Новости Астрономии
Новости 2019 и предшествующих лет
Наиболее важные научные направления для новостных обзоров НКЛФА:
Основные разделы
I. Эволюция компактных тяжелых объектов - черных дыр и нейтронных звезд. по излучению гравитационных волн и электромагнитных волн различных диапазонов. Вопросы появления тяжелых химических элементов во Вселенной.
II. Планеты и другие холодные небесные тела как арена самоорганизации и развития жизни во Вселенной
IV. История НКЛФА на фоне истории России и СССР.
I. Черные дыры и нейтронные звезды
Астрономы обнаружили холодный газ в центре нашей галактики
6 июня 2019
Учёные рассмотрели в центре Млечного Пути вращающийся холодный газовый диск, окружающий сверхмассивную чёрную дыру. Новые данные обсерватории ALMA позволили увидеть диск холодного межзвёздного газа вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного пути. Долгое время существование этого диска было только гипотетическим. Теперь специалисты Принстонского университета сообщают, что им впервые удалось доказать существование неуловимого диска и изучить его вращение. Известно, что чёрная дыра Стрелец A* в центре Млечного Пути медленно накапливает материал, собирая его из пространства вокруг себя. Предполагалось, что этот материал циркулирует вокруг дыры в качестве аккреционного диска. До сих пор астрономы видели только его горячую часть — сферический поток, который из-за сил трения рассеивает рентгеновское излучение при температуре около 10 миллионов градусов по Цельсию. Но диск не демонстрировал никаких явных признаков вращения.
В пространстве за пределами горячего газа (около 6,5 световых лет от чёрной дыры) другие телескопы обнаружили более холодную область газообразного водорода. Однако роль этого газа в процессе аккреции была неизвестна. По словам экспертов, излучение чёрной дыры постоянно ионизирует газ, заставляя атомы водорода терять и восстанавливать свои электроны. Этот процесс испускает слабый радиосигнал, который астрономы смогли обнаружить с помощью массива телескопов ALMA в Чили. Радиосигнал был скомпилирован в изображение, которое позволило увидеть чёткое вращение диска. Этот радиосигнал также позволил команде рассчитать плотность и, следовательно, массу газа в этой области — всего лишь от 0,0001 до 0,00001 от массы Солнца.
Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E.M. Murchikova; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Астрономы нашли рекордсмена среди известных сверхмассивных чёрных дыр
7 августа 2019
Сверхмассивную чёрную дыру называют абсолютным образцом, масса которого превышает массу Солнца в 40 миллиардов раз. Новый объект находится в центре Holmberg 15A — гигантской эллиптической галактики, расположенной на расстоянии около 700 миллионов световых лет, которая, в свою очередь, находится в центре скопления галактик Abell 85. Объект, получивший название Holm 15A*, является одной из самых больших когда-либо найденных чёрных дыр. Ранее расчёты, основанные на движении галактики и скопления, позволили оценить, что масса Holm 15A* в 300 раз превышает массу Солнца. Однако новые исследования позволили выяснить, что масса чёрной дыры превышает 40 миллиардов масс Солнца.
По словам исследователей, это самая массивная чёрная дыра с прямым динамическим обнаружением в локальной вселенной. Ранее самой массивной чёрной дырой был квазар TON 618, чёрная дыра которого была в 66 миллиардов раз больше массы Солнца, но эти измерения проводились косвенными методами, дающими завышенный результат. Holm 15A* должен охватывать орбиты всех планет Солнечной системы и даже больше. Астрономы планируют провести более сложное и детальное моделирование, чтобы попытаться выяснить, как именно образовалась чёрная дыра.
Фото: NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al./SDSS
Самая известная чёрная дыра получила новое имя
15 апреля 2019
На прошлой неделе мир увидел первое в истории прямое изображение чёрной дыры, которая пока не имеет официального названия. Гавайский учёный предложил один из вариантов имени для астрономического объекта. Галактика, которая содержит известную сверхмассивную чёрную дыру, называется NGC 4486 или Messier 87 (M87). Астрономы называют чёрную дыру M87* (знак «*» означает чёрную дыру данной галактики). Профессор Гавайского университета Ларри Кимура (Larry Kimura) дал M87* более поэтичное имя — Pōwehi, что на гавайском языке означает «приукрашенный тёмный источник бесконечного творения».
По словам астрономов, новое название пока не является официальным. Единственный способ присвоить официальное имя космическому объекту заключается в подаче заявки в Международный астрономический союз (МАС), хотя работа МАС в основном касается объектов Солнечной системы, а также звёзд и созвездий. Однако создание новых обозначений и названий является неотъемлемой частью астрономии, особенно когда относительно известный космический объект внезапно оказывается в центре новых научных достижений.
Фото: EHT Collaboration; NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen
Снимок чёрной дыры получил научный «Оскар»
25 сентября 2019
У
Учёные, участвовавшие в создании первого в мире изображения чёрной дыры, были удостоены премии за прорыв в фундаментальной физике. 10 апреля 2019 года Телескоп горизонта событий выпустил первое изображение сверхмассивной чёрной дыры, окружённой оранжевым ореолом белой горячей плазмы. Команда Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики провела более десяти лет, моделируя вычислительный телескоп размером с Землю, который объединял сигналы, полученные восемью радиотелескопами по всему миру. Объективы телескопов были направлены на Мессье 87 — галактику, расположенную в 55 миллионах световых лет от нас. Благодаря новейшей технике исследователи смогли достичь беспрецедентного разрешения и впервые в истории наблюдать силуэт чёрной дыры, подтверждая теории об этих небесных объектах.
Уже восьмой год предприниматели Силиконовой долины присуждают «Премию за прорыв» для признания и поощрения ведущих учёных мира. За прорыв в области физики (Breakthrough Prize in Fundamental Physics) команда исследователей получила 3 миллиона долларов. Всех победителей будут чествовать на торжественной церемонии награждения, которая состоится 3 ноября в исследовательском центре НАСА в Калифорнии.
Фото: Event Horizon Telescope Collaboration
Обнаружено второе слияние нейтронных звезд
26 апреля 2019
Уже во второй раз физики, работающие с лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией LIGO, обнаружили гравитационные волны слияния двух нейтронных звёзд. Рябь в пространстве прошла около 500 миллионов световых лет и достигла детекторов в LIGO, а также в итальянской сестринской обсерватории Virgo в четверг, 25 апреля. Члены команды говорят, что существует вероятность более чем в 99%, что гравитационные волны были созданы в результате слияния двойной нейтронной звезды. Вскоре после этого события вышло уведомление, предупреждающее астрономов по всему миру, что теперь есть надежда поймать свет от самого взрыва, который мог образовать килоновую. Килоновые обычно в 1000 раз ярче, чем обычные новые звёзды. Они создают огромное количество тяжёлых элементов, таких как золото и платина. Их яркость облегчает астрономам обнаружение этих событий в ночном небе.
Две L-образные обсерватории LIGO достаточно точны, чтобы даже минимального возмущения, вызванного проходящей гравитацией волны, было достаточно, чтобы спровоцировать изменение внешнего вида лазера. LIGO сделала первое в истории обнаружение гравитационных волн в 2016 году. Затем последовало обнаружение сливающихся нейтронных звёзд в 2017 году. Полученная информация позволила учёным получить бесценные данные о том, как создаются тяжёлые элементы, и свидетельства того, что гравитационные волны распространяются со скоростью света.
Фото: NASA/Swift/Dana Berry
13 сентября 2019 18:30:38
Каждые 9 часов черная дыра в центре галактики GSN 069, расположенная на расстоянии около 250 миллионов световых лет, посылает яркий поток рентгеновских лучей к Земле. Это активная черная дыра, поэтому она всегда поглощает материю. Но в 2018 году исследователи, которые использовали телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA), поняли, что на каждом пике этого 9-часового цикла черная дыра GSN 069 становится примерно в 100 раз ярче в рентгеновском спектре.
«Это было совершенно неожиданно», - сказал Джованни Миниутти, астроном испанского Центра Астробиологии и ведущий автор новой статьи о черной дыре, говорится в заявлении ESA. «Гигантские черные дыры регулярно мерцают как свеча, но быстрые, повторяющиеся изменения, которые наблюдаются в GSN 069 начиная с декабря, являются чем-то совершенно новым».
Исследователи не предложили однозначного объяснения этого явления. Но ясно, что в аккреционном диске есть какая-то щель или нестабильность, кольцо падающего материала, окружающего черную дыру. Возможно, что-то в самом диске заставляет вещество падать в черную дыру регулярным образом, или, может быть, что-то в его окрестностях (возможно, еще одна черная дыра) циклически разрушает диск, считают они.
Хотя астрономы никогда не видели такой картины вокруг других черных дыр Миниутти и его команда предположили, что некоторые странные явления, обнаруженные в других местах космоса, могут быть связаны с этим типом паттерна. В прошлом астрономы замечали, что черные дыры внезапно становятся ярче по причинам, которые они не могут объяснить. Исследователи отмечают, что черная дыра GSN 069 не так велика, как многие черные дыры, образующие ядро галактик. И 9-часовой период, вероятно, в некотором отношении связан со скоростью, с которой вращается черная дыра. Для больших черных дыр потребовалось бы гораздо больше времени, чтобы завершить полный оборот, поэтому, если бы они отображали похожий паттерн, он мог бы закончиться в течение нескольких недель или месяцев. Рентгеновские обсерватории редко отслеживают одну черную дыру в течение длительного времени.
Исследователи не уверены, какое физическое явление создает регулярные всплески. Но одной из возможных причин может быть образование облака электронов в непосредственной близости от черной дыры - уже подозреваемые астрономы явления могут существовать из-за неравномерности рентгеновского излучения некоторых других черных дыр.
Статья была опубликована 12 сентября в журнале Nature.
https://astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20190913182012
Гравитационные волны дают возможность измерить возраст Вселенной
Прямое обнаружение гравитационных волн, идущих от не менее чем пяти различных источников, за последние два года стало наглядным подтверждением модели гравитации и пространства-времени Эйнштейна. Моделирование этих событий дало множество ценных сведений о формировании массивных звезд, гамма-всплесках и других важных процессах, протекающих в звездах, нейтронных звездах и черных дырах.
В новом исследовании астрономы во главе с Питером Бланшардом (Peter Blanchard) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, использовали одиночное гравитационно-волновое событие под названием GW170817 для независимого определения возраста Вселенной. Полученные командой результаты согласуются с общепринятыми оценками возраста нашего мира, однако при этом они могут открыть возможность калибровки других методов определения возраста Вселенной.
Событие GW170817 представляет собой объединение двух нейтронных звезд, для которого были зафиксированы не только гравитационные волны, но и сопровождающее их электромагнитное излучение в диапазоне от рентгена до радиоволн. Благодаря этому электромагнитному излучению, стало возможным определить расстояние до родительской галактики этой пары черных дыр под названием NGC4993, которое составило 140 миллионов световых лет. Эта галактика движется в направлении от нас, поскольку наша Вселенная расширяется, и радиальная скорость галактики может быть измерена по смещению ее спектральных линий. Зная, как далеко от нас находится эта галактика и с какой скоростью она движется, ученые смогли рассчитать, сколько времени прошло с начала расширения Вселенной – то есть, возраст Вселенной. Согласно Бланшарду возраст Вселенной составляет от 11,9 до 15,7 миллиарда лет, учитывая неопределенности, связанные с экспериментом.
Эта оценка хорошо согласуется с оценкой возраста Вселенной, полученной при помощи двух других методов: метода, основанного на измерении реликтового излучения, а также метода, основанного на измерении движения галактик. Между оценками возраста Вселенной, произведенными при помощи этих двух методов, имеется расхождение, достигающее 10 процентов, поэтому третий независимый метод может помочь «откалибровать» ранние методы оценки возраста Вселенной, считают Бланшард и его коллеги.
Исследование опубликовано в журнале Nature. 2018.01.09.04:36:05
II. Вопросы зарождения жизни
Найдены вещества, которые могут объяснить происхождение жизни
24 июля 2019
До того, как на Земле зародилась жизнь, огромное количество химических веществ реагировали друг на друга более или менее случайным образом. Неизвестно, как сложные клетки могли возникнуть из такого химического хаоса. Команда исследователей под руководством Токийского технологического института и Национального университета Малайзии показала, что простые α-гидроксикислоты (такие как гликолевая и молочная кислоты) самоорганизуются в полиэфирные микрокапли, когда высыхают при умеренных температурах с последующей регидратацией. Аналогичный процесс мог происходить на древнейших берегах рек или в высыхающих лужах. Вещества образуют новый тип клеточных компартментов, которые могут схватывать и собирать нуклеиновые кислоты и белки. Эти микрокапли, в отличие от большинства современных клеток, могут легко сливаться и преобразовываться, что делает их кандидатом на участие в процессах, связанных с возникновением жизни на планете.
Помимо объяснения того, как жизнь зародилась на Земле, работа может способствовать появлению новых разработок в сфере медицины или помочь в поисках внеземной жизни. Современная биология полагается на то, что клетки концентрируют питательные вещества и защищают генетическую информацию, поэтому многие учёные считают, что компартменты могли быть важны для начала жизни. Но никто не знает наверняка, были ли первые живые клетки на Земле связаны с современными клетками. Полиэфирные микрокапли не были первыми примитивными клетками, но могли участвовать в реакциях первых биохимических систем накануне возникновения жизни.
Фото: Tony Jia, ELSI
Жизнь на Земле могла зародиться из двух молекул
8 августа 2019
Химики продемонстрировали, что энергетически осуществимые взаимодействия возможны всего лишь между двумя молекулами. В 1953 году во время эксперимента Миллера — Юри электрические искры пропускали через колбу, содержащую воду, метан, аммиак и водород. Эти простые химические вещества, присутствующие на древней Земле, реагировали образованием цианистого водорода, формальдегида и других промежуточных соединений, которые в дальнейшем образовывали аминокислоты и другие биомолекулы. Теперь учёные считают, что туманная атмосфера Земли примерно 4 миллиарда лет назад помешала бы высокоэнергетическим фотонам (молнии или ультрафиолету) достичь земной поверхности. Новое исследование предполагает, что тепло океанических вод могло быть движущей силой при зарождении жизни.
Группа исследователей использовала недавно разработанный инструмент, который имитирует то, как смеси молекул могут сталкиваться и реагировать, образуя новые молекулы. Учёные обнаружили, что цианистый водород, который конденсировался в океан из атмосферы древней Земли, и вода могут создавать молекулы, необходимые для производства аминокислот глицина и предшественников РНК. Важно отметить, что эти реакции не требовали большого количества энергии или металлических катализаторов. По словам команды, моделирование показывает новые потенциальные пути формирования первой жизни на планете.
Синтезирована вода, которая никогда не замерзает
11 апреля 2019
Швейцарские учёные создали воду, которая не превращается в лёд даже при -263 градусах по Цельсию.
Если проанализировать структуру кристаллов льда, можно увидеть, что молекулы воды расположены в виде правильных трёхмерных решётчатых структур. В воде молекулы неорганизованны, что является причиной того, что вода находится в жидком состоянии. Группа физиков и химиков из Федерального института технологии и Цюрихского университета выявила необычный способ предотвращения образования кристаллов льда в воде, что позволяет ей сохранять аморфные характеристики жидкости даже при экстремальных минусовых температурах. На первом этапе исследователи синтезировали новый класс липидов для создания новой формы «мягкой» биологической субстанции, известной как липидная мезофаза. В этом материале липиды самопроизвольно собираются и образуют мембраны, ведущие себя так же, как молекулы натурального жира. Эти мембраны затем формируют сети соединённых каналов, которые имеют диаметр менее одного нанометра. В этих узких каналах нет места для образования кристаллов льда, поэтому вода остаётся жидкой даже при экстремальных минусовых температурах.
Используя жидкий гелий, исследователи смогли охладить липидную мезофазу до температуры -263 градуса по Цельсию, что всего на 10 градусов выше абсолютного нуля. При этой температуре вода стала «стеклообразной», но кристаллы льда так и не образовались. В дальнейшем исследователи хотят понять, как вода и липиды взаимодействуют в экстремальных условиях и ограниченных пространствах.
Фото: Peter Rüegg / ETH Zurich
На Луне может оказаться больше воды, чем думали учёные
24 июля 2019
Исследователи из Калифорнийского университета нашли доказательства того, что на поверхности Луны гораздо больше льда, чем предполагалось раньше.
Ранее данные обсерватории Аресибо, а также космического корабля НАСА «Мессенджер» позволили обнаружить на полюсах Меркурия области с кратерами, которые выглядят затенёнными относительно Земли. Данные зонда, который преднамеренно врезался в поверхность Меркурия в 2009 году, выявили в кратерах воду и пары льда, что свидетельствовало об отложениях льда толщиной в несколько метров. Исследование также показало, что лёд мог сохраняться в кратерах именно из-за затенения, которое предотвращало его таяние. В новом исследователи эксперты Калифорнийского университета предположили, что похожие области на Луне могут также содержать лёд.
Луна и Меркурий имеют схожие тепловые условия. Чтобы выяснить, могут ли на Луне оказаться затенённые кратеры, аналогичные кратерам Меркурия, учёные изучили данные, описывающие 2000 затенённых кратеров на Меркурии и 12 000 аналогичных кратеров на Луне. Они сравнили соотношение диаметра и глубины, отметив при этом, что обмеление кратеров на Меркурии было очень похоже на обмеление кратеров на Луне. По мнению исследователей, это указывает на то, что материал, который накапливается в неглубоких лунных кратерах, также является льдом. Если гипотеза окажется верной, это будет означать, что на поверхности Луны находятся миллионы тонн льда — намного больше, чем думали большинство учёных.
МАРС
На Марсе обнаружен большой всплеск метана
24 июня 2019
Марсоход «КьюриосМарсити» зафиксировал самый большой выброс метана в марсианском кратере Гейл. В данный момент НАСА проводит последующие наблюдения, чтобы найти источник необычно высокой концентрации метана на Красной планете. По словам специалистов, метан могут производить живые организмы, поэтому отслеживание источника газа может быть способом выяснить, существуют ли на Марсе микроорганизмы-экстремофилы. Исследователи отмечают, что слишком рано делать поспешные выводы, поскольку живые организмы — не единственный потенциальный источник метана. Проведённые измерения не могут определить, обладает ли источник метана биологическим или геологическим происхождением.
За прошедшие годы «Кьюриосити» и другие марсианские аппараты выявили несколько выбросов метана разной концентрации, которые то появлялись, то исчезали. На Земле присутствует достаточное количество метана, 90 % которого генерируется живыми или умершими существами. Но в Солнечной системе присутствует ещё много метана, который производится абиотически с помощью разных геологических процессов. На газовых и ледяных гигантах, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, в результате химических реакций образуется большое количество этого газа. На Плутоне есть метановый лёд, а на Титане (спутнике Сатурна) — озёра жидкого метана. Только на Земле метан является продуктом биологических процессов. Независимо от того, является ли источник марсианского метана биологическим или нет, поиск его происхождения, по мнению учёных, поможет узнать нечто новое о Марсе.
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Учёные описали климат древнего Марса
21 августа 2019
Исследователям Марса давно известно, что на древней Красной планете было много воды, но до сих пор не существует единого мнения о том, была ли эта вода жидкой или замороженной.
Сравнение отложений минералов на Марсе с аналогичными отложениями на Земле подтверждает идею о том, что на древнем Марсе был один или несколько длительных ливневых периодов, после которых наступали заморозки. Результаты исследования были представлены на конференции по геохимии в Барселоне учёными из Университета Пердью (США). По их словам, на Марсе были периоды, когда поверхность планеты полностью замерзала, и были периоды, когда вода свободно текла по Марсу. Беспилотные миссии, которые могли бы изучить самые древние породы Марса, пока невозможны, поэтому исследователи использовали данные о Земле, чтобы понять геохимию того, что могло произойти на Красной планете.
Специалисты из США изучили примеры выветривания в радикально разных климатических условиях, таких как осадки пород в Орегоне, Гавайях, Исландии и других местах на Земле. Эти данные смогли показать, как климат влияет на структуру осаждения минералов, которые мы наблюдаем на Марсе. На Земле учёные нашли осаждения кремнезёма в ледниках, которые характерны для талой воды. На Марсе можно идентифицировать подобные залежи кремнезёма в местах, которые похожи на глубокие почвы, сформированные тёплым климатом на Земле. Это наводит учёных на мысль о том, что 3-4 миллиарда лет назад у нас с Марсом была общая медленная тенденция переходов от тёплого к холодному с периодами оттаивания и замерзания. Авторы работы надеются, что миссия на «Марс-2020» поможет внимательно изучить марсианские минералы и точно ответить на вопрос, какие климатические условия были на молодом Марсе.
Фото: NASA/JPL-Caltech
