фрагментом второго по величине спутник Нептуна - Протея.

Спутник Нептуна - Гиппокампом

Орбиты Протея и его крошечного соседа невероятно близки, всего в 12 000 км друг от друга. Обычно, если бы два спутника таких разных размеров сосуществовали в такой непосредственной близости, то либо больший спутник выбил бы меньший из орбиты, либо меньший врезался бы в более крупный. В 1989 году снимки с зонда Voyager 2  показали большой ударный кратер на Протее. Размер кратера достаточен чтобы при его образовании отщепился Гипокамп (тогда еще S/2004 N 1). Астрономы думали, что этом кратере всё и закончилось. Но теперь, благодаря телескопам Hubble NASA/ESO, все мы знаем, что крошечный сосед выжил и стал Гиппокампом.

Орбита планеты Нептун и орбиты ее спутников

Сам Протей образовался миллиарды лет назад после катастрофического события со спутниками Нептуна. Планета попала по воздействие огромного тела из пояса Койпера , который теперь известен как Тритон - самый большой спутник Нептуна. Внезапное присутствие такого массивного объекта на орбите разорвало все другие спутники на орбите. Позже все расколотые объекты повторно объединились во второе поколение естественных спутников, которые мы видим сегодня.  

Изображения взяты с сайта ESA / Hubble, NASA: https://www.spacetelescope.org/images/heic1904a/

В последние десятилетия астрономы пытались понять истинную природу загадочного вещества, составляющего большую часть материи во Вселенной - тёмной материи, и составить карту ее распределения во Вселенной. Тёмная материя составляет около 85% вещества во Вселенной и около четверти от общей плотности энергии. Это некие элементарные частицы, проявляющие себя в первую очередь в гравитационном взаимодействии. Поэтому тёмная материя важна для образования структур во Вселенной.

Недавно астрономы нашли способ отследить тёмную материю. Они обнаружили, что очень слабый свет в скоплениях галактик, свечение скоплений, отслеживает распределение темной материи.

Свечение скоплений галактик является побочным продуктом взаимодействия между галактиками. В ходе этих взаимодействий отдельные звезды отделяются от своих галактик и свободно плавают в скоплении. Будучи свободными от своих галактик, они оказываются там, где сосредоточена основная масса скопления, в основном тёмная материя.

Внутрикластерный свет в Abell S1063

И эти изолированные звёзды, образующие свечение скоплений, и тёмная материя, ведут себя как безстолкновительные компоненты. Исследование показало, что свечение скоплений отслеживает распределение тёмной матери более точно, чем любой другой метод, основанный на использованных до сих пор световых индикаторах.

 

 

Изображения взяты с сайта ESA / Hubble, NASA: https://www.spacetelescope.org/images/heic1820a/

Хаббл и Гайя точно взвесили Млечный путь

Шаровые скопления, окружающие Млечный путь (рисунок художника)

Масса Млечного Пути - одно из самых фундаментальных измерений, которое астрономы могут сделать о нашем галактическом доме. Однако, несмотря на десятилетия интенсивных усилий, даже самые лучшие из имеющихся оценок массы Млечного Пути сильно расходятся. Теперь, объединив новые данные миссии Gaia Европейского космического агентства (ESA) с наблюдениями, проведенными с помощью космического телескопа Хаббла NASA / ESA , астрономы обнаружили, что Млечный путь весит около 1,5 триллиона солнечных масс в радиусе 129 000 световых лет от галактического центра.

Предыдущие оценки массы Млечного Пути составляли от 500 миллиардов до 3 триллионов масс Солнца. Эта огромная неопределённость возникла главным образом из-за различных методов измерения распределения тёмной материи, которая составляет около 90% массы галактики.

«Мы просто не можем обнаружить тёмную материю напрямую», - объясняет Лаура Уоткинс (Европейская южная обсерватория, Германия), которая руководила группой, выполняющей анализ. «Вот что ведет к нынешней неопределенности в массе Млечного Пути - нельзя точно измерить то, что не видите!»

Учитывая неуловимую природу темной материи, команде пришлось использовать умный метод для взвешивания Млечного Пути, который основывался на измерении скоростей шаровых скоплений - плотных звездных скоплений, которые вращаются вокруг спирального диска галактики на больших расстояниях [1]. ,

«Чем массивнее галактика, тем быстрее движутся ее скопления под действием силы тяжести», - объясняет Н. Вин Эванс (Кембриджский университет, Великобритания). «Большинство предыдущих измерений обнаружили скорость, с которой скопление приближается или удаляется от Земли, то есть скорость вдоль луча зрения. Однако мы также смогли измерить боковое движение скоплений, из которого можно рассчитать полную скорость и, следовательно, массу Галактики». [2]

Группа использовала второй выпуск данных Gaia в качестве основы для своего исследования. Gaia была разработана для создания точной трёхмерной карты астрономических объектов по всему Млечному пути и для отслеживания их движений. Его второй выпуск данных включает измерения шаровых скоплений на расстоянии 65 000 световых лет от Земли.

«Шаровые скопления находятся на больших расстояниях от центра Галактики, поэтому их удобно использовать для измерения массы нашей галактики», - сказал Тони Сон (Научный институт космического телескопа, США), который руководил измерениями Хаббла.

Команда объединила эти данные с беспрецедентной чувствительностью Хаббла и уже имевшимися данными. Наблюдения от Хаббла позволили добавить к исследованию слабые и отдаленные шаровые скопления на расстоянии до 130 000 световых лет от Земли. Поскольку Хаббл наблюдал за некоторыми из этих объектов в течение десятилетия, стало возможным точно измерить скорости и этих скоплений.

«Нам повезло, что мы получили такую ​​великолепную комбинацию данных», - пояснил Роланд П. ван дер Марел (Научный институт космического телескопа, США). «Объединив измерения Гайи для 34 шаровых скоплений с измерениями еще 12 удаленных скоплений от Хаббла, мы смогли определить массу Млечного пути таким образом, который был бы невозможен без этих двух космических телескопов».

До сих пор незнание точной массы Млечного Пути представляло проблему для попыток ответить на множество космологических вопросов. Содержание тёмной материи в галактике и ее распределение неразрывно связаны с образованием и ростом структур во Вселенной. Точное определение массы Млечного Пути дает нам более четкое понимание того, где находится наша галактика в космологическом контексте.

Заметки

[1] Шаровые скопления сформировались до создания спирального диска Млечного Пути, где позднее образовались наше Солнце и Солнечная система. Из-за их большого удаления от Центра Галактики, шаровые звездные скопления позволяют астрономам отслеживать массу обширной оболочки темной материи, окружающей нашу галактику далеко за пределами спирального диска.

[2] Общая скорость объекта состоит из трех движений - радиального движения плюс два, определяющих боковые движения. Однако в астрономии чаще всего доступны только лучевые скорости (относящиеся к радиальному движению). При наличии только одного компонента доступной скорости расчетные массы очень сильно зависят от предположений о боковых движениях. Следовательно, измерение боковых движений напрямую значительно уменьшает размер погрешностей для массы.

Дополнительная информация

Космический телескоп Хаббл - это проект международного сотрудничества между ЕКА и НАСА.

Спутник Gaia ЕКА был запущен в 2013 году для создания самой точной трехмерной карты из более чем одного миллиарда звезд в Млечном Пути. На данный момент миссия выпустила две партии данных: Выпуск данных Gaia 1 в 2016 году и Выпуск данных Gaia 2 в 2018 году. В ближайшие годы выйдут новые выпуски.

Исследование было представлено в статье «Доказательства Млечного Пути средней массы из движений гало шарового скопления Gaia DR2» , которая будет опубликована в «Астрофизическом журнале» .

Международная группа астрономов в этом исследовании состоит из Лауры Л. Уоткинс (Европейская южная обсерватория, Германия), Роланда П. ван дер Марела (Научный институт космического телескопа, США, и Университета Джонса Хопкинса, Центр астрофизических наук, США), Сангмо Т. Сон (Научный институт космического телескопа, США) и Н. Вин Эванс (Кембриджский университет, Великобритания).

Оригинал взят отсюда: https://www.spacetelescope.org/news/heic1905/

Астероид 6478 Gault был обнаружен в 1988 году. Это объект имеющий ширину 4–9 километров и два узких кометоподобных хвоста обломков, которые свидетельствуют о том, что астероид медленно подвергается самоуничтожению. При этом каждый хвост это активное явление, которое выбрасывает материал в космос. Сами хвосты видны только в течение нескольких месяцев, после чего пыль рассеивается в межпланетном пространстве.

Этот астероид распадается в процессе, который называется ЯОРП-эффект. Когда солнечный свет нагревает астероид, инфракрасное излучение, испускаемое его нагретой поверхностью, уносит и энергию, и импульс. Это создаёт небольшой крутящий момент, который может заставить астероид вращаться быстрее. Если эта центробежная сила в конечном счете преодолевает силу тяжести, астероид становится нестабильным. Оползни на объекте могут выбрасывать в космос обломки и пыль, оставляя за собой хвост обломков, как у астероида 6478 Gault.

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - heic1906a-1024x570.jpg

Астероид 6478 Gault

Наблюдения определили двухчасовой период вращения 6478 Gault, который оказался очень близок к критической скорости, исходя из которой материал начнет падать и скользить по поверхности астероида, прежде чем улететь в космос.

 

Изображение взято с сайта Космического Телескопа им Хаббла:
https://www.spacetelescope.org/images/heic1906a/