Астрономы провели зондирование черной дыры

Быстро движущееся газовое облако позволило астрономам "прозондировать" ближайшие окрестности сверхмассивной черной дыры и узнать, какие именно структуры способны порождать мощные потоки рентгеновского излучения и другой радиации.

Крупная черная дыра таится в самом центре спиральной галактики с "перемычкой" NGC 1365, находящейся от нас на расстоянии порядка 60 миллионов световых лет (в небольшом созвездии южного полушария неба Печь). NGC 1365 содержит так называемое активное галактическое ядро (active galactic nucleus - AGN). Эта галактика - относительно близкий к нам пример подобного образования из числа ярчайших объектов во всей Вселенной. Согласно современным теориям, именно сверхмассивные черные дыры являются источником повышенной активности галактических центров. Полагают, что чудовищная гравитация черной дыры притягивает окружающий газ, который устремляется к ней по спирали, вливаясь в общий аккреционный диск, вращающийся с большой скоростью. Трение между отдельными частицами материи в аккреционном диске приводит к разогреву до столь высоких температур, что вся эта структура начинает испускать не только видимый свет, но и ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Причем из теории следует, что основная часть потока рентгеновского излучения, улавливаемого земными приборами, должна прибывать к нам из самой горячей внутренней части аккреционного диска, расположенной ближе всего к черной дыре.

Нужно отметить, что эта область довольно компактна, и ее с помощью современных технологий непосредственным образом разглядеть нельзя, и только удачное стечение обстоятельств помогло группе американских астрономов, возглавляемой Гвидо Ризалити (Guido Risaliti) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) Гарвардского университета (Harvard University, Кембридж, штат Массачусетс) и Астрофизической обсерватории Арчетри (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) во Флоренции (при итальянском Национальном астрофизическом институте - Istituto Nazionale di Astrofisica - INAF), увеличить масштаб этого изображения "по крайней мере в миллион раз" (по словам Ризалити) по сравнению с любым оптическим земным телескопом (планируется публикация в Astrophysical Journal).

При изучении данных, полученных в апреле 2006 года от космической обсерватории "Чандра" (Chandra), работающей в рентгеновском диапазоне, исследователи обнаружили резкое "переключение" сигнала, поступавшего из района NGC 1365. Согласно проведенному анализу, причиной необычного явления послужило облако газа, выходящее на орбиту вокруг черной дыры и оказавшееся в какой-то момент на той умозрительной линии, что соединяет этот объект и земных наблюдателей (облако прошло на расстоянии 0,01 светового года от "монстра"). На какое-то время облако блокировало поступающее к нам из ближайших окрестностей черной дыры рентгеновское излучение (соответствующую мультипликацию затмения облаком части аккреционного диска можно посмотреть по данному адресу - там есть ссылки на файлы в формате QuickTime и MPEG, NASA/CXC/M.Weiss).

Наблюдаемое событие длилось всего около двух дней (из двух недель, во время которых было проведено шесть сеансов наблюдений), и поэтому угловые размеры источника рентгеновского излучения должны быть невелики. Вычисления показывают, что поперечник исследуемого объекта (испускающего рентгеновские лучи) не может превышать миллиарда километров (то есть семи астрономических единиц - расстояний от Земли до Солнца) - при этом он примерно в десять раз превосходит диаметр "горизонта событий" черной дыры (горизонт событий - это граница коллапсара, область, из которой не в силах выбраться ни свет, ни материальное тело) и в два миллиарда раз уступает размерам самой галактики. Через сотню лет ультрагорячий газ (нагретый до миллионов градусов), наблюдаемый теперь в рентгеновском диапазоне, сам неизбежно окажется за границей горизонта событий и тогда он перестанет быть нам виден.

На иллюстрации вверху:
NGC 1365 в видимом свете и в рентгеновских лучах (врезка справа внизу). Условные цвета соответствуют: пурпурный (фиолетовый) - 0,2-1 килоэлектрон-вольт, желтый - 1-2 кэВ, голубой - 2-7 кэВ. Рентгеновский диапазон: NASA/CXC/CfA/INAF/Risaliti. Оптический диапазон: ESO/VLT.

Грани.ru

Англичане разработали для лунной базы электромагнитный зонтик

Электромагнитный зонтик, который будет защищать лунные базы от космических лучей, разрабатывается в Лаборатории Резерфорда, расположенной в английском графстве Оксфордшир.

Как пишет газета Guardian, на Луне в защите от излучения и потоков заряженных частиц нуждаются не только люди, но и электроника.

Разрабатываются две модификации щита. Один будет экранировать все системы корабля, который направится к Луне, а второй предназначен для развертывания над базой лунной экспедиции.

Поскольку жизнь на Земле возникла под защитой естественного магнитного поля планеты, человеческий организм не приспособлен к постоянному сильному облучению, с которым он встретится в открытом космосе и на других космических телах. Основная опасность, которую несут космические лучи, заключается в их способности вызывать точечные перестройки в молекулах.

Если заряженная частица повреждает ДНК, это может привести к изменению закодированной в этой молекуле наследственной информации, то есть мутации. Наиболее очевидным последствием повышения частоты мутаций в клетках взрослых участников экспедиции станет значительное увеличение риска онкологических заболеваний.

Электромагнитный "зонтик" над базой будет создаваться при помощи сверхпроводящих магнитов. Возможно, эта система будет дополнена ионизированным газом, который будет удерживаться магнитным полем и тормозить пролетающие через него космические частицы.

По всей видимости, английская разработка будет востребована NASA в рамках возвращения астронавтов на Луну. Планируется, что нога человека снова ступит на поверхность нашего единственного естественного спутника в 2020 году.

Lenta.ru

"Союз ТМА-9" отстыковался от МКС

В 13:11 субботы по московскому времени космический корабль "Союз ТМА-9" с экипажем 14-й экспедиции отстыковался от Международной космической станции.

На борту "Союза" находятся россиянин Михаил Тюрин и американец Майкл Лопес-Алегриа, котрые пробыли в космосе более 200 суток, а также космический турист, один из основателей корпорации Microsoft Чарльз Симони. Он провел на станции 11 дней.

Работу на МКС продолжат россияне Федор Юрчихин и Олег Котов и американка Сунита Уильямс, которая находится на станции с декабря 2006 года.

Как напомнили в Центре управления полетами в подмосковном Королеве, посадка капсулы с космонавтами ожидается в 16:30 по московскому времени на территории Казахстана. Запланированный район посадки находится примерно в 135 километрах к северо-востоку от города Джезказгана.

Lenta.ru

Солнце издает органные звуки, выяснили ученые

Утверждение античного философа и математика Пифагора о том, что Вселенная наполнена "музыкой сфер", нашло подтверждение со стороны современной науки.

Как заявил на заседании британского Королевского астрономического общества профессор Роберт фон Фай- Шибенбергер, выбросы с поверхности Солнца расплавленной плазмы в виде протуберанцев сопровождаются органными звуками. При этом трубами этого небесного инструмента являются солнечные протуберанцы.

Плазма, отрываясь от поверхности Солнца, закручивается во время своего движения и создает огромные кольца. При этом происходит увеличение температуры внутри протуберанца до почти шести тыс. градусов.

Все это приводит к образованию мощной звуковой волны, распространяющейся со скоростью десятки километров в секунду, отметил фон Фай-Шибенбергер.

Окружность колец способна достигать 100 млн километров, и звук проходит по ним словно по трубам гигантского органа, многократно усиливаясь. Согласно подсчетам, длина ноты "солнечного органа" составляет около часа.

NEWSru

Часть черных дыр может оказаться кротовыми норами

Некоторая часть тех космических объектов, которые ранее считались черными дырами (они предсказаны в рамках теории Эйнштейна), на самом деле могла бы оказаться так называемыми "червоточинами" (wormholes), или, иначе говоря, "кротовыми норами", ведущими к другим вселенным. Об этом свидетельствует новое исследование профессора Тибо Дамура (Thibault Damour) из французского Института передовых научных исследований (Institut des Hautes tudes Scientifiques - IHS) и доктора физико-математических наук Сергея Солодухина из московского Физического института РАН имени Лебедева (ФИАН) и германского Бременского международного университета (International University Bremen). Соответствующая статья опубликована на сайте arXiv.org. Возможно, новая работа поможет также разрешить и знаменитый "информационный парадокс" черных дыр, но критики этой теории обещают в связи с ней появление новых проблем, в частности, нет пока еще вразумительного ответа на вопрос, как все эти "червоточины" могут образовываться.

Черные дыры обладают столь мощным гравитационным полем, что ни материальное тело, ни излучение не могут выбраться из их объятий - покинуть пределы так называемого горизонта событий (где время с точки зрения внешнего наблюдателя как бы "заморожено", отсюда другое (старое) название черных дыр - "замороженные звезды"). Общая теория относительности предсказывает рождение черной дыры в том случае, когда мы имеем дело с веществом, сжатым в достаточно компактной области (в пределах сферы Шварцшильда, размеры которой в простейшем случае совпадают с радиусом горизонта событий - решение было найдено Карлом Шварцшильдом (Karl Schwarzschild) спустя всего несколько месяцев после того, как Эйнштейн обнародовал свою теорию). Конечно, черные дыры невозможно наблюдать непосредственным образом, однако астрономы уже отыскали множество объектов, подходящих на эту роль. Идентификация черных дыр основывается на наблюдениях поглощаемого ими вещества.

Еще более интересным объектом являются гипотетические "червоточины" - как бы отверстия, прогрызенные в "складках" пространственно-временного континуума, которые напрямую могут соединять удаленные друг от друга места. Если представить нашу Вселенную в виде двумерного полотна, то "червоточину" можно изобразить как разрыв и соединение этой двумерной Вселенной в местах складок, требующие выхода в третье измерение. "Соседняя складка" в реальности может также оказаться и иной, чуждой нам вселенной, населенной собственными звездами, галактиками и планетами.

Дамур и Солодухин постарались выяснить, на что может быть похожа в реальности такая "червоточина", и с удивлением обнаружили, что внешне она практически ничем не будет отличаться от более привычной черной дыры. Поглощаемая материя точно также ведет себя вблизи "кротовых нор", как и у черной дыры, оба этих объекта сходным образом деформируют вокруг себя пространство-время.

Отличить эти два объекта в принципе можно было бы по наличию излучения Хокинга (испусканию виртуальных частиц на границе горизонта событий). Такая радиация, поступающая со стороны черных дыр, имела бы характерный энергетический спектр. Однако излучение Хокинга столь малозаметно, что на практике оно легко затеряется среди других источников излучения, включая микроволновый фон (реликтовое излучение) - то есть "послесвечение", оставшееся от событий, следовавших за Большим взрывом. Более того, в новой работе утверждается, что "червоточины" в принципе даже могут сымитировать и спектр хокинговского излучения...

Другое отличие, которое могло бы сослужить службу при идентификации "червоточин", - это то, что "червоточины" (в отличие от черных дыр) не демонстрируют присутствия какого-либо горизонта событий. Иными словами, материальное тело может попасть в "червоточину", а после этого благополучно возвратиться обратно в наш мир. Фактически, это означает, что по "кротовым норам" можно путешествовать не только из одной вселенной в другую, но и в пределах нашей Вселенной.

Однако это тоже, к сожалению, не дает нам безошибочной стратегии выявления "червоточин". И к тому же в зависимости от формы "червоточины" на путешествие через нее можно затратить либо миллиарды лет, либо считанные секунды. Единственный способ узнать, с каким именно объектом мы имеем дело, - бесстрашно погрузиться в него. Это более чем опасная азартная игра, поскольку если объект окажется не "червоточиной", а черной дырой, то мощное гравитационное поле разорвет тело путешественника на отдельные атомы. Впрочем, даже если объект и окажется "червоточиной", отправившийся туда исследователь вовсе не застрахован от подобной участи. А если "червоточина" нас пропустит, то оставшимся в прежней вселенной друзьям, может так статься, придется подождать миллиарды лет, прежде чем путешественник сможет вернуться назад.

Такая задержка обессмысливает какую-либо коммуникацию с иными мирами. Однако при благоприятном стечении обстоятельств путь может оказаться совсем недолгим: если нам посчастливится набрести на микроскопическую "червоточину" (не исключено также, что такую "дырку" когда-нибудь удастся создать искусственно). Проблема заключается в том, что микроскопические "червоточины" не могут существовать без стабилизирующего влияния со стороны некой экзотичной субстанции с антигравитационными свойствами, а возможность существования такой материи остается пока под большим вопросом. Возможно, ситуация прояснится, когда будет наконец разработана теория, объединяющая квантовую механику с какой-либо теорией гравитации.

Не исключено, что есть и другой способ подтвердить нынешние догадки. Некоторые физики считают, что будущие эксперименты на ускорителях частиц при сверхвысоких энергиях могут порождать микроскопические черные дыры. Такие крошечные черные дыры испускали бы измеримые количества хокинговской радиации, доказывая тем самым, что они действительно являются черными дырами, а не "червоточинами". А вот если прав Солодухин, то взамен черных дыр в этих случаях формировались бы микроскопические "червоточины", которые не излучали бы никакой такой радиации. "В этом случае мы бы поняли, с чем имеем дело - с черной дырой или червоточиной", - говорит Солодухин.

Примечательно то, что "червоточины" не имеют проблем с "информационным парадоксом", который привел в столкновение квантовую механику и теорию гравитации Эйнштейна. Ведь отсутствие горизонта событий позволяет материальным телам и информации беспрепятственно курсировать меж мирами. К тому же нет и излучения Хокинга, приводящего к "испарению" черных дыр (с вероятным уничтожением накопленной информации). Однако для того, чтобы от проблемы избавиться полностью, нужно предположить, что в любых звездных процессах (вроде коллапса взрывающейся в виде гиперновой звезды-гиганта) всегда образуются не черные дыры, а "червоточины".

Грани.ру

Обнаруженное шаровое скопление звезд опровергло теории астрономов

Космический телескоп «Хаббл» помог обнаружить в шаровом скоплении звёзд NGC 2808 три поколения светил, сформировавшихся в ранний период его существования. В соответствии с современными теориями в таких скоплениях может сформироваться только одно поколение звёзд, так как излучение от них должно выносить большую часть газа, что не позволит зародиться новым звёздам.

Шаровое скопление NGC 2808 является одним из самых крупных из 150 известных объектов своего класса. Оно в два-три раза крупнее большинства сферических скоплений и содержит более одного миллиона звёзд. По словам одного из участников исследования — Луиджи Бедина из Европейской южной обсерватории (ESO) в Гарчинге (Германия), — считается, что звёзды в сферических скоплениях образуются в одно время, в одном месте и из одного материала, после чего развиваются на протяжении всего существования скопления.

Анализ данных о NGC 2808 показал, что в течение первых 200 млн. лет существования этого скопления в нём сформировалось сразу несколько популяций звёзд. По мнению учёных, масса данного скопления оказалось достаточной для того, чтобы гравитация удерживала внутри него газ и не допускала его рассеивания. Удерживаемая газовая смесь с течением времени насыщалась гелием от самых первых — и наиболее массивных — звёзд.

По другой версии шаровое скопление звёзд NGC 2808 на самом деле является карликовой галактикой, большая часть вещества которой была «вымыта» прочь под воздействием гравитации Млечного пути. Ранее, по словам Бедина, выдвигались предположения, что, например, Омега Центавра — другое шаровое скопление, где также наблюдаются несколько поколений звёзд, — является остатком центральной части карликовой галактики.

Тем не менее к настоящему времени только два шаровых звёздных скопления были обследованы в поисках нескольких поколений светил. В дальнейшим астрономы намереваются использовать «Очень большой телескоп» (Very Large Telescope) в Чили, принадлежащий ESO, для спектроскопических исследований распространённости химических элементов в NGC 2808. Учёные надеются таким образом собрать больше сведений о процессах формирования звёзд в скоплении. Помимо этого они также намерены исследовать с помощью телескопа «Хаббл» около 10 других шаровых скоплений звёзд

«Компьюлента»

Самый яркий взрыв произошел в космосе

Американские ученые зафиксировали чрезвычайно мощный взрыв сверхновой. Он в 5 раз ярче подобных событий. Такой же по силе взрыв может произойти ближе к Земле, тогда в некоторых регионах несколько ночей будет светло, как днем.

"Звезда S-N2006GY представляет собой особый тип сверхновой, который ранее не наблюдался", - рассказал глава группы астрономов из Университета Калифорнии в Беркли Натан Смит. По его словам, масса этой звезды, расположенной в 240 млн световых лет от Земли, по меньшей раз в 150 раз превышает массу нашего Солнца.

Ученые для наблюдений использовали сразу несколько телескопов в космосе и на поверхности нашей планеты. Наблюдение в диапазоне рентгеновского излучения позволило увидеть, что сверхновая не превратилась в черную дыру и полностью "миновала" стадию "мертвой звезды". Смит подчеркнул, что, в отличие от других сверхновых, пик яркости которых продолжается максимум две недели, S-N2006GY сияла на полную мощь 70 дней подряд. При этом на протяжении нескольких месяцев яркость этой звезды превышала стандартные показатели для сверхновых.

Смит отметил, что в ближайшие 50 тыс. лет аналогичный по мощности взрыв сверхновой должен произойти куда ближе к Солнечной системе - всего в 70 квадриллионах километрах от Земли. Взрыв не будет представлять угрозы для нашей планеты, однако, в Южном полушарии на протяжении нескольких месяцев ночью будет светло как днем.

Взгляд

Найдена старейшая звезда Галактики

13,2 миллиарда лет — таков возраст звезды HE 1523-0901, расположенной в Млечном пути. Это не намного меньше, чем возраст всей Вселенной, оцениваемый в 13,7 миллиарда лет. Об необычном измерении отрапортовали в Astrophysical Journal Анна Фребель (Anna Frebel) из техасской обсерватории Макдональда (McDonald Observatory) и её коллеги из ряда других научных учреждений.


Для получения очень точного спектра старой и сравнительно яркой звезды HE 1523-0901 исследователи воспользовались телескопом VLT Европейской южной обсерватории (ESO). Метод, который позволил астрономам посчитать возраст звезды, схож с методом радиоуглеродного датирования, применяемым в геологии и палеонтологии.


Но для получения точных данных о столь старом объекте надо было правильно выбрать изотоп, распад которого играл бы роль часов. Его количество по истечении стольких лет должно было оставаться всё ещё достаточным для уверенной идентификации его в спектре. Выбранная для исследования звезда была богата такими элементами.


Впервые при таких измерениях, для большей надёжности, авторы исследования воспользовались сразу несколькими "радиоактивными часами". Они смотрели на соотношения изотопов: уран/торий, уран/иридий, торий/европий и торий/осмий.


По всем шкалам вышло, что звезда HE 1523-0901 родилась вскоре после Большого взрыва.


Интересно, что ранее астрономам уже доводилось ловить свет от самых ранних звёзд во Вселенной. Но только это были звёзды, расположенные в чрезвычайно удалённых галактиках (с красным смещением больше 6), и, соответственно, наблюдаемые в пору их молодости (расстояние составляло примерно 13 миллиардов лет и, соответственно, наблюдаемые объекты учёные видели такими, какими они были столько же лет назад). Эта же старейшая звезда расположена в нашей собственной Галактике, и видим мы её, по космологическим меркам, примерно такой, какая она и есть сейчас.

Источник: ScienceDaily

За пределами Солнечной системы есть планета, состоящая из воды

Экзопланета (планета за пределами Солнечной системы) GJ 436 b состоит главным образом из воды в виде "горячего льда". Такое открытие сделал бельгийский астроном Микаэль Жийон из Льежского университета, сообщили местные СМИ.

Планета GJ 436 b размером с Нептун была обнаружена американскими астрономами в 2004 году, однако тогда им не удалось провести исследование ее поверхности. Планета вращается вокруг орбиты Gliese 436, "красного карлика", расположенного на расстоянии 30 световых лет от Земли в созвездии Льва.

"Красные карлики" - это сравнительно небольшие звезды, продолжительность жизни которых больше, чем у Солнца. Несколько лет назад ученые предположили, что на вращающихся вокруг них планетах может быть та или иная форма жизни. Благодаря снижению яркости "красного карлика" в момент вращения экзопланеты, группе европейских астрономов под руководством Жийона удалось тщательно изучить ее поверхность. Результаты исследований показали, что экзопланета GJ 436b состоит в основном из воды. Ученые называют такие планеты "океаническими", однако вода на GJ 436b имеет "экзотический вид".

"Странный лед на поверхности планеты имеет очень высокую температуру. Такой лед нельзя найти на планете Земля, его можно произвести лишь в лабораторных условиях", - сообщил Жийон.

По его словам, главная загадка GJ 436b состоит в том, что "под высоким давлением вода затвердевает и превращается в лед". Из-за того, что планета находится близко к Солнцу (на расстоянии 4 миллионов километров), температура на ее поверхности достигает порядка +300 по Цельсию. Ученые полагают, что эта планета либо покрыта водородными оболочками, как Уран и Нептун, либо полностью состоит из водорода, как Юпитер, и поэтому вряд ли пригодна для жизни.

"Данное открытие впервые показывает, что планеты, подобные Нептуну, находятся на близких расстояниях от центральной звезды. Можно предположить, что многочисленные планеты незначительной массы, вращающиеся вокруг своих центральных звезд, также состоят из воды", - отмечают астрономы.

rian.ru

Команда европейских астрономов обнаружили планету размером с Нептун, состоявшую главным образом из воды. Планета, вращающаяся вокруг звезды Gliese 436, была найдена с помощью обсерватории Keck на Гавайях.



GJ 436, являющаяся красным карликом и располагающаяся на расстоянии 30 световых лет от Солнца, известна с 2004 года. Сама планета, масса которой в 22 раза больше массы Земли, обращается на расстоянии 4 млн. км от светила каждые 2,6 дня.

Наблюдения показали периодическую потерю яркости звезды при прохождении перед ней планеты. Измерения позволили предположить, что планета имеет диаметр в 50 тыс. км.

По мнению ученых, планета состоит, в основном, из воды, поскольку если бы она состояла из водорода и гелия, она была бы намного больше. А если бы она была каменистой, то ее размер бы был гораздо меньше. Скорее всего, температура поверхности планеты достигает 300 градусов Цельсия. В связи с этим вода в атмосфере планеты представлена в виде пара. Внутри вода находится под давлением в состоянии, неизвестном на Земле, сообщает Science Daily.

По мнению ученых, под высоким давлением вода становится более плотной, чем лед и жидкая вода. Физики называют эти формы воды 'Ice VII' и 'Ice X'. Если бы океаны Земли были намного глубже, эти экзотические состояния твердой воды наблюдались бы и на дне нашей планеты.

Внутри обнаруженной планеты этот странный лед, кроме всего прочего, нагревается до температуры в несколько сотен градусов. // Zhelezyaka.com