Астрономия, космос, вселенная

Внутри звезд может существовать жизнь, считают астрономы

Внутри звезд может существовать жизнь, считают астрономы
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200913171253
Вопрос о возможности существования внеземной жизни является ключевым для современной астрономии. Одна из причин того, что нам до сих пор так и не удалось обнаружить признаки жизни за пределами нашей планеты, может состоять в том, что мы ищем во Вселенной жизнь, похожую на земную. Возможно, внеземные формы жизни радикально отличаются от известных нам организмов.
В разное время ученые предлагали искать в космосе различные альтернативные жизненные формы, например, основанные на кремнии или азоте вместо углерода. Еще одной такой альтернативой – подробно описанной писателем-фантастом Робертом Л. Форвардом в 1980-е гг в книге Dragon"s Egg («Яйцо дракона») – является ядерная жизнь. В этом романе автор описывает гипотетическую цивилизацию, развивающуюся на поверхности нейтронной звезды. Поскольку ядерные реакции протекают намного быстрее, чем взаимодействие между атомами, развитие этой цивилизации – названной автором «чила» - от появления простых инструментов до продвинутых технологий происходит в течение всего лишь одного месяца.
Как гласит пословица, «сказка ложь, да в ней намек», и в новом исследовании команда под руководством Луиса Анкордоки (Luis Anchordoqui) решила предложить гипотезу, близкую к идеям, высказанным Форвардом. Отличие, однако, состоит в том, что в версии команды Анкордоки возникновение аналога ДНК происходит в результате взаимодействия не между ядрами атомов, а между космическими струнами и магнитными монополями. Космические струны являются гипотетическими трещинами, которые могли формироваться, когда ранняя Вселенная испытывала фазовый переход при формировании материи. Магнитные монополи являются гипотетическими частицами, имеющими всего лишь один магнитный полюс, в то время как все известные нам реальные частицы имеют два магнитных полюса, северный и южный.
Согласно работе, магнитные монополи могут концентрироваться вдоль космических струн, а гравитация звезд при этом может захватывать струны. Учитывая турбулентный характер движения ядер атомов в недрах звезд, эти «бусы» могут переплетаться настолько интенсивно, что откроется возможность кодирования и воспроизведения информации. И если это так, то предлагаемые авторами гипотетические структуры могут дать начало ядерной жизни, считают авторы.
В качестве возможной проверки авторы предлагают искать звезды, имеющие более низкую температуру, чем предполагают современные модели формирования и эволюции звезд – поскольку это может указывать на поглощение энергии ядерными жизненными формами. Стоит, однако, отметить, что снижение температуры звезд, в сравнении с моделями, может быть обусловлено большим количеством других факторов.
Составлено по материалам, опубликованным на сайте Universe Today.
Астрономия, космос, вселенная

Китайский марсианский зонд стабилен; данных по многоразовому аппарату пока нет

Китайский марсианский зонд стабилен; данных по многоразовому аппарату пока нет
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200913160658
Китайский марсианский аппарат «Тяньвэнь-1», который был отправлен в космос в июле, в настоящее время находится на расстоянии свыше 15 миллионов километров от Земли, на пути к Красной планете, сообщила Национальная космическая администрация КНР вчера, в субботу.
В сообщении также отмечалось, что системы аппарата «Тяньвэнь-1» работают в штатном режиме после завершения первой корректировки орбиты на значительном удалении от Земли, которая была выполнена в прошлом месяце. Зонд будет находиться на расстоянии около 195 миллионов километров от нашей планеты в феврале, когда состоится его прибытие к Марсу, пройдя перед этим в космосе путь длиной в 470 миллионов километров.
Эта космическая миссия состоит из орбитального и спускаемого аппаратов, а также ровера. Она была отправлена в космос на борту ракеты «Великий поход-5» 23 июля в том же месяце, когда свои марсианские миссии запустили Объединенные Арабские Эмираты и США. В июле Марс и Земля находились на минимальном расстоянии друг от друга, и этим преимуществом не преминули воспользоваться сразу три различных государства.
Однако Национальная космическая администрация Поднебесной еще не опубликовала информацию о таинственном многоразовом экспериментальном космическом аппарате, который возвратился на Землю примерно одну неделю назад, проведя перед этим в полете около двух суток.
Китай заявил, что этот многоразовый космический аппарат, который вернулся на Землю, совершив посадку на запланированной площадке, представляет собой большой прорыв в развитии удобных «космических челноков» для осуществления путешествий на околоземную орбиту и обратно по сравнительно невысокой цене. Никакие другие подробности миссии до сих пор не разглашались.
Астрономия, космос, вселенная

Новые данные показывают, что модели темной материи расходятся с наблюдениями

Новые данные показывают, что модели темной материи расходятся с наблюдениями
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200911191943
Наблюдения, проведенные при помощи космического телескопа НАСА/ЕКА Hubble («Хаббл») и Очень большого телескопа (Very Large Telescope, VLT), расположенного на территории Чили, показали, что в современных моделях поведения темной материи, вероятно, отсутствует важный компонент. Этот недостающий компонент может объяснить неожиданные расхождения, зафиксированные исследователями при сравнении наблюдений темной материи в скоплении галактик с результатами компьютерного моделирования. Согласно этим находкам, некоторые сгустки темной материи галактического масштаба вызывают эффекты гравитационного линзирования, примерно в 10 раз превышающие ожидаемые значения.
«Скопления галактик представляют собой идеальные лаборатории для изучения адекватности численных моделей эволюции Вселенной путем сравнения их с картами распределения темной материи, доступными, благодаря гравитационному линзированию света далеких галактик на сгустках темной материи, расположенных внутри скоплений галактик», - сказал главный автор нового исследования Массимо Менегетти (Massimo Meneghetti) из Обсерватории астрофизики и наук о космосе Итальянского национального астрофизического института.
В своей работе Менегетти и его коллеги составили карты распределения темной материи, оценив его по характеру гравитационного линзирования света далеких галактик на близлежащем скоплении галактик. При прохождении сквозь массивное скопление галактик свет, идущий от далекого источника, претерпевает искажения, зависящие от характера распределения массы – которая в основном представлена темной материей – внутри скопления галактик. Астрономы на Земле анализируют характер искажений света далеких галактик на близлежащем скоплении галактик и могут составить по результатам этого анализа карту распределения темной материи в скоплении галактик, играющем роль гравитационной линзы.
Когда Менегетти и его команда изучили линзирование света на скоплениях галактик MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 и Абель S1063, они нашли изображения далеких галактик, искаженные на гравитационных линзах малого масштаба – отдельных галактиках, лежащих близ центров галактических скоплений. В то же время современные компьютерные коды не смогли воспроизвести сгустки темной материи, характеризуемые настолько большой интенсивностью гравитационного линзирования света далеких источников, в масштабе отдельных галактик. Это позволило сделать вывод об отсутствии в современных компьютерных моделях важного фактора, контролирующего распределение темной материи на малых масштабах, отмечают авторы.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Астрономия, космос, вселенная

Обнаружен астрономический объект с самым мощным магнитным полем во Вселенной

Обнаружен астрономический объект с самым мощным магнитным полем во Вселенной
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200910220845
Команда спутника Insight-HXMT провела подробные наблюдения аккрецирующего рентгеновского пульсара GRO J1008-57 и нашла, что индукция магнитного поля на поверхности этой нейтронной звезды составляет порядка одного миллиарда Тесла. Эта цифра является рекордно высоким значением интенсивности магнитного поля для любого объекта нашей Вселенной, когда-либо изучаемого астрофизиками.
В этой работе ученые исследовали рентгеновский пульсар GRO J1008-57, обнаруженный во время вспышки на нем, которая разразилась в августе 2017 г. Они впервые зафиксировали в рентгеновских спектрах структуру, указывающую на циклотронное резонансное рассеяние, на уровне энергии в 90 килоэлектронвольт при уровне значимости 20 сигм (научное сообщество готово принять новое открытие уже на уровне значимости свыше 5 сигм). Согласно теоретическим расчетам, индукция магнитного поля, которое соответствует этому циклотронному резонансному рассеянию, может достигать 1 миллиарда Тесла, что примерно в 10 миллионов раз мощнее самого мощного магнитного поля, которое получают в лабораториях на Земле.
Нейтронные звезды имеют самые мощные магнитные поля во Вселенной. Рентгеновские двойные, включающие нейтронную звезду, представляют собой системы, в которых помимо нейтронной звезды также имеется обычная звезда-компаньон. Нейтронная звезда аккрецирует материю, в результате чего формируется аккреционный диск. Если магнитное поле является достаточно мощным, то аккрецируемая материя падает вдоль магнитных линий на поверхность нейтронной звезды, в результате чего формируется рентгеновское излучение, рассказали авторы работы.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal; главный автор М.И. Гэ (M. Y. Ge).
Астрономия, космос, вселенная

Открыта уникальная вспышка сверхновой

Открыта уникальная вспышка сверхновой
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200910210927
На расстоянии в сто миллионов световых лет от Земли вспыхнула сверхновая необычного типа.
Эта взорвавшаяся звезда – известная как «сверхновая LSQ14fmg» - была открыта международной исследовательской группой, включающей 37 ученых и возглавляемой ассистент-профессором физики Университета штата Флорида, США, Эриком Сяо (Eric Hsiao). Необычные характеристики данной звездной вспышки – ее яркость возрастает экстремально медленно, и она при этом является одной из самых ярких вспышек в своем классе – делают ее поистине уникальной.
«Это действительно уникальное и необычное событие, и предлагаемое нами объяснение тоже является весьма неординарным», - сказал Сяо.
Эта сверхновая относится к типу Ia, а точнее, является членом группы сверхновых «супер-Чандрасекара».
Сверхновые типа Ia являются важным инструментом вычисления космических расстояний, который позволил выявить то, что известно в настоящее время как темная энергия – причина ускоренного расширения нашей Вселенной. Несмотря на важность этих вспышек, об их происхождении известно совсем немного кроме того, что они представляют собой термоядерные взрывы, происходящие с белыми карликами.
Ученым известно, что яркость света, исходящего со стороны сверхновых типа Ia, растет и убывает на протяжении нескольких недель, что связано с радиоактивным распадом никеля, формируемого в ходе вспышки. Однако в случае сверхновой LSQ14fmg исследователи, проанализировав данные, собранные при помощи телескопов, расположенных на территории Чили и Испании, пришли к выводу, что излучение со стороны сверхновой встречается с облаком окружающего ее материала, в результате чего яркость растет из-за выделения дополнительного света, вдобавок к излучению распадающегося никеля. Также было отмечено присутствие монооксида углерода. Это позволило сформулировать необычную гипотезу, согласно которой сверхновая взорвалась внутри объекта, представлявшего собой звезду асимптотической ветви гигантов, которая во время взрыва находилась в процессе превращения в планетарную туманность.
Согласно авторам, взрыв произошел в результате объединения между ядром звезды асимптотической ветви гигантов и другим белым карликом, движущимся по орбите внутри этой звезды. Центральная звезда теряла значительные количества массы посредством звездных ветров, в результате чего вокруг звезды сформировалось кольцо материала. Вскоре после взрыва сверхновой потоки частиц и энергии, выброшенные в космос в результате вспышки, врезались в это кольцо материала, в результате чего наблюдалось дополнительное излучение и медленное увеличение яркости, считают авторы.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
Астрономия, космос, вселенная

Массивное гало объясняет природу газового потока, окружающего Млечный путь

Массивное гало объясняет природу газового потока, окружающего Млечный путь
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200910204106
Млечный путь расположен в своей галактической округе не один. На орбите вокруг него находятся галактики-спутники, захваченные гравитацией нашей Галактики, и две крупнейших галактики-спутника известны как Большое и Малое Магеллановы Облака. Эти галактики можно увидеть на небе в сумерки из Южного полушария.
Когда Магеллановы Облака начали обращаться вокруг Млечного пути миллиарды лет назад, гигантский газовый поток, известный как Магелланов поток, был буквально вырван из них. Этот поток в настоящее время растянулся более чем на половину всего ночного неба. Однако астрономы испытывают трудности с объяснением того, каким образом масса потока достигла настолько большого значения – свыше одного миллиарда масс Солнца.
В новой работе астрономы из Университета Висконсин-Мэдисон, США, и их коллеги из других научных организаций открыли, что гало теплого газа, окружающее Магеллановы Облака, действует как защитный «кокон», экранируя эти карликовые галактики от собственного гало Млечного пути и внося решающий вклад в массу Магелланова потока. По мере того как меньшие по размерам галактики входили в сферу влияния Млечного пути, части этого гало подвергались растяжению и рассеянию, формируя Магелланов поток.
«Существующие модели формирования Магелланова потока устарели, поскольку они не могут объяснить его массу», - говорит Скотт Луккини (Scott Lucchini), студент магистратуры Университета Висконсин-Мэдисон и главный автор нового исследования.
Согласно авторам, на первом этапе Большое Магелланово Облако перетянуло газ со своего меньшего по размерам соседа – Малого Магелланова Облака – сформировав так называемую «корону», представляющую собой облако теплого газа. Позднее, когда обе карликовые галактики упали на Млечный путь, эта корона дала начало Магелланову потоку, который протянулся по всему небу, эволюционируя в результате действия на него гравитации Млечного пути и взаимодействия с собственной короной нашей Галактики.
Эта новая модель впервые объясняет всю массу Магелланова потока, а также тот факт, что большая часть этой массы представляет собой ионизированный газ, имеющий более высокую энергию, по сравнению с неионизированным газом. Она также лучше объясняет вытянутую форму потока и тот факт, что в его состав входит относительно мало звезд – объяснение состоит в том, что исходным материалом для потока стал бедный звездами газ короны, а не богатый звездами материал самих карликовых галактик, пояснили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
Астрономия, космос, вселенная

Метеороиды размером с песчинку выбивают материал с поверхности астероида Бенну

Метеороиды размером с песчинку выбивают материал с поверхности астероида Бенну
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200910200301
В новом исследовании делается предположение о том, что крупные выбросы частиц с поверхности околоземного астероида Бенну могут являться следствием столкновений с небольшими частицами размером с песчинку, называемыми метеороидами, которые интенсивно бомбардируют поверхность космического камня при приближении его к Солнцу. Главным автором исследования является доктор Уильям Боттке (William Bottke) из Юго-Западного исследовательского института, США, который использовал в своей работе данные, собранные при помощи миссии НАСА OSIRIS-REx.
Запущенный в 2016 г., космический аппарат НАСА OSIRIS-REx в настоящее время обращается вокруг астероида Бенну с целью коснуться поверхности и отобрать образцы грунта в октябре 2020 г., чтобы затем вернуться с ними на Землю.
«Находясь на орбите вокруг этого астероида, аппарат передавал на Землю его снимки, - сказал Боттке. – Одной из наиболее удивительных особенностей, замеченных нами на этих изображениях, стало то, что с поверхности астероида часто происходят выбросы материала в космос. Крохотные камни разлетаются в окружающее пространство, и при этом мы не наблюдаем признаков того, что выбросы происходят за счет сублимации льда – как это бывает в случае комет. Размер самых крупных камней, выбрасываемых с поверхности астероида, достигает нескольких сантиметров. Примечательно также, что выбросы материала с поверхности астероида происходят в основном в послеобеденное время».
Согласно гипотезе, предлагаемой командой Боттке, выбивание материала с поверхности астероида Бенну происходят под действием небольших метеороидов, представляющих собой остатки комет, материал которых был высвобожден в космос под действием света при приближении комет к Солнцу. Так как астероид Бенну в настоящее время сам подходит к нашей звезде, число столкновений с метеороидами возрастает. Наиболее крупные столкновения с такими остатками комет при этом имеют «лобовой» характер, если рассматривать движение астероида вокруг Солнца, и с учетом направления собственного вращения астероида с востока на запад, эти столкновения приходятся на послеобеденное время, ближе к закату, отмечают авторы.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Астрономия, космос, вселенная

Миссия «Юйту-2» определяет происхождение верхнего слоя реголита на Луне

Миссия «Юйту-2» определяет происхождение верхнего слоя реголита на Луне
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200910192822
Команда исследователей во главе с Жинхаем Чжаном (Jinhai Zhang) обнаружила факты, указывающие на то, что реголит, на котором в настоящее время стоит китайский лунный ровер «Юйту-2», состоит в основном из материала, который был выброшен туда в результате космического столкновения, сформировавшего кратер, расположенный неподалеку.
В конце 2018 г. Китай вошел в мировую историю освоения космоса, запустив к дальней стороне Луны научную станцию, из которой впоследствии на поверхность выехал вездеход под названием «Юйту-2». Местом посадки был выбран кратер Карман, расположенный внутри Бассейна Южный полюс-Эйткен – который считается крупнейшей и самой древней ударной воронкой на поверхности Луны. Ровер был оснащен радаром для исследования подповерхностных объектов, и этот радар позволил получить новые сведения о материалах, входящих в состав лунного реголита.
Данные, полученные при помощи бортового радара лунохода, показывают, что материал, расположенный вокруг него, соответствует материалу близлежащего кратера Финсен. Это говорит о том, что материал реголита в окрестностях ровера попал туда после того, как был выброшен из кратера, образовавшегося в результате падения астероида на поверхность Луны. Эти находки позволяют отклонить гипотезу о вулканическом происхождении реголита, предлагаемую ранее некоторыми учеными.
Команда Чжана также замечает, что дальняя сторона Луны сильно отличается от ее ближней стороны, всегда обращенной в сторону Земли. На дальней стороне Луны находится значительно больше гор, кратеров и расщелин, причем кратеры дальней стороны спутника нашей планеты имеют существенно большую глубину, по сравнению с кратерами ближней стороны Луны. Предыдущие исследования также показали, что дальняя сторона Луны превосходит по массе ближнюю сторону, обращенную к нам. Исследователи указывают, что эти находки, сделанные при помощи ровера «Юйту-2», уже помогают нам глубже понять геологию дальней стороны Луны и установить ее отличия от геологии ближней стороны.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Астрономия, космос, вселенная

Алгоритм METISSE раскроет новые тайны устройства массивных звезд

Алгоритм METISSE раскроет новые тайны устройства массивных звезд
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200909111911
Массивными считаются звезды массами свыше 10 масс Солнца, и они рождаются во Вселенной значительно реже, чем обычные светила. Однако массивные звезды вносят решающий вклад в эволюцию скоплений звезд и галактик. Массивные звезды дают начало многим высокоэнергетическим процессам во Вселенной, обогащая окружающую их межзвездную среду тяжелыми элементами в результате взрывов сверхновых и изменяя динамику своих систем.
Наилучшим способом изучения массивных звезд является подробное компьютерное моделирование звездной эволюции – коды, которые позволяют рассчитать внутреннее строение и эволюцию этих звезд. К сожалению, расчет подробных моделей требует больших затрат машинного времени – расчет эволюции всего лишь одной одиночной звезды может занять несколько часов. Поэтому использование таких программ является непрактичным при моделировании сложных систем, таких как шаровые скопления звезд, которые могут содержать миллионы взаимодействующих между собой звезд.
С целью решения этой проблемы команда ученых под руководством исследователей из научного центра ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) разработала модель звездной эволюции под названием METISSE (METhod of Interpolation for Single Star Evolution, Метод интерполяции эволюции одиночной звезды). Интерполяция представляет собой прием для оценки неизвестного значения какой-либо величины, исходя из нескольких соседних значений этой величины. Так, в случае алгоритма METISSE производится интерполяция размера звезды на основе размеров нескольких звезд, имеющих близкие массы. В результате применения интерполяции код METISSE позволяет быстро рассчитать свойства звезды в любой момент времени, используя в качестве основы выбранные модели эволюции звезд, подробно рассчитанные ранее.
Использование такого подхода приводит к тому, что при помощи алгоритма METISSE удается рассчитать эволюцию 10 000 звезд менее чем за три минуты. Применение этот подхода к массивным звездам, свойства которых с трудом поддаются расчету при помощи подробных компьютерных моделей, позволило авторам определить финальную судьбу большого количества светил этого типа. Для большинства массивных звезд, изученных в этой работе, масса звездных остатков (нейтронных звезд или черных дыр) – являющихся результатом взрыва звезды как сверхновой – варьировалась вплоть до значения в 20 масс Солнца.
Когда эти звездные остатки объединяются, происходит излучение гравитационных волн, поэтому полученные в данной работе результаты имеют большое значение для гравитационно-волновой астрономии, подчеркнули авторы.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Пуджан Агравал (Poojan Agrawal).
Астрономия, космос, вселенная

Метеориты позволяют отследить перемещение материала в ранней Солнечной системе

Метеориты позволяют отследить перемещение материала в ранней Солнечной системе
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200909093819
Новые исследования метеоритов редкого типа демонстрируют, что материал, расположенный близко к Солнцу, достигал внешней части Солнечной системы даже после того, как Юпитер расчистил щель в газопылевом диске, из которого сформировались планеты. Эти результаты позволяют глубже понять формирование Солнечной системы, а также планетных систем других звезд.
Согласно распространенной теории, планеты образуются из газопылевого диска, обращающегося вокруг молодой звезды. В нашей Солнечной системе состав вещества исходного протопланетного диска хорошо отражают хондриты, представляющие собой древние метеориты, состоящие из небольших частиц, хондрул, которые слипались между собой в крупные конгломераты.
«Если мы поймем транспорт материала, мы сможем понять свойства диска и процессы формирования из него планет», - сказал Цинчжу Инь (Qingzhu Yin), профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе, США, и один из авторов нового исследования.
Исследователи могут определить происхождение вещества хондритов, изучив изотопный состав ряда химических элементов, входящих в его состав, таких как кислород, титан и хром. Согласно предыдущим работам команды Иня и других ученых, метеориты в зависимости от состава делятся на две большие группы. Углеродистые метеориты, вероятно, формировались во Внешней Солнечной системе, в то время как метеориты, в составе вещества которых углерод отсутствует, формировались ближе к Солнцу, там, где углеродсодержащие и другие летучие соединения были быстро испарены.
Такое четкое разделение метеоритов по составу возможно лишь при отсутствии перемешивания первичного вещества, что объясняется ранним формированием Юпитера, который затем расчистил в протопланетном диске широкую щель, разделив материал диска на два отдельных «резервуара», пояснил Инь.
Однако в своей работе Инь и его группа, руководство которой осуществлял Кертис Уильямс (Curtis Williams) из Калифорнийского университета в Дэвисе, нашли, проведя подробный анализ изотопного состава вещества 30 метеоритов, что в двух из них содержатся хондрулы родом как из внешней, так и из внутренней частей Солнечной системы. Согласно авторам, это указывает на перенос материала через щель, расчищенную Юпитером в ранней Солнечной системе, который мог происходить, например, под действием солнечного ветра.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.