Перед вами галактическое скопление eMACS J1823.1+7822 в созвездии Дракона, расположенное на расстоянии около девяти миллиардов световых лет от Земли. Это одна из тех структур, которые позволяют наглядно оценить масштаб Вселенной.
eMACS J1823.1+7822 — огромная система из множества галактик, связанных друг с другом посредством гравитации. Сотни галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд, объединены в единую структуру, протянувшуюся на миллионы световых лет. Масса скопления настолько велика, что заметно искривляет ткань пространства-времени вокруг себя.
Космическая линза
Благодаря огромной массе скопление превращается в гравитационную линзу — удивительное явление, предсказанное общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.
Масса скопления искривляет пространство-время, поэтому свет фоновых галактик идет к нам не по прямой, а по изогнутым траекториям. В результате их изображения растягиваются в дуги, искажаются, а иногда даже повторяются.
На снимках телескопа эти "гравитационные дуги" выглядят как светящиеся волокна вокруг скопления. Это не оптическая иллюзия, а реальное искривление света галактик, находящихся еще дальше.
Поэтому скопления вроде eMACS J1823.1+7822 работают как природные телескопы: они увеличивают и усиливают свет объектов, которые иначе были бы слишком далекими и слабыми для наблюдения с помощью существующих инструментов.
Когда Вселенная была молодой
Сегодня такие снимки кажутся чем-то обыденным: космические телескопы регулярно присылают завораживающие изображения далеких скоплений и отдельных галактик. Но еще менее ста лет назад масштаб Вселенной оставался предметом жарких споров среди астрономов.
В начале XX века многие ученые считали, что Млечный Путь — это вся Вселенная, а необычные "спиральные туманности", наблюдаемые в телескопы того времени, являются частью нашей Галактики. Идея о том, что за пределами Млечного Пути могут существовать другие галактики, рассматривалась как нечто революционное и... спорное.
Ситуацию изменили наблюдения американского астронома Эдвина Хаббла в 1920-х годах. Используя мощный стодюймовый телескоп обсерватории Маунт-Вилсон, он обнаружил в туманности Андромеды переменные звезды — цефеиды, настоящие маяки Вселенной.
Измерив их яркость, Хаббл вычислил расстояние до туманности.
Результат оказался ошеломляющим: Андромеда находилась слишком далеко, чтобы быть частью Млечного Пути. Это однозначно указывало на то, что "спиральная туманность" на самом деле представляет собой отдельную галактику, размер которой сопоставим с размером Млечного Пути.
И понеслось! Больше не было никаких сомнений, что Млечный Путь — лишь капля в галактическом океане Вселенной, которая оказалась невообразимо огромной, выходящей далеко за пределы самых смелых предположений.
Сегодня мы знаем, что галактики объединяются в группы, скопления и сверхскопления, формируя грандиозную космическую паутину из тысяч и миллионов отдельных галактик.
Окно в прошлое
Глядя на изображение eMACS J1823.1+7822, задумайтесь вот о чем: свет от самого скопления, дошедший до нас сегодня, начал свое путешествие около девяти миллиардов лет назад. А если учитывать фоновые галактики, чьи изображения искривлены гравитацией скопления, этот снимок уводит нас еще глубже в прошлое Вселенной. Тогда еще не было ни Земли, ни Солнца, да и сама Вселенная была совершенно другой.
Каждый такой снимок — это окно в очень далекое прошлое Вселенной, позволяющее увидеть, как выглядели, взаимодействовали и менялись крупные космические структуры миллиарды лет назад.
Все это приближает нас к пониманию того, как эволюционировала Вселенная, как она стала пригодной для зарождения жизни и появления в ней сознания, способного не просто восхищаться, но и задавать вопросы, а после искать ответы.
Эта Вселенная не была создана для нас, у нее нет никакой конечной цели. Но наша жажда знаний, наша неисчерпаемая любознательность наделяют все мироздание смыслом, которого в нем не было до появления разума. Мы — не центр Вселенной, но мы ее душа. И пока человек пытается понять, что тут вообще происходит, холодная бездна перестает быть немой: через нас она впервые начинает понимать саму себя.
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".
Космический аппарат NASA "Галилео" работал в системе Юпитера с декабря 1995 по сентябрь 2003 года. За восемь лет зонд совершил 11 близких пролетов мимо Европы, ледяного спутника со средним диаметром 3 122 километра, и передал первые детальные изображения ее поверхности. Однако качество снимков было ограничено технологиями того времени.
Для улучшения архивных снимков использовался метод машинного обучения. Я обучил нейросеть на сотнях высококачественных снимках различных небесных тел и их искусственно ухудшенных версиях, включавших добавление шумов, артефактов и размытия. Цель очень проста: научить ИИ восстанавливать утраченные детали, а не выдумывать их.
После многочисленных итераций модель была применена к нескольким архивным снимкам "Галилео". Результат: изображения Европы стали значительно четче, проявились детали поверхности, которые раньше терялись в шуме и артефактах съемки.
В рамках миссии "Галилео" были получены первые убедительные доказательства существования подледного океана на Европе:
Бортовые инструменты зонда зафиксировали индукционный отклик магнитного поля Европы на изменения магнитного поля Юпитера. Это возможно только при наличии проводящего слоя под поверхностью — скорее всего, соленой воды.
На Европе очень мало ударных кратеров. Это означает, что ее ледяная кора быстро и часто обновляется. Многочисленные трещины, хребты и области "хаотического рельефа" указывают на то, что лед движется над жидким слоем.
Толщина ледяного панциря оценивается в 15-25 километров. Под ней, по данным гравиметрических измерений, находится глобальный океан глубиной от 60 до 150 километров. Если это так, то воды на Европе больше, чем во всех морях и океанах Земли вместе взятых.
Исходя из земного опыта, мы знаем, что для жизни нужны три компонента: жидкая вода, источник энергии и разнообразная химия. И Европа всем этим располагает.
Вода под ледяной корой существует благодаря приливному нагреву — гравитация Юпитера постоянно сжимает и растягивает спутник, что генерирует обилие тепла.
Энергия поступает не только от приливов, но и, возможно, от гидротермальных источников на дне океана — их питает тепло от радиоактивного распада в каменном ядре Европы. Аналогичное наблюдается на Земле в районе срединно-океанических хребтов.
Химические элементы, доставляемые, например, астероидами, могут поступать с поверхности через трещины во льду. В 2013 и 2016 годах космический телескоп NASA/ESA "Хаббл" зафиксировал выбросы водяного пара высотой до 200 километров — весомый аргумент в пользу того, что подледный океан Европы может напрямую контактировать с космосом.
Ученые считают, что условия в океане Европы напоминают условия в земных подледных озерах Антарктиды, таких как озеро Восток на глубине более 3,7 километра, где была обнаружена изолированная от внешнего мира жизнь.
Все это делает Европу одной из самых перспективных целей для поиска внеземной жизни в пределах Солнечной системы.
14 октября 2024 года состоялся запуск миссии NASA Europa Clipper, которая прибудет в систему Юпитера в апреле 2030 года. Планируется, что аппарат совершит не менее 50 пролетов мимо Европы, изучая ледяную кору, состав поверхности и, если повезет, то даже пролетит сквозь выбросы водяного пара, как это сделал зонд NASA "Кассини" в случае с сатурнианским Энцеладом. Кроме того, Europa Clipper будет искать наиболее подходящие места для будущей посадочной миссии.
Архивные снимки "Галилео", восстановленные с помощью машинного обучения, дают возможность по-новому взглянуть на Европу и настроиться на открытия, которые ждут нас в ближайшее десятилетие.
Гравитационное микролинзирование позволяет астрономам обнаруживать экзопланеты, недоступные для традиционных методов наблюдения. Этот феномен возникает, когда массивный объект (звезда с планетой) проходит на фоне далекой звезды, временно усиливая ее свет за счет гравитационного искривления ткани пространства-времени.
25 января 2006 года коллаборация OGLE объявила об обнаружении экзопланеты OGLE-2005-BLG-390Lb методом гравитационного микролинзирования. Объект расположен в созвездии Стрельца на расстоянии 21 500 ± 3 300 световых лет от нас. Эта суперземля, с массой в 5,5 раза больше массы Земли, была замечена благодаря небольшому всплеску яркости фоновой звезды: на несколько дней ее свет усилился примерно на 3%.
Благодаря этому кратковременному эффекту ученым удалось подтвердить существование одной из самых удаленных экзопланет, когда-либо обнаруженных человечеством.
Гравитационное микролинзирование позволяет астрономам обнаруживать экзопланеты, недоступные для традиционных методов наблюдения. Этот феномен возникает, когда массивный объект (звезда с планетой) проходит на фоне далекой звезды, временно усиливая ее свет за счет гравитационного искривления ткани пространства-времени.
25 января 2006 года коллаборация OGLE объявила об обнаружении экзопланеты OGLE-2005-BLG-390Lb методом гравитационного микролинзирования. Объект расположен в созвездии Стрельца на расстоянии 21 500 ± 3 300 световых лет от нас. Эта суперземля, с массой в 5,5 раза больше массы Земли, была замечена благодаря небольшому всплеску яркости фоновой звезды: на несколько дней ее свет усилился примерно на 3%.
Благодаря этому кратковременному эффекту ученым удалось подтвердить существование одной из самых удаленных экзопланет, когда-либо обнаруженных человечеством.
В созвездии Цефея, на расстоянии около 550 световых лет от Земли, находится один из самых завораживающих объектов Млечного Пути — туманность Призрак (IC 63). Этот космический гигант медленно "тает" под воздействием мощного излучения близлежащей звезды, словно утренний туман, встречающий лучи восходящего Солнца.
Первое, что поражает в туманности Призрак — это ее удивительное сходство с мифическим фениксом. Золотисто-синие газовые облака образуют силуэт гигантской птицы с широко расправленными крыльями, застывшей в безмолвном полете через тьму Вселенной. Не менее впечатляющей особенностью этого космического создания является его колоссальный размер — около семи световых лет в поперечнике, что почти в 443 000 раз превышает расстояние от Земли до Солнца.
Призрачное свечение туманности обеспечивает звезда Гамма Кассиопеи, которая представляет собой чрезвычайно яркий бело-голубой гигант, удаленный примерно на три световых года от IC 63. Это светило в 19 раз массивнее и в 65 000 раз ярче Солнца!
Мощное ультрафиолетовое излучение звезды ионизирует атомы водорода в туманности, вынуждая их светиться красноватым цветом, в то время как частицы космической пыли рассеивают голубой свет. Вкупе это создает неповторимую цветовую палитру, наблюдаемую на изображении, которое было получено с помощью космического телескопа NASA/ESA "Хаббл".
Однако интенсивное излучение со стороны Гаммы Кассиопеи не только освещает газово-пылевое облако, но и буквально испаряет его, унося частицы материи в межзвездное пространство. Астрономы подсчитали, что если темп выдувания сохранится, что через несколько десятков тысяч лет — мгновение по космическим меркам — от туманности Призрак ничего не останется.
Туманность IC 63 — напоминание о мимолетности даже самых грандиозных космических явлений. Этот небесный призрак существует лишь благодаря хрупкому балансу между гравитацией, удерживающей газ и пыль вместе, и звездным ветром, стремящимся их рассеять. Каждый фотон, покидающий Гамму Кассиопеи и врезающийся в туманность Призрак, приближает момент, когда последние частицы IC 63 разлетятся по холодной пустоте межзвездного пространства.
25 декабря 2023 года космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" воспользовался своей камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и сделал серию снимков, раскрывающих удивительные детали северных сияний на Юпитере.
Проанализировав данные, ученые установили, что эти юпитерианские "танцы света" в сотни раз ярче земных полярных сияний. Особый интерес представляет трехатомный катион водорода (H3+) — соединение, которое образуется при столкновении высокоэнергетических электронов с молекулярным водородом в верхних слоях атмосферы Юпитера.
Именно излучение этого катиона создает яркое свечение, которое великолепно регистрируется инфракрасными приборами телескопа.
Наблюдения показали, что излучение H3+ гораздо более изменчиво, чем считалось ранее. Этот факт ставит перед учеными новые вопросы о процессах, происходящих в магнитосфере Юпитера и его взаимодействии с солнечным ветром.
В отличие от спорадических (единичных, не имеющих регулярного характера) земных полярных сияний, зависящих от активности Солнца, авроры Юпитера постоянны и весьма стабильны. Это связано с тем, что основным источником заряженных частиц для Юпитера служит не солнечный ветер, а его спутник Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе. Вулканы на Ио постоянно выбрасывают газы и пыль, которые под воздействием радиации ионизируются, превращаясь в заряженные частицы. Мощное магнитное поле Юпитера направляет эти частицы к полюсам планеты, где они сталкиваются с атмосферой и создают непрерывное "световое шоу".
Благодаря уникальным возможностям телескопа "Джеймс Уэбб", ученые могут наблюдать за динамикой полярных сияний Юпитера с беспрецедентной детализацией, что поможет лучше понять не только процессы на газовом гиганте, но и физику магнитных полей и плазмы во Вселенной.
Однако в действительности это карликовая неправильная галактика UGC 8201, расположенная в созвездии Дракона на расстоянии 15 миллионов световых лет от Земли.
Подобные объекты значительно меньше галактик, таких как наш Млечный Путь. Если в Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд, то карликовые галактики, вроде UGC 8201, вмещают лишь сотни миллионов, а в редких случаях — несколько миллиардов светил.
Обратите внимание на задний план: почти все видимые объекты на этом снимке — другие галактики, раскинувшиеся на бескрайних просторах космоса.
Это произошло 14 июня 2015 года. Международная сеть автоматических роботизированных телескопов ASAS-SN, предназначенная для непрерывного мониторинга всей видимой небесной сферы, зафиксировала в созвездии Индейца вспышку чудовищной яркости.
Нечто, получившее обозначение ASASSN-15lh, вспыхнуло так ярко, что с лихвой затмило свою родительскую галактику — целиком, с миллиардами звезд. При подсчете были получены невообразимые цифры: в пике светимость превосходила светимость нашего Солнца примерно в 570 миллиардов раз. Для сравнения: светимость Млечного Пути превосходит солнечную "всего" в 20 миллиардов раз.
В январе 2016 года команда ученых, которую возглавил профессор Субо Донг из Института астрономии и астрофизики имени Кавли при Пекинском университете, опубликовала в журнале Science исследование, в котором событие ASASSN-15lh было названо "самой яркой сверхновой в истории наблюдений". Однако вскоре начались сомнения, и уже через несколько месяцев было опубликовано несколько исследований, опровергающих вывод команды Донга.
Но обо всем по порядку.
Дешевая, но эффективная система
ASAS-SN — это сеть небольших роботизированных телескопов с диаметром зеркал всего 14 сантиметров, расположенных в разных точках Земли. Их задача проста и грандиозна одновременно: каждую ночь сканировать все доступное небо в поисках малейших изменений яркости. Сверхновые, вспышки в ядрах галактик, переменные звезды — любое событие, нарушающее привычный покой ночного неба.
Система работает автоматически. Камеры снимают один и тот же участок неба несколько раз за ночь, а алгоритмы сравнивают кадры в поисках новых ярких точек. Если изменения выявлены, то астрономы тут же получают уведомление и начинают наблюдения с помощью больших наземных и космических телескопов, доступных в тот момент. Именно так нашли ASASSN-15lh: на снимках участка неба появилась яркая точка там, где раньше была лишь едва заметная тусклая галактика, удаленная примерно на 3,8 миллиарда световых лет от нас.
Почему решили, что это сверхновая
Изначально все указывало на сверхяркую сверхновую типа SLSN-I — очень редкий класс взрывов массивных звезд, светимость которых в десятки раз ярче обычных сверхновых. Событие ASASSN-15lh демонстрировало запредельную светимость, спектр без водорода, плавный рост яркости, который достиг пика примерно через 30 дней, а затем начал медленно угасать. Все это в общем-то ничем не отличалось от поведения известных сверхярких сверхновых. Вот только мощность была несоизмеримо больше.
И эту аномалию команда Донга связала с тем, что в центре взрыва родился магнетар — быстро вращающаяся нейтронная звезда с невероятно сильным магнитным полем. Вращаясь, магнетар теряет энергию и подсвечивает выброшенную взрывом оболочку изнутри, подобно гигантской космической лампочке внутри расширяющегося газопылевого облака. Этот механизм объяснял и долгое свечение, и невероятную яркость. Но ученые признали, что это, по сути, костыль. Гипотеза звучала складно, однако реальные концы с концами в ней не сходились.
Фундамент гипотезы дал трещины
Сверхяркие сверхновые достигают пика и за несколько недель-месяцев стремительно тускнеют. Событие ASASSN-15lh падало в яркости гораздо медленнее и даже на какое-то время зависло на максимальном уровне светимости. Кроме того, спектр тоже был странным — линии оказались слишком широкими, а скорости выброса вещества казались аномально высокими. Проще говоря, при внимательном рассмотрении событие ASASSN-15lh не вписывалось в рамки сверхяркой сверхновой.
И еще одна любопытнейшая деталь, которая настораживала с самого начала: местоположение. Большинство сверхярких сверхновых взрываются в карликовых галактиках с низкой металличностью и активным звездообразованием — там рождаются очень массивные и горячие звезды, которые, проживая очень короткую — по астрономическим меркам — жизнь, становятся кандидатами на такой взрыв. Событие ASASSN-15lh было зафиксировано в крупной, старой галактике. И самое важное: объект располагался точно в центре галактики. Не на краю, не в спиральном рукаве, а в ядре — там, где обычно прячется сверхмассивная черная дыра.
Дубль два
В конце 2016 — начале 2017 года уже погасший было объект неожиданно вспыхнул снова. Яркость выросла примерно на 10%. Не секрет, что сверхновые так себя не ведут, ибо гибель звезды — одноразовое событие. Можно наблюдать, как оболочка сброшенного вещества расширяется и остывает, как взаимодействует с окружением, но взрыв происходит один раз. Так что данное событие стало весомым аргументом в руках тех, кто изначально сомневался в верности интерпретации данных команды Донга.
Несколько международных команд ученых независимо друг от друга предложили радикально иное объяснение: событие приливного разрушения (англ. Tidal Disruption Event, TDE). Это принципиально иной тип катастрофы, инициатором которого является не звезда, а черная дыра.
Представьте звезду, которая однажды подлетела слишком близко к сверхмассивной черной дыре массой в миллионы или даже миллиарды солнечных. Пересекая так называемый радиус приливного разрушения, светило сталкивается с настолько сильным гравитационным градиентом, что ее буквально разрывает на части. Та сторона звезды, что находится ближе к черной дыре, испытывает притяжение во много раз сильнее, чем противоположная — и звезда начинает растягиваться.
Часть вещества, что падает в черную дыру, попадает сначала в аккреционный диск, раскручивается и разогревается до миллионов градусов, излучая в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Это может продолжаться месяцы и годы, постепенно затухая по мере того, как вещество поглощается черной дырой.
TDE — редкое явление. В типичной галактике такая "гравитационная мясорубка" разрывает звезду в клочья примерно раз в 10–100 тысяч лет. В наблюдаемой Вселенной около двух триллионов галактик, а астрономы наблюдали лишь несколько десятков событий такого рода, и большинство из них были относительно тусклыми. Так что если ASASSN-15lh действительно является TDE, то перед нами несравненный рекордсмен.
Весомые аргументы
Команды астрофизиков во главе с Йоргосом Лелудасом и Питером Брауном провели детальный анализ спектра, кривой блеска и положения объекта. Локация в самом центре галактики, где находится сверхмассивная черная дыра массой примерно 100 миллионов масс Солнца, перестала быть просто совпадением. Изменения в спектре выдали характерные признаки именно аккреционного диска, а не остывающей оболочки сверхновой.
Все, абсолютно все указывало на то, что перед нами TDE — но только при одном условии: черная дыра должна вращаться очень быстро. Вращение черной дыры напрямую определяет, сколько энергии высвободится при поглощении материи. И чтобы объяснить колоссальную светимость события ASASSN-15lh, сверхмассивная черная дыра, разорвавшая звезду, должна вращаться практически с максимально возможной скоростью.
Кстати, повторная вспышка тоже вписывается в эту картину: вещество падает в черную дыру неравномерно, образуя в аккреционном диске сгустки, которые время от времени приводят к всплескам излучения. Это нормальное поведение в случае с TDE, но нетипичное для сверхновой.
Спор не закончен
Дебаты продолжаются до сих пор. Некоторые астрономы по-прежнему считают, что ASASSN-15lh — экзотическая сверхновая. Спектр на ранних стадиях, по их мнению, больше похож на взрыв звезды, чем на приливное разрушение. Эволюция цвета объекта сначала была типичной для сверхярких сверхновых — от синего к красному, хотя позже появились аномалии. А повторная вспышка, что была зафиксирована в конце 2016 — начале 2017 года, может быть связана со спецификой взаимодействия сброшенной оболочки с окружающим веществом.
Есть и еще один аргумент: даже для TDE ASASSN-15lh — слишком яркое событие. Чтобы получить такую светимость, нужны крайне специфические условия: экстремальная скорость вращения черной дыры, очень массивная исходная звезда и, вероятно, узкий релятивистский джет, направленный почти точно на нас в момент наблюдения с помощью системы ASAS-SN. Все это делает сценарий маловероятным, но не невозможным.
Если ASASSN-15lh однажды вновь вспыхнет, это станет железобетонным аргументом в пользу TDE-гипотезы. А пока остается лишь ждать и наблюдать.
Мы привыкли восторгаться гигантизмом в том или ином проявлении, поэтому нас так впечатляют звезды, которые в десятки, сотни и тысячи раз больше нашего Солнца. Однако для науки не меньший интерес представляют их полные противоположности — самые маленькие светила в наблюдаемой Вселенной.
Но насколько крошечными могут быть космические объекты такого класса? Оказывается, есть строгий физический предел, и он удивительно близок к размеру газовых гигантов.
Что делает звезду звездой
Ключевое отличие звезды от газового гиганта вроде Сатурна и Юпитера — самоподдерживаемая термоядерная реакция в ядре. Гравитация звезды равномерно давит со всех сторон к центру, разогревая ядро до температур, при которых атомы водорода начинают сливаться в гелий, высвобождая колоссальное количество энергии.
Но для запуска термоядерного синтеза необходимы чудовищное давление и температура — минимум 10 миллионов градусов в центре. А это требует массы. Очень много массы. Если ее будет недостаточно, то гравитация просто не сможет сжать вещество настолько сильно, чтобы инициировать запуск термоядерного синтеза, и объект в итоге останется холодным и темным.
Критическая граница
Астрофизики точно рассчитали минимум: чтобы термоядерная реакция с участием водорода началась, объект должен иметь массу не менее 7,5% от массы Солнца. Это более 75 масс Юпитера.
Объекты с массой ниже этой границы — от ~1,2% до 7,5% массы Солнца — называются коричневыми карликами. Эти "неудавшиеся звезды", одиноко блуждающие в пустотах межзвездного пространства, светятся за счет тепла, оставшегося после сжатия в процессе формирования и слабого дейтериевого — тяжеловодородного — синтеза, который требует меньшей массы, но при этом очень быстро выгорает. Коричневые карлики остывают и тускнеют за сотни миллионов лет.
А вот объекты выше этой границы — полноценные звезды. Пусть крошечные и едва уловимые в наши телескопы, но звезды, способные сжигать водород в своих недрах миллиарды лет.
Самые маленькие звезды во Вселенной
Красные карлики — это звезды на нижней границе массы. На них приходится около 75% всех звезд в Млечном Пути, и можно смело предположить, что во Вселенной в целом. Красные карлики настолько тусклые, что ни один из них невозможно увидеть невооруженным глазом.
И по состоянию на июль 2026 года объект EBLM J0555-57Ab удерживает лидирующую позицию в номинации "самая маленькая звезда". Это светило, удаленное примерно на 600 световых лет от нас, имеет массу всего 8,1% от солнечной. EBLM J0555-57Ab — красный карлик (этакий звездный лилипут) со средним диаметром в 118 000 километров. Для сравнения: экваториальный диаметр Юпитера составляет около 142 984 километров, а Солнца — примерно 1 392 000 километров.
Вот парадокс: Юпитер, гордость Солнечной системы, больше EBLM J0555-57Ab, но звездой почему-то не является. Как же так? Все дело в плотности. Звезды, даже крошечные, намного плотнее газовых гигантов. Гравитация сжимает их вещество гораздо сильнее. Юпитер — рыхлый газовый шар. Красный карлик — сжатый гравитацией термоядерный реактор.
Распространенный миф гласит, что Юпитеру совсем чуть-чуть не хватило массы, чтобы стать маленькой звездой. На деле же ему нужно стать примерно в 75-76 раз массивнее, чтобы в его недрах начался термоядерный синтез. С таким же успехом можно любой объект Солнечной системы назвать неудавшейся звездой, включая нас с вами.
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.
Что такое квазар?
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.
Как работает квазар
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.
Рекордсмен среди квазаров
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.
Есть ли квазары рядом с нами?
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.
Квазары и судьба галактик
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.
На первый взгляд может показаться, что на этом снимке от космического телескопа NASA/ESA "Хаббл" запечатлено звездное скопление.
Однако в действительности это карликовая неправильная галактика UGC 8201, расположенная в созвездии Дракона на расстоянии 15 миллионов световых лет от Земли.
Подобные объекты значительно меньше галактик, таких как наш Млечный Путь. Если в Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд, то карликовые галактики, вроде UGC 8201, вмещают лишь сотни миллионов, а в редких случаях — несколько миллиардов светил.
Обратите внимание на задний план: почти все видимые объекты на этом снимке — другие галактики, раскинувшиеся на бескрайних просторах космоса.
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).
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.
Скрытная вспышка сверхновой
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.
Бывшая карликовая планета
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.
Сложная планетарная туманность
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).
"Адское" полярное сияние
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).
Марс и его атмосфера
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.
В 2009 году космический телескоп NASA "Чандра" запечатлел одно из самых завораживающих зрелищ в космосе — туманность, поразительно похожую на гигантскую светящуюся руку, тянущуюся к красно-оранжевому облаку.
Объект, получивший неофициальное название "Рука Бога" (официально — PSR B1509-58), находится на расстоянии около 17 000 световых лет от Земли в направлении созвездия Циркуля.
Что породило космическую руку?
Примерно 1 700 лет назад в этой области космоса произошла катастрофа — массивная звезда, достигнув конца эволюционного пути, вспыхнула сверхновой (взорвалась). Материал, разогретый до колоссальных температур, разлетелся в разные стороны, а от светила осталось лишь сверхплотное остывающее ядро — пульсар, особый тип нейтронной звезды диаметром всего около 20 километров, но с массой примерно в полтора раза превышающей массу нашего Солнца.
Этот космический маяк совершает семь оборотов в секунду, что становится причиной генерации чудовищно мощного магнитного поля на его полюсах, которое в триллион раз сильнее земного. Именно оно ответственно за создание "руки".
Механизм формирования структуры
Мощное магнитное поле пульсара работает как гигантский ускоритель частиц. Заряженные частицы, оказываясь под его властью, разгоняются до скоростей, близких к скорости света, и выбрасываются в окружающее пространство вдоль силовых линий. Эти потоки высокоэнергетических частиц взаимодействуют с остатками взорвавшейся звезды, заставляя газ светиться в рентгеновском диапазоне.
Форма "пальцев" возникает из-за неравномерного распределения вещества и особенностей магнитного поля. Синие и фиолетовые оттенки на снимке "Чандры" соответствуют рентгеновскому излучению высокой энергии, создавая иллюзию светящейся руки, простирающейся почти на 150 световых лет — это расстояние от Земли до Проксимы Центавра (ближайшая к Солнечной системе звезда), умноженное на 35,3.
PSR B1509-58 — один из самых молодых известных пульсаров. Наблюдая за ним с помощью различных инструментов, ученые получают редчайшую возможность изучать процессы, протекающие на ранних стадиях жизни нейтронных звезд.
Красное облако — сосед под влиянием
Объект, к которому тянется "рука" — это туманность RCW 89, расположенная по соседству.
24 августа 2006 года на конференции Международного астрономического союза в Праге произошло событие, которое неожиданно взволновало миллионы людей по всему миру, никогда прежде не интересовавшихся астрономией. Ученые лишили Плутон статуса полноценной планеты Солнечной системы, переквалифицировав этот далекий мир в карликовую планету.
С тех пор прошло без малого два десятилетия, но споры не утихают. Каждые несколько лет тема вновь всплывает на просторах интернета, вызывая волну ностальгических постов в соцсетях, авторы которых говорят, что для них Плутон всегда будет девятой планетой Солнечной системы. Кто-то даже неуклюже пытается юморить, вопрошая: "А Плутон вообще в курсе?". Другие же всерьез призывают пересмотреть решение и вернуть далекому миру прежний статус.
Но за всеми этими эмоциями стоит куда более интересный вопрос: а есть ли вообще научный смысл в том, чтобы возвращать Плутону статус планеты?
Три условия членства в клубе
Решение 2006 года появилось не на пустом месте. Международный астрономический союз сформулировал три критерия, которым обязан соответствовать объект, чтобы называться планетой.
Во-первых, он должен вращаться вокруг Солнца. Во-вторых, обладать достаточной массой, чтобы гравитация придала ему округлую форму. С этими двумя пунктами у Плутона все в порядке.
Проблема кроется в третьем критерии: объект должен "расчистить" окрестности своей орбиты от других тел сопоставимого размера. И вот тут Плутон провалился полностью. Он находится в поясе Койпера — области за орбитой Нептуна, буквально усеянной ледяными телами. Более того, масса Плутона — это лишь 0,07% от общей массы объектов, с которыми он делит свою орбиту. Для сравнения: Земля массивнее всех астероидов, комет и метеороидов на своем пути в 1,7 миллиона раз. Она безоговорочно доминирует на своей орбите.
Именно поэтому Плутон отправили в новую категорию — карликовая планета. Вместе с ним туда же попали Церера, Эрида, Хаумеа и Макемаке.
Для чего нужны классификации
Зачем вообще человечеству понадобилось делить объекты на категории? Ну, оставался бы Плутон планетой, разве это кому-то мешало?
Ответ прост — классификация нужна для удобства работы с информацией, а не потому что вдруг выяснилось, что во Вселенной существует какая-то священная иерархия небесных тел. Аналогичным образом биологи делят живые организмы на виды и роды не потому что природа учтиво подписала каждого обитателя Земли, а потому что это помогает систематизировать знания и выявлять закономерности.
Если довести логику противников решения 2006 года до абсурда, то можно вспомнить, что когда-то человечество считало нашу планету центром мироздания, вокруг которого вращаются все небесные тела. Эта модель была интуитивно понятна и комфортна (людям всегда нравилось думать, что у Вселенной есть на них какие-то планы и что они здесь не по воле случая). Научный геоцентризм просуществовал почти два тысячелетия! Но когда накопилась критическая масса наблюдательных данных, противоречащих общепринятой модели, ученые не стали цепляться за привычную, удобную картину мира. Они пересмотрели модель, потому что новая — гелиоцентрическая — лучше объясняла реальность.
С Плутоном произошло аналогичное, просто в куда более скромном масштабе.
История науки — это процесс непрерывного уточнения моделей по мере накопления новых знаний. Вот, например, можно ли будет называть спутниками юпитероподобные небесные тела, вращающиеся вокруг коричневого карлика (промежуточное звено между звездами и планетами), который в свою очередь вращается вокруг звезды? А будут ли считаться спутниками небесные тела, вращающиеся вокруг других спутников? Это, непременно, придется обсуждать и согласовать.
Что показал зонд "Новые горизонты"
Особого внимания заслуживают научные данные, полученные зондом NASA "Новые горизонты", который 14 июля 2015 года совершил исторический пролет мимо Плутона. Анализ изображений, которые обнародовались практически в режиме реального времени, преподнес массу сюрпризов.
Оказалось, что Плутон — это далеко не безжизненный кусок льда на задворках Солнечной системы, как предполагали раньше. На поверхности обнаружились огромное сердцевидное ледяное образование, названное равниной Спутника, горные хребты из водяного льда высотой до 3,5 километра, свидетельства криовулканизма и даже намеки на наличие подповерхностного океана жидкой воды.
Именно эти данные легли в основу главного научного аргумента сторонников возвращения статуса. Алан Штерн, руководитель миссии "Новые горизонты", настойчиво продвигает альтернативное определение планеты — геофизическое, а не орбитальное. По его логике, если объект достаточно массивен, чтобы принять сферическую форму под собственной гравитацией, и демонстрирует признаки геологической активности, этого достаточно для звания планеты, вне зависимости от того, расчистил ли он свою орбитальную траекторию или нет.
Проблема в том, что при таком подходе список планет Солнечной системы разрастется как минимум до нескольких десятков, породив путаницу. Так, следуя логике Штерна, первым делом в список придется включить Цереру из пояса астероидов, спутник Юпитера Европу и спутники Сатурна Титан с Энцеладом. Планета, вращающаяся вокруг планеты... на какой только абсурд не готовы люди ради подпитки ностальгии.
Администраторы NASA
В 2019 году, во время первого президентского срока Трампа, тогдашний глава NASA Джим Брайденстайн в ходе встречи со студентами заявил: "На мой взгляд, Плутон — это планета". Фраза мгновенно разлетелась по новостным лентам.
Комедия в том, что подобные заявления не имеют отношения к реальной научной позиции агентства. Администратор NASA — это политическая должность, назначаемая президентом, и, как показывает практика, она достается человеку, имеющему отношение к науке не больше, чем я к игре на баяне. Администратор — лояльный действующей власти человек, медийная фигура, политик, бывший военный летчик или вообще бизнесмен. Его задача — представлять интересы агентства перед конгрессом и общественностью, выступать перед прессой и по возможности хоть как-то увеличивать годовой бюджет.
История повторяется и сейчас, но в более нелепом формате. Нынешним администратором NASA является Джаред Айзекман — миллиардер, тесно связанный со SpaceX и лично с Илоном Маском. Его назначение на должность не было продиктовано научными соображениями — он занял этот пост за счет Маска, нуждающегося в человеке у "космической кормушки" с государственным финансированием. Айзекман открыто лоббирует интересы SpaceX, постоянно делая громкие заявления без каких-либо значимых результатов.
Поэтому любую болтовню Айзекмана, включая его призыв к возвращению Плутону статуса полноценной планеты, стоит воспринимать исключительно как популистские высказывания, рассчитанные на эмоциональный отклик широкой публики, а не как пересмотр позиции научного сообщества. Международный астрономический союз — единственный орган, наделенный полномочиями менять номенклатуру небесных тел. И своего решения по поводу Плутона он не менял.
Привязанность к Плутону, как к планете
На протяжении почти семидесяти шести лет, с 1930 по 2006 год, несколько поколений школьников по всему миру заучивали список из девяти планет Солнечной системы. Это знание стало частью базовой картины мира, усвоенной в детстве, а любая информация, полученная в раннем возрасте, нередко воспринимается мозгом как нечто более фундаментальное и незыблемое.
Добавьте к этому общечеловеческую особенность психики — сопротивление любой информации, способной пошатнуть устоявшееся представление о мироустройстве, во избежание когнитивного диссонанса. Плутон как физическое тело ничего не потерял от того, что его переквалифицировали. Он как летал по своей вытянутой орбите за Нептуном, так и летает. Но у некоторых людей сам факт сокращения числа планет Солнечной системы вызывает негодование, а то и гнев.
Шаг назад ради ностальгии
Если подойти к вопросу максимально трезво, то возвращение Плутону статуса полноценной планеты стало бы шагом назад с научной точки зрения. Классификация 2006 года появилась не в результате чьей-то прихоти, а как ответ на реальную проблему — по мере открытия все новых объектов в поясе Койпера стало очевидно, что старое интуитивное понимание планеты больше не работает и грозит либо бесконечным разрастанием списка планет, либо произвольным включением одних объектов и исключением других без четкого критерия.
Айзекман, вещающий о своей "борьбе за Плутон", может с таким же успехом побороться за признание существования Атланта, который на своих плечах держит небосвод, или черепахи, на панцире которой покоится наш мир.
Стоит отметить, что в научном сообществе продолжаются дискуссии о более универсальном определении, которое одинаково хорошо работало бы и для нашей системы, и для тысяч открытых экзопланет. Но это разговоры о совершенствовании научного инструмента, а не о стремлении реабилитировать конкретное небесное тело в угоду коллективной ностальгии.
NGC 6872 — крупнейшая из известных спиральных галактик в наблюдаемой Вселенной, расположенная в созвездии Павлина на расстоянии около 212 миллионов световых лет от Земли.
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.
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).
В 2019 году международная команда астрономов, которую возглавил Сергей Копосов из университета Карнеги — Меллона (США), исследовала окрестности сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, обитающей в "сердце" Млечного Пути.
Обратив свой взор на созвездие Журавля, они обнаружили звезду, которая удалялась от центра нашей Галактики со скоростью около 1 755 километров в секунду — это 6 318 000 километров в час. Для сравнения: самый быстрый рукотворный объект, солнечный зонд NASA Parker Solar Probe, развивает скорость до 192 километров в секунду. Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью 220–240 километров в секунду.
Это светило движется настолько быстро, что гравитация всего Млечного Пути не в силах ее удержать, а значит через несколько десятков миллионов лет звезда вырвется в холодную межгалактическую пустоту, став одиноким скитальцем до конца своей жизни.
Звезда, получившая обозначение S5-HVS1 (далее S5), относится к типу гиперскоростных и является самой быстрой из всех, когда-либо наблюдаемых астрономами.
Галактические изгнанники
Несмотря на скоростной рекорд, S5 не является каким-то аномальным объектом. Астрономы обнаружили десятки подобных звезд, движущихся настолько быстро, что они с лихвой преодолевают вторую космическую скорость для всей Галактики (около 550 километров в секунду), направляясь в межгалактическое пространство — пустоту, протяженностью в миллионы и миллионы световых лет.
Но какие силы смогли разогнать S5 до столь невообразимой скорости? Ответ — сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. Она более чем в четыре миллиона раз массивнее Солнца, а ее гравитация настолько сильна, что с легкостью искривляет траектории близлежащих звезд.
Механизм разгона был предсказан и описан американским астрофизиком Джеком Хиллсом еще в 1988 году. Впоследствии, когда появились наблюдательные доказательства, научное сообщество отдало дань уважения открывателю, назвав этот процесс в его честь. Он работает следующим образом:
Двойная звездная система — две звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс — подлетает к Стрелец А* настолько близко, что гравитация черной дыры разрывает пару. Одна звезда захватывается на орбиту и в итоге поглощается, а вторая — швыряется прочь с колоссальным ускорением, подобно запуску камня из пращи, но в космических масштабах. Энергия орбитального движения двойной системы превращается в кинетическую энергию улетающей звезды.
Расчеты вкупе с моделированием показали, что около пяти миллионов лет назад S5 действительно находилась в центре Галактики, в непосредственной близости от Стрелец А*. Там S5 лишилась своего звездного компаньона, а после была катапультирована прочь.
Космические странники
Гиперскоростные звезды — редкость, но, как я сказал выше, астрономы обнаружили десятки подобных объектов. Это позволяет составить целостную картину. Так сегодня известно, что не у каждой из них судьба была скорректирована встречей со сверхмассивной черной дырой.
Например, на расстоянии примерно 62 000 световых лет от Земли находится звезда US 708, которая покидает нашу Галактику со скоростью около 1 200 километров в секунду. А разогнала ее вспышка сверхновой в тесной двойной системе, где более массивная звезда буквально сорвала вещество с компаньона и взорвалась, отшвырнув звездный "огрызок".
Есть также гиперскоростные звезды, выброшенные в межгалактическую среду в ходе столкновения галактик, но, учитывая колоссальные расстояния, мы можем наблюдать не отдельные объекты, а лишь потоки, состоящие из тысяч звезд.
Что ждет S5 впереди?
Учитывая тот факт, что мы находимся внутри Млечного Пути и не знаем точно, насколько далеко простирается его галактическое гало (основная часть сферической подсистемы), оценки выхода S5 в межгалактическую среду варьируются от 50 до 100 миллионов лет.
Но этот выход неизбежен. S5 непременно окажется за пределами родительской галактики, где нет ничего, кроме крайне разреженного ионизированного газа, холода и вечной тьмы. Ни других звезд, ни гравитационных ориентиров. Но S5 будет рассеивать этот мрак своим присутствием на протяжении миллиардов лет, пока не израсходует водородное топливо. Учитывая, что масса S5 примерно в 2,35 раза больше массы Солнца, ее путь к превращению в красного гиганта, а после в красочную планетарную туманность будет существенно короче. Когда жизненный путь S5 подойдет к концу, она оставит после себя медленно остывающий белый карлик — крошечный и недоступный для наблюдений объект.
Если отсеять всю эту "космическую романтику", то гиперскоростные звезды — мощный инструмент для науки:
По числу и траекториям галактических изгнанников можно оценить активность и уточнить массу сверхмассивной черной дыры Стрелец А*;
Анализ траекторий помогает построить карту распределения темной материи в гало Галактики;
Понимание механизмов взаимодействия, эволюции и гибели звездных систем, оказавшихся во власти сверхмассивных черных дыр;
Тестирование общей теории относительности в экстремальных условиях, а также проверка альтернативных теорий гравитации (спойлер: теория Эйнштейна продолжает с феноменальным успехом проходить все проверки).
Есть ли звезды еще быстрее?
Теоретически — да. Некоторые модели предсказывают существование "релятивистских звезд", разогнанных до нескольких процентов скорости света (десятки тысяч километров в секунду). Объекты такого рода могут появиться, например, при взаимодействии с парой сливающихся сверхмассивных черных дыр.
Пока такие звезды не обнаружены. Но масштабы Вселенной таковы, что даже самые маловероятные события вполне могут быть реализованы. Так что, возможно, где-то прямо сейчас в системе из сталкивающихся галактик, ядра которых в лице сверхмассивных черных дыр сливаются, сотни звезд были разогнаны до фантастических скоростей, в сравнении с которыми S5 покажется черепахой.
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:
2014 год — CNEOS 2014-01-08, первый известный межзвездный объект, столкнувшийся с Землей.
2017 год — 1I/Оумуамуа, первый межзвездный объект, обнаруженный телескопами в космосе.
2019 год — 2I/Borisov, первая подтвержденная межзвездная комета.
2025 год — 3I/ATLAS, третий подтвержденный межзвездный объект и вторая межзвездная комета.
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.
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.
Эпицентр звездообразования
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.
Карта Малого Магелланова Облака
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.
Древний звездный мегаполис
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.
Кометное ядро
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.
Лунный пейзаж от "Клементины"
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.
Космическая катастрофа, породившая красоту
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.
Палитра космических элементов
Яркие цвета туманности — это не вольная художественная фантазия, а реальное свечение химических элементов в экстремальных условиях:
Красный цвет — свечение атомов водорода, самого распространенного элемента во Вселенной;
Сине-голубой цвет — излучение кислорода;
Желто-оранжевый цвет — свечение серы, создающей специфические переходные тона.
"Внутренности" туманности разогреты до миллионов градусов Цельсия, что и заставляет атомы излучать свет в различных спектральных линиях.
Живая история Вселенной
"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.
Круговорот материи в природе
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.
Комментарии