астрономия

Разгорается северное сияние. Вид на стредних широтах

Мужчина запечатлел МКС в свой телескоп

Ученые нашли самую холодную звезду, все еще излучающую радиоволны

Астрономы из Сиднейского университета обнаружили крошечную тусклую звезду — самую холодную из когда-либо зарегистрированных в радиодиапазоне.

Типичный коричневый карлик крупнее Юпитера

Температура поверхности типичных звезд измеряется тысячами градусов Цельсия: к примеру, на поверхности Солнца температура составляет около 5600 градусов, хотя наше светило относительно холодное в сравнении с некоторыми другими звездами. А на поверхности белого карлика Сириус B в 8,6 светового года от нас температура впятеро выше — почти 25 тысяч градусов.

Однако есть звезды, еще более холодные, чем Солнце, и астрономы из Сиднейского университета (Австралия) смогли обнаружить чрезвычайно холодную звезду, до сих пор излучающую радиоволны. «Ультрахолодный» коричневый карлик WISE J062309.94–045624.6, находящийся в 37 световых годах от Земли, оказался холоднее обычного костра на нашей планете: его температура составляет лишь 425 градусов Цельсия, тогда как температура горения дерева — около 500-800 градусов.

Это не самая холодная звезда в истории — она все еще горячее карликовой звезды WISE 1828+2650, температура поверхности которой может опускаться ниже нуля, — но первая, открытая с помощью методов радиоастрономии. Поскольку коричневые карлики малоактивны, они обычно не создают магнитных полей, генерирующих радиоизлучение, которое можно зафиксировать с помощью земных телескопов.

Меньше десяти процентов обнаруженных коричневых карликов активны в радиодиапазоне, и, возможно, WISE J062309.94–045624.6 создает магнитные поля за счет быстрого вращения вокруг собственной оси: когда магнитное поле вращается со скоростью, отличной от скорости ионизированной атмосферы карлика, оно может создавать электрический ток. В этом случае считается, что радиоволны создаются притоком электронов в область магнитного полюса звезды — в сочетании с вращением коричневого карлика это вызывает регулярно повторяющиеся радиовсплески.

Такие звезды — своеобразное переходное звено между крупнейшими газовыми гигантами, подобными Юпитеру, и самыми маленькими звездами, на которых протекают ядерные реакции. Любопытно, что WISE J062309.94–045624.6 меньше Юпитера, но при этом как минимум вчетверо массивнее его (Солнце массивнее Юпитера в 1000 раз).Такие звезды — своеобразное переходное звено между крупнейшими газовыми гигантами, подобными Юпитеру, и самыми маленькими звездами, на которых протекают ядерные реакции. Любопытно, что WISE J062309.94–045624.6 меньше Юпитера, но при этом как минимум вчетверо массивнее его (Солнце массивнее Юпитера в 1000 раз).

Статья спизжена отсюда

Физик увеличил возраст Вселенной вдвое

С новым днём, пидоры!

Согласно новому исследованию канадского физика, возраст Вселенной может достигать 26,7 миллиарда лет. Эта гипотеза бросает вызов доминирующей космологической модели и весьма сложно доказуема, но при этом может ответить на некоторые проблемные вопросы ранней Вселенной.

Эволюция Вселенной, начиная с Большого Взрыва слева, за которым следует появление Космического Микроволнового Фона. Формирование первых звезд завершает космические темные века, за которыми следует образование галактик

В течение многих лет астрофизики рассчитывали возраст нашей Вселенной, измеряя время, прошедшее с момента Большого взрыва, и изучая самые старые звезды на основе красного смещения света, исходящего от далеких галактик. Делали это так: все сверхновые типа Ia (надежно опознаваемые по спектру) имеют близкую энергию вспышки, однако их наблюдаемая яркость разная, поскольку они находятся на разном расстоянии от Земли. Сравнивая яркость этих «стандартных свечей космологии», можно понять, насколько удалены от нас те галактики, в которые входят эти сверхновые.

Затем астрономы обнаружили, что объекты, которые таким методом определены как далекие, выглядят очень красными в сравнении со сходными объектами, определенными как близкие (космологическое красное смещение). Чтобы объяснить эту странность, сначала предложили модель «утомленного света» — что фотоны с расстоянием теряют энергию, отчего становятся более «красными» (то есть более длинноволновыми). Это объяснение не работало по целому ряду причин, включая, например, ту, что вспышки сверхновых в далеких областях Вселенной длятся, на взгляд астрономов, дольше, чем в близких.

Поэтому вместо гипотезы «утомленного света» увеличение красного смещения с расстоянием объяснили общей теорией относительности. Согласно ей красное смещение — нормальный исход для фотона, летящего через пространство-время, которое расширяется. Это объясняло и то, почему вспышки сверхновых в ранней Вселенной шли дольше, чем в ближней: из-за растягивания фотонов от далеких сверхновых астрономы наблюдали кажущееся замедление времени для событий в ранней Вселенной. По расчетам в рамках этого подхода, наблюдаемое красное смещение от далеких галактик дает четко определенную скорость их удаления друг от друга за счет расширения Вселенной — примерно 70 километров в секунду на мегапарсек. Если поделить расстояние между далекими галактиками и нами на эту величину, получается 13,8 миллиарда лет — выходит, Большой взрыв, породивший нынешнюю Вселенную, случился именно тогда.

Сложности с возрастом

Однако в последний десяток лет начали накапливаться слабо совместимые с классической моделью развития Вселенной данные. Существуют некоторые очень древние звезды, такие как Мафусаил (HD 140283) и другие, которые должны были сформироваться 13,5 миллиарда лет назад. Между тем до сих пор считалось, что между Большим взрывом и образованием первых звезд должны были пройти многие сотни миллионов лет. Также ученые обнаружили некоторые галактики из ранней Вселенной, находящиеся на продвинутой стадии космической эволюции: хотя они видны нам такими, какими были лишь через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, они содержат относительно богатые тяжелыми элементами звезды, для формирования которых требуется большое время звездной эволюции.

Чтобы разрешить это противоречие, профессор Раджендра Гупта (Rajendra Gupta) из Оттавского университета (Канада) предложил объединить гипотезу «усталого света» с объяснением красного смещения через расширение Вселенной в рамках теории относительности. Работу на эту тему ученый опубликовал в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

По мнению астрофизика, в сочетании с моделью усталого света обретают смысл и гипотезы о том, что фундаментальные физические константы, управляющие взаимодействием между частицами, могут меняться со временем. Включая те константы, на основании которых вычисляются космологическое красное смещение и возраст Вселенной.

Если константы действительно меняются таким образом, то временные рамки формирования ранних галактик, наблюдаемых на больших красных смещениях, могут быть увеличены с нескольких сотен миллионов лет до нескольких миллиардов лет. Это дает больше времени на развитие галактик и появление старых звезд в ранней Вселенной. В итоге Гупта предположил, что вероятный возраст Вселенной — 26,7 миллиарда лет, то есть примерно вдвое больше современных оценок.

Новые ответы, новые вопросы

В своем подходе Гупта пытается убрать противоречия между наблюдаемым в рамках теории относительности небольшим возрастом Вселенной (13,8 миллиарда лет) и очень зрелыми галактиками, которые астрономы открыли в последний десяток лет. Скажем, галактике HD1 — 13,463 миллиарда лет, она образовалась лишь через 324 миллиона лет после Большого взрыва. При этом она еще очень яркая, на уровне многих современных галактик. Современная мейнстримная космология не может объяснить, как за такое короткое время могло появиться достаточное количество звезд, нужное для образования яркой галактики. Неудивительно, что на этом фоне Гупта обратился к гипотезе конца 1920-х об утомленном свете.

Однако его работа, во-первых, объяснила далеко не все слабые места «утомленного света». Например, если бы фотоны «утомлялись» с расстоянием, то спектр реликтового излучения (от момента Большого взрыва) выглядел бы совсем не так, как сейчас. Теоретически, произвольно меняя физические константы (исходя из предположения Гупты, что они меняются со временем), можно попробовать объяснить и это, но тут наступает «во-вторых».

Второй слабостью подхода Гупты следует назвать то, что его крайне сложно проверить, если это вообще возможно. Если мы будем исходить из того, что физические константы в ранней Вселенной менялись, можно объяснить почти любые наблюдения из нее. Но подтвердить, менялись ли они описанным образом, мы не можем, поскольку эксперименты в ранней Вселенной недоступны. Следовательно, гипотеза Гупты слабо проверяема, что ставит ее на грань ненаучности.

Альтернативные мнения

Есть и другие попытки объяснить существование очень зрелых галактик в очень ранней Вселенной — на основе одной только теории относительности и без привлечения экзотических гипотез типа «утомленного света» или изменяющихся со временем физических констант. По мнению сторонников этой точки зрения, наша Вселенная — циклическая, претерпевающая сжатия с последующим расширением.

При этом из одного цикла Вселенной в другой переходит значительная популяция «реликтовых» черных дыр, служащих «семенами» для быстрого формирования галактик и такого же быстрого начала звездообразования в них. Наиболее полная на сегодня теория из такого ряда изложена в вышедшей в 2023 году книге физика Николая Горькавого «Осциллирующая Вселенная». В рамках нее возраст Вселенной тоже превышает 13,8 миллиарда лет (столько прошло лишь с последнего Большого взрыва), но уже не вдвое, а в огромное количество раз.

Статья спизжена отсюда

Астрономы открыли планету с плотностью сахарной ваты

С новым днём, пидоры!

Плотность газового гиганта WASP-193b оказалась в 20 раз меньше, чем у Юпитера, и в сто раз меньше, чем у Земли.

WASP-193b в представлении художника

Из нескольких тысяч известных сегодня экзопланет некоторые резко выделяются на общем фоне. Таким оказался и гигант WASP-193b, обнаруженный в 1200 световых годах от нас. При массе всего 0,13 массы Юпитера он почти в полтора раза больше него по радиусу. Таким образом, плотность этой планеты составляет лишь около процента от плотности Земли. Об этом рассказывается в статье европейских ученых, которая еще готовится к публикации, но уже доступна в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.

Экзопланета WASP-193b находится у звезды солнечного типа WASP-193: она в 1,1 раза массивнее и в 1,2 раза больше нашего светила, близка к нему по яркости и возрасту. Однако орбита WASP-193b намного теснее, чем у любой планеты в Солнечной системе. Один годовой оборот она проходит всего за 6,25 суток. Халид Баркауи (Khalid Barkaoui) из Льежского университета и его коллеги оценили массу и размер планеты, подсчитав ее плотность.

Эта величина составила лишь около 0,059 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения: средняя плотность Земли — 5,51 г/см3; «рыхлого» Юпитера — 1,33 г/см3, бутылочной пробки — 0,2 г/см3, а сладкой сахарной ваты — 0,05 г/см3. Таким образом, WASP-193b оказалась в несколько раз легче пробки и немногим плотнее сладкой ваты. Впрочем, это все-таки не новый рекорд. Планеты с минимально известной плотностью известны в системе Kepler-51, плотность двух из них еще ниже — около 0,03 г/см3.

Планеты с экстремальными характеристиками встречаются нечасто и остаются исключениями. Однако они позволяют понять общий «галактический контекст», в котором существует наша Солнечная система, лучше разобраться в процессах, которые ведут к появлению миров с разными свойствами. Так, предполагается, что подобные «рыхлые» планеты могут образовываться из-за слишком тесного сближения газового гиганта со своей звездой, что ведет к нагреванию и «раздуванию» его внешних оболочек.

С другой стороны, такой механизм не позволяет «рыхлым» планетам существовать долго. Потоки частиц и излучения должны приводить к эрозии их атмосферы за считанные десятки миллионов лет. Поэтому теоретически миры, подобные WASP-193b, должны встречаться лишь у совсем молодых звезд, тогда как WASP-193 уже около шести миллиардов лет. Возможно, это противоречие можно считать доводом в пользу необычной гипотезы, согласно которой само существование экстремально «рыхлых» экзопланет — лишь иллюзия, связанная с наличием системы колец.

Статья спизжена отсюда

Астрономы впервые открыли «двуликий» белый карлик

С новым днём, пидоры!

Исследователи нашли необычный белый карлик и назвали его Янусом — в честь двуликого бога из древнеримской мифологии — из-за его уникальных параметров.

Белый карлик Янус в представлении художника

Астрономические наблюдения за сильно намагниченными белыми карликами, находящимися на расстоянии более 1000 световых лет от Земли, выявили объект с уникальными процессами. Одна сторона атмосферы белого карлика практически полностью состоит из водорода, другая — практически полностью из гелия. Впервые в истории астрономии ученые наблюдали белый карлик, у которого внешние слои кардинально различаются по химическому составу. Статья об этом опубликована в журнале Nature.

Белые карлики — компактные тела, масса которых сравнима с массой Солнца, а радиус — с радиусом Земли (6371 километр). Образуются они на финальных стадиях эволюции звезд, чья масса не превышает 8-10 масс Солнца. Со временем эти относительно легкие светила «стареют» и превращаются в красных гигантов. Постепенно в недрах красных гигантов заканчивается топливо для термоядерных реакций и внешние слои начинаются расширяться, а ядро – сжиматься. В итоге, внешние слои звезды становятся планетарной туманностью, а само ядро — белым карликом. По сути, это уже не звезды, поскольку в их недрах не идут термоядерные реакции. Белые карлики остывают очень медленно, хотя у них нет постоянных внутренних источников тепла. Эти тела обладают малыми размерами, а значит, излучают относительно мало энергии.

Планетарная туманность Кольцо

В основном белые карлики состоят из углерода, водорода, кислорода, гелия, магния, неона. В некоторых случаях (зависит от массы) в их составе встречаются тяжелые элементы, но в небольших количествах. Самые легкие химические элементы, водород и гелий, поднимаются, пополняя внешние слои — атмосферу. Более тяжелые под воздействием сильной гравитации опускаются к ядру (в его состав входят O, Ne и Mg).

Когда белые карлики остывают, температура опускается до 30 тысяч кельвинов, слои атмосферы начинают расширяться, слой водорода и слой гелия смешиваются друг с другом, поэтому химический состав атмосферы этих тел неоднороден. По крайне мере, так думали до недавнего времени, пока американские астрономы из Калифорнийского технологического института не открыли белый карлик, который полностью меняет представление об атмосфере этих объектов.

Во время наблюдения за группой сильно намагниченных белых карликов, которые проводили астрономы при помощи установки для поиска транзиентов имени Цвикки (Zwicky Transient Facility), подключенной к телескопу имени Сэмюэля Ошина (Samuel Oschin Telescope) в Паломарской обсерватории, ученые наткнулись на нетипичное поведение одного из объектов. Белый карлик, который обозначили как ZTF J203349.8+322901.1, выделялся на фоне других быстрым изменением яркости.

Ученые запросили дополнительные наблюдения космического тела, их интересовал химический состав атмосферы ZTF J203349.8+322901.1. Спектрометр высокого разрешения в обсерватории Кека показал, что внешние слои объекта не смешиваются: на одной из его сторон регистрируется водород, но нет гелия, на другой — гелий без водорода, что нетипично для этого класса тел.

Белый карлик назвали в честь двуликого римского бога Януса. Исследователи пока не могут объяснить феномен его атмосферы, но у них есть несколько гипотез. Одна из них гласит, что причина, по которой газы из разных полушарий белого карлика не смешались, — магнитные поля.

«Магнитные поля вокруг космических тел, как правило, асимметричны или могут быть сильнее с одной из сторон атмосферы. Если магнитное поле сильнее с одной стороны, оно может помешать смешиванию газов, следовательно, в этой части будет происходить неравномерное их распределение, будет преобладать слой с самым легким элементом — водородом», — объяснила Илария Кайаццо, руководитель исследования и научный сотрудник Калифорнийского технологического института.

Чтобы решить загадку «двуликого» Януса, команде американских ученых необходимо исследовать как можно больше подобных белых карликов. Искать их будут при помощи все той же установки Zwicky Transient Facility.

Янус может быть самым «ярким» представителем сильно намагниченных белых карликов. Ученые считают, что подобные объекты помогут в будущем лучше понять механизмы эволюции таких тел.

Статья спизжена отсюда

Астрономы обнаружили «невозможную» планету

С новым днём, пидоры!

Международная группа ученых обнаружила «невозможную» планету (в некоторых статьях её называли планета-зомби): похожее на Юпитер небесное тело обращается на чрезвычайно близкой орбите вокруг красного гиганта, который давно должен был разрушить свою звездную систему.

Возможно, именно так родилась планета, известная как 8 Umi b, или «Халла»

Когда Солнце достигнет предела своего существования, оно увеличится в 100 раз по сравнению с нынешним размером, ненадолго став красным гигантом и поглотив все планеты земной группы, включая наш родной мир. Многим планетам в других звездных системах грозит аналогичная гибель по мере того, как стареют их родительские звезды. Но, судя по находке международного коллектива астрономов, некоторые планеты могут пережить превращение звезды в красного гиганта.

Удивительная планета, юпитероподобный газовый гигант 8 Umi b, получивший прозвище Халла (это название священной горы в Южной Корее; прозвище дали корейские астрономы, открывшие планету в 2015 году), обращается вокруг своей звезды — красного гиганта 8 Umi, или Пэкду (тоже назван в честь корейской горы) по невероятно близкой орбите: расстояние от звезды до планеты вдвое меньше расстояния от Солнца до Земли. И, судя по результатам наблюдений за звездными колебаниями Пэкду с помощью спутника NASA TESS, не так давно Пэкду должен был целиком поглотить орбиту Халлы, уничтожив планету. Но она все же уцелела.

Исчерпав свое водородное топливо, Пэкду должен был увеличиться в полтора раза по сравнению с сегодняшним орбитальным расстоянием планеты — полностью поглотив ее в процессе, — прежде чем сжаться до нынешнего размера. Так каким образом Халле удалось пережить эту катастрофу и продолжить обращаться вокруг своей звезды?

Одно из объяснений заключалось в том, что по мере расширения красного гиганта он терял массу и гравитацию. Это позволяло Халле двигаться дальше по орбите и избегать поглощения. Но, по словам исследователей, такое маловероятно с учетом стабильной круговой орбиты Халлы. Второй вариант предполагает, что изначально Пэкду был двойной звездной системой, и слияние двух звезд, белого карлика и красного гиганта, помешало второму расшириться достаточно сильно, чтобы поглотить планету.

Наконец, третье предположение заключается в том, что Халла — сравнительно недавнее приобретение в системе Пэкду, планета второго поколения, образовавшаяся при столкновении газовых облаков в результате столкновения двух звезд.

Возможно, именно так выжила Халла: когда красный гигант поглотил белый карлик, его расширение остановилось

Таким образом, подчеркивают исследователи, хотя обычно красные гиганты исключаются при поиске экзопланет, пример Халлы доказывает: даже вокруг умирающей звезды возможно выживание планеты. Теперь астрономам предстоит внимательнее относиться к таким «обреченным» системам, ведь еще множество миров, подобных Халле, могут скрываться под самым боком у красного гиганта.

Статья спизжена отсюда

Гигантская планета попала в дисковый ад звезды и вызвала таинственную вспышку в триллион раз ярче Солнца

С новым днём, пидоры!

Учёные Лестерского университета (Великобритания), кажется, разгадали тайну того, почему протозвезда FU Ori в 1200 световых годах от Земли 85 лет назад внезапно увеличила свою яркость и до сих пор её не снизила. Виной вспышке, которая в триллион раз мощнее самой мощной вспышки на Солнце, могло быть разрушение гигантской планеты о расположенный вокруг звезды протопланетный диск из сверхгорячего газа и пыли, и последующее поглощение звездой вещества.

Горячий Юпитер прижимается слишком близко к своей звезде и начинает испаряться, сбрасывая свои внешние слои (Sergei Nayakshin/Vardan Elbakyan, University of Leicester)

Согласно результатам проведённого исследователями моделирования, к растущей звезде могла слишком близко подойти планета в десять раз крупнее Юпитера. Это привело к «экстремальному испарению» супер-юпитера — планета сгорела в перегретом супе из вещества, вращающегося вокруг звезды, а часть вещества планеты звезда поглотила. Авторы работы охарактеризовали этот процесс как «дисковый ад» для молодых планет. Протопланетные диски считаются чем-то вроде яслей планет, и теперь становится ясно, что в этих яслях царят отнюдь не тишина и покой. Это суровые области, в которых множество, если не большинство молодых планет сжигается или даже поглощается своими звёздами.

Поглощение планеты на начальной стадии

В предложенной учёными модели в протопланетном диске системы FU Ori образовалась область гравитационной нестабильности и порождённый ею сгусток вещества по размеру больше Юпитера, но с гораздо меньшей плотностью. Этот объект с высокой скоростью приблизился к звезде и на расстоянии около 15 млн км от неё столкнулся с протопланетным диском, настолько горячим, что он сжёг внешние слои атмосферы молодой планеты. Гравитационное воздействие FU Ori породило экстремальные приливные силы, которые растянули планету в одном направлении с сплющили в другом — этот процесс называют «эффектом лапши» или «спагеттификацией».

Поглощение планеты на конечной стадии — в нижней части обозначен её остаток

Всё это обеспечило звезду, вокруг которой вращается протопланетный диск, свежим веществом, которым можно «полакомиться». Возникла мощная вспышка, а звезда стала светиться ярче. Учёные считают, что это не единичный прецедент — аналогичные процессы могут протекать и в других формирующихся звёздных системах, но FU Ori отличают как продолжительность вспышки, так и её яркость, которая в триллион раз превысила любую из солнечных.

Статья спизжена отсюда

Обнаружена экзопланета с чудовищным газовым шлейфом из гелия, который вырывается из её атмосферы

С новым днём, пидоры!

Специальное наблюдение за экзопланетой HAT-P-32b позволило оценить масштабы потерь газа её атмосферой. Они оказались колоссальными. Каждый год атмосфера планеты теряет около 33,8 трлн т газов, но длиться это будет десятки миллиардов лет, ведь эта планета в два раза больше нашего Юпитера. Массы там хватит на четыре жизни нашей Вселенной.

Учёные и раньше знали, что за экзопланетой HAT-P-32b тянется шлейф газа из её атмосферы. Новое наблюдение позволило оценить масштабы этого явления и дало пищу для создания универсальной модели поведения атмосфер экзопланет, расположенных недалеко от своих звёзд. На основе этих моделей учёные смогут предугадывать динамику поведения газовых оболочек экзопланет, которые не настолько удобны для наблюдения, как HAT-P-32b.

Экзопланета HAT-P-32b удалена от нас на расстояние около 923 световых лет. Это газовый гигант — так называемый горячий юпитер. Её радиус примерно в 1,8 раза больше радиуса настоящего Юпитера. Выявленный газовый хвост экзопланеты сформирован из двух хвостов и простирается на расстояние, в 53 раза превышающее её радиус. Эти хвосты являются одними из крупнейших структур, связанных с экзопланетами, которые мы когда-либо находили.

Полученные данные обескуражили учёных. Они не ожидали, что газовые шлейфы окажутся настолько огромными. Тем не менее, даже при такой колоссальной скорости извержения экзопланета HAT-P-32b полностью потеряет свою атмосферу лишь через 40 млрд лет.

«Очень интересно наблюдать, насколько гигантскими являются вытянутые хвосты по сравнению с размерами планеты и звезды-хозяйки, — отметил руководитель работы Чжоуцзянь Чжан (Zhoujian Zhang). — Возможно, и у других планет есть вытянутые уходящие атмосферы, которые еще предстоит обнаружить с помощью аналогичного мониторинга».

«Наши выводы о HAT-P-32b могут помочь нам понять, как взаимодействуют другие планеты и их звезды, — сказала астроном Кэролайн Морли (Caroline Morley) из Техасского университета в Остине. — Мы можем проводить высокоточные измерения на горячих юпитерах, как этот, а затем применить наши выводы к более широкому кругу планет».

Статья спизжена отсюда