Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
Тритон — единственный крупный спутник в Солнечной системе с ретроградной орбитой. Почему он движется в противоположном направлении? Возможно, Нептун когда-то украл его из пояса Койпера.
Темно-лазурный полумесяц на фоне космической тьмы — это прощальный кадр Нептуна, сделанный космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 27 августа 1989 года.
Спустя 35 лет эта фотография, полученная с расстояния 4,35 миллиона километров от ледяного гиганта, все еще остается последним снимком самой далекой планеты нашей Солнечной системы.
"Вояджер-2" — единственный зонд, посетивший Нептун. Этот визит стал кульминацией его грандиозного "Большого тура" по внешней Солнечной системе, в ходе которого он также встретился с Юпитером, Сатурном и Ураном. После пролета мимо системы Нептуна аппарат устремился к границам Солнечной системы, чтобы стать одним из первых человеческих первопроходцев в межзвездном пространстве.
Нептун обладает плотной атмосферой, состоящей из водорода (74%), гелия (25%) и метана (1%). Несмотря на незначительное — относительно водорода и гелия — содержание метана, именно этот предельный углеводород определяет цветовую гамму планеты. Это объясняется тем, что молекулы метана эффективно поглощают красный свет солнечного спектра и отражают синий — физический процесс, известный как рэлеевское рассеяние.
Интересный факт: если бы Нептун находился на месте Земли, он казался бы нам бледно-голубым шаром. Однако в реальности ледяной гигант находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает в 900 раз меньше света. Эта космическая "сумеречность" превращает голубой Нептун в таинственный темно-лазурный мир, который мы видим на снимке "Вояджера-2".
В верхних слоях атмосферы Нептуна, охлажденных примерно до -220 градусов Цельсия, бушуют самые мощные ветры в нашей планетной системе. Их скорость может достигать невероятных 600 метров в секунду или 2 160 километров в час!
Для сравнения: во время урагана Патрисия, который был самым быстрым за всю историю метеонаблюдений, скорость ветра достигала "всего" 346 километров в час. И это настоящая загадка для ученых, ведь Нептун получает крайне мало солнечной энергии. Природа таких ветров до сих пор остается неизвестной.
"Вояджер-2" также подтвердил существование у Нептуна системы темных колец и собрал данные о некоторых из его спутников. Самый интересный из них — Тритон, покрытый азотным льдом и вращающийся вокруг планеты в обратном направлении. Имеющиеся данные указывают на то, что в далеком прошлом Тритон был карликовой планетой в поясе Койпера.
На Тритоне "Вояджер-2" зафиксировал удивительное явление — криовулканизм. Из недр нептунианского спутника, сквозь разломы на его поверхности, вырывался жидкий азот, создавая гейзеры высотой до восьми километров и питая разреженную атмосферу.
После пролета "Вояджера-2" человечество не отправляло специальных миссий к Нептуну, поэтому сегодня ученым приходится довольствоваться данными, получаемыми с помощью наземных обсерваторий и космических телескопов. Вкупе с данными, переданными "Воджером-2", эта информация помогает лучше понять эволюционный путь Нептуна и Солнечной системы в целом.
NASA и другие космические агентства обсуждают возможность новой миссии к ледяным гигантам, но даже если она будет одобрена, достичь Нептуна удастся лишь через десятилетия.
Поэтому темно-лазурный полумесяц Нептуна, запечатленный "Вояджером-2", — это не просто историческое достижение. Это символ человеческого стремления к познанию и напоминание о том, что даже самые далекие миры могут стать чуть ближе благодаря науке и технологиям.
Нептун — наиболее удаленная от Солнца планета Солнечной системы и в силу этого — одна из самых плохо изученных. Однако благодаря космическому аппарату NASA "Вояджер-2", посетившему систему этого ледяного гиганта в конце прошлого века, и наблюдениям с помощью наземных и космических телескопов, мы знаем о Нептуне много удивительного.
Например, несмотря на безмятежный вид, атмосфера Нептуна — самая бурная в Солнечной системе. Скорость ветров здесь может превышать 2 100 километров в час. Для сравнения: самая высокая скорость ветра, когда-либо зарегистрированная на Земле, составляла "всего-то" 408 километров в час. Да даже в атмосфере гигантского Юпитера, который, кажется, должен быть рекордсменом почти во всем, максимальная скорость ветра достигает примерно 1 450 километров в час.
Эта странность Нептуна объясняется тем, что главным источником энергии для его атмосферы служит не Солнце, до которого, между прочим, в среднем 4,5 миллиарда километров, а внутреннее тепло самой планеты. Нептун излучает в космос примерно в 2,6 раза больше энергии, чем получает от нашего светила. Это тепло, поднимаясь из глубин, усиливает конвекцию и разгоняет атмосферные потоки. Дополняют эффект быстрое вращение планеты, особенности структуры и состава газовой оболочки, а также отсутствие твердой поверхности, из-за которой ветер неизбежно терял бы энергию. В результате в разреженных верхних слоях атмосферы формируются мощные струйные течения и вихри, способные разгоняться до рекордных скоростей.
25 августа 1989 года космический аппарат NASA "Вояджер-2" передал на Землю изображение, на котором видны белые перистые облака в верхних слоях атмосферы планеты.
Эти облака, состоящие преимущественно из кристаллов замерзшего метана, протянулись на тысячи километров полосами шириной от 50 до 200 километров. Это впечатляюще крупные образования даже на фоне гигантского Нептуна, средний диаметр которого составляет 49 244 километра (средний диаметр Земли — 12 742 километра).
Особенность этого исторического кадра — в передаче объема. Солнечный свет падает под углом, и облака отбрасывают четкие тени на основной сине-голубой атмосферный слой, расположенный почти на 100 километров ниже.
Характерный цвет планеты объясняется присутствием метана в ее атмосфере: он интенсивно поглощает красные и желтые части солнечного спектра, а синий и голубой отражает обратно в космос. Поэтому восьмая планета от Солнца "раскрашена" в холодные сине-голубые оттенки.
Однако Уран, который также содержит метан, выглядит намного бледнее. Это указывает на то, что в атмосфере Нептуна присутствуют дополнительные вещества, усиливающие синий оттенок. Какие именно — пока точно неизвестно.
"Вояджер-2" по сей день остается единственным космическим аппаратом, посетившим систему Нептуна. Максимальное сближение с ледяным гигантом состоялось 25 августа 1989 года. В тот день зонд пролетел на расстоянии около 5 000 километров от верхних слоев атмосферы и передал данные, обогатившие наши знания о планетах внешней Солнечной системы.
"Вояджер-2" обнаружил Большое темное пятно — гигантский антициклон размером с Землю, который через несколько лет исчез, а также темную кольцевую систему Нептуна и шесть новых спутников.
Затем космический аппарат направился к внешним границам Солнечной системы, чтобы однажды выбраться в межзвездное пространство.
Нептун остается малоизученным, но NASA рассматривает возможность запуска полноценной миссии, получившей рабочее название Neptune Odyssey. Если ей и будет дан зеленый свет, то запуск произойдет не раньше 2030-х годов.
Пока же ученые довольствуются пересмотром архивных данных "Вояджера-2" и наблюдениями с помощью телескопов, позволяющих фиксировать изменения в атмосфере и изучать механизмы полярных сияний.
Этот снимок был получен в августе 1989 года, когда зонд завершал своё историческое сближение с системой Нептуна. Уходя в глубины межзвёздного пространства, «Вояджер-2» запечатлел этот величественный пейзаж — последний прощальный кадр далёкого гиганта и его спутника.
Тритон — крупнейший спутник Нептуна, который, возможно, был карликовой планетой, захваченной гравитацией ледяного гиганта. На последнем снимке аппарата "Вояджер-2" замечетлены спутник и планета вместе.
На окраине Солнечной системы, в царстве вечного холода, скрывается загадочный ледяной мир под названием Тритон.
Этот крупнейший спутник Нептуна хранит множество тайн, и его изучение не только приоткрывает завесу над ранней историей Солнечной системы, но и рассказывает удивительную сагу о небесном теле, прошедшем путь от независимого объекта до спутника.
Тритон, открытый английским астрономом Уильямом Ласселом 10 октября 1846 года (всего через 17 дней после обнаружения самого Нептуна), является седьмым по размеру спутником в Солнечной системе.
Его средний диаметр составляет около 2 707 километров, что делает его крупнее карликовой планеты Плутон (средний диаметр около 2 377 километров).
Одна из самых интригующих особенностей Тритона — его ретроградная орбита. В отличие от большинства крупных спутников, он вращается вокруг Нептуна в направлении, противоположном вращению планеты. Это необычное поведение, вместе с химическим составом поверхности, очень похожим на состав Плутона, привело ученых к выводу, что Тритон не сформировался вместе с Нептуном, а был "похищен" ледяным гигантом в процессе эволюции Солнечной системы.
Изначально Тритон, вероятно, был одной из крупнейших карликовых планет пояса Койпера — области за орбитой Нептуна, где находятся многочисленные ледяные тела, включая Плутон. Однако какое-то событие вкупе с гравитационным взаимодействием с Нептуном изменило его судьбу, превратив некогда независимое небесное тело в спутник.
Поверхность Тритона представляет собой удивительный ледяной мир со средней температурой -235 градусов Цельсия. Она состоит преимущественно из азотного льда с вкраплениями водяного и сухого (углекислого) льда. Наиболее загадочной особенностью является так называемый "ландшафт канталупы" или "земля дыни" — область, покрытая множеством тесно расположенных впадин, которая напоминает кожуру дыни.
Несмотря на экстремально низкие температуры, Тритон удивительно динамичный объект. На его поверхности обнаружены следы криовулканической активности — извержений жидкого азота и водно-аммиачной смеси. Космический аппарат NASA "Вояджер-2", максимально сблизившийся с Тритоном 25 августа 1989 года, зафиксировал гейзеры, выбрасывающие смесь из азота и темных частиц на высоту до восьми километров. Эти извержения постоянно обновляют поверхность спутника, делая его одним из самых геологически активных тел во внешней Солнечной системе.
Удивительно, но даже при таких низких температурах Тритон обладает атмосферой (хотя и чрезвычайно разреженной), состоящей на 99,9% из азота с примесями метана и угарного газа.
На высоте от одного до трех километров над поверхностью формируются азотные облака, протяженность которых может достигать 100 километров. Атмосферное давление на поверхности составляет всего около 14 микробар — в 70 000 раз меньше земного.
После пролета "Вояджера-2" новых космических миссий к Тритону не было. Однако ученые разрабатывают планы будущих исследований этого манящего мира. Особый интерес представляет возможность существования подповерхностного океана, который, благодаря приливному нагреву* со стороны Нептуна, может оставаться жидким несмотря на запредельно низкую температуру поверхности.
*Тритон, вращаясь вокруг Нептуна, постоянно сжимается и растягивается, что делает его ядро достаточно горячими.
Перед вами удивительное цветное изображение Нептуна, "сшитое" из двух снимков, полученных космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 24 августа 1989 года.
"Вояджер-2" — единственный рукотворный объект, который когда-либо посещал систему самой дальней от Солнца планеты Солнечной системы.
На снимке видны три захватывающих атмосферных образования (подписаны на снимке ниже):
Все эти атмосферные структуры двигались на восток с разной скоростью и редко оказывались так близко друг к другу. Так что "Вояджеру-2" несказанно повезло запечатлеть их вместе.
Следующее свидание с Нептуном запланировано на 2049 год. Это может произойти в рамках миссии NASA Neptune Odyssey, запуск которой намечен на 2031 год.
Миссия Neptune Odyssey может стать настоящим прорывом в изучении системы Нептуна. Ученые планируют детально исследовать атмосферу планеты, изучить ее магнитное поле и внутреннюю структуру, а также проанализировать состав колец и спутников. Особое внимание хотят уделить Тритону — одному из самых загадочных спутников в Солнечной системе, чью поверхность покрывает азотный лед.
Пока же ученым придется еще четверть века довольствоваться крупицами данных, переданных легендарным "Вояджером-2".
Когда говорят о межзвездных объектах, обнаруженных в Солнечной системе, официальный порядок выглядит так: 1I/Оумуамуа в 2017 году, 2I/Borisov в 2019 году и 3I/ATLAS в 2025 году. Но есть важный нюанс: "первый обнаруженный" не значит "первый прилетевший".
За три года до Оумуамуа, 8 января 2014 года, над западной частью Тихого океана взорвался небольшой метеор. Событие было зафиксировано CNEOS — специализированным центром NASA при Лаборатории реактивного движения, который занимается расчетом орбит околоземных объектов и оценкой риска их столкновения с Землей.
Позже астрономы Амир Сирадж и Ави Леб изучили параметры этого объекта — скорость, направление движения и высоту вспышки — и пришли к выводу, что он с высокой вероятностью мог прилететь из межзвездного пространства.
"Это был очень быстрый объект, и я подумал: "Боже мой, это может быть межзвездный метеор", — рассказывал Сирадж. По его словам, важная находка фактически пряталась у всех на виду — в открытых архивах NASA.
Однако сначала исследование осталось почти незамеченным и не получило широкой огласки.
Самое любопытное началось позже. В 2022 году Космическое командование США заявило, что данные о скорости "огненного шара", замеченного у побережья Папуа — Новой Гвинеи в 2014 году, достаточно точны, чтобы указывать на межзвездную траекторию. Объект получил обозначение CNEOS 2014-01-08 и стал кандидатом на звание первого известного межзвездного метеора, вошедшего в атмосферу Земли.
Разница в том, что Оумуамуа мы увидели как отдельный объект, пролетающий через Солнечную систему. Его можно было наблюдать телескопами, измерять блеск, спорить о форме и природе. А метеор 2014 года — совсем другой случай: небольшое тело размером меньше метра вошло в атмосферу, вспыхнуло и исчезло. Его возможное межзвездное происхождение установили уже постфактум, анализируя архивные данные.
Поэтому порядок межзвездных объектов может быть немного другим:
И, конечно, было бы наивно полагать, что до CNEOS 2014-01-08 ничего подобного не происходило. Вероятно, такие тела уже не раз пролетали через Солнечную систему, сгорали в атмосфере или уходили обратно в межзвездное пространство незамеченными.
Получается, межзвездные гости могут быть гораздо более распространенным явлением, чем кажется. Некоторые исследования даже предполагают, что прямо сейчас в Солнечной системе могут находиться тысячи объектов, когда-то "украденных" гравитацией Солнца и Юпитера у других звездных систем.
По мере развития технологий и внедрения искусственного интеллекта в анализ больших массивов данных мы, вероятно, начнем находить такие объекты все чаще. Для науки это постепенно станет новой нормой. А вот уфологам придется трудиться усерднее, придумывая новый сценарий для каждого межзвездного странника, забредшего в нашу планетную систему.
Перед вами удивительное цветное изображение Нептуна, "сшитое" из двух снимков, полученных космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 24 августа 1989 года.
"Вояджер-2" — единственный рукотворный объект, который когда-либо посещал систему самой дальней от Солнца планеты Солнечной системы.
На снимке видны три захватывающих атмосферных образования (подписаны на снимке ниже):
Все эти атмосферные структуры двигались на восток с разной скоростью и редко оказывались так близко друг к другу. Так что "Вояджеру-2" несказанно повезло запечатлеть их вместе.
Следующее свидание с Нептуном запланировано на 2049 год. Это может произойти в рамках миссии NASA Neptune Odyssey, запуск которой намечен на 2031 год.
Миссия Neptune Odyssey может стать настоящим прорывом в изучении системы Нептуна. Ученые планируют детально исследовать атмосферу планеты, изучить ее магнитное поле и внутреннюю структуру, а также проанализировать состав колец и спутников. Особое внимание хотят уделить Тритону — одному из самых загадочных спутников в Солнечной системе, чью поверхность покрывает азотный лед.
Пока же ученым придется еще четверть века довольствоваться крупицами данных, переданных легендарным "Вояджером-2".
Читайте также:
Гипотеза о том, что на Уране и Нептуне могут идти дожди из алмазов, всерьез рассматривается научным сообществом. Это не фантазия, а обоснованное предположение, опирающееся на наши знания о химическом составе и физических условиях, что царят на этих планетах.
Несмотря на кажущуюся невероятность, идея имеет под собой твердую научную почву. Рассмотрим подробнее, на чем она основана и насколько может соответствовать действительности.
Гипотеза алмазных дождей на Уране и Нептуне базируется на трех ключевых факторах:
Состав атмосферы: Уран и Нептун, в отличие от газовых гигантов Юпитера и Сатурна, классифицируются как ледяные гиганты. Их атмосферы содержат значительное количество метана, простого соединения, состоящего из одного атома углерода и четырех атомов водорода (CH4).
Экстремальные условия: по мере погружения в глубины этих планет, условия становятся все более экстремальными. На определенных глубинах температура может достигать нескольких тысяч градусов Цельсия, а давление — миллионов атмосфер.
Превращение углерода: при таких экстремальных условиях происходят удивительные трансформации. Молекулы метана разрушаются, высвобождая атомы углерода. Под воздействием колоссального давления атомы углерода сжимаются настолько сильно, что перестраиваются, образуя кристаллическую решетку — структуру, характерную для алмаза.
Этот процесс напоминает ускоренную космическую версию земных "алмазных фабрик", где природа трудится миллионы лет под толщей горных пород. Однако на Уране и Нептуне этот процесс может происходить гораздо быстрее благодаря экстремальным условиям.
В 2017 году команда ученых из Стэнфордского университета провела эксперимент, имитирующий условия внутри Урана и Нептуна. Они использовали мощные лазеры для создания ударных волн в полистироле — полимере, состоящем из углерода и водорода.
Выбор полистирола был неслучайным: этот материал содержит те же элементы, что и метан (углерод и водород), но в твердой форме, что делает его удобным для лабораторных экспериментов. Хотя полистирол и метан имеют разную молекулярную структуру, они оба могут служить источником атомов углерода в условиях высокого давления и температуры.
Результаты эксперимента показали, что при высоких давлениях и температурах, сопоставимых с условиями в недрах Урана и Нептуна, действительно образовывались наноалмазы. Этот эксперимент стал важным подтверждением теоретических предсказаний о возможности формирования алмазов в атмосферах ледяных гигантов.
Если эта гипотеза верна, процесс может выглядеть так:
Высоко в атмосфере метан подвергается воздействию молний и превращается в сажу.
Сажа падает глубже в атмосферу, где давление и температура растут.
При определенных условиях сажа сжимается в кристаллы алмаза.
Алмазы продолжают падать, пока не достигнут таких глубин, где температура настолько высока, что они могут "испариться" или превратиться в жидкость.
Важно отметить, что мы пока не можем непосредственно наблюдать этот процесс. Наши знания о внутреннем строении Урана и Нептуна ограничены, и эта гипотеза основана на компьютерных моделях и лабораторных экспериментах.
Представьте себе объект, который был свидетелем рассвета мироздания, когда первые звезды только начинали зажигаться, "прорезая" своими лучами кромешную тьму. И это не какая-то очень далекая галактика, которую можно разглядеть только с помощью самых продвинутых космических телескопов, а древнейший звездный сгусток — из таких когда-то собирались галактики.
Речь идет о шаровом скоплении M 15 (NGC 7078), расположенном в Млечном Пути, на расстоянии около 36 000 световых лет от нас в направлении созвездия Пегаса. Данное скопление — космическая капсула времени, несущая в себе секреты юной Вселенной, которые до сих пор не дают покоя астрономам.
M 15 — одно из самых плотных и древних скоплений в нашем галактическом окружении. Его возраст составляет примерно 13 миллиардов лет. Для сравнения: возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет. В сферическом объеме скопления, имеющего средний диаметр 175 световых лет, сосредоточены сотни тысяч звезд (по некоторым оценкам, около миллиона). Столь чудовищная плотность приводит к частым взаимодействиям между светилами и создает уникальные условия для изучения звездной эволюции.
Одна из самых интригующих загадок M 15 скрывается в ядре скопления. Наблюдения за движением звезд в центральной области указывают на присутствие массивного, но при этом очень компактного объекта. Ведущая гипотеза гласит, что это черная дыра промежуточной массы — "недостающее звено" между черными дырами звездной массы и сверхмассивными монстрами в "сердцах" галактик. Если это подтвердится, то последующие исследования могут пролить свет на механизм формирования и роста сверхмассивных черных дыр.
Кроме того, в M 15 обнаружено уже девять пульсаров (быстро вращающихся нейтронных звезд-маяков) — для шарового скопления это очень много, и прямое следствие высокой частоты тесных гравитационных взаимодействий в плотном ядре, где часто формируются и "перетасовываются" двойные системы.
M 15 движется по крайне вытянутой (эллиптической) орбите вокруг центра Млечного Пути. Скопление периодически "ныряет" в плотный галактический диск, а затем уносится высоко в разреженное гало — сферическую область, где обитают древнейшие звездные популяции нашей Галактики. Каждое такое прохождение сквозь диск — испытание на прочность, способное вырывать звезды из внешних областей скопления приливными силами.
Химический состав скопления, бедный тяжелыми элементами ("металлами"), говорит о том, что оно сформировалось из первозданного газа ранней Вселенной. Изучая M 15, астрономы обретают возможность заглянуть в эпоху рождения первых звездных систем. Поэтому скопление является ценным объектом для наблюдений, в том числе для таких космических телескопов, как NASA/ESA "Хаббл" и NASA "Джеймс Уэбб".
NGC 6872 — самая большая известная спиральная галактика в наблюдаемой Вселенной, раскинувшаяся на 717 000 световых лет. Для сравнения: наш Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет.
Эта галактика находится в созвездии Павлина на расстоянии примерно 212 миллионов световых лет от Земли. Ее гигантские размеры — результат гравитационного взаимодействия с соседней галактикой IC 4970 (сверху), которая растянула спиральные рукава NGC 6872, придав им нетипичную форму.
Поэтому, несмотря на колоссальные размеры, по массе NGC 6872 не выделяется на фоне крупных спиральных галактик вроде нашей. Большая часть ее "объема" приходится на чрезвычайно разреженные газовые потоки и области молодых звезд.
Изображение было получено 1 октября 2014 года наземным Очень большим телескопом (VLT), находящимся под управлением Европейской южной обсерватории (ESO).
Квазары — ярчайшие объекты из всех, что доводилось наблюдать человечеству. Яркость одного такого объекта может превосходить яркость Солнца в триллион раз — он светит ярче целой галактики с миллиардами звезд. Эти космические маяки, находящиеся на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли, позволяют астрономам заглянуть в очень далекое прошлое Вселенной.
Но что представляют собой квазары и какие силы обеспечивают им столь невероятную яркость? Давайте разбираться.
Слово "квазар" — сокращение от "квазизвездный радиоисточник". Первый объект такого рода, выглядевший как точечный источник света, похожий на яркую звезду, был обнаружен в 1960 году астрономами Алланом Сэндиджем и Томасом Мэтьюзом. Однако от типичного светила его отличало огромное количество энергии, излучаемой в радиодиапазоне. Несмотря на это, находка, получившая обозначение 3C 48, долгое время рассматривалась как "нетипичная звезда".
Сегодня мы знаем, что 3C 48 и подобные ему объекты — это квазары, представляющие собой активные ядра галактик, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры массой от нескольких миллионов до миллиардов солнечных масс. Такая черная дыра с лютой жадностью пожирает огромное количество материи, которая ее окружает — газ, пыль, целые звезды — и в ходе этого процесса генерирует колоссальное количество энергии.
Не секрет, что сама черная дыра не способна быть источником света — все, что падает за горизонт событий, не способно вырваться наружу. Но материя, устремляющаяся к черной дыре, разогревается до миллионов градусов, образуя вокруг нее светящийся аккреционный диск. Именно этот диск и джеты (струи вещества, выбрасываемые вдоль оси вращения черной дыры со скоростью, близкой к скорости света) обеспечивают запредельную яркость квазара.
Для сравнения, светимость Солнца около 3,8 × 10^26 ватт. По земным меркам это, конечно, впечатляющий показатель, но в масштабах космоса — капля в море.
Типичный квазар излучает энергию на уровне 10^40–10^41 ватт и светит ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, в которой может быть более 400 миллиардов звезд.
Просто представьте: объект размером с Солнечную систему (аккреционный диск квазара имеет диаметр в несколько световых дней или недель) светит ярче, чем галактика диаметром в 100 000 световых лет с сотнями миллиардов звезд.
Сверхмассивная черная дыра, по сути являющаяся сердцем квазара, поглощает материю с невероятной скоростью — в среднем несколько солнечных масс в год. Падающее вещество закручивается в аккреционный диск, где частицы сталкиваются, трутся друг о друга, разгоняются до релятивистских (околосветовых) скоростей.
Трение и сжатие разогревают диск до 10-100 миллионов градусов, из-за чего материя начинает излучать в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, то есть в одних из самых энергетичных форм света.
Примечательно, что не вся материя попадает в черную дыру — часть выбрасывается вдоль ее магнитных полюсов в виде релятивистских джетов — узких струй плазмы, способных двигаться со скоростью 99,999<...>% скорости света. При этом протяженность джетов может составлять миллионы световых лет, что позволяет наблюдать их далеко за пределами родительской галактики.
Если джет направлен в сторону наблюдателя, квазар кажется еще ярче из-за релятивистского усиления — эффекта, при котором излучение от объекта, движущегося почти со скоростью света, фокусируется в узкий конус.
Самый яркий из известных квазаров — QSO J0529−4351, идентифицированный* в 2024 году. Его светимость превышает светимость Солнца в 500 триллионов раз!
*На самом деле объект оказался в данных наблюдений еще в 1980 году. Однако его десятилетиями считали просто звездой.
QSO J0529−4351 находится на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от нас, а значит свет от него, который мы видим сегодня, был испущен, когда возраст Вселенной составлял примерно 1,8 миллиарда лет — она была еще совсем юной.
В центре этого квазара находится сверхмассивная черная дыра массой около 17–20 миллиардов масс Солнца. И эта черная дыра — одна из наиболее быстрорастущих в известной Вселенной. Каждый день она поглощает около одной солнечной массы.
Абсолютно все известные квазары удалены на миллиарды световых лет от нас. В близлежащих галактиках их нет. Почему?
Потому что квазары существовали исключительно в молодой Вселенной, когда галактики были переполнены газом и пылью — топливом для сверхмассивных черных дыр. В те времена черные дыры активно питались, стабилизируя свои галактики и интенсивно светясь.
Со временем сверхмассивные черные дыры расчистили свои окрестности — поглотили все до чего позволяло "дотянуться" гравитационное поле — и перешли в "спящий режим". То есть сверхмассивные черные дыры никуда не делись, они продолжают пребывать в центрах всех крупных галактик, включая Млечный Путь, — но они больше не светятся** как квазары, потому что нет для этого ресурсов.
**И все же в центрах некоторых галактик есть активные черные дыры. Однако в сравнении с квазарами они светятся крайне тускло, потому что вокруг уже нет такого количества "свободной" материи.
Энергия, выделяемая квазаром, настолько велика, что способна остановить звездообразование в родительской галактике.
Связано это с тем, что джеты и мощное излучение нагревают окружающий газ и часть его выбрасывают из галактики, лишая ее ключевого материала для формирования новых звезд. Это подтверждают наблюдения: в наиболее массивных галактиках практически прекратилось звездообразование.
Интересное наблюдение: в нашей Галактике каждый год рождается всего около 2-3 новых звезд, что является очень низким показателем. Можно предположить, что Стрелец А*, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, в свое время питала квазар, который "выжег" львиную долю газа.
Квазары — это одновременно разрушители и созидатели. Они отвечали за рост галактик и распределение материи в ранней Вселенной, формируя ее структуру.
Эра квазаров закончилась миллиарды лет назад. Однако свет, испущенный ими, все еще продолжает свое путешествие по просторам Вселенной, рассказывая о том, каким было это таинственное мироздание в самом начале своей истории.
Космическая хроника — это увлекательное путешествие сквозь пространство и время через астрономические снимки. В этой рубрике вас ждут обзоры как легендарных фотографий эпохи первых космических миссий, так и новейших изображений от современных космических телескопов и наземных обсерваторий. Каждый кадр, представленный здесь, — это окно в далекие миры, рассказы о взрывах звезд, столкновениях галактик и бесчисленных тайнах космоса, которые человечество продолжает неустанно исследовать.
Кассиопея А — остаток сверхновой на расстоянии около 11 000 световых лет от нас.
Для земных наблюдателей вспышка произошла около 300 лет назад — именно тогда свет от взрыва достиг Земли. Однако никаких достоверных исторических записей об этом событии не сохранилось, хотя оно должно было выглядеть как яркая вспышка на небе. Такой астрономический пробел объясняется тем, что это была нетипичная звездная гибель: перед вспышкой светило сбросило значительную часть своего вещества, которое окутало систему плотной оболочкой. Когда произошел взрыв, космический кокон поглотил большую часть излучения вспышки, скрыв катастрофу от свидетелей.
Изображение было получено 11 декабря 2023 года с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", который позволяет разглядеть то, что осталось от этого безмолвного апокалипсиса — расширяющееся облако из тяжелых элементов, разбросанных взрывом по космическому пространству.
Тритон — крупнейший спутник Нептуна со средним диаметром 2 707 километров. Ученые считают, что когда-то он был карликовой планетой из пояса Койпера — ледяной окраины Солнечной системы за орбитой Нептуна, где находится всем известный объект — Плутон.
Поверхность Тритона — одно из самых холодных мест в Солнечной системе: температура здесь опускается до -235°C. При таком экстремальном холоде азот из разреженной атмосферы конденсируется в виде инея и оседает на поверхность. За миллиарды лет это привело к формированию толстой ледяной коры.
Снимок был получен космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 25 августа 1989 года. Это единственный рукотворный объект в истории человечества, который посещал Нептун с его загадочным пленником из пояса Койпера.
Туманность Кошачий Глаз (NGC 6543) — планетарная туманность в созвездии Дракона, удаленная примерно на 3 300 световых лет от нас. Эта туманность, сформировавшаяся в результате гибели звезды с массой около пяти солнечных масс, имеет одну из самых сложных структур среди подобных объектов.
NGC 6543 демонстрирует концентрические газовые оболочки, струи высокоскоростного газа, биполярные джеты и необычные ударные узлы. В центре туманности находится чрезвычайно горячая звезда типа Вольфа-Райе, имеющая температуру около 80 000 K и массу чуть больше одной солнечной массы (для сравнения: температура солнечной поверхности составляет 5 780 K или 5 506 °С). Мощные порывы ее звездного ветра, скорость которых достигает 1 900 километров в секунду, "выдули" внутреннюю полость туманности и сформировали видимую структуру через ударное взаимодействие с ранее выброшенным материалом.
Изображение было получено с помощью Северного оптического телескопа (англ. Nordic Optical Telescope), расположенного в обсерватории Роке де лос Мучачос на острове Пальма (Канарские острова, Испания).
Перед вами южное полярное сияние на Юпитере, наблюдаемое в инфракрасном диапазоне орбитальным аппаратом NASA "Юнона". Изображение было получено 27 августа 2016 года во время одного из первых пролетов зонда над планетой. Напомню, что "Юнона" находится в системе газового гиганта с 4 июля 2016 года и все еще остается действующим аппаратом.
Было установлено, что юпитерианские полярные сияния в сотни раз мощнее земных и они никогда не прекращаются. В отличие от нашей планеты, где сияния образуют кольцо вокруг полюса, на Юпитере сложная магнитная архитектура позволяет заряженным частицам проникать глубоко в полярные области, формируя уникальные динамические структуры: центральные циклоны, активные области на рассветной и закатной сторонах, и яркие дуги главного аврорального овала (эллиптической зоны, где наблюдаются максимальные интенсивность и частота полярных сияний).
Этот исторический кадр, полученный орбитальным аппаратом NASA "Викинг-1" 30 июля 1976 года, демонстрирует испещренную кратерами поверхность Красной планеты и прослойку разреженной углекислотной атмосферы на горизонте.
Левее центра виден кратер Галле диаметром 230 километров, расположенный на восточном краю гигантского бассейна Аргир. Это ударное образование неофициально называют "смайлик" из-за изогнутой горной гряды и двух меньших горных скоплений, которые в совокупности напоминают улыбающееся лицо — яркий пример парейдолии.
Орбитальные аппараты программы "Викинг" картографировали поверхность Марса с разрешением 150–300 метров на пиксель, а некоторые области были сняты с разрешением до 8 метров на пиксель. "Викинг-1" проработал на орбите Красной планеты до 17 августа 1980 года, передав бесценные данные, которые проложили путь для всех последующих марсианских миссий.
NGC 6872 — крупнейшая из известных спиральных галактик в наблюдаемой Вселенной, расположенная в созвездии Павлина на расстоянии около 212 миллионов световых лет от Земли.
© ESO/VLT
Ее максимальный размер от края до края вытянутых спиральных рукавов достигает 717 000 световых лет. Для сравнения: диаметр Млечного Пути — примерно 100 000 световых лет.
Исполинские размеры объясняются гравитационным взаимодействием с соседней линзовидной галактикой IC 4970, диаметр которой оценивается в 151 000 световых лет. Время от времени она проходит рядом и буквально вытягивает спиральные рукава NGC 6872, смещая мощные потоки газа к периферии. В результате рукава приобрели вытянутую, асимметричную форму, а в них запустилось активное звездообразование.
Линзовидная галактика IC 4970, вытягивающая спиральные рукава NGC 6872 и "подворовывающая" ее газ / © ESO/VLT
Несмотря на колоссальный размер, общая масса NGC 6872, включая гало темной материи, сопоставима с массами других крупных спиральных галактик, включая Млечный Путь. Большая часть гигантского "объема" NGC 6872 представлена чрезвычайно разреженными газопылевыми облаками и молодыми звездными скоплениями, а не плотным звездным населением.
NGC 6872 — яркий пример того, что гравитационные взаимодействия способны радикально изменить форму и масштаб галактики, но при этом не превращая ее в нечто принципиально иное. Но эта стабильность временна. NGC 6872 и IC 4970 уже гравитационно связаны и, согласно моделированию, в далеком будущем их ожидает слияние в одну галактику. Сейчас же мы наблюдаем раннюю стадию этого процесса с предсказуемым финалом.
Изображение, используемое в статье, было получено 1 октября 2014 года наземным Очень большим телескопом (VLT), находящимся под управлением Европейской южной обсерватории (ESO).
Космическая хроника — это увлекательное путешествие сквозь пространство и время через астрономические снимки. В этой рубрике вас ждут обзоры как легендарных фотографий эпохи первых космических миссий, так и новейших изображений от современных космических телескопов и наземных обсерваторий. Каждый кадр, представленный здесь, — это окно в далекие миры, рассказы о взрывах звезд, столкновениях галактик и бесчисленных тайнах космоса, которые человечество продолжает неустанно исследовать.
Галактика Серебряная Монета (NGC 253) — одна из ближайших к нам ярких массивных галактик за пределами Местной группы, удаленная примерно на 10 миллионов световых лет от Земли. Диаметр NGC 253 составляет примерно 120 500 световых лет, что делает ее на 20 500 световых лет больше Млечного Пути.
NGC 253 — галактика со вспышкой звездообразования. Наиболее интенсивные процессы протекают в ее ядре и вдоль спиральных рукавов, где темп рождения новых светил значительно выше, чем у большинства типичных спиральных галактик. Высокая светимость в инфракрасном диапазоне связана с тем, что излучение поглощается и переизлучается обширными областями космической пыли, что одновременно указывает на богатые запасы холодного молекулярного газа — основного материала для формирования звезд.
Столь бурное звездообразование может быть связано с недавним — по космическим меркам — поглощением карликовой галактики.
Снимок был сделан 19 сентября 2025 года астрономом-любителем Чаком Аюбом.
Радиоизображение Малого Магелланова Облака (ММО), полученное Австралийским радиоинтерферометром ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) в рамках проекта EMU Early Science в 2017 году. Для сбора данных использовались 16 из 36 антенн телескопа.
ММО — карликовая галактика-спутник Млечного Пути, вращающаяся на расстоянии около 203 000 световых лет от нас. Диаметр этой звездной фабрики вдоль большой оси составляет "всего" 7 000 световых лет.
Данные, полученные ASKAP, позволили идентифицировать области стремительного звездообразования, которые стали целями для наблюдений с помощью других инструментов. Все это помогает ученым лучше понять механизм зарождения, эволюции и гибели звезд.
Messier 5 (M 5) — шаровое звездное скопление в созвездии Змеи, удаленное примерно на 24 500 световых лет от Земли. Изображение было получено с помощью космического телескопа NASA/ESA "Хаббл", 2 мая 2011 года.
M 5 — дом для более чем 100 000 гравитационно связанных звезд, плотно "упакованных" в сферу диаметром около 165 световых лет.
Возраст скопления составляет более 13 миллиардов лет! Для сравнения: возраст Млечного Пути около 13,61 миллиарда лет, а Вселенной — 13,8 миллиарда лет.
Четырехкилометровое ядро кометы 67P/Чурюмова — Герасименко в естественных цветах, сфотографированное зондом Европейского космического агентства (ESA) "Розетта" с расстояния 20 километров, 21 августа 2014 года.
Аппарат "Розетта" вышел на орбиту вокруг кометы 6 августа 2014 года, а 12 ноября сбросил на ее поверхность посадочный модуль "Филы" — первая в истории посадка на комету. Из-за слабой гравитации и неровной, рыхлой поверхности, "Филы" дважды отскочил и "прикометился" в тени, что в разы сократило срок его активного существования. Тем не менее аппарат проработал почти 57 часов, успешно передав все данные.
Большое темное пятно в кадре — Море Мечты (лат. Mare Ingenii), находящееся на обратной стороне Луны. Снимок был сделан 9 апреля 1994 года космическим аппаратом "Клементина".
"Клементина" — совместная экспериментальная миссия NASA и Командования воздушно-космической обороны Северной Америки (NORAD), запуск которой был осуществлен 25 января 1994 года. В конце апреля того же года зонд направили к астероиду (1620) Географ, но 4 мая у него отказал бортовой компьютер, и аппарат стал неуправляемым.
И все же миссия оказалась очень успешной, так как в ее рамках была создана первая полная карта Луны в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.
Космический телескоп NASA/ESA "Хаббл", несмотря на солидный для столь сложной техники возраст в 35 лет, продолжает радовать ученых бесценными данными, а ценителей прекрасного — завораживающими снимками.
Сегодня я хочу вновь совместить эстетику с познанием Вселенной, поэтому предлагаю вашему вниманию детализированные снимки части туманности Вуаль с развернутыми комментариями, которые расширят область познания для всех желающих.
Туманность Вуаль — это все, что осталось от звезды, масса которой превосходила солнечную в 20 раз. Когда такие гиганты исчерпывают запасы ядерного топлива (водорода и гелия, которые превращаются в более тяжелые элементы), их жизнь заканчивается грандиозной вспышкой сверхновой. Звездное вещество разлетается по космическому пространству со скоростью в тысячи километров в секунду.
Туманность Вуаль находится на расстоянии около 2 400 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Этот объект настолько огромен (около 100 световых лет в поперечнике), что если бы человек мог лицезреть ее невооруженным глазом, то туманность заняла бы область на небе в шесть полных Лун, расположенных в ряд.
Примечательно, что звездный взрыв, породивший этот шедевр Млечного Пути, произошел "всего" около 10 000 лет назад.
Яркие цвета туманности — это не вольная художественная фантазия, а реальное свечение химических элементов в экстремальных условиях:
"Внутренности" туманности разогреты до миллионов градусов Цельсия, что и заставляет атомы излучать свет в различных спектральных линиях.
"Хаббл" ведет регулярные наблюдения за туманностью Вуаль с 1994 года. Благодаря этому в распоряжении астрономов данные об эволюции объекта за три десятилетия.
Известно, что ударная волна от вспышки сверхновой продолжает распространяться через межзвездную среду, сталкиваясь с окружающим газом, который вследствие этого сжимается и нагревается. Этот процесс, продолжающийся тысячи лет, порождает сложные волокнистые структуры, которые мы наблюдаем как замысловатую сеть светящихся нитей.
Звездные взрывы играют одну из ключевых ролей в эволюции Галактики. Они не только обогащают межзвездное пространство тяжелыми элементами, которые были синтезированы в недрах массивных звезд, но и стимулируют звездообразование в окружающих их газопылевых облаках.
Постепенно туманность Вуаль станет "строительным материалом" для космических объектов следующих поколений, войдя в состав будущих звезд и планет.
В ходе пилотируемой миссии NASA "Артемида-2" был сделан впечатляющий снимок лунного затмения, который озадачил многих. Все дело в том, что темный диск Луны усеян множеством ярких точек, создающих впечатление, будто на ее поверхности горят огни — если не целых городов, то как минимум баз постоянного присутствия людей. Но все куда прозаичнее.
На самом деле эти светящиеся точки — не реальные источники света на Луне. Это так называемые горячие пиксели — артефакты, возникающие на матрице цифровой камеры. Чтобы получить качественный снимок затмения в условиях крайне низкой освещенности, камеру настроили на высокую светочувствительность. Большое значение параметра ISO, определяющего чувствительность сенсора к свету, позволило запечатлеть детали в темноте, но одновременно усилило цифровой шум — случайные светлые точки, появляющиеся на изображении.
Однако в космосе на фотосъемку влияет еще один фактор, с которым люди на Земле почти не сталкиваются, — космические лучи. Это потоки высокоэнергетических частиц, главным образом протонов и ядер атомов, которые непрерывно пронизывают космическое пространство. Часть из них приходит от Солнца, часть рождается при вспышках сверхновых и других мощных процессах далеко за пределами Солнечной системы. Пройдя через корпус космического корабля "Орион" и матрицу камеры, они оставили энергетические следы на сенсоре. Каждый такой след выглядит как яркая точка на снимке.
Для аппаратуры это в основном источник незначительных помех и редких сбоев, а для человека при длительном воздействии — серьезный фактор риска: космическое излучение повреждает клетки и ДНК, повышает вероятность рака, катаракты и может приводить к нарушениям в работе нервной и сердечно-сосудистой систем. Кстати, фантазеры, рассуждающие о колониях на Луне, Марсе и у черта на куличках, почему-то этот фактор обходят стороной.
Мы, живя на Земле, защищены от большей части космических лучей благодаря плотной атмосфере и магнитосфере. Поэтому астрофотографы с подобной проблемой почти не сталкиваются. Но в открытом космосе высокоэнергетические частицы воздействуют на аппаратуру гораздо сильнее. Чем дольше выдержка и выше светочувствительность камеры, тем заметнее этот эффект. Именно поэтому на снимке затмения от "Артемиды-2" оказалось так много ложных световых точек.
Таким образом, этот кадр, несмотря на всю его эстетическую привлекательность, служит важным напоминанием о том, насколько суровы и опасны условия за пределами нашей родной планеты.
Перед вами составное изображение центральной области Млечного Пути, созданное на основе наблюдений в радио- и рентгеновском диапазонах.
В таком виде галактическое ядро предстает чрезвычайно активной областью, наполненной раскаленным газом, плотными пылевыми облаками и следами мощных энергетических процессов.
В центре нашей Галактики царят одни из самых экстремальных условий, какие только можно представить. Здесь находятся протяженные газовые структуры, нагретые до миллионов градусов, остатки звездных взрывов и сверхмассивная черная дыра Стрелец A*, связанная с ядром Млечного Пути.
Особую выразительность этому изображению придают гигантские вытянутые структуры, поднимающиеся над центральной областью. Они наглядно показывают, что процессы в галактическом ядре могут влиять на окружающую среду на расстояниях в сотни световых лет.
Составные изображения дают возможность увидеть более полную картину мира, большая часть которой скрыта от наших органов чувств. Обходя эти ограничения с помощью технологий, ученые лучше понимают эволюцию галактик, а значит — и Вселенной в целом.
Изображение было обнародовано 4 июня 2018 года.
Комментарии