космос

Джет чёрной дыры в галактике M87 заставляет звёзды извергаться вдвое чаще, чем в других регионах галактики

Астрономы, используя космический телескоп «Хаббл», обнаружили, что джет, исходящий из сверхмассивной чёрной дыры в ядре большой галактики, по-видимому, заставляет звёзды извергаться вдоль своей траектории. Это открытие было сделано при наблюдении за галактикой M87 и её центральной чёрной дырой массой 6,5 млрд солнечных масс.

Исследователи обнаружили, что около джета вспыхнуло вдвое больше новых звёзд, чем где-либо ещё в галактике за рассматриваемый период времени. Это открытие поставило исследователей в тупик, поскольку они не знают, что именно происходит и как джет влияет на звезды. «Мы не знаем, что за процесс происходит, но это очень захватывающее открытие. Это означает, что в нашем понимании того, как струи чёрных дыр взаимодействуют с окружающей средой, чего-то не хватает», — сказал ведущий автор Алек Лессинг из Стэнфордского университета.

Новые звёзды вспыхивают в системах двойных звёзд, где стареющая, раздутая звезда выплёскивает водород на выгоревшую звезду-компаньона — белый карлик. Когда белый карлик набирает поверхностный слой водорода глубиной в милю (1,609 километра), этот слой взрывается. Белый карлик не уничтожается этим извержением, которое сбрасывает поверхностный слой, а возвращается к «выкачиванию» топлива из своего компаньона, и цикл начинается снова.

Исследователи предполагают, что струя может каким-то образом сметать водородное топливо на белые карлики, заставляя их извергаться чаще. Однако не ясно, является ли это физическим толчком или эффектом давления света, исходящего от джета. Другая идея, которую рассматривали исследователи, заключается в том, что струя нагревает звезду-компаньон карлика, заставляя её сбрасывать больше водорода на белый карлик. Однако исследователи подсчитали, что этот нагрев недостаточно велик, чтобы иметь такой эффект.

Это открытие было сделано при помощи космического телескопа, который наблюдал за галактикой M87 в течение девятимесячного интервала. «Хаббл» обнаружил 94 новых звёзд в одной трети M87, которую может охватить его камера. «Джет был не единственным, на что мы смотрели — мы смотрели на всю внутреннюю галактику. Как только нанесли все известные новые на M87, не нужна была статистика, чтобы убедиться, что вдоль джета есть избыток новых. Мы сделали открытие, просто глядя на изображения. И наш статистический анализ данных подтвердил то, что мы ясно видели», — сказал соавтор Майкл Шара из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке.

Это достижение обусловлено возможностями «Хаббл». Изображения с наземных телескопов не обладают достаточной чёткостью, чтобы увидеть новые звёзды глубоко внутри M87. Они не могут разрешить звёзды или звёздные извержения вблизи ядра галактики, поскольку окружение чёрной дыры слишком яркое. Только «Хаббл» может обнаружить новые звёзды на ярком фоне M87.

«Мы являемся свидетелями интригующего, но загадочного явления. Я был очень удивлён этим открытием. Такие подробные наблюдения за близлежащими галактиками бесценны для расширения нашего понимания того, как джеты взаимодействуют с их родительскими галактиками и потенциально влияют на звездообразование», — прокомментировала Кьяра Чиркоста, научный сотрудник Европейского Космического Агентства (ESA), изучающая влияние, которое аккрецирующие сверхмассивные чёрные дыры оказывают на галактики.

Вскоре после запуска «Хаббла» в 1990 году астрономы использовали его камеру FOC первого поколения, чтобы заглянуть в центр M87, где скрывается гигантская чёрная дыра. Они отметили, что вокруг чёрной дыры происходят необычные вещи. Почти каждый раз астрономы видели транзиентные события, которые могли быть доказательством появления новых звёзд. Но обзор FOC был настолько узким, что астрономы «Хаббла» не могли сравнить наблюдения с областью около джета чёрной дыры. На протяжении более двух десятилетий результаты оставались загадочно неоднозначными.

Убедительные доказательства влияния джета на звёзды родительской галактики были собраны в течение девятимесячного интервала, когда «Хаббл» наблюдал с помощью новых камер с более широким обзором, чтобы подсчитать новые. Это было вызовом для графика наблюдений телескопа, поскольку требовалось возвращаться к M87 точно каждые пять дней для очередного снимка. Сложение всех изображений M87 привело к получению самых глубоких изображений M87, которые когда-либо были сделаны.

«Хаббл» обнаружил, что около джета вспыхнуло вдвое больше новых, чем где-либо ещё в галактике за рассматриваемый период времени. Джет испускается центральной чёрной дырой массой 6,5 млрд солнечных, окружённой диском материи.

Во время обычной миссии по доставке около 3 тонн еды, топлива и припасов на Международную космическую станцию (МКС), после открытия люка к российскому грузовому кораблю «Прогресс» космонавты почувствовали неприятный запах и быстренько закрыли его. Инцидент произошел в субботу, а сам космический корабль стартовал с космодрома Байконур в Казахстане в четверг.

«После открытия люка космического корабля «Прогресс» российские космонавты заметили неожиданный запах и мелкие капельки, что побудило экипаж закрыть люк к модулю «Поиск», который соединен с российским сегментом», — сообщило космическое агентство NASA в воскресенье.

По данным NASA, воздушные фильтры и датчики загрязнения на борту орбитальной лаборатории контролировали атмосферу станции после обнаружения аномального запаха. В воскресенье диспетчеры полета в Хьюстоне определили, что качество воздуха внутри космической станции было в норме.

Однако космическое агентство, возможно, немного преуменьшает серьезность происшествия. По словам Анатолия Зака из Russian Space Web, надежного независимого сайта, запах был «токсичным» и побудил российских космонавтов немедленно закрыть люк, ведущий к космическому кораблю «Прогресс».

Как сообщил Зак, космонавты на российском сегменте станции надели защитное снаряжение и активировали дополнительную систему очистки воздуха. На американском сегменте станции астронавт NASA Дон Петтит сказал, что он почувствовал запах, похожий на «краску в аэрозольном баллончике».

По состоянию на воскресенье днем NASA заявило, что нет никаких угроз для экипажа и что астронавты работают над открытием люка между модулем «Поиск» и космическим кораблем «Прогресс». Присоединенный к космической станции в 2009 году, «Поиск» является небольшим элементом, который подключается к одному из четырех стыковочных портов на российском сегменте станции.

Пока неизвестно, что именно вызвало неприятный запах, исходивший из транспортного корабля «Прогресс». Однако ранее российские транспортные средства уже сталкивались с проблемами в космосе. Например, в феврале 2023 года, транспортный корабль «Прогресс», прикрепленный к станции, потерял давление в системе охлаждения.

сурс: https://arstechnica.com/space/2024/11/after-russian-ship-docks-to-space-station-astronauts-report-a-foul-smell/

Rockwell International Star Raker

В 70-х годах в Америке, после ухудшения отношений с арабскими нефтедобывающими странами и прекращением поставок нефти, разразился энергетический кризис.

В 1977 в качестве решения проблемы NASA представило проект "Solar Power System" - сеть орбитальных электростанций с солнечными панелями как способ выйти из сложившегося энергетического кризиса.

Каждая станция представляла из себя две конструкции солнечных панелей 5 км в длину и 4 км в ширину, общей длиной 11,73 км и весом в 10'420 тонн. На орбите пыль и циклы дня и ночи не будут играть роли, что позволило бы электростанции вырабатывать энергию 24/7.

Вырабатываемое электричество должно было направляться вниз через микроволны на приемную сетку, которая может быть построена практически где угодно, даже над океанами.

Реализация проекта SPS с постройкой всех 60 орбитальных электростанций должна была занять 30 лет.

Проблема заключалась, разумеется, в том, как доставить такое количество груза на орбиту. На тот момент самым тяжелым объектом, выведенным на низкую околоземную орбиту была 85-тонная станция Skylab доставленная в космос с помощью огромных ракет Saturn V, оставшихся от более ранних миссий Apollo на Луну. Новые солнечные электростанции весили в 100 раз больше, чем даже современная Международная Космическая Станция.

Потребовалось бы более тысячи запусков Saturn V, чтобы вывести хотя бы одну электростанцию на орбиту, не говоря уже о всех 60 cтанциях SPS.

Корпорация Rockwell International предложила проект Rockwell International Star Raker - одноступенчатая орбитальная транспортная система, представляющая собой орбитальный самолет длиной 103 метра с размахом дельтавидного крыла в 93 метра с воздушно-реактивными и ракетными двигателями. Взлетая горизонтально, он мог бы доставлять до 89 тонн груза на низкую околоземную орбиту высотой 555 километров.

Такая система позволила бы выводить грузы на орбиту по цене около 25 долларов за килограмм. Для сравнения, SpaceX выводит один килограмм полезной нагрузки на орбиту за, примерно, 2720 долларов.

Благодаря дельтавидной конструкции крыла и общим габаритам, внутреннего объема хватало не только для топлива, но и для груза. Грузовая палуба была смоделирована по образцу транспортного самолёта C-5 Galaxy и имела высоту и ширину 6 на 6 метров и длину 43 метра.

У корабля были две системы двигателей.

Первая - 10 реактивных турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности, использовав водород в качестве топлива, каждый с тягой 63,5 тонны.

Вторая - три водородных ракетных двигателя, каждый с тягой 480 тонн.

Star Raker должен был стартовать со взлетно-посадочной полосы, взлетая горизонтально, как самолёт. После взлёта часть стоек шасси сбрасывалась на парашютах.

После подъема на высоту в 29 километров и преодоления звукового барьера самолёт активировал бы свои ракетные двигатели, достигая скорости в 7,2 Маха. Затем воздушно-реактивные двигатели выключались и закрывались.

После достижения орбиты в 556 километров, ракетные двигатели выключались и при помощи двигателей системы орбитального маневрирования челнок начинал сближаться с космической станцией (или местом её постройки).

Для выгрузки доставленных материалов Star Raker отворачивал бы носовой отсек с кабиной экипажа, открывая грузовой отсек.

Система рельсов на борту, позволяла бы состыковаться с рельсами космической станции и быстро выгружать груз.

Во время посадки экипаж должен был развернуть челнок так, чтобы его хвост был обращен в направлении орбитального движения, а затем включал двигатели орбитального маневрирования для схода с орбиты.

Максимальная перегрузка при входе в атмосферу под малым углом достигала бы не более 2,3 G. После входа в атмосферу, когда Star-Raker замедлился бы до скорости в 6 Махов, он начинал маневры для замедления до скорости в 0,85 Маха. Затем запускались реактивные двигатели.

Топлива на борту должно было статься на 556 км дозвукового полета и две попытки посадки. Посадочная скорость самолета должна была составить около 215 километров в час.

Для реализации программы SPS потребовалось бы 1100 полетов в год или примерно 1 запуск Star Raker каждые 8 часов с флотом из 30 самолетов.

Star Raker имел несколько преимуществ перед космическим грузовым судном, включая возможность приземляться в любом аэропорту, который может принять Boeing 747 или C5 Galaxy.

Ему нужна была только взлетно-посадочная полоса длиной 2,4 - 4,2 км для посадки и взлета соответственно. Это означало бы, что он мог бы забрать груз самостоятельно в каком-то региональном аэропорту, прежде чем отправиться на космодром для последующего запуска на орбиту.

После прихода к власти в 1981 администрации Рейгана и резкого падение цен на нефть, программа "Solar Power System" стала не только крайне дорогой, но и абсолютно нерентабельной.

После закрытия проекта SPS, пропала и необходимость в проекте Rockwell International Star Raker и вся программа была закрыта.

Российский космический грузовик «Прогресс» устроил газовую атаку на МКС

Российский грузовой корабль «Прогресс», доставивший более трёх тонн продовольствия, топлива и припасов на Международную космическую станцию (МКС), преподнёс неожиданный сюрприз. После открытия люка грузового корабля экипаж обнаружил токсичный запах и мелкие капли неизвестного вещества.

При открытии люка в субботу российские космонавты зафиксировали резкий токсичный запах и обнаружили капли неизвестного вещества. В целях безопасности люк модуля «Поиск» был немедленно закрыт для предотвращения возможного распространения загрязнения в другие части российского сегмента МКС.

Срочно были активированы системы очистки воздуха, а датчики загрязнений начали мониторинг атмосферы. NASA сообщило, что в воскресенье показатели качества воздуха на станции соответствовали нормам. Однако Анатолий Зак, эксперт независимого портала Russian Space Web, отметил, что обнаруженный запах действительно был «токсичным», что вынудило экипаж принять меры защиты.

Зак сообщил, что космонавты на российском сегменте станции надели защитное снаряжение и включили дополнительную систему очистки воздуха. Тем временем на американском сегменте астронавт NASA Дон Петтит (Don Pettit) описал запах как «краску из баллончика». Несмотря на это, уже в полдень NASA заявило, что угрозы для экипажа нет, и что экипаж работает над открытием люка между модулем «Поиск» и грузовым кораблём «Прогресс».

Астрономы в Чили впервые получили увеличенное изображение звезды WOH G64, находящейся за пределами Млечного Пути в Большом Магеллановом Облаке, на расстоянии 160 тыс. световых лет от Земли.

Об этом сообщает Европейская южная обсерватория (European Southern Observatory, ESO).

За WOH G64 специалисты наблюдают с 2005 года, но получить ее реальное изображение они смогли только сейчас. Звезду зафиксировал Очень Большой Телескоп (Very Large Telescope, VLT).

WOH G64 выбрасывает газ и пыль, что может означать, что наблюдаемая звезда, будучи красным сверхгигантом размером в 2 тыс. раз больше Солнца, взорвется как сверхновая, хотя выброс вещества и может продлиться еще тысячи лет.

VLT состоит из четырех телескопов-блоков с основными зеркалами диаметром 8,2 м и четырех подвижных вспомогательных телескопов диаметром 1,8 м. Инструменты могут работать вместе, образуя гигантский «интерферометр», который предоставляет астрономам гораздо более четкое изображение космоса, чем отдельно взятый телескоп.

Астронавт Дон Петтит сфотографировал с борта МКС группу спутников Starlink. Точнее, на снимках видны не сами спутники, а вспышки света, которые они создают на несколько секунд, отражая свет предзакатного или предрассветного солнца. Эти вспышки вытягиваются в полоски на снимках с долгой выдержкой. Их можно увидеть только в определённых условиях, и с орбиты они кажутся очень яркими. Чтобы получить это изображение, была объединена серия снимков с 30-секундной выдержкой.

Астрономы раскрыли причину исчезновения звезды в галактике Андромеды

За последние 10 лет ученые наблюдали за необычным «поведением» красного сверхгиганта в соседней галактике. Сначала он становился ярче, потом принялся тускнеть, а теперь практически исчез. Причем никакого взрыва сверхновой, который в таких случаях бывает, астрономы не увидели.

Галактика Андромеды

Когда астрономы стали сравнивать снимки неба разных лет, они обнаружили, что некоторые звезды бесследно исчезли. На эту тему даже не так давно устроили широкомасштабное расследование, огромное количество изображений анализировала нейросеть.

В итоге из 150 тысяч различий на снимках абсолютное большинство признали ошибочными обнаружениями: случайно попавшими на оптику пылинками, царапинами и так далее. Но осталось порядка сотни случаев, когда, похоже, действительно исчезала самая настоящая звезда.

Специалисты предлагали разные варианты природы этого явления. К примеру, эффект так называемого гравитационного линзирования: очень массивный объект вроде черной дыры работает как «линза» и искажает свет объекта позади него, в итоге рядом с ним на какое-то время что-то появляется, а потом исчезает.

Недавно ученые нашли еще один такой пример, но на этот раз поняли, с чем имеют дело. С 2014 года они наблюдали в галактике Андромеды звезду M31-2014-DS1, в которой распознали красного сверхгиганта — очень массивную и старую звезду, которая вот-вот должна «умереть». Напомним, галактика Андромеды (М31) — ближайшая крупная соседка Млечного Пути, расположенная примерно в 2,5 миллиона световых лет от нас.

Почти любая звезда начинает раздуваться в конце основного цикла своей «жизни», то есть когда в ее ядре заканчивается водород для термоядерных реакций. Ядро сжимается, от этого раскаляется и перегревает окружающую мантию. Внешняя оболочка звезды расширяется до огромных размеров: светило становится в сотни раз крупнее Солнца. Потом эта оболочка покидает звезду навсегда. Мантия карликовых звезд типа Солнца сходит с них спокойно, но с массивных сбрасывается эффектной вспышкой под названием «взрыв сверхновой».

Выброшенное вещество остается в окружающем пространстве живописным облаком, а ядро сжимается и становится одним из трех: в случае солнцеподобных и прочих маломассивных светил — белым карликом диаметром примерно с планету, а если звезда была тяжеловесом — либо пульсаром (нейтронной звездой), либо черной дырой.

Снимки «пропавшей» звезды M31-2014-DS1 в галактике Андромеды

Пропавшая звезда в галактике Андромеды была во много раз тяжелее Солнца. Значит, от нее логично было ожидать прощального взрыва сверхновой. Но его не было. Вместо этого звезда сначала в течение примерно первых двух лет наблюдений становилась ярче, потом потускнела за следующий год до первоначального уровня и продолжила постепенно слабеть.

В конце концов, в 2023 году она уже не прослеживалась не только в оптическом, но и в ближнем инфракрасном диапазоне. Впрочем, с большим трудом все же удалось рассмотреть нечто едва уловимое там, где еще недавно была звезда-сверхгигант.

По мнению команды астрофизиков из США, произошло то, что до недавних пор считали невозможным: звезда «схлопнулась» и превратилась в черную дыру без взрыва сверхновой, то есть не выбросив почти ничего в пространство. Это явление называют неудавшейся сверхновой. В статье (доступна на сервере препринтов arXiv.org) ученые изложили сценарий вероятного развития событий, который объясняет, почему именно так все произошло.

Они посчитали, что «при жизни» звезда имела массу примерно как 20 Солнц, но к моменту своего таинственного исчезновения «весила» всего около семи Солнц. То есть она не сбросила оболочку по той простой причине, что уже нечего было сбрасывать: практически всю свою внешнюю мантию звезда давно растеряла. Почему — не уточняется, но насчет других таких «раздетых» звезд установлено, что их «раздевает» звезда-компаньон: она перетягивает к себе вещество жертвы. Отметим, что звезды-сверхгиганты чаще всего расположены в двойных системах.

В любом случае, по мнению астрофизиков, ставшая «невидимкой» звезда в галактике Андромеды представляла собой почти «голое» ядро, окруженное очень тонкой оболочкой. Именно эти остатки некогда роскошной мантии и светились, когда звезда понемногу становилась ярче.

Статья спизжена отсюда