Новости космоса

Около 1 мая 1006 года, наблюдатели из Африки, Европы и Дальнего Востока засвидетельствовали и записали вспышку света того, что теперь называют SN1006.

Это был огромный взрыв сверхновой звезды, вызванный заключительными смертельными муками белой карликовой звезды на расстоянии почти 7 000 световых лет от Земли. Сверхновая звезда, вероятно, являлась самой яркой звездой когда-либо замеченной людьми, в ночном небе она по яркости превосходила Венеру, единственный объект, превосходивший её по яркости, была Луна. В течение многих недель она была видима даже днём, оставаясь видимой невооруженным глазом ночью на протяжении, по крайней мере, двух с половиной лет перед своим угасанием.

Только в середине 1960-ых годов, на зарегистрированном месте этой сверхновой звезды радиоастрономы обнаружили почти идеальное кольцо материала. Кольцо было почти 30 аркминуты в диаметре (тот же самый угловой диаметр, что и у полной луны). Размер остатка подразумевал, что взрывная волна от сверхновой звезды за эти почти 1000 лет (прошедшие со дня взрыва) расширялась со скоростью почти в 13 миллионов километров в час.

В 1976 году, учёные сообщили о первом обнаружении чрезвычайно слабого оптического излучения остатков сверхновой звезды, испускаемого нитями, расположенными на северо-западном краю радио-кольца. Крошечная часть этой нити показана подробнее на фотографии с Хаббла. Скрученная лента света, замеченная Хабблом, соответствует месту, где теперь несется в очень разреженном окружающем газе расширяющаяся взрывная волна от сверхновой звезды.

Водородный газ, нагретый этой быстрой ударной волной испускает излучение в видимом свете. Следовательно, оптическое излучение в любое время предоставляет астрономам детальный "снимок" фактического положения и геометрии фронта ударной волны. Яркие края на ленте соответствуют местам, где ударная волна пересекает наш луч зрения.

Сегодня мы знаем, что SN 1006 имеет диаметр почти 60 световых лет, и она все еще продолжает расширяться со скоростью примерно в 4 миллиона километров в час. Однако, даже при этой огромной скорости, требуется многолетние наблюдения, чтобы обнаружить существенное движение направленное наружу ударной волны на фоне сетки второстепенных звезд. Как показано на изображении Хаббла, сверхновая звезда находилась далеко внизу в правом углу изображения, а движение будет идти к верхнему левому углу.

SN 1006 проживает в пределах нашей Галактики Млечного пути. Этот объект расположен в 14° от плоскости нашей галактики и существует относительно небольшая путаница с другими объектами на переднем и заднем плане. На изображении Хаббла, могут быть замечены много второстепенных галактик находящихся далеко в отдаленной вселенной (оранжевые точки). Большинство белых точек находятся на переднем плане или являются второстепенными звездами в нашей галактике Млечного пути.

Это изображение - соединение наблюдений в спектре водорода, полученных Advanced Camera for Surveys (передовая камера наблюдения) Хаббла в феврале 2006 года и двух наблюдений Wide Field Planetary Camera (широкоугольная планетарная камера) в синем, желто-зеленом, и почти инфракрасном свете, полученных в апреле 2008 года. Остаток сверхновой звезды, видимый только в светофильтре спектральных линий водорода на цветном изображении проекта NASA Наследие (Heritage) был обозначен красным оттенком.

В НАСА отмечают, что споры в отношении происхождения большинства равнин Меркурия начались еще в 1972 году, когда американский лунный аппарат Apollo 16 передал на Землю данные в отношении некоторых лунных равнин. Тогда выяснилось, что множество материалов на спутнике Земли, находящегося на поверхности возникает либо в результате столкновения с космическими объектами, либо в результате деятельности вулканов. В 1975 году аппарат Mariner 10 сфотографировал подобные образования и на Меркурие, тогда большинство астрономов предположили, что на Луне и Меркурие процессы формирования имеют схожие корни. Другие специалисты были уверены, что большая часть поверхности планеты - это фактически следы вулканической активности, однако у данной гипотезы было мало сторонников, так как на планете не было найдено вулканических разломов или кратеров вулканов в земном понимании этого термина.

Теперь же специалисты говорят, что вулканические разломы и кратеры Меркурия были найдены. Благодаря высокочувствительным камерам аппарата MESSENGER удалось найти множество небольших кратеров в регионе под названием Долина жары (Caloris basin) - одном из самых молодых бассейнов на планетах Солнечной системы. Также ученые пришли к выводу, что Долина жары, как и многие другие регионы на Меркурие, имеют гораздо более сложную геологическую историю, нежели считалось ранее.

Во-первых, кратеры на Меркурии примерно в два раза меньше, чем другие вулканические образования, зафиксированные на остальных планетах. Во-вторых, на вулканическое ядро Меркурия приходится около 60% массы планеты, что практически вдвое больше, чем в случае с другими планетами. Наконец, в-третьих, анализ MESSENGERа, проведенный с орбиты планеты, показал, что значительная часть магнитного поля Меркурия исходит не из самого ядра, а из его внешних слоев и усиливается по мере приближения к поверхности. На поверхности же Меркурия наблюдается очень сложная система взаимодействия полей, существующих как на поверхности, так и в экзосфере.

По словам Шона Соломона из вашингтонского Университета Карнеги, сейчас Меркурий находится в относительно остывшем состоянии, так как формирование планеты уже завершено. Однако, когда Меркурий находился в состоянии формирования он был значительно больше по своим размерам, так как все вещества, составляющие его массу, были разогретыми. Потом же планета несколько остыла и сжалась под действием собственной гравитации.

Прогнозные расчеты ученых показывают, что в начальные периоды своего существования Меркурий мог быть на 30% больше своих нынешних размеров.

Также орбитальный анализ показал, что заряженные ионы в экзосфере Меркурия являют собой уникальное и ранее неизвестное явление. Напомним, что экзосфера представлет собой сверхтонкий аналог атмосферы, молекулы вещества в которой пребывают в разряженном состоянии, но очень активно взаимодействуют с поверхностью планеты. Так как Меркурий имеет весьма вытянутую орбиту, но при этом вращается вокруг своей оси медленно, можно с некоторой долей условности говорить, что сутки на планете также можно определять по направлению движения ионов.

Только недавно было установлено, что грунт на Марсе подходит для выращивания спаржи и вообще — во многом походит на земной (хотя, конечно, не на любой земной). Тогда учёные упоминали сухие долины в Антарктиде, в контексте сходства грунтов Марса и Земли.

Теперь это сравнение всплыло вновь. Учёные перелопатили результаты анализа грунта, проведённого пятью роботами-исследователями. А это была не только информация с новейшего Phoenix, но и сведения, собранные предыдущими экспедициями — Spirit и Opportunity, Pathfinder и Viking.

Оказалось, что во всех пробах есть схожие образцы сульфатов и хлоридов. Причём сульфаты имеют тенденцию оставаться ближе к поверхности, тогда как концентрация хлоридов увеличивается с глубиной.

Точно так же данные группы веществ "ведут себя" в Антарктике и в чилийской пустыне Атакама — засушливых местах, где дожди идут, пусть и очень редко.

Несмотря на засушливый климат, именно дожди там ответственны за такое неравномерное распределение солей. Пусть идут нечасто и бывают слабыми — за миллионы лет выпадающая с неба вода постепенно переносит более растворимые хлориды вглубь грунта, а менее растворимые сульфаты остаются вверху.

Амундсон и его коллеги считают, что примерно 3 миллиарда лет назад большие массы жидкой воды, что существовали на Марсе, оказались замороженными или испарились. Это были именно грунтовые воды (о чём неоднократно говорили учёные ранее). Они оставили после себя множество характерных деталей рельефа, вырезанных бегущими потоками.

Но вот после исчезновения этих самых водных масс, говорят американские специалисты, на Марсе начался длительный период редких дождей и росы, которые медленно изменили химию поверхностного грунта, создав то распределение солей, что ныне читается в образцах. И в этом обнаруживается ещё одно сходство Марса и нашей родной планеты.

Учёным давно известно "удобство" двойного пульсара для проверки эффектов ОТО — два очень компактных и тяжёлых компаньона этой системы вращаются друг вокруг друга на сравнительно небольшом расстоянии. Здесь действуют сильнейшие гравитационные поля, что приводит к релятивистским эффектам, которые можно измерить даже с Земли, с расстояния 1,7 тысячи световых лет. Мы говорили об этом.

В 2006 году этот пульсар помог подтвердить теорию Эйнштейна с точностью 99,95%. В тот раз астрономы измерили задержку сигналов от пульсаров (которые при взаимном обращении периодически затмевают друг друга), вызванную прохождением волн в сильно искажённом пространстве-времени вблизи столь массивных тел.

Период обращения компонентов PSR J0737-3039A/B вокруг общего центра тяжести составляет 2,4 часа. Период собственного вращения компонентов — 2,8 секунды и 23 миллисекунды (иллюстрация McGill University).

Ныне же исследователи сообщили об обнаружении у всё той же "сладкой парочки" ещё одного эффекта ОТО — медленной прецессии оси вращения пульсара под действием сильного поля тяготения своего соседа.

Измерить её удалось благодаря следующим обстоятельствам. Плоскость обращения пары почти совпадает с лучом зрения. Во время затмения одного компонента другим радиоизлучение дальнего пульсара искажается сильным магнитным полем ближнего, в котором "купается" облако плазмы, окружающей этот ближний пульсар. Причём характер искажения зависит от ориентации магнитного поля относительно луча зрения.

Если бы теория Эйнштейна была неверна, то, по классической физике, положение оси вращения пульсара относительно далёких звёзд (и Земли) со временем не менялось бы. Однако "соседство" с мощным полем тяготения второго компонента системы медленно отклоняет эту ось в сторону.

Международная группа учёных, ведомая Рене Бретоном (Rene Breton) и Викторией Каспи (Victoria Kaspi) из университета Макгилла в течение четырёх лет пронаблюдала за затмениями в PSR J0737-3039A/B и ныне установила — прецессия действительно есть. Причём её величина согласуется с предсказанной теорией относительности (подробности — в Science).

Бретон поясняет: "Хотя прецессия оси вращения планет обнаружена даже в нашей системе, различия между ОТО и альтернативными теориями гравитации могут быть выявлены только в очень мощных гравитационных полях, таких как у пульсаров. До сих пор теория Эйнштейна прошла все испытания, которые были проведены, в том числе наше. Мы можем сказать, что если кто-то хочет предложить альтернативную теорию гравитации, он должен будет согласовать её с результатами, которые мы получили".

Кстати, ранее правота Эйнштейна нашла экспериментальное подтверждение и в окрестностях нашей планеты: учёные доказали, что Земля действительно закручивает пространство-время. Также физики обнаружили сильное искажение пространства-времени нейтронной звездой.

Радарные съёмки с Земли годятся лишь для "камней", которые достаточно близко подходят к нашей планете. Ну а составление детального портрета астероида при помощи телескопа удаётся лишь для очень крупных объектов (примеры — Веста и Церера).

Есть ещё фотометрический метод: сначала записываются колебания яркости (вызванные вращением астероида), а по ним компьютер вычисляет в некотором приближении форму.

Но астероидов в нашей системе — сотни тысяч. Чтобы выявить какие-то общие правила в их формах, нужно "посмотреть в лицо" достаточно большому их числу.

Сабо и Кисс нашли выход. Они вспомнили, что существует целый ряд проектов по планомерной и детальной цифровой съёмке неба (вроде американского Sloan Digital Sky Survey). Эти "обзоры" сосредотачивают своё внимание на звёздах и даже больше — далёких галактиках. Однако как побочный продукт они производят обширные данные о положении и яркости астероидов в нашей собственной Солнечной системе.

Дьюла и Ласло составили программу, которая отсортировала и проанализировала этот массив информации, узнав, во-первых, форму 11735 астероидов, а во-вторых, вычислив интересные соответствия между их пропорциями и принадлежностью к известным группам и семействам.

"За последние 40 лет с помощью фотометрии астрономы определили облик примерно 1200 астероидов. Мы же получили сведения о форме в десять раз большего числа астероидов всего за полчаса!" — радуется Дьюла.

Тут надо пояснить, что примерно треть всех астероидов принадлежит к так называемым семействам. Их члены, как полагают учёные, возникли при столкновениях весьма крупных тел (подобная катастрофа, кстати, случившаяся миллионы лет назад, породила осколки, один из которых стал "убийцей динозавров").

"Полученные результаты удивительны, — заявил Дьюла. — Мы увидели, с одной стороны, — семейства, которые были составлены из большого числа продолговатых астероидов, с другой — группы, в которые входили в основном шаровидные тела".

Далее авторы открытия добавили, что молодые семейства астероидов продемонстрировали большое разнообразие форм, что предполагает: эти "летающие скалы" представляют собой фрагменты пород, обломки от разломанных на части больших тел. Астероиды же в старых семьях, как правило, были округлыми.

По оценке исследователей на то, чтобы неправильный астероид скруглился и принял форму (в некотором приближении) шара, ему нужно от одного до двух миллиардов лет. Механизм скругления прост — это столкновения астероидов с куда менее крупными собратьями, да и просто — мелкими метеорными телами, которые понемногу откалывают выступающие части.

Авторы работы полагают, что новая информация поможет детальнее разобраться с процессами в Солнечной системе, которые шли как на заре её жизни, так происходят и сейчас.

Познакомьтесь с самым быстровертящимся объектом в Солнечной системе, опасным астероидом, к которому хотят послать маяк, и планом высадки людей на астероиде, а ещё — системой для ходьбы по астероиду.

Добавим, что ещё большую ясность в непростую историю "летающих гор" внесёт американский зонд Dawn, который ныне летит в пояс астероидов. Он должен сблизиться с Вестой (в 2011 году) и Церерой (в 2015-м). Последняя, правда, астероидом уж пару лет как не считается.

Запущенная в марте 2004 года, Розетта достигнет своей окончательной цели только в 2014 году, после дороги длиной приблизительно в 6.5 миллиардов километров.

Розетта пролетала дважды мимо Земли и один раз мимо Марса, получая гравитационные ускорения. Третий и последний проход мимо Земли намечен на ноябрь 2009 года. В июне 2010 года космический корабль также встретится с астероидом Лютеция.

При достижении в этом году астероида Штайна, Розетта будет находиться на расстоянии в две астрономические единицы от Солнца. Встреча произойдет в поясе астероида между Марсом и Юпитером. Исследователь пройдёт в 800 километров от астероида.



Астероиды, по мнению учёных, являются образцами, сохранившимися со времен формирования нашей солнечной системы около 4.5 миллиарда лет назад. Основываясь на наблюдениях с Земли, Штайн состоит главным образом из силикатов и базальтов, материал, распространённый на нашей планете. Но ученые говорят, что это - относительно редкий тип астероида. Розетта попытается выяснить больше о его составе, вращении и о том, как он взаимодействует с заряженными частицами солнечного ветра.

Чтобы подготовиться, в оставшееся до встречи время учёные миссии будут проверять инструменты.

"Облака – это сырье для новых звезд и планет. Мы знаем, что в таких межзвёздных облаках, задолго до формирования планет, сложные химические реакции создают предбиологические молекулы. Существует высокая вероятность, что некоторые из этих межзвездных молекул могут найти дорогу к поверхностям молодых планет, типа ранней Земли, и обеспечить начало химии жизни. Впервые, мы имеем возможность провести полный и методический поиск, что бы распознать в облаках все разновидности химикалий» – рассказывает Энтони Ремиджан из национальной радио обсерватории США (NRAO).

За прошлые три года, Ремиджан с коллегами использовали GBT, для обнаружения десяти новых межзвездных молекул – рекорд, не побитый в такое короткое время ни одной командой или телескопом.

Ученые обнаружили эти молекулы, специально ища их. Однако теперь они изменяют свою стратегию и забрасывают широкую сеть, предназначенную для поиска любых молекул, без знания, что именно искать. Кроме того, они открывают свободный доступ другим ученым к своим данным, в надеждах на ускорение процесса. Команда исследователей представила свой план на встрече американского Астрономического Общества в Сент-Луисе.

Поскольку молекулы вращаются и вибрируют, они испускают радиоволны на определенной частоте. Каждая молекула имеет уникальный образец таких частот, названный спектральными линиями. Эти линии составляют уникальный "отпечаток пальца", идентифицирующий эту молекулу. Лабораторные испытания же могут определить образец спектральных линий, который идентифицирует определенную молекулу.


Радиотелескоп Роберта Бёрда и некоторые обнаруженные им молекулы.

В прошлом большинство открытий происходило так – в начале в лаборатории идентифицировался образец молекулы, потом происходил поиск с помощью радиотелескопа этого набора спектральных линий в определённой области неба. На данный момент в космосе были найдены больше чем 140 различных молекул.

Новое исследование полностью изменит процесс. Астрономы будут использовать GBT, для подробного изучения облака газа и пыли, найдя вначале все спектральные линии, и только затем они будут пытаться найти соответствующие им молекулярные образцы, используя специальное программное обеспечение для поиска данных.

Астрономы сделают полный обзор межзвездного облака в широком диапазоне радиочастот между 300 МГц и 50 ГГц. Они считают, что эта техника, позволит им обнаруживать молекулы, которые уклонились бы от большего количества наблюдений более узкого диапазона.

"В эпоху до создания GBT такая стратегия в частотах между 300 МГц и 50 ГГц не была бы осуществимой. Огромные способности этого телескопа позволяют нам открыть новую эру астрохимии" – рассказывает Ян М. Холлис из центра космических полетов доктора Годдарда NASA.

"Более ранние исследования показали, что в облаках присутствует множество сложных, предбиологических молекул, но только описанный выше подход позволит получить данные необходимые для идентификации их" – рассказывает Ремиджан.

"Несомненно, что сложные органические молекулы, сформировавшиеся в космосе – фундаментальные стандартные блоки астробиологии. Получение полного набора таких молекул в этом облаке произведет прогресс в нашем понимании физических условий в облаке и первых химических шагов к жизни" – считает Фил Джьюелл из NRAO.

Так как обзор облака телескопом GBT продолжится, команда исследователей планирует открыть свои данные научному сообществу. Кроме того, они обеспечат программное обеспечение, которое позволит другим ученым эффективно "искать" контрольные отпечатки новых молекул.

"Теперь будет доступно всё богатство лабораторных данных о радио отпечатках многих молекул. Программное обеспечение для поиска данных позволит эффективно находить совпадения между спектральными линиями" – рассказывает Франк Ловас из Национального Института Стандартов и Технологий.

Ученые занимаются наблюдением B2 Стрельца – облака возле центра нашей Галактики, приблизительно в 25 000 световых лет от Земли. Раньше многие молекулы были обнаружены в этом облаке.

Наиболее проработанная и практически общепринятая теория рождения Луны гласит, что она возникла на заре существования Солнечной системы (а возраст Луны нам известен) вследствие столкновения молодой Земли и тела размером примерно с Марс (мы подробно рассказывали об этой гипотезе).

До сих пор считалось, что теплота, выделившаяся при ударе, привела к бегству в космос в первую очередь лёгких элементов (и также воды). Потому Луна, скажем, содержит несравненно меньше железа, чем Земля. И вообще — соотношение разных химических элементов на Земле и на Луне может многое поведать о том самом "большом ударе" и последующей эволюции двух тел.

В прошлые годы исследователи нашли подтверждение существования в глубине Селены некоторого количества серы, хлора, фтора и углерода. Но вот воде не везло. Фактически, по общепринятым представлениям, Луна — совершенно "сухое" тело, и относится это не только к её поверхности, но и к "интерьеру".

Теперь же, похоже, это представление придётся отправить в утиль.

Группа учёных из нескольких университетов США рапортует в материале в Nature: вулканическое стекло, привезённое с Луны, во-первых — содержит-таки воду, во-вторых — содержит неожиданно много воды.

Авторы исследования разработали новый метод детектирования слабых следов нужного вещества, названный вторичная ионная масс-спектрометрия (SIMS). И если с прежними способами наличие воды в лунных образцах можно было бы уловить, только если бы она достигала содержания в 50 частей на миллион, то с SIMS чувствительность выросла в десять раз — до 5 частей на миллион.

И оказалось, что в лунном стекле воды — 46 частей на миллион. А из этого следует ряд интересных выводов.

Учёные нашли, что содержание летучих соединений падает от центра исследованных сфер к их краю, а значит — 95% воды было потеряно породой в ходе вулканической деятельности, которая свыше 3 миллиардов лет назад и произвела на свет эти стёкла.

Авторы работы составили модель охлаждения этих шариков (после того как они попали на поверхность) и, варьируя скорость и общее время охлаждения, получили чёткую картину наблюдаемых элементов.

Отсюда они высчитали, что в магме воды было от 260 до 745 частей на миллион.

Один из авторов исследования, Эрик Хаури (Erik Hauri) из института Карнеги (Carnegie Institution for Science), говорит: "Поскольку Луна всегда считалась лишённой воды, это гигантский скачок от предыдущих оценок. Это свидетельствует, что внутренности Луны имеют больше воды, возможно, столько же, сколько в земной верхней мантии. Но ещё более интригующий вопрос: если лунные вулканы высвободили 95% "водных ресурсов", где эта вода теперь?"

Часть водяного пара в ходе тех извержений улетучилась в космос, но часть могла осесть на полюсах в вечно затенённых кратерах. Причём если ранее учёные часто говорили о возможном существовании водяного льда на полюсах Селены, добавляя, что его источник — метеориты и кометы, то теперь можно предположить — часть этой воды имеет лунное происхождение, от древних извержений вулканов.

Проверку южного полюса "ночного фонарика" на предмет воды должен выполнить американский спутник Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), запуск которого намечен на ноябрь-декабрь 2008 года (смотрите детали миссии).

Интересно, что как побочную задачу LRO должен выполнить съёмку мест посадки "Аполлонов" с разрешением 50 сантиметров на пиксель. Хотя можно сказать заранее, самых непримиримых сторонников теории заговора относительно лунных полётов почти сорокалетней давности и эти кадры не убедят.