Специалисты Исследовательского центра NASA имени Эймса разработали ExoMiner++ — открытое программное обеспечение на базе искусственного интеллекта для поиска экзопланет. Алгоритм, обученный на данных миссий Kepler и TESS, уже выявил 7000 новых кандидатов, значительно ускорив процесс обработки гигантских массивов накопленной информации.
На этом художественном изображении показана звезда TRAPPIST-1 с двумя планетами, проходящими перед ней. ExoMiner++, недавно обновленный пакет программного обеспечения с открытым исходным кодом, разработанный NASA, использует искусственный интеллект для поиска новых транзитных экзопланет в данных, собранных в ходе миссий NASA
Основная трудность при поиске экзопланеты методом транзита заключается в «шуме»: яркость звезды может меняться не только из-за планеты, которая проходит по ее диску, но и из-за пятен на поверхности звезды или присутствия другой звезды. Экзопланета-кандидат — это лишь потенциальный объект. Чтобы превратить его в «подтвержденную планету», нужно доказать, что сигнал не является инструментальной ошибкой или помехой от другого космического тела, что и делает ИИ, анализируя кривые блеска с высокой точностью. «Золотым стандартом» все равно остается подтверждение, полученное наземными телескопами, но они точно знают, куда смотреть и что искать.
На сегодняшний день астрономам известно более 6000 планет за пределами Солнечной системы, и большая часть этих открытий была сделана благодаря телескопам Kepler и TESS. Но объем накопленной информации настолько велик, что человеческих ресурсов и классических методов анализа не хватает для проверки всех сигналов.
Искусственный интеллект стал незаменимым инструментом в этой области, позволяя просеивать сотни тысяч сигналов в поисках характерных признаков транзита — момента, когда планета проходит перед диском звезды, слегка приглушая ее свет.
Художественное изображение спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), запущенного в 2018 году и обнаружившего на данный момент почти 700 экзопланет. Программное обеспечение NASA ExoMiner++ работает над идентификацией дополнительных планет в данных TESS с помощью искусственного интеллекта.
Новая версия программы, ExoMiner++, обладает уникальной способностью работать с данными сразу двух разных миссий, несмотря на различия в их стратегии наблюдения. Пока алгоритм фокусируется на проверке уже выявленных сигналов, отделяя настоящие планеты от ложноположительных событий, таких как затменные двойные звезды. Работа опубликована в журнале Astronomical Journal.
Цифровое будущее астрономии
Масштабируемость технологии позволяет ученым надеяться на лавинообразный рост открытий в ближайшие годы. Важной особенностью проекта является его полная открытость: исходный код доступен на GitHub, что соответствует принципам «золотого стандарта» науки NASA.
Этот кадр показывает график потемнения, которое происходит, когда планета проходит перед своей звездой. Миссии NASA Kepler и TESS обнаруживают экзопланеты, ища эти транзиты. ExoMiner++ использует искусственный интеллект, чтобы помочь отделить реальные транзиты планет от других, похожих астрономических явлений.
Соавтор работы и один из разработчиков модели Мигель Мартиньо отмечает: «Когда у вас есть сотни тысяч сигналов, как в данном случае, это идеальное место для внедрения технологий глубокого обучения».
Благодаря автоматизации рутинных процессов, исследователи могут сосредоточиться на подтверждении наиболее перспективных кандидатов с помощью наземных телескопов. В будущем команда планирует научить ExoMiner++ самостоятельно находить сигналы в «сырых» данных, что станет критически важным для обработки информации от новейшего телескопа Nancy Grace Roman Space Telescope. Совместная работа человека и машины превращает NASA в глобальную открытую лабораторию, где каждый исследователь может внести вклад в изучение космоса.
Используя Очень большой телескоп (VLT) Европейской Южной обсерватории (ESO), астрономы обнаружили экзопланету, вращающуюся вокруг ближайшей к нам одиночной звезды – звезды Барнарда. Этот внесолнечный мир почти вдвое уступает по массе Венере, а год на нем длится чуть более трех земных суток. Об открытии сообщается в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Расположенная всего в шести световых годах от нас, звезда Барнарда является одной из основных целей при поиске экзопланет, похожих на Землю. Несмотря на многообещающее обнаружение еще в 2018 году, до сих пор достоверно не было подтверждено существование планет в ее системе», – рассказывают авторы открытия.
Открытие экзопланеты, получившей обозначение Barnard b, стало результатом пятилетних наблюдений, в ходе которых астрономы искали сигналы от возможных миров в пределах обитаемой или умеренной зоны у звезды Барнарда – диапазона, где на поверхности планеты вода может находиться в жидком состоянии.
«Красные карлики, подобные звезде Барнарда, часто становятся объектом пристального внимания, поскольку каменистые миры малой массы легче обнаружить у них, чем вокруг более крупных солнцеподобных звезд», – отметили авторы открытия.
Согласно наблюдениям, экзопланета Barnard b расположена в двадцать раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Температура ее поверхности оценивается примерно в 125 градусов по Цельсию. Даже с учетом того, что звезда Барнарда примерно вдвое холоднее Солнца, на ней слишком жарко, чтобы она могла поддерживать известную нам форму жизни.
Помимо подтвержденной экзопланеты, астрономы обнаружили намеки на существование еще трех миров в системе звезды Барнарда, которые также являются каменистыми и лежат за внутренней границей обитаемой зоны. Однако для их подтверждения потребуются дополнительные наблюдения.
Исследователи из Института внеземной физики Общества Макса Планка и Европейского космического агентства провели моделирование условий на спутниках экзопланет, покинувших свои системы. Астрономы показали, что такие луны могут сохранять тепло миллиарды лет благодаря плотным водородным атмосферам.
Как водородная атмосфера сохраняет тепло. Обычно молекула водорода (H2) почти не задерживает тепло, так как она симметрична и не взаимодействует с инфракрасным светом привычным образом. Но в условиях сверхвысокого давления молекулы сталкиваются так часто и сильно, что их электрические заряды на мгновение смещаются. В этот миг пара молекул начинает работать как единая сложная структура, способная поглощать тепловое излучение. Это превращает прозрачный газ в мощный «парник», спасающий спутник планеты от охлаждения.
Астрономы обнаружили сотни планет-сирот, покинувших родные системы и дрейфующих в межзвездном пространстве. Лишенные тепла родительских звезд, эти миры кажутся замерзшими пустынями, но их спутники могут скрывать оазисы жизни. В процессе выброса планеты из системы орбита ее луны часто становится сильно сильно вытянутой.
Мощные приливные силы со стороны планеты-хозяина заставляют недра спутника деформироваться, порождая колоссальное количество внутреннего тепла, подобно тому, как это происходит на спутнике Юпитера Европе или спутнике Сатурна Энцеладе в нашей Солнечной системе. Главным фактором выживания становится состав атмосферы: если она состоит из водорода и находится под высоким давлением, этот газ превращается в настоящее «одеяло», удерживающее энергию внутри.
При экстремальном давлении молекулы водорода начинают поглощать тепло. В моменты сближения они образуют временные комплексы, которые задерживают инфракрасное излучение не хуже углекислого газа или метана. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Это позволяет избежать конденсации газов и быстрого остывания поверхности. Соавтор работы Давид Дальббюдинг поясняет: «Такая луна могла бы иметь температуру поверхности, достаточную для поддержания воды в жидком состоянии без тепла звезды, что значительно расширяет возможности для возникновения жизни во Вселенной». Хотя обнаружить такие атмосферы в ближайшее время будет крайне сложно, математические модели подтверждают их стабильность.
Миллиарды лет тепла
Проведенное моделирование объединило расчеты температурных режимов с данными об эволюции орбит. Выяснилось, что при давлении, в сто раз превышающем земное, эффект поглощения инфракрасного излучения водородом создает условия для существования жидкой воды на протяжении 4,3 миллиарда лет. Это сопоставимо с возрастом Земли и дает достаточно времени для потенциального биологического развития. Водород выступает не только как парниковый газ, но и как стабильный фон для других соединений, таких как аммиак или водяной пар, которые тоже помогают удерживать тепло.
Ученые проводят параллели с ранней историей Земли. Считается, что до появления жизни атмосфера Земли была богаче водородом, а частые удары астероидов могли создавать кратковременные скачки давления. Подобная среда могла способствовать формированию молекул РНК. Изучение далеких блуждающих миров помогает лучше понять химические процессы, давшие старт земной эволюции, объединяя астрофизику и биологию в поисках ответа на вопрос о происхождении жизни.
Астрономы нашли у аналога Солнца TOI-7510 третью экзопланету и определили, что все три тела близки к конфигурации цепочки резонансов Лапласа. Они представляют собой экзогиганты, причем один из них — суперпухлый. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Параметры орбиты — это одни из ключевых показателей для понимания свойств, механизмов возникновения и хода эволюции экзопланет. В частности, приливный захват и планетарная миграция способны объяснить свойства многих горячих короткопериодных экзопланет, а орбитальные резонансы — формирование компактных мультипланетных систем.
Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose Manuel Almenara) из Женевской обсерватории сообщила об обнаружении нового примера цепочки орбитальных резонансов экзопланет. Ученые проанализировали данные наблюдений за системой звезды TOI-7510 космических телескопов TESS и CHEOPS, наземного спектрографа CORALIE, а также наземного телескопа ASTEP.
Звезда TOI-7510 — это аналог Солнца возрастом около трех миллиардов лет с массой 1,053 массы Солнца и радиусом 1,03 радиуса Солнца, который находится в 799 световых годах от Земли. Ранее у светила найдены две транзитные экзопланеты, однако для одной из них колебания времени транзита оказались аномально большими, что связали с наличием в системе еще одного тела. Оказалось, что дополнительный объект действительно в ней есть. Орбитальные периоды экзопланет TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 11,5, 22,6 и 48,9 дня соответственно, что близко к соотношению 4:2:1 и цепочке резонансов Лапласа. В нашей Солнечной системе резонанс Лапласа применим к спутникам Юпитера Ио, Европе и Ганимеду.
Измеренные радиусы TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 0,65, 0,96 и 0,94 радиуса Юпитера, а массы, рассчитанные путем моделирования, находятся на уровне 0,057, 0,41 и 0,6 массы Юпитера. При этом длины больших полуосей экзопланет не превышают 0,267 астрономической единицы, что делает всю систему компактной и содержащей трио экзогигантов с умеренными (от 540 до 880 кельвин) равновесными температурами. Особый интерес в этой троице представляет самая внутренняя экзопланета, которая вписывается в модель суперпухлого тела с обширной газовой оболочкой из водорода и гелия. В дальнейшем система станет целью наблюдений крупных телескопов, которые будут исследовать атмосферы экзопланет.
Рекордно длинная резонансная цепочка экзопланет включает в себя пять тел и находится в системе TOI-178.
Астрономы нашли у аналога Солнца TOI-7510 третью экзопланету и определили, что все три тела близки к конфигурации цепочки резонансов Лапласа. Они представляют собой экзогиганты, причем один из них — суперпухлый. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Параметры орбиты — это одни из ключевых показателей для понимания свойств, механизмов возникновения и хода эволюции экзопланет. В частности, приливный захват и планетарная миграция способны объяснить свойства многих горячих короткопериодных экзопланет, а орбитальные резонансы — формирование компактных мультипланетных систем.
Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose Manuel Almenara) из Женевской обсерватории сообщила об обнаружении нового примера цепочки орбитальных резонансов экзопланет. Ученые проанализировали данные наблюдений за системой звезды TOI-7510 космических телескопов TESS и CHEOPS, наземного спектрографа CORALIE, а также наземного телескопа ASTEP.
Звезда TOI-7510 — это аналог Солнца возрастом около трех миллиардов лет с массой 1,053 массы Солнца и радиусом 1,03 радиуса Солнца, который находится в 799 световых годах от Земли. Ранее у светила найдены две транзитные экзопланеты, однако для одной из них колебания времени транзита оказались аномально большими, что связали с наличием в системе еще одного тела. Оказалось, что дополнительный объект действительно в ней есть. Орбитальные периоды экзопланет TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 11,5, 22,6 и 48,9 дня соответственно, что близко к соотношению 4:2:1 и цепочке резонансов Лапласа. В нашей Солнечной системе резонанс Лапласа применим к спутникам Юпитера Ио, Европе и Ганимеду.
Измеренные радиусы TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 0,65, 0,96 и 0,94 радиуса Юпитера, а массы, рассчитанные путем моделирования, находятся на уровне 0,057, 0,41 и 0,6 массы Юпитера. При этом длины больших полуосей экзопланет не превышают 0,267 астрономической единицы, что делает всю систему компактной и содержащей трио экзогигантов с умеренными (от 540 до 880 кельвин) равновесными температурами. Особый интерес в этой троице представляет самая внутренняя экзопланета, которая вписывается в модель суперпухлого тела с обширной газовой оболочкой из водорода и гелия. В дальнейшем система станет целью наблюдений крупных телескопов, которые будут исследовать атмосферы экзопланет.
Рекордно длинная резонансная цепочка экзопланет включает в себя пять тел и находится в системе TOI-178.
В созвездии Льва, на расстоянии около 124 световых лет от нас, находится удивительный мир, способный перевернуть наши представления о жизни во Вселенной. Речь идет об экзопланете K2-18 b, масса которой в 8,6 раза превышает массу нашей планеты.
K2-18 b вращается вокруг красного карлика K2-18 и относится к классу суперземель — планет, которые по массе превосходят Землю, но уступают газовым гигантам. Однако главный интерес вызывает не ее размер, а состав атмосферы. Наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", позволили выявить удивительные детали. Планета окутана плотной водородно-гелиевой атмосферой, в которой были обнаружены следы метана, углекислого газа и водяного пара. Эти соединения сами по себе уже вызывают интерес, но настоящей сенсацией стало возможное обнаружение диметилсульфида (DMS) — соединения, которое на Земле производится исключительно живыми организмами, в частности некоторыми видами планктона. Это открытие заставило ученых задуматься: может ли K2-18 b быть обитаемой?
Диметилсульфид: ключ к разгадке жизни?
DMS — это органическое соединение, которое на Земле тесно связано с биологическими процессами. Его возможное присутствие в атмосфере K2-18 b пока не является однозначным доказательством обитаемости этой далекой экзопланеты, но делает ее одним из самых перспективных кандидатов для подробного изучения. Ученые, разумеется, проявляют обоснованную осторожность в своих выводах. Дело в том, что теоретически DMS может образовываться и в результате небиологических (абиогенных) процессов, таких как бурная вулканическая активность или сложные — пока неизвестные науке — химические реакции в атмосфере. Более того, наблюдения за столь удаленным объектом сопряжены со значительными техническими сложностями, и даже самые навороченные телескопы могут давать неоднозначные результаты.
K2-18 b выделяется среди тысяч известных экзопланет своими уникальными характеристиками. Планета находится в "зоне обитаемости" своей звезды, где условия могут быть подходящими для существования жидкой воды. И действительно, данные указывают на возможность существования целого океана под плотной атмосферой, что делает K2-18 b представителем редкого класса планет — океанических миров. А возможное обнаружение DMS и других органических соединений делает K2-18 b одной из самых перспективных целей для поиска следов внеземной жизни. Дальнейшие исследования K2-18 b с помощью "Джеймса Уэбба" и телескопов следующего поколения помогут ученым лучше понять состав ее атмосферы и изучить процессы, протекающие на поверхности. Если наличие DMS подтвердится, то это станет важным шагом в наших поисках жизни за пределами Земли. Но даже если K2-18 b окажется безжизненной, ее изучение поможет нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты в других звездных системах.
В знаменитой туманности Кольцо астрономы обнаружили неожиданную деталь. Оказывается, через ее центр тянется узкая «полоса» ионизированных атомов железа длиной примерно 6 триллионов километров. Такой структуры не находили десятилетиями — просто потому, что раньше туманность не смотрели настолько «химически» подробно.
Туманность Кольцо (Messier 57) находится в созвездии Лиры примерно в 2600 световых годах от Земли. Это планетарная туманность: около 4000 лет назад звезда примерно вдвое массивнее Солнца раздулась до красного гиганта и сбросила оболочку. В центре остался белый карлик размером с Землю.
А вокруг — светящийся газ, в основном водород и гелий.
В туманности Кольцо нашли гигантскую «перекладину»
Открытие сделала команда, работавшая с новым инструментом WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) на Канарских островах.
Его сила не в «красивой картинке», а в спектре: прибор позволяет буквально «просканировать» туманность по длинам волн и построить карту химического состава в каждой точке.
Когда исследователи обработали данные, в центре Кольца «вылезла» четкая перекладина из ионизированного железа.
Ее протяженность — примерно 6 трлн км.
По массе железа она сопоставима с массой расплавленного железного ядра Земли.
При этом другие элементы, которые удалось зарегистрировать, в такую же полосу не собираются — и это главная странность.
Откуда взялось железо, пока неясно. Одна гипотеза звучит жестко: когда звезда раздулась, она могла разрушить каменистую планету, а ее вещество затем «размазало» внутри туманности.
Если так, это далекий намек на судьбу внутренних планет Солнечной системы, когда Солнце через миллиарды лет тоже станет красным гигантом.
Вторая версия осторожнее: полоса могла появиться из процессов, связанных с формированием самой туманности — без участия планеты.
Теперь команда ученых планирует новые наблюдения, чтобы проверить, прячутся ли в структуре другие элементы и встречаются ли похожие «железные перекладины» в других туманностях.
Астрономы, работающие с космическим телескопом Джеймса Уэбба, наткнулись на одну из самых загадочных находок в недавней истории изучения экзопланет. Питер Гао из Лаборатории изучения Земли и планет Карнеги в Вашингтоне, соавтор исследования, рассказал:
Помню, после получения данных наша коллективная реакция была "Что это, чёрт возьми, такое?" Это крайне отличается от того, что мы ожидали.
Команда обнаружила экзопланету PSR J2322-2650b, которая вращается вокруг небольшой плотной звезды, излучающей электромагнитную радиацию – пульсара. Подобные пары называют системами "чёрная вдова", где быстро вращающийся пульсар соседствует с меньшим астрономическим телом. Сама по себе система "чёрная вдова" не редкость, но эта пара вызвала вопросы о том, как экзопланета изначально сформировалась.
Близость экзопланеты к пульсару и его интенсивное гравитационное притяжение исказили её в продолговатую форму лимона. Ещё более необычно то, что PSR J2322-2650b обладает уникальной атмосферой, состоящей в основном из гелия и углерода.
Вместо того чтобы найти обычные молекулы, которые мы ожидаем увидеть на экзопланете – такие как вода, метан и углекислый газ – мы обнаружили молекулярный углерод.— Майкл Чжан из Чикагского университета
Учитывая странную атмосферу, команда не уверена, как сформировалась экзопланета.
Очень трудно представить, как можно получить такой чрезвычайно обогащённый углеродом состав. Это, кажется, исключает все известные механизмы формирования.
Пока что это открытие остаётся ещё одной загадкой Вселенной.
Юпитерианский Ио — первый спутник, открытый за пределами системы Земля-Луна. Это произошло 8 января 1610 года благодаря усилиям Галилео Галилея, итальянского астронома, математика, физика и механика. Это событие сделало огромный вклад в подкрепление гелиоцентрической системы мира, согласно которой, Солнце является центральным небесным телом Солнечной системы.
Проанализировав орбитальное движение Мимаса, спутника Сатурна, похожего на «Звезду смерти», ученые окончательно подтвердили, что под ледяной оболочкой скрывается глобальный океан. Главное, этот жидкий слой очень молодой, а значит, у астрономов появилась уникальная возможность изучить промежуточный этап формирования таких миров. В частности, Цереры, Энцелада и Европы.
Где есть жидкая вода, там может быть жизнь, какой мы ее знаем. Именно поэтому ученые так заинтересованы в поиске космических тел, способных поддерживать существование масштабных резервуаров жидкой воды. Все известные нам миры с подледными океанами выдали себя активностью на поверхности: криовулканами, выбросами и разломами. Это карликовая планета Церера из пояса астероидов, юпитерианский спутник Европа и Энцелад, соседствующий с Мимасом спутник Сатурна.
Мимас — самый близкий к Сатурну из «обычных» спутников. Значит, приливные силы от взаимодействия с гигантской планетой там должны быть значительно сильнее, чем на Энцеладе. Именно от такого воздействия Энцелад разогрелся и растаял; в недрах образовался глобальный океан. Тем временем поверхность его маленького соседа Мимаса остается «древней», покрытой кратерами, самый крупный из которых сделал его похожим на «Звезду смерти» из киновселенной «Звездные войны».
Все же, когда ученые впервые проанализировали данные космического зонда «Кассини», возникли подозрения, что внутреннее строение Мимаса сложнее, чем кажется по поверхности. Судя по либрации и вращению спутника, под ледяным покровом вполне мог скрываться жидкий океан.
Отметим, что отсутствие внешних признаков — не показатель отсутствия океана. Лабораторные исследования показали, что одних лишь приливных сил недостаточно для того, чтобы разломить толстую корку льда. На Европе и Энцеладе в образовании трещин участвует сам океан, который, замерзая, оказывает дополнительное воздействие на лед.
Вопросом внутренних взаимодействий на Мимасе активно занимаются ученые из Юго-Западного исследовательского института (США). Ранее они по данным «Кассини» рассчитали, как орбитальное движение спутника сказывается на его «разогреве». Также они оценили, какой толщины может быть лед, чтобы он не трескался, — от 20 до 30 километров. Позже они смоделировали истончение ледяной коры в крупнейшем кратере. В общем, исследователи пришли к выводу, что под поверхностью спутника должен быть жидкий океан.
Теперь их коллеги проанализировали орбитальное движение спутника, а точнее — небольшое изменение орбиты с каждым «оборотом», и тоже пришли к выводу, что под поверхностью должен быть океан. Более того, их оценки толщины льда совпали с оценками ученых из Юго-Западного исследовательского института. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.
Теоретически либрацию и орбитальное движение Мимаса можно объяснить твердым силикатным ядром, но тогда оно должно быть растянутым в экваторе, где максимально влияние Сатурна. Вот только, исходя из средней плотности Мимаса, для достижения таких результатов ядро должно быть настолько плоским, что этот «блинчик» будет вылезать над поверхностью спутника. Конечно, это не подтверждается наблюдениями. Остается лишь вариант с подледным океаном.
Прецессия орбиты Мимаса (а) и два потенциальных объяснения такой орбиты: твердое ядро или океан (b). Версия с вытянутым ядром не согласуется с наблюдениями
Как объяснили авторы новой работы, при наличии океана за миллионы лет спутник должен был потерять немало тепла с поверхности. А при потере такого количества энергии орбита должна была стать значительно менее эллиптичной, то есть более «круглой». Чтобы это проверить, ученые применили компьютерное моделирование.
С помощью моделей авторы проверили разные варианты эволюции движения Мимаса. Оказалось, при любом раскладе глобальный подледный океан значительно вырос за последние несколько миллионов лет. В крайнем случае — за 25 миллионов лет. Получается, до этого орбита Мимаса действительно была более эллиптичной, и, вероятно, будет интересно пересмотреть историю взаимодействий спутников Сатурна.
Возможно, недавняя эволюция Мимаса с образованием подледного океана — стандартный путь развития для таких миров. Причем по астрономическим меркам этот этап «таяния» проходит быстро, так что ученым очень повезло. У астрономов появился уникальный шанс изучить промежуточный этап формирования подобных миров. Как следствие, благодаря исследованию Мимаса ученые смогут найти «тихие» водно-ледяные миры среди спутников Урана и объектов пояса Койпера.
Международная команда исследователей открыла двойную звездную систему со сверхмалыми, сверхлегкими звездами и с чрезвычайно коротким периодом вращения вокруг общего центра масс. Хотя теоретические модели предсказывали наличие таких типов систем во Вселенной, напрямую астрономы их еще ни разу не наблюдали.
Двойная звездная система TMTS J0526 в представлении художника
Субкарлики — небольшие, очень тусклые и относительно старые звезды, которые впервые обнаружили американские астрономы Уолтер Адамс (Walter Adams) и Альфред Джой (Alfred Joy) в 1922 году. Тогда эти светила называли «промежуточными белыми карликами», поскольку они тусклее звезд главной последовательности, но ярче белых карликов. Термин «субкарлик» прижился позднее.
Со временем специалисты стали открывать все больше таких объектов. Выяснилось, что эти тела могут отличаться друг от друга размерами, температурными показателями, спектральным классом и даже источниками энергии. Поэтому ученые стали разделять эти объекты на холодные и горячие субкарлики.
Например, одно из главных отличий горячих субкарликов от холодных в том, что первые в своих ядрах сжигают гелий, а вторые — водород.
В предыдущих исследованиях китайские астрономы предположили, что горячие субкарлики могут быть самыми маленькими звездами Вселенной, а еще — частью двойных маломассивных звездных систем со сверхкоротким периодом вращения (в таких системах масса светил, предположительно, может варьироваться от 0,32 до 0,36 массы Солнца).
Гипотеза китайских астрономов противоречит устоявшемуся в научном сообществе мнению, что звание «самых маленьких звезд Вселенной» носят красные карлики.
Однако международная команда астрономов под руководством китайского Университета Цинхуа подтвердила догадки своих коллег. С помощью массива оптических телескопов Tsinghua University-Ma Huateng Telescope for Survey (TMTS) ученые отыскали бинарную звездную систему, один из компаньонов в которой — горячий субкарлик крошечных размеров. После детального анализа его параметров выяснилось, что это самая маленькая звезда из когда-либо наблюдавшихся. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Звездная система получила обозначение TMTS J052610.43+593445.1, она находится примерно в 2760 световых годах от Земли. Один из ее обитателей — J0526A, белый карлик с углеродно-кислородным ядром, который имеет массу около 74 процентов от массы Солнца (0,735 массы Солнца). Второй — горячий субкарлик J0526B, масса которого составляет 0,361 массы Солнца. Интересно, что радиус этого крошечного объекта всего лишь в семь раз больше радиуса Земли. Для сравнения: радиус Юпитера в 11,2 раза превышает земной, а Сатурна — в 9,5 раза. То есть субкарлик J0526B меньше двух газовых гигантов.
Белый карлик J0526A и горячий субкарлик J0526B обращаются вокруг общего центра масс с периодом 20,5 минуты — это рекорд для такого типа двойных систем, но не для бинарных звездных систем вообще. Например, белые карлики рентгеновской двойной звезды HM Рака вращаются друг вокруг друга с периодом 5,4 минуты.
Интересно, что в новой системе более тяжелый компаньон J0526A напрямую астрономами не наблюдался. То, что он там существует, удалось выяснить по гравитации. Поскольку белый карлик намного плотнее субкарлика, он подвергает «напарника» сильному гравитационному воздействию, из-за чего сферическая форма последнего деформируется, начинает вытягиваться.
Точный механизм образования горячих субкарликов пока остается загадкой. Однако известно, что такие тела точно не могут возникать как «классические» звезды. Авторы работы предположили, что для формирования субкарликов необходима звезда-компаньон, с которой происходят гравитационное взаимодействие и обмен веществом. Вероятно, взрыв белого карлика приводит к выбросу общей оболочки, что и превращает звезду-компаньона в субкарлика. Потом в дело вступает гравитация, ускоряющая взаимное сближение.
Дальнейшие исследования с помощью наземных и космических телескопов помогут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. В любом случае, чтобы понять, как именно появляются звезды меньше планет, нужно найти как можно больше таких объектов.
Объект,
совпадающий по характеристикам с
карликовой планетой, обнаружили во
внешней области нашей системы, за
Нептуном. Он получил обозначение 2017
OF201, а его вытянутая орбита простирается
до внутренней части облака Оорта, что
ставит под сомнение существование
гипотетической Девятой планеты.
По
состоянию на 2025 год астрономы обнаружили
более пяти тысяч так называемых
транснептуновых объектов — небесных
тел, у которых среднее расстояние до
Солнца больше, чем у Нептуна (30,1
астрономическая единица). Самый известный
их представитель — Плутон, открытый в
1930 году в поясе Койпера. Это область за
орбитой Нептуна, населенной множеством
ледяных тел.
До
2006 года Плутон считали девятой планетой
Солнечной системы, а затем, после
обнаружения нескольких небесных
объектов, сравнимых с ним по размерам,
— Цереры и Эриды, астрономы лишили
Плутон этого статуса и перевели в разряд
карликовых планет.
Предполагается,
что транснептуновые объекты — остатки
протопланетного диска, из которого со
временем сформировались планеты.
Теоретически транснептуновые объекты
могут содержать информацию о ранних
этапах развития Солнечной системы.
Кроме того, изучая их местоположение и
орбиты, астрономы могут «прочитать»
следы древней миграции планет и понять,
как выглядела и развивалась наша система
в самом начале своей истории.
Особый
интерес у ученых вызывают экстремальные
транснептуновые объекты (extreme
trans-Neptunian object, ETNO) — небесные тела с
вытянутыми орбитами. Их афелий может
достигать границ гипотетического облака
Оорта — источника долгопериодических
комет.
Наблюдения
за ETNO показали, что их орбиты часто имеют
практически одинаковые параметры: они
вытянуты, наклонены и ориентированы в
одном направлении. Такую аномалию
объяснили гравитационным влиянием
массивного объекта — неоткрытой планеты,
которую называют Девятой планетой, или
Планетой X. Предположительно, своей
гравитацией она может «вытягивать»
орбиты ETNO в определенном направлении,
а также менять их наклон.
Однако
недавно астрономы обнаружили «белую
ворону» — транснептуновый объект с
параметрами, не вписывающимися в гипотезу
о гравитационном влиянии Планеты Х. Это
заставляет усомниться в существовании
самой Девятой планеты.
Во
время обработки массива данных, полученных
с 2011 по 2018 год с помощью наземных
телескопов Виктора Бланко в Чили и
«Канада — Франция — Гавайи» в США,
команда американских астрономов под
руководством Сихао Чена (Sihao Cheng) из
Института перспективных исследований
в Принстоне нашла 19 изображений странного
движущегося объекта в виде яркого пятна.
Последующий
анализ показал, что с большой долей
вероятности это карликовая планета.
Кандидат получил обозначение 2017 OF201.
Его диаметр — почти 700 километров, что
в три раза меньше диаметра Плутона. Но
этого достаточно, чтобы, согласно
определению, принятому Международным
астрономическим союзом в 2006 году,
считаться карликовой планетой.
Сейчас
объект находится на расстоянии 90,5
астрономической единицы от Земли, то
есть расположен в 90,5 раза дальше от нас,
чем Солнце. Он вращается вокруг светила
по орбите, пролегающей дальше орбиты
Нептуна. Причем она настолько вытянута,
что объект удаляется от нашей звезды
на очень большое расстояние и достигает
внутренней части Облака Оорта.
Большая
полуось орбиты 2017 OF201 составляет 838
астрономических единиц. Для сравнения,
у Плутона — 39 астрономических единиц.
Перигелий — 44,5 астрономической единицы,
а афелий — 1600. Такая вытянутая траектория
означает, что один оборот вокруг Солнца
2017 OF201 делает за 25 тысяч лет.
По
мнению ученых, необычная орбита объекта
объясняется результатом встречи с
планетой-гигантом, которая выбросила
карликовую планету в Облако Оорта, а
затем некие гравитационные возмущения
вернули ее ближе к Солнцу по той же
экстремальной траектории. Когда 2017
OF201 находится в афелии, космическое тело
может взаимодействовать с другими
звездами в галактике так же сильно, как
с некоторыми планетами в Солнечной
системе (когда в перигелии).
Чен
и его коллеги провели серию моделирований
взаимодействия орбиты 2017 OF201 с Девятой
планетой. Выяснилось, что при наличии
Планеты X объект выбрасывается через
пару сотен миллионов лет, а без нее
остается. Кроме того, сама карликовая
планета существует как минимум 3,5
миллиарда лет.
«Это
не означает, что Планеты X не существует.
Вероятно, ее влияние сложнее, чем мы
думаем, или 2017 OF201 попал на свою орбиту
по иному сценарию. Однако наше открытие
добавляет новую интригу в эту космическую
головоломку», — уточнил Чен.
2017
OF201 достаточно тусклый, его видимая
звездная величина — 22,6. Это значит, что
большую часть времени он не доступен
для прямых наблюдений, изучить его
можно, только когда объект расположен
очень близко к Солнцу.
В
ближайшее время Чен и его команда
планируют провести дополнительные
наблюдения за 2017 OF201, на этот раз с помощью
радиотелескопов. Таким образом ученые
собираются точнее определить размер
объекта, его химический состав и другие
параметры, чтобы окончательно подтвердить
статус карликовой планеты.
Астрономы открыли седьмой по счету квазиспутник Земли — это небольшой околоземный астероид 2025 PN7. Его орбита находится в резонансе 1:1 с Землей, а пробудет он квазиспутником в общей сложности 128 лет, после чего перейдет на подковообразную орбиту. Статья опубликована в журнале Research Notes of the AAS.
Квазиспутники, в отличие от временных спутников, способны оставаться вблизи планеты на длительное время (на десятилетия и столетия, а не дни, месяцы или годы) из-за того, что находятся в орбитальном резонансе 1:1 с планетой. Но поскольку их орбиты находятся вне сферы Хилла, связь этих тел с планетой все же ограничена по времени. У Земли к настоящему моменту есть шесть известных квазиспутников, причем один из них уже выбрали как цель для китайской станции «Тяньвэнь-2».
Карлос (Carlos de la Fuente Marcos) и Рауль де ла Фуэнте Маркос (Raúl de la Fuente Marcos) из Университета Комплутенсе в Мадриде сообщили об обнаружении нового, седьмого по счету, квазиспутника Земли. Речь идет об астероиде из семейства Аполлонов 2025 PN7, который обнаружил 2 августа 2025 года телескоп наземной сети Pan-STARRS. Ученые проанализировали траекторию астероида по имеющимся данным наблюдений, охватывающим 4279 дней, а также провели моделирование его будуще орбиты методом N-тел.
Длина большой полуоси орбиты 2025 PN7 составляет 1,003 астрономической единицы, эксцентриситет 0,107, а наклонение — 1,97 градуса к плоскости эклиптики. Это похоже на свойства околоземных астероидов семейства Арджуны. Моделирование показывает, что 2025 PN7 находится в резонансе 1:1 с нашей планетой и стал квазиспутником около шестидесяти лет назад, а общая продолжительность его пребывания в этом статусе должна составить 128 лет, после чего влияние Солнца изменит его орбиту на подковообразную. Астероид очень тусклый, обладает оценочным диаметром от 19 до 30 метров и находится на среднем расстоянии от Земли в 384400 километров.
Экзопланета TOI-2431 b, расположенная в 117 световых годах от Земли, побила все рекорды скорости вращения вокруг своей звезды. За время одного земного года эта экстремальная планета размером с Землю успевает совершить почти 1 600 оборотов!
Такая невероятная скорость возможна благодаря крайне близкому расположению к своему красному карлику. Один год на TOI-2431 b длится всего 5,5 земных часов. Представьте: вы просыпаетесь утром на этой планете, а к обеду уже наступает Новый год!
Из-за экстремально сильного влияния приливных сил со стороны родительской звезды планета имеет искаженную, вытянутую форму.
«Это подтверждает, что K2-18 b — наш лучший шанс изучить потенциальную пригодную для жизни среду за пределами Солнечной системы на данный момент».
На этой иллюстрации художника изображена планета K2-18 b, её звезда-хозяин и сопутствующая планета в этой системе. K2-18 b — единственная известная экзопланета класса «суперземля», на которой есть вода и температура, пригодная для жизни.(Изображение предоставлено: ESA/Hubble, M. Kornmesser)
Сага вокруг экзопланеты K2-18 b размером с Нептун, «суперземли», стала гораздо интереснее. Если коротко, то это планета, которую группа учёных недавно предположила как возможную среду для жизни, к большому разочарованию других учёных, которые посчитали, что это заявление не было продиктовано необходимыми мерами предосторожности.
«Это, безусловно, повысило вероятность наличия жизни на K2-18b », — рассказал Space.com Никку Мадхусудхан, учёный из Кембриджского университета, стоящий за открытием K2-18b и новым исследованием. «Это очень важное открытие, которое ещё больше повышает вероятность существования хейской среды на K2-18b. Оно подтверждает, что K2-18b — наш лучший шанс изучить потенциальную обитаемую среду за пределами Солнечной системы в настоящее время».
История с обитаемостью K2-18 b началась еще в апреле 2025 года, когда Мадхусудхан и его коллеги-исследователи из Кембриджского университета объявили, что нашли то, что они назвали «самым убедительным на сегодняшний день доказательством» существования жизни за пределами Солнечной системы вокруг этой далекой суперземли (она примерно в девять раз массивнее нашей планеты).
Доказательства были получены в результате предварительного обнаружения молекул, которые, будучи обнаруженными в атмосфере Земли, обычно являются результатом биологических процессов, происходящих в организме живых существ. Затем возникла необходимость подтвердить наличие этих потенциальных биосигнатур : диметилсульфида и диметилдисульфида.
Группа исследователей приступила к работе, наблюдая четыре отдельных случая пересечения (транзита) K2-18 b диска своего красного карлика, находящегося на расстоянии около 124 световых лет от нас, в течение его обращения по орбите примерно за 33 земных дня. Поскольку химические вещества поглощают и излучают свет на характерных длинах волн, когда свет от родительской звезды проходит через атмосферу планеты, молекулы в этой атмосфере оставляют свои характерные следы в спектре звёздного света.
«Благодаря четырём дополнительным наблюдениям транзитов с помощью JWST мы измерили спектр атмосферы K2-18b с беспрецедентной точностью», — рассказал Space.com Жэнью Ху, руководитель группы нового исследования и научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА. «Спектр позволил нам однозначно обнаружить наличие метана и углекислого газа в атмосфере планеты и определить их содержание. Эта информация указывает на наличие на планете богатых водой недр ».
Ху пояснил, что группа искала сигналы диметилсульфида и других органических молекул серы в спектре, используя несколько независимых моделей, но не нашла убедительных доказательств их присутствия.
«Это не обязательно разочаровало нас», — продолжил Ху. «Мы рады, что нам удалось установить, насколько богата вода на планете».
Является ли K2-18 океаническим миром?
Заявив, что теперь подтверждено, что K2-18b богата водой, Ху пояснил, что следующим шагом будет выяснение, есть ли на планете глобальный океан жидкой воды.
По иронии судьбы, одним из самых позитивных признаков наличия такого океана является тот факт, что в атмосфере этой суперземли, по-видимому, отсутствует водяной пар.
«Полученный нами спектр не показывает следов водяного пара. Если в атмосфере действительно нет воды, это говорит о её истощении — скорее всего, в результате конденсации», — сказал Ху. «На Земле этот процесс известен как „холодная ловушка“, и геологи считают его необходимым для удержания воды в течение миллиардов лет, предотвращая её утечку в космос».
«Наблюдение аналогичного процесса на экзопланете было бы очень увлекательным. Строгое подтверждение отсутствия воды само по себе может стать важной научной целью будущих наблюдений», — сказал Ху.
Однако Ху предупредил, что спектр, обнаруженный JWST , можно объяснить и альтернативной моделью, согласно которой атмосфера на самом деле содержит большое количество водяного пара.
Иллюстрация того, как мог бы выглядеть вид с K2-18 b, если бы это действительно был океанический мир.(Изображение предоставлено: ИИ, созданный Шан-Мин Цаем/UCR))
По словам Ху, для определения наличия на K2-18b и других подобных планетах умеренного климата, размером с Нептун , океанов жидкой воды потребуется также обнаружить присутствие более широкого спектра атмосферных газов, помимо метана и углекислого газа. Также потребуется убедиться в отсутствии таких молекул, как аммиак, угарный газ и диоксид серы, которые до сих пор не были обнаружены в атмосфере K2-18b.
«Этот вывод основан на теоретических работах моей группы и нескольких других учёных», — добавил Ху. «Благодаря новым наблюдениям, дающим ценный контекст, мы обобщили эти выводы в виде плана действий, который поможет нам в будущих наблюдениях и исследованиях».
Между тем, поиск биосигнатур — диметилсульфида и диметилдисульфида — далек от завершения; хотя это исследование и не достигло уровня значимости, необходимого для подтверждения, оно все же предоставило более сильный сигнал от этих молекул, чем предыдущие проверки.
«Данные, подтверждающие наличие диметилсульфида в настоящей работе, значительно превышают те, которые мы получили в ходе наших предыдущих наблюдений в том же ближнем инфракрасном диапазоне длин волн», — сказал Мадхусудхан. «Однако эти данные всё ещё недостаточно убедительны для окончательного подтверждения обнаружения».
«Нам также необходимо уметь отличать диметилсульфид от других возможных источников загрязнения, таких как метилмеркаптан, который также является биосигнатурой на Земле».
Похоже, K2-18 b будет по-прежнему привлекать внимание астрономов еще долгое время.
«Замечательно, что мы можем выявлять предварительные признаки потенциальных биосигнатур с помощью текущих наблюдений JWST, но для окончательного обнаружения требуется значительно больше времени. Ключевой вопрос заключается в том, содержит ли атмосфера одну или несколько биосигнатур», — сказал Мадхусудхан. «В то же время необходимы обширные теоретические и экспериментальные исследования для надёжного определения биологических и небиологических путей молекул-кандидатов на биосигнатуры».
Однако команда уверена в одном: достигнутый на сегодняшний день прогресс в изучении K2-18 b был бы невозможен без JWST. Этот космический телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов призван сыграть ключевую роль в будущем изучении этой суперземли.
«Наши наблюдения и анализы пополняют растущий список захватывающих открытий, которые подчёркивают поистине революционные научные достижения JWST», — заключил Ху. «Мы обнаружили, что его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона [NIRSpec] особенно хорошо подходит для достижения целей нашего исследования, однако другие инструменты JWST или режимы наблюдений могут предоставить дополнительную и чрезвычайно ценную информацию для дальнейшего углубления наших знаний об этой планете».
Исследование группы доступно в виде препринта в репозитории arXiv.
Два астронома из Европейского космического агентства разработали нейросеть для поиска аномалий на космических снимках. Результаты превзошли всё, что могли бы сделать специалисты вручную – за два с половиной дня инструмент просмотрел почти 100 миллионов изображений и обнаружил 1400 аномальных объектов.
Создатели модели, Дэвид О'Райан и Пабло Гомес, назвали её AnomalyMatch. Они обучили систему на архиве Hubble Legacy Archive, содержащем десятки тысяч наборов данных за 35 лет работы телескопа.
Хотя учёные отлично справляются с обнаружением космических аномалий, данных от Hubble слишком много, чтобы эксперты могли просмотреть их вручную на необходимом уровне детализации.
После менее чем трёх дней сканирования AnomalyMatch выдала список вероятных аномалий. Финальную проверку провели Гомес и О'Райан, подтвердив, какие объекты действительно необычны. Среди 1400 аномалий более 800 ранее не были задокументированы.
Большинство результатов показали сливающиеся или взаимодействующие галактики, которые принимают странные формы или образуют длинные хвосты из звёзд и газа. Другие находки – гравитационные линзы, когда гравитация галактики на переднем плане искривляет пространство-время так, что свет от фоновой галактики деформируется в круг или дугу. Среди открытий также планетообразующие диски, видимые с ребра, галактики с огромными скоплениями звёзд и галактики-медузы. Что особенно интересно – несколько десятков объектов вообще не поддались классификации.
Обнаружение такого количества аномальных объектов в данных Хаббла, где можно было ожидать, что многие уже найдены – это отличный результат и указание на то, что даже архивные снимки могут скрывать полезную информацию о космосе.
Астрономы определили, что кандидат в быстрый радиовсплеск, обнаруженный летом 2024 года радиотелескопом ASKAP, на самом деле связан с давно неработающим спутником связи Relay 2. Он возник из-за электростатического пробоя из-за зарядки аппарата. Препринт работы доступен на arXiv.org.
Быстрые радиовсплески остаются одной из основных нерешенных проблем современной астрофизики. Это одиночные или повторяющиеся вспышки радиоизлучения, которые длятся миллисекунды (порой время увеличивается до секунд), но при этом достаточно яркие, чтобы быть заметными на внегалактических расстояниях. Несмотря на несколько сотен обнаруженных источников таких всплесков, в том числе и в нашей галактике, механизмы их генерации остаются неясными, однако заметное предпочтение отдается теориям, связанным с намагниченными нейтронными звездами.
Группа астрономов во главе с Клэнси Джеймсом (Clancy James) из Университета Кертина сообщила, что один из найденных наземной системой радиотелескопов ASKAP кандидатов в быстрый радиовсплеск на самом деле связан с деактивированным околоземным спутником связи. Сигнал был обнаружен ранним утром 13 июня 2024 года 17 из 36 антенн, обладал большим соотношением сигнал-шум, длился 30 наносекунд и характеризовался малым значением меры дисперсии (величина «сдвига» времени прихода сигнала в зависимости от частоты волны).
Дальнейший анализ показал, что всплеск состоял из первичного импульса длительностью менее 10 наносекунд (возможно, около трех) и пиковой плотностью потока около 3 мегаянских, и последующих двух менее интенсивных импульсов. На большинстве частот излучение характеризовалось полной линейной поляризацией, но вблизи 800 мегагерц и одного гигагерца обладало круговой поляризацией. Расстояние до источника всплеска было оценено в 4500 километров, в этом случае напряженность электрического поля источника составляет 280 ватт на метр, а пиковая выходная мощность — 400 ватт. Таким образом, параметры всплеска указывали на его потенциальную связь с околоземными аппаратами.
Анализ каталогов спутников выявил пространственное совпадение на момент наблюдений положения источника всплеска со спутником Relay 2, который находился на высоте 4322 километров. Аппарат был запущен в космос на эллиптическую орбиту в январе 1964 года и в течение трех лет работал как спутник связи, а также как зонд для исследований радиационных поясов Земли для NASA.
Предполагается, что радиоизлучение возникло из-за электростатического пробоя между поверхностями аппарата или между аппаратом и космической плазмой вблизи него. Подобные разряды — следствие зарядки аппарата из-за взаимодействия с космической средой и могут быть инициированы, например, попаданием микрометеорита. Они могут приводить к потере спутника, как это было с аппаратом Galaxy 15 в апреле 2010 года. В случае Relay 2 уровень солнечной активности не был на момент регистрации всплеска повышенным, а спутник не проходил через внутренний радиационный пояс, поэтому подобные всплески могут быть вполне частым явлением в обычных условиях.
Это не первый случай, когда околоземные объекты маскируются под астрофизические явления. Так, найденный несколько лет назад кандидат в рекордно далекий гамма-всплеск оказался бликом от разгонного блока «Бриз-М»
(Основная) Иллюстрация блуждающей планеты, вызывающей гравитационное линзирование. (Вставка) Космический телескоп «Хаббл» на орбите Земли.(Изображение предоставлено: ESO/L. Calçada/T. Müller (MPIA/HdA) (CC BY 4.0))
Астрономы обнаружили признаки сложных органических молекул, предшественников строительных блоков известной нам жизни, в планетообразующем диске вокруг далёкой звезды. Результаты исследования предполагают, что химические семена жизни формируются в космосе, а затем распространяются на молодые или вновь формирующиеся планеты.
Используя Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), систему радиотелескопов в Чили, группа обнаружила следы 17 сложных органических молекул в протопланетном диске V883 Orionis , молодой звезды, расположенной примерно в 1305 световых годах от нас в созвездии Ориона.
V883 Ориона — молодая звезда, или протозвезда , возраст которой оценивается всего в 500 000 лет, и она находится в активной фазе набора массы и формирования планет. Если возраст в 0,5 миллиона лет кажется слишком большим, учтите, что нашему Солнцу среднего возраста около 4,6 миллиарда лет.
Сложные органические молекулы – это молекулы, содержащие более пяти атомов, по крайней мере один из которых – углерод. Ранее их наблюдали в местах формирования звёзд и планет .
Однако среди соединений, обнаруженных вокруг V883 Ориона, впервые обнаружены этиленгликоль и гликолонитрил – соединения, считающиеся предшественниками строительных блоков жизни. Например, гликолонитрил является предшественником аминокислот глицина и аланина, а также азотистого основания аденина, одного из строительных блоков ДНК и РНК.
Таким образом, находка может предоставить недостающее звено в истории эволюции молекул вокруг молодых звезд , объясняя период между первоначальным образованием звезд и ростом планет в окружающих их протопланетных дисках.
Ученые из Университета Цинхуа в Пекине с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории впервые в истории зафиксировали форму взрыва сверхновой в самый ранний момент — когда ударная волна только прорывалась сквозь поверхность массивной звезды.
На художественном изображении показана звезда, превратившаяся в сверхновую. Сверхновая SN 2024ggi взорвалась в галактике NGC 3621, расположенной на расстоянии около 22 миллионов световых лет. С помощью Очень большого телескопа ESO астрономы смогли запечатлеть самую раннюю стадию сверхновой, когда взрыв прорвался через поверхность звезды. ESO/L. Calçada
На протяжении миллионов лет массивная звезда находится в равновесии между гравитацией, тянущей вещество внутрь, и давлением от термоядерного синтеза, толкающим вовне. Когда топливо в ядре заканчивается, это равновесие нарушается. Центр звезды коллапсирует под собственным весом, окружающие слои обрушиваются внутрь, отскакивают и порождают мощную ударную волну, несущуюся наружу. Когда эта волна достигает поверхности, высвобождается колоссальная энергия — звезда резко вспыхивает и становится видимой как сверхновая. Этот краткий момент прорыва звездной поверхности длится всего несколько часов.
Сверхновая SN 2024ggi была обнаружена 10 апреля 2024 года в галактике NGC 3621 на расстоянии около 22 миллионов световых лет от Земли в созвездии Гидры. Руководитель исследования И Ян из Университета Цинхуа понял всю важность события и сразу подал заявку на наблюдение. Уже через 26 часов после открытия телескоп был направлен на взорвавшуюся звезду.
Это изображение, полученное с помощью Очень большого телескопа (VLT) ESO, показывает галактику NGC 3621.
Используя метод спектрополяриметрии с помощью инструмента FORS2, астрономы впервые смогли определить геометрию взрыва на этой очень краткой стадии, которая занимает несколько часов. Данные показали, что первоначальный выброс материи имел форму, напоминающую маслину, с четко выраженной осевой симметрией. По мере расширения взрыва и столкновения с окружающим веществом форма становилась более плоской, но центральная ось симметрии оставалась неизменной. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Разрыв оболочки
Взорвавшаяся звезда была красным сверхгигантом массой примерно в 12-15 раз больше Солнца и радиусом в 500 раз больше солнечного. «Геометрия взрыва сверхновой предоставляет нам фундаментальную информацию об эволюции звезд и физических процессах, приводящих к этим космическим фейерверкам», — объясняет Ян.
На этом изображении показано местоположение сверхновой SN 2024ggi в галактике NGC 3621. Оно было сделано 11 апреля 2024 года, всего через 26 часов после первоначального обнаружения сверхновой.
Соавтор исследования, астроном Европейской южной обсерватории Дитрих Бааде отмечает: «Первые наблюдения Очень большого телескопа зафиксировали фазу, когда вещество, ускоренное взрывом вблизи ядра звезды, прорывалось через ее поверхность. В течение нескольких часов мы наблюдали и звезду и геометрию ее взрыва».
Открытие позволяет исключить некоторые существующие модели рождения сверхновых и поможет отыскать общий физический механизм, управляющий взрывами массивных звезд.
В созвездии Льва, на расстоянии около 124 световых лет от нас, находится удивительный мир, способный перевернуть наши представления о жизни во Вселенной. Речь идет об экзопланете K2-18 b, масса которой в 8,6 раза превышает массу нашей планеты.
K2-18 b вращается вокруг красного карлика K2-18 и относится к классу суперземель — планет, которые по массе превосходят Землю, но уступают газовым гигантам. Однако главный интерес вызывает не ее размер, а состав атмосферы. Наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", позволили выявить удивительные детали.
Планета окутана плотной водородно-гелиевой атмосферой, в которой были обнаружены следы метана, углекислого газа и водяного пара. Эти соединения сами по себе уже вызывают интерес, но настоящей сенсацией стало возможное обнаружение диметилсульфида (DMS) — соединения, которое на Земле производится исключительно живыми организмами, в частности некоторыми видами планктона. Это открытие заставило ученых задуматься: может ли K2-18 b быть обитаемой?
Диметилсульфид: ключ к разгадке жизни?
DMS — это органическое соединение, которое на Земле тесно связано с биологическими процессами. Его возможное присутствие в атмосфере K2-18 b пока не является однозначным доказательством обитаемости этой далекой экзопланеты, но делает ее одним из самых перспективных кандидатов для подробного изучения.
Ученые, разумеется, проявляют обоснованную осторожность в своих выводах. Дело в том, что теоретически DMS может образовываться и в результате небиологических (абиогенных) процессов, таких как бурная вулканическая активность или сложные — пока неизвестные науке — химические реакции в атмосфере. Более того, наблюдения за столь удаленным объектом сопряжены со значительными техническими сложностями, и даже самые навороченные телескопы могут давать неоднозначные результаты.
K2-18 b выделяется среди тысяч известных экзопланет своими уникальными характеристиками. Планета находится в "зоне обитаемости" своей звезды, где условия могут быть подходящими для существования жидкой воды. И действительно, данные указывают на возможность существования целого океана под плотной атмосферой, что делает K2-18 b представителем редкого класса планет — океанических миров. А возможное обнаружение DMS и других органических соединений делает K2-18 b одной из самых перспективных целей для поиска следов внеземной жизни.
Дальнейшие исследования K2-18 b с помощью "Джеймса Уэбба" и телескопов следующего поколения помогут ученым лучше понять состав ее атмосферы и изучить процессы, протекающие на поверхности. Если наличие DMS подтвердится, то это станет важным шагом в наших поисках жизни за пределами Земли. Но даже если K2-18 b окажется безжизненной, ее изучение поможет нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты в других звездных системах.
Меркурий — одно из самых враждебных мест в Солнечной системе. Днем поверхность планеты разогревается до 430 градусов Цельсия (достаточно, чтобы расплавить цинк), а ночью остывает до −170. Атмосфера крайне разреженная, магнитное поле слабое (около 1% от земного) — защиты от космической радиации почти нет. Но при этом Меркурий может быть обитаемым.
Ученые из Планетологического института в штате Аризона, анализируя архивные данные, обнаружили на ближайшей к Солнцу планете нечто неожиданное — соляные ледники, которые могут стать убежищем для жизни.
Неожиданная находка MESSENGER
Космический аппарат NASA MESSENGER, изучавший Меркурий с 18 марта 2011 года до 30 апреля 2015 года, нашел на планете такие летучие соединения, как калий, натрий, сера и хлор, которые, как предполагали ученые, за более чем 4,5 миллиарда лет должны были полностью улетучиться из-за чудовищных порывов солнечного ветра, чрезвычайно разреженной атмосферы и низкой гравитации. Однако соединения, определенно, присутствуют.
Поиски источников летучих соединений привели исследователей к 263-километровому кратеру Радитлади в северном полушарии и области Бореалис, находящейся там же. Анализ данных показал, что летучие соединения "заперты" в гигантских подповерхностных ледниках. Когда в те места попадают астероиды, то происходит частичное обнажение ледников, из которых высвобождаются летучие соединения, временно насыщающие атмосферу.
Появление соляных ледников
Авторы исследования предполагают, что в далеком прошлом Меркурий был совсем другим миром. Вулканы выбрасывали водяные пары, содержащие соли, которые конденсировались во временные водоемы. Вода быстро испарялась, но соли оставались; за миллионы и миллионы лет этот повторяющийся процесс привел к появлению многослойных солевых отложений — соляных ледников.
Примечательно, что похожие места есть на Земле в пустыне Атакама в Чили. И там, несмотря на экстремальные условия, процветают микроорганизмы, которые научились выживать в концентрированных соляных растворах.
"Специфические солевые соединения создают пригодные для жизни ниши даже в самых суровых условиях, — комментирует Алексис Родригес, ведущий автор исследования. — Это заставляет нас задуматься о возможности существования на Меркурии подповерхностных областей, которые могут быть более гостеприимными, чем его суровая поверхность".
В ноябре 2026 года к Меркурию прибудет зонд BepiColombo (совместная европейско-японская миссия), оснащенный продвинутыми инструментами, которые будут задействованы для изучения соляных ледников. Это позволит проверить гипотезу о потенциальной обитаемости самой маленькой планеты Солнечной системы.
Комментарии