Джеймс Уэбб зафиксировал самое удаленное столкновение черных дыр

Используя космический телескоп «James Webb», астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая поглощает материю с невероятной скоростью – в 40 раз выше предела Эддингтона. Об открытии сообщается в журнале Nature Astronomy.

«Открытие сверхмассивной черной дыры, которая поглощает материю с невероятной скоростью всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, дает новые ценные сведения о механизмах быстрого роста черных дыр в ранней Вселенной», – рассказывают авторы исследования.

Объект, получивший обозначение LID-568, выделялся интенсивным рентгеновским излучением, зафиксированным космической обсерваторией NASA «Chandra» в рамках обзора галактик COSMOS. Однако в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах он слишком слаб и до прихода «James Webb» был недоступен для детальных исследований.

«Спектрометр NIRSpec позволил нам получить полное представление о сверхмассивной черной дыре и ее окружении. Это привело к неожиданному открытию мощных потоков газа вокруг объекта, скорость и размер которых указывает на то, что значительная часть приращения массы сверхмассивной черной дырой могла произойти в результате одного эпизода быстрой аккреции», – пояснили авторы исследования.

В ходе анализа данных стало ясно, что объект LID-568 поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей предел Эддингтона. Этот предел связан с максимальной светимостью, которой может достичь черная дыра, а также с тем, насколько быстро она может поглощать вещество, чтобы ее внутренняя гравитационная сила и внешнее давление оставались в равновесии.

«Этот экстремальный случай показывает, что механизм быстрого поглощения, превышающий предел Эддингтона, является одним из возможных объяснений того, почему мы видим эти очень массивные черные дыры в столь раннем возрасте Вселенной», – заключили авторы исследования.

Согласно стандартным моделям, черные дыры образуются в результате гибели массивных звезд и накапливают материю до предела, известного как предел Эддингтона.

Используя космический телескоп «James Webb», астрономы обнаружили в ранней Вселенной огромную черную дыру, которая «наелась досыта и дремлет». Об открытии сообщается в журнале Nature.

«Подобно медведю, наевшемуся лосося перед зимней спячкой, эта черная дыра переела до такой степени, что больше почти не может поглощать материю», – рассказывают авторы исследования.

Черная дыра уже смогла вырасти до своих размеров спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва. Масса гравитационного монстра составляет примерно 400 миллионов солнечных, что делает его одним из самых крупных среди себе подобных на данном этапе развития Вселенной.

«Черная дыра настолько огромна, что содержит примерно 40 процентов общей массы галактики, в которой она находится: для сравнения, большинство черных дыр в локальной Вселенной не превышают и 0,1 процента от массы галактики-хозяйки», – отметили авторы исследования.

Однако, несмотря на свои гигантские размеры, эта черная дыра все же потребляет газ, необходимый ей для роста, но с очень низкой скоростью – примерно в 100 раз медленнее теоретического максимального предела, – что делает ее по сути спящей.

Такая сверхмассивная черная дыра, находящаяся на столь раннем этапе развития Вселенной, но при этом не активно растущая, ставит под сомнение текущее представление о формировании и развитии этих объектов.

«Наиболее вероятным сценарием является то, что черные дыры проходят через короткие периоды сверхбыстрого роста, за которыми следуют длительные периоды покоя», – считают авторы исследования.

Согласно стандартным моделям, черные дыры образуются в результате гибели массивных звезд и накапливают материю до предела, известного как предел Эддингтона, когда давление излучения на материю преодолевает гравитационное притяжение.

С помощью ряда компьютерных симуляций ученые попытались выяснить, как эта спящая черная дыра могла вырасти до таких огромных размеров в самом начале существования Вселенной. В результате они пришли выводу, что наиболее вероятный сценарий заключается в способности черных дыр превышать предел Эддингтона в течение коротких периодов, когда они растут очень быстро, а затем наступают длительные периоды бездействия.

Инфракрасный космический телескоп NASA предоставил данные, которые указывают, что 20 лет назад в соседней молодой планетной системе Бета Живописца произошло масштабное столкновение астероидов, породившее облако пыли в 100 тысяч раз больше, чем астероид, погубивший динозавров. Исследование таких событий поможет астрономам лучше понять процессы, которые способствуют развитию планетных систем, подобных нашей, и позволит больше узнать о ранних стадиях формирования планет.

ета Живописца — звезда А-типа в созвездии Живописец, расположенная в 63 световых годах от Земли. Она приблизительно в два раза массивнее Солнца и почти в девять раз ярче. Тщательные наблюдения за светилом выявили околозвездный диск из газа и пыли, несколько поясов планетезималей и комет, а также две экзопланеты: Бета Живописца b и Бета Живописца c — газовые гиганты, чья масса превышает массу Юпитера в несколько раз.

Эта планетная система очень молодая, ей 18,5-20 миллионов лет. Молодой возраст и относительно близкое расположение к Земле (по космическим меркам, разумеется) делают эту систему одной из важнейших астрономических целей для изучения формирования и эволюции планет. Бета Живописца находится в том возрасте, когда в системе уже сформировались газовые гиганты, а образование «твердых планет» во внутренней области еще продолжается. Происходит это в том числе за счет столкновений крупных астероидов. Поэтому ученые практически в реальном времени могут наблюдать, как появляются скалистые миры.

В 2004-2005 годах астрономы провели наблюдения за планетной системой с помощью инфракрасного космического телескопа «Спитцер» и увидели там огромное облако пыли. По оценкам специалистов, оно примерно в 100 тысяч раз превышало размер астероида, погубившего динозавров (диаметр астероида составлял 10-15 километров, именно его многие ученые называют основной причиной мел-палеогенового вымирания).

Группа американских астрономов под руководством Кристина Чена (Christine Chen) из Университета Джонса Хопкинса провела новые наблюдения за системой Бета Живописца. На этот раз специалисты воспользовались более современным инфракрасным космическим телескопом «Джеймс Уэбб».

В ближайшие дни Чен и его команда представят свои результаты на 244-м заседании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин. Кратко об их выводах сообщается в пресс-релизе университета.

Исследователи сравнили данные «Джеймса Уэбба» с наблюдениями космического телескопа «Спитцер», проведенными ранее, и выявили значительные изменения в энергетических характеристиках пылинок вокруг Беты Живописца. Благодаря подробным измерениям обсерватории «Уэбба» Чен и его коллеги смогли отследить состав и размер частиц пыли в той же области, которую ранее проанализировал «Спитцер».

Спектры теплового излучения силикатных минералов, которые обычно встречаются вокруг молодых звезд и часто подвергаются воздействию электромагнитного излучения, показали, что пылевого облака, найденного «Спитцером» 20 лет назад, больше нет: оно будто «испарилось».

По мнению астрономов, это пылевое облако могло появиться в результате мощного столкновения крупных тел размером с астероид, которое в одночасье превратило объекты в пыль. Небесные тела распались на частицы, которые меньше сахарной пудры (мелкоизмельченные кристаллы белого сахара размером не более 0,2 миллиметра).

Изначально частицы пыли вблизи Беты Живописца нагревались и при взаимодействии с электромагнитным излучением отражали тепловое излучение, которое определяли приборы «Спитцера». Теперь же «Джеймс Уэбб» не смог уловить это тепло, то есть пыль стала удаляться от звезды и остывать, поэтому ее больше не видят.

Когда «Спитцер» вел свои наблюдения, ученые посчитали, что небольшие тела вблизи облака должны «измельчаться» и таким образом пополнять запасы пыли. Иными словами, с течением времени облако должно только расти. Но новые наблюдения «Уэбба» показали, что запасы пыли не только не восполняются, а ее вообще нет.

Авторы исследования заключили, что 20 лет назад ученые наблюдали последствия редкого космического ДТП, но понять сразу, что это было, не получилось. И только с помощью орбитальной обсерватории «Уэбб» им удалось об этом узнать.

Это обнаружили «Джеймс Уэбб» и «Хаббл»

Астрономы нашли новые доказательства того, что длинный след за карликовой галактикой RCP 28 действительно может быть первым подтвержденным открытием убегающей из своей галактики сверхмассивной черной дыры. Оказалось, что головная часть структуры лучше всего описывается не моделями галактик, а сверхзвуковой ударной волной, порождаемой движущейся в окологалактическом пространстве черной дырой, окруженной плотной и горячей комой. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Существование убегающих сверхмассивных черных дыр предсказано теоретически и может происходить в двух случаях: выброса черной дыры из тройной системы черных дыр за счет гравитационных взаимодействий и слияний или же эффекта отдачи черной дыры, рожденной в результате слияния двух черных дыр, за счет излучения гравитационных волн. Оба этих механизма — результат слияния галактик. Если конечная скорость движения черной дыры будет достаточно большой, чтобы преодолеть гравитационные силы со стороны родительской галактики, то она в итоге покинет систему и будет двигаться уже в межгалактическом пространстве.

Однако поиски таких уникальных объектов — весьма сложная задача, и к настоящему моменту существуют лишь несколько кандидатов в них в виде смещенных от центра своих систем активных ядер. Среди них сильнее всего выделяется описанная несколько лет назад длинная структура, названная RBH-1, в которой найдены ударные волны, молодые звезды  и потенциальная убегающая сверхмассивная черная дыра из карликовой галактики RCP 28. Однако затем открытие попытались опровергнуть две группы ученых: первая использовала модель видимой с ребра галактики, а вторая — модель разрушенной приливными силами галактики.

Группа астрономов во главе с Питером Ван Доккумом (Pieter van Dokkum), которая первоначально сообщила об обнаружении RBH-1, представила результаты анализа данных наблюдений за этой структурой инструмента NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб», а также повторного анализа данных наблюдений инструмента UVIS телескопа «Хаббл» и инструмента LRIS наземной обсерватории Кека. Ученые признают, что в первой работе они получили лишь косвенные доказательства наличия в RBH-1 убегающей сверхмассивной черной дыры и в текущем исследовании решили это более точно проверить.

В головной зоне RBH-1 наблюдается узкополосное излучение ионизированного газа, которое не наблюдается в его хвосте. Морфология этого газа мало похожа на распределение газа в галактиках, зато напоминает классическую головную ударную волну с тонким турбулентным следом позади нее. Границу этой потенциальной ударной волны можно описать параболой с радиусом кривизны в 1,8 килопарсека, а сама ударная волна простирается примерно на четыре килопарсека позади вершины параболы. 

Лучше всего кинематику такой структуры объясняет модель сверхзвуковой ударной волны, порождаемой движущейся со скоростью почти 1000 километров в секунду сверхмассивной (более 107 масс Солнца) черной дырой, которая видна под углом почти 30 градусов к плоскости неба. При этом основным источником внешнего давления является не ветер, порождаемый сверхмассивной черной дырой, а ветер от плотной и горячей (более 106 кельвин) комы вокруг нее. Кома пополняется ударно нагретым газом и способна уравновешивать давление набегающего потока межгалактической среды. 

Что же касается длинного следа позади головной ударной волны, в котором наблюдаются очаги звездообразования, то для него применима модель увлеченного за черной дырой холодного газа с общей массой до 3 × 108 масс Солнца. Расчетная масса звезд, которые могли возникнуть из этого газового резервуара, как минимум в несколько раз меньше наблюдаемой звездной массы, что может объясняться особенностями процесса звездообразования или более высокой плотностью окологалактической среды. Интересно, что итоговая модель RBH-1 разрешает не замечать саму черную дыру и обращать внимание лишь на ударную волну, создаваемую ей, так как горячая кома будет препятствовать наблюдению ближайших окрестностей черной дыры.

Взято тут

Любопытная гравитационная линза, снятая камерой среднего инфракрасного диапазона MIRI космического телескопа Джеймса Уэбба

Это квазар RX J1131-1231, свет от которого шёл около 6 миллиардов лет. Галактика переднего плана так исказила идущий от него свет, что изображение вытянулось в кольцо с четырьмя отдельными яркими областями. Похоже на кольцо с драгоценными камнями.

На проектирование и строительство космического телескопа "Джеймса Уэбб" ушли десятилетия, но эти титанические усилия уже приносят свои плоды. Не прошло и года с начала работы космического телескопа, а "Уэбб" уже прислал десятки потрясающих космических снимков, а также множество научных данных, которые помогли ученым продвинуться в понимании Вселенной. Телескоп будет работать в космосе 20 лет.

Одной из первых задач, которую НАСА выполнило с помощью телескопа "Уэбб", было воссоздание одной из самых знаковых фотографий "Хаббла" за всю историю наблюдений. Глубокое поле Уэбба (Deep Field) — это самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной из когда-либо созданных, позволяющее увидеть тысячи галактик на участке неба размером с рисовое зернышко, которое держат на расстоянии вытянутой руки. Некоторым из галактик на этом изображении 13,1 миллиарда лет, они запечатлены в том виде, в каком они появились, когда Вселенная только-только остыла настолько, чтобы началось звездообразование.

Знаете ли вы, что у Юпитера есть кольца? Они не такие заметные, как у Сатурна, но мощная гравитация Юпитера притянула достаточно материала, чтобы у него появилось несколько своих колец. Большинство телескопов не могут разглядеть блеклые кольца планеты, но Уэбб может. Летом 2022 года ученые сфотографировали Юпитер с помощью "Уэбба" и запечатлели кольца, а также светящиеся полярные сияния на обоих полюсах.

Говоря о кольцах, у Нептуна они тоже есть, но их еще труднее обнаружить. "Уэбб" работает в ближнем инфракрасном диапазоне от 0,6 до 5 микрон с помощью своей камеры NIRCam, поэтому планета не выглядит темно-синей, как на большинстве фотографий, но кольца видны очень четко. Ни один космический зонд не посещал Нептун со времен "Вояджера-2" в конце 1980-х годов. Таким образом, впервые за 30 лет удалось увидеть едва различимые кольца Нептуна.

Сатурн — последний газовый гигант нашей Солнечной системы на который обратил свое внимание телескоп "Уэбб". НАСА все еще работает над обработкой результатов наблюдений, но уже опубликовало предварительный снимок планеты, окруженной кольцами. На этом изображении Сатурн виден через фильтр NIRCam F323N (3,23 микрона). НАСА обработало это монохромное изображение и придало ему темно-оранжевый оттенок. Сатурн темнее колец, потому что метан в его атмосфере поглощает большую часть падающего на него света.

Наблюдение за планетами с помощью "Уэбба" не ограничивается нашей Солнечной системой. "Уэбб" сделал свое первое изображение экзопланеты в 2022 году, когда он наблюдал за звездой HIP 65426. Там "Уэбб" обнаружил экзопланету HIP 65426 b. Экзопланета примерно в девять раз больше Юпитера, а ее орбита проходит в три раза дальше от звезды, чем Нептун от Солнца. Это помогло ученым разглядеть планету в "дымке" звезды, но все равно это впечатляющий подвиг для "Уэбба".

Примерно в 32 миллионах световых лет от нас находится галактика, известная как M74 или «Призрачная галактика». На данный момент она движется в космосе под таким углом, что мы можем наблюдать сверху всю красу ее спиральной структуры. Этот звездный вихрь очень похож на нашу собственную галактику Млечный Путь, диаметр которой составляет 100 000 световых лет, а количество звезд оценивается в 100 миллиардов. Инструмент Mid-InfraRed Instrument (MIRI) "Уэбба" позволил ученым заглянуть сквозь пыль и газ, чтобы увидеть призрачную структуру галактики. "Уэббу" даже удалось сфотографировать ядерное звездное скопление в центре галактики.

Разумеется, команда телескопа Уэбба не теряла времени даром и направило все свое внимание к, пожалуй, самому известному объекту Хаббла - Столпам творения. Эти структуры, самая большая из которых имеет высоту пять световых лет, являются частью туманности Орла, активной области звездообразования, расположенной на расстоянии около 6000 световых лет. Огромные столбы газа усеяны светящимися точками света от недавно образовавшихся звезд. Прибор NIRCam, установленный на "Уэббе", позволил увидеть гораздо больше звезд, чем это ранее сделал Хаббл, а также жуткое красное свечение в тех областях, где яркие молодые звезды приводят в движение атомы водорода.

"Уэбб" не видит Вселенную так, как мы, — он работает за пределами видимого спектра в инфракрасном диапазоне и может отображать один и тот же объект в разных спектрах, чтобы собрать больше данных. На предыдущем изображении Столбы показаны в ближнем инфракрасном диапазоне, но "Уэбб" также сделал снимок в среднем инфракрасном диапазоне с помощью своего прибора MIRI. Более темные области указывают на более плотный и холодный газ. Звезды не так ярко светятся в среднем инфракрасном диапазоне, поэтому большинство горячих молодых звезд не видны. Тем не менее, мы видим несколько голубых и белых звезд, сияющих сквозь него.

Это скопление из пяти галактик, открытое в 1877 году, было первой известной компактной группой галактик. Четыре из этих галактик находятся в тесной физической связи, и астрономы считают, что однажды они сольются. Один из объектов, NGC 7318, уже дает нам первые данные о слиянии галактик. Этот объект на самом деле представляет собой две галактики в процессе слияния. Изображение было получено с помощью прибора "Уэбба" MIRI, который показывает контуры пыли внутри галактик.

В конце 2022 года исследователи опубликовали изображение молодой протозвезды, известной как L1527. На изображении, полученном прибором "Уэбба" NIRCam, видно космическое облако в форме песочных часов, простирающееся от звезды посередине. По мере своего роста турбулентная протозвезда периодически выбрасывает материал, и светящаяся форма песочных часов показывает очертания полостей, созданных этими вспышками. Синие области — это места, где пыль тоньше, а оранжевые — более толстые слои. Вы также можете увидеть протопланетный диск в виде темной полосы прямо посередине звезды.

Звезды Вольфа-Райе представляют большой интерес для астрономов, которые считают, что они могут быть ключом к пониманию того, почему во Вселенной так много пыли. Эти звезды живут недолго, но проводят свою короткую жизнь, извергая туманность из пыли и газа. Туманность вокруг WR 124 известна как M1–67, и "инфракрасные глаза Уэбба" (NIRCam и MIRI) выявили невиданные ранее детали облаков.

Телескоп "Уэбб" может видеть объекты на невероятном расстоянии, но иногда ему требуется небольшая помощь. Гравитационное линзирование может увеличивать удаленные объекты, иногда искажая свет, создавая так называемые кольца Эйнштейна. Это то, что Уэбб заметил в начале этого года — галактику, находящуюся на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас, линзированная галактикой, находящейся на расстоянии всего 3 миллиардов световых лет от нас. Более далекая галактика выглядит как кольцо вокруг более близкой из-за эффекта линзирования. В результате "Уэбб" смог проанализировать спектры фоновой галактики и найти доказательства существования органических материалов.

В октябре 2022 года "Уэбб" обратил внимание на интересную цель. Именно тогда НАСА провело испытание DART (испытание на двойное перенаправление астероидов), в ходе которого космический аппарат врезался в меньший из двух самоорбитальных астероидов. "Уэбб" запечатлел момент удара, как и телескоп Хаббл. Изображения "Уэбба" показывают плотную светящуюся точку с расширяющимся наружу выбросом. Данные наблюдения предоставили больше данных, чем "Хаббл".

Туманность Ориона находится на расстоянии 1300 световых лет от нас, но это одна из самых ярких туманностей на ночном небе — ее можно увидеть даже невооруженным глазом. Однако "Уэбб" видит гораздо больше нас. У одной из молодых звезд Ориона был обнаружен протопланетный диск, и ученые обнаружили интересный сюрприз в спектрах звезды. Именно вокруг этой звезды "Уэбб" обнаружил следы метилового катиона (CH3+), жизненно важной молекулы углерода, которая объединяется, образуя более сложную органику.

В начале своей работы "Уэбб" взглянул на один самых популярных объектов среди астрономов - галактику "Колесо телеги". В далеком прошлом эта галактика пережила столкновение с другой галактикой, оставив ей характерную колесообразную форму. "Уэбб" обнаружил более плавное расположение старых звезд в ядре по сравнению с молодыми звездами в расширяющемся кольце галактики.

Мы уже обсудили "Первое глубокое поле Уэбба", но на этом изображении скрываются некоторые особенные объекты, которые заслуживают внимания. Две из множества галактик, видимых на этом кадре, привлекли внимание исследователей из Гарвард-Смитсоновского центра. Было обнаружено, что галактики (выше) имеют экстремальные красные смещения 10,5 и 12,5, что означает, что они выглядят такими, какими они были всего через 450 миллионов и 350 миллионов лет после Большого взрыва. Это делает их одними из самых далеких и, следовательно, самых старых галактик, когда-либо виденных.

Южное кольцо — это планетарная туманность, облака пыли и газа, образующиеся в результате вздутия и выброса массы стареющей звезды. Эти плотные туманности могут существовать десятки тысяч лет, поскольку звезды достигают конца своей жизни, и Южное кольцо является особенно ярким примером с его многослойной формой. "Уэбб" наблюдал за этим объектом в прошлом году, впервые обнаружив источник туманности. Это затемнение двух звезд на правом изображении выше, которое было получено с помощью прибора "Уэбба" MIRI. Другое изображение получено от NIRCam с более короткой длиной волны, которая не может обнаружить вторую звезду. "Хаббл" тоже не смог разглядеть звезду сквозь всю эту пыль, но "Уэбб" без проблем заснял ее.

Среди первых изображений "Уэбба", опубликованных агентством НАСА, было это поразительное видение туманности Киля. На изображениях показана область звездообразования под названием NGC 3324 в туманности Киля. Пустая область над клубящимися облаками возникает из-за интенсивного ультрафиолетового излучения скопления горячих молодых звезд в центре пузыря.

Вы думали, что мы закончили изучать "Первое глубокое поле Уэбба"? Ещё нет, потому что там сотни необычных галактик. Там скрывается еще один удивительный объект, который астрономы назвали «Бенгальский огонь». Как и все на изображении, Бенгальский огонь выглядит таким, каким он был в далеком прошлом. Эта галактика молодая и не очень большая, но она усеяна шаровыми скоплениями, имеющими много общего со скоплениями, все еще присутствующими в Млечном Пути. Ученые предполагают, что Бенгальский огонь может быть очень похож на Млечный Путь в зачаточном состоянии.

"Уэбб" часто наблюдает за вихревыми потоками новообразованных звезд, взорвавшихся солнечных систем и других жарких мест, но он также заглядывал в глубины туманности Хамелеон I, которая отличается самой низкой температурой в известной Вселенной. Хотя Хамелеон I, расположенная примерно в 500 световых годах от Земли, является областью звездообразования, там есть небольшая часть туманности, которая изолирована от активной области. Там температуры, измеренные "Уэббом", составляют невероятные -263 градуса Цельсия. Это всего лишь 10 градусов по Цельсию от абсолютного нуля.

Спутник Сатурна Энцелад представляет большой интерес для планетологов благодаря выдающимся шлейфам воды, которые извергаются с его поверхности. Это явное свидетельство наличия подповерхностного океана сделало Энцелад возможной целью будущих космических миссий. "Уэбб" недавно сфотографировал Энцелад, и хотя он не смог рассмотреть детали самого крошечного спутника Сатурна, ему удалось увидеть шлейф воды, извергающийся с его поверхности на расстоянии 9650 км.

Энцелад слишком мал, чтобы его можно было подробно изучить, но "Уэбб" без труда разглядел поверхность самого большого спутника Сатурна. Титан — единственный известный спутник с плотной атмосферой — там много азота со следами метана и водорода. На поверхности также есть озера углеводородов, и "Уэбб" смог обнаружить некоторые из них. На изображении выше показан спутник с несколькими различными параметрами фильтра. На левом изображении использован F212N (2,21 мкм), а на правом с особенностями поверхности спутника использовали комбинацию синего=F140M (1,40 мкм), зеленого=F150W (1,50 мкм), красного=F200W (1,99 мкм) и яркости=F210M (2,09 мкм).

"Уэбб" настолько мощный, что впервые видит особенности других солнечных систем. Например, недавно телескоп впервые обнаружил пояс инопланетных астероидов. Он находится в системе Фомальгаут, примерно в 25 световых годах от нас. Это близко по астрономическим меркам, и это довольно мощный пояс астероидов. Наш главный пояс астероидов имеет толщину около 1 а.е. (расстояние между Землей и Солнцем), но толщина пояса Фомальгаута составляет ошеломляющие 80 а.е. Тем не менее, "Уэбб" первый, кто это видит. Другие мощные телескопы, такие как ALMA и Hubble, могут видеть только очертания диска.

В прошлом году "Уэбб" заметил космического паука. Туманность, которую НАСА охарактеризовало как «космического тарантула». Туманность Тарантул находится на расстоянии 161 000 световых лет в галактике-спутнике Млечного Пути, известной как Большое Магелланово Облако. Внешне она похожа на тарантула с многочисленной паутиной. Голубые звезды в центре образовали пузырь своим интенсивным ультрафиолетовым излучением и солнечным ветром, но тонкий «шелк» по краям представляет собой плотные столбы, способные противостоять силе звездного скопления.

Источник

Специалисты NASA опубликовали новое изображение галактики M82, известной как галактика Сигара, которое получила орбитальная обсерватория «Джеймс Уэбб» (JWST ).

Галактика M82 изобилует новыми и молодыми звездами, в ней идет активный процесс звездообразования. Для сравнения: в M82 новые звезды рождаются в 10 раз быстрее, чем в галактике Млечный Путь.

Хотя галактику Сигара внимательно изучали и другие космические обсерватории, такие как «Спитцер» и «Хаббл», именно благодаря разрешению и чувствительности «Джеймса Уэбба» астрономы получили возможность рассмотреть M82 в новом свете.

На новом изображении заметно, как галактические ветры и ударные волны, вызванные молодыми звездами и сверхновыми, влияют на газ и пыль, из которых формируются светила.

тык

На снимке видна галактика SPT-S J041839-4751.8, расположенная на расстоянии в 12 млрд световых лет от Земли. Как отмечает астрономы, если бы не эффект гравитационного линзирования, мы не смогли бы получить изображение такого далекого объекта. Объект, довольно крупный – такой, как массивная галактика, черная дыра – искажает свет, который отклоняется, превращаясь в кольцо. Таким образом можно увидеть другую галактику, которая находится за той, которая искривляет свет. Этот эффект назван именем Альберта Эйнштейна – именно он предсказал гравитационное линзирование.

Снимок получен благодаря трем разным фильтрам MIRI. Красный — фильтр F1000W улавливает световые волны с длиной волны 10 мкм. Зеленый фильтр F770W нужен для длин волн 7,7 мкм и синий F560W — 5,6 мкм.

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» получила новое изображение одного из самых известных объектов в небе — туманности Конская Голова. 

Барнард 33, или Конская Голова, — темная туманность в созвездии Ориона. Она расположена примерно в 1300 световых годах от Солнца. 

Туманность видна как темное пятно в форме конской головы на фоне красного свечения. Это свечение объясняется ионизацией водородных облаков, находящихся за туманностью, под действием излучения от ближайшей яркой звезды (ζ Ориона).

При увеличении изображения становится достаточно заметна разница в состоянии зеркал телескопа спустя 2 года. Скорее всего, это вызвано столкновениями с микрометеоритами, подобными тому, которое произошло в мае 2022 года. После того случая ученые скорректировали научную программу так, чтобы телескоп двигался по направлению движения потенциальных микрометеоритов, избегая удара "лоб в лоб".

NASA пока не давало комментариев по этому поводу, что наводит на мысль, что подобные инциденты не сильно сказываются на научной мощности телескопа.

Космотелескоп "Джеймс Уэбб", висящий в точке Лагранжа L₂ не перестаёт озадачивать учёных. Его фишкой является сегментированный (как у насекомых) инфракрасный глаз, диаметром в шесть с половиной метров.

Смысл смотреть в инфракрасном диапазоне в том, что данной длинне волны пофиг на пылевые облака в космосе и, внимание, он могёт глядеть на очень далёкие объекты, когда из-за красного смещения они (эти объекты) уже не видны в других диапазонах, а радиотелескопы имеют малое угловое разрешение из-за большой длинны волны.

Но в данном случае он "смотрел" достаточно близко, осматривал окрестности нашей с Вами чёрной дыры Стрелец-А*, что в центре Млечного Пути, и сквозь облака пыли и газа обнаружил, с помощью своей NIRCam, область звездообразования из ионизированного водорода.

Что самое примечательное, так это то, что данная область находится всего в 300 световых годах от нашей "чёрной дырки", а вот размер имеет в 50 световых лет. Помимо водорода там оказались и более тяжёлые облака и зародыши протозвёзд с массой более 30 солнечных. Что же не так? Дело в том, что такая близость к сверхмассивным чёрным дырам должна тормозить процесс звёздообразования, тут же астрономам есть над чем задуматься...

Основной источник.

NASA сообщает о важном астрономическом открытии. Используя космический телескоп Хаббл и рентгеновскую обсерваторию Чандра, ученые обнаружили самую близкую подтвержденную пару сверхмассивных черных дыр.

Эти космические гиганты находятся на расстоянии всего 300 световых лет друг от друга в галактике MCG-03-34-64, расположенной примерно в 800 миллионах световых лет от Земли. Черные дыры активно поглощают окружающее вещество, что делает их яркими источниками излучения в оптическом, рентгеновском и радиодиапазонах.

Открытие было сделано случайно. Высокое разрешение Хаббла выявило необычную оптическую структуру в центре галактики, что побудило исследователей провести дополнительные наблюдения в рентгеновском диапазоне.

Эта находка дает уникальную возможность изучить близкий пример двойной системы активных ядер галактик. Такие системы, вероятно, были более распространены в ранней Вселенной, когда слияния галактик происходили чаще.

Ожидается, что через примерно 100 миллионов лет эти черные дыры сольются, создав мощные гравитационные волны.

В кадре пара взаимодействующих галактик Arp 107. Более крупная является сейфертовской галактикой с активным ядром. Сталкивающийся галактический дуэт, соединенный тонким «мостом», состоящим из пыли и газа, находится примерно в 465 миллионах световых лет от Земли.

Три года назад астрономы из Университета Карнеги обнаружили нечто неожиданное у небольшого красного карлика – газового гиганта размером с Юпитер.

В звёздной системе вроде нашей это было бы рядовым событием, но TOI 5205b оказалась настолько велика относительно своей звезды, что при прохождении перед ней блокировала семь процентов света. Это один из крупнейших транзитов экзопланет за всю историю наблюдений.

Существующие модели формирования газовых гигантов не могли объяснить, каким образом красный карлик с массой всего 40% от солнечной способен породить подобную планету.

Учёные назвали её "запретной" – в буквальном смысле физически невозможной. Согласно общепринятой теории, планеты формируются в протопланетном диске из газа и пыли, оставшемся после рождения звезды. Каменистое ядро будущего газового гиганта должно набрать около десяти масс Земли, чтобы обладать достаточной гравитацией для конденсации газа вокруг себя. У такого маленького красного карлика попросту не должно было хватить материала.

Теперь астрономы направили на TOI 5205b телескоп Уэбба, чтобы изучить атмосферу "запретного" мира.

Главная из них – концентрация тяжёлых элементов относительно водорода в атмосфере планеты оказалась ниже, чем у газовых гигантов Солнечной системы (Юпитера и Сатурна). Металличность TOI 5205b – то есть содержание элементов тяжелее водорода и гелия – также ниже, чем у её собственной звезды. Обычно у планет этот показатель выше, чем у родительских звёзд.

Ведущий автор исследования, астроном Анжали Пьетт, отметила:

Эти результаты важны для нашего понимания процесса формирования гигантских планет, который происходит на ранних этапах жизни звезды.

Пока учёные не нашли объяснения, которое бы устранило все противоречия. Однако аномально низкая металличность даёт определённые подсказки.

По словам соавтора исследования Шубхама Канодии из Carnegie Science, данные указывают на то, что тяжёлые элементы планеты мигрировали вглубь в процессе формирования, а её недра и атмосфера не перемешиваются между собой. Результаты свидетельствуют об атмосфере, богатой углеродом и бедной кислородом.

отсюда

Чувствительность Уэбба позволила обнаружить новые галактики в протокластере, что поможет лучше понять их эволюцию.

Свет от объекта шел к нам больше 10 миллиардов лет, а для его изучения JWST понадобилось 3,5 часа наблюдений.

WASP-43 b — экзопланета, по размеру похожая на Юпитер, вращающаяся на расстоянии всего чуть более 2 миллионов километров от звезды, что примерно составляет двадцать пятую часть дистанции от Меркурия до Солнца.

Подобно Луне и Земле, экзопланета находится в приливном захвате своей родительской звезды, что делает одну ее сторону светлой и раскаленной, а другую темной и менее горячей.

Исследования проводились транзитным методом с помощью вторичного затмения. Когда экзопланета начинала скрываться за звездой или наоборот появляться за ней, WASP-43 b была обращена к телескопу светлой стороной. Это позволило зафиксировать максимальную яркость системы. Измерения показали, что температура светлой стороны составляет около 1250 ℃. Когда экзопланета проходила по диску звезды, то есть обращена к телескопу ночной стороной, приборы фиксировали данные, указывающие на температуру около 600 ℃.

Помимо температуры ученые установили наличие молекул водяного пара и отсутствие метана, которое очень удивило специалистов.

«Тот факт, что мы не видим метана на ночной стороне, говорит о том, что скорость ветра на WASP-43b должна достигать примерно 8 000 км/ч», - объясняет автор исследования Джоанна Барстоу. «Если ветры перемещают газ с дневной стороны на ночную и обратно достаточно быстро, то для ожидаемых химических реакций не хватит времени, чтобы произвести заметное количество метана на ночной стороне»