THE SPACEWAY

Ультрагорячие юпитеры — экстремальный класс экзопланет, вращающихся вокруг своих звезд на очень малом расстоянии, — демонстрируют колоссальный перепад температур между полушариями.

На дневной стороне KELT-9 b, самой горячей из известных экзопланет данного класса, находящейся на расстоянии около 670 световых лет от Земли, температура достигает 4 600 K (примерно 4 327 градусов Цельсия) — достаточно высокая для присутствия атомарного железа и титана в атмосфере (за счет испарения металлов), что было подтверждено спектроскопическими наблюдениями.

При этом на ночной стороне, никогда не видящей родительскую звезду из-за приливной блокировки, температура может опускаться до -200°C. Такой экстремальный градиент температур создает чрезвычайно мощные ветры, переносящие тепло и материю между полушариями планеты.

Железные дожди в инопланетных атмосферах

В 2020 году международная команда астрономов, используя инструмент ESPRESSO на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили, наблюдала за экзопланетой WASP-76 b, которая находится на расстоянии около 637 световых лет от нас. В ходе наблюдений были обнаружены следы присутствия железа в атмосфере, а его наибольшая концентрация фиксировалась на границе между дневной и ночной сторонами.

Этот факт указывал на то, что железо испаряется на раскаленной дневной стороне планеты, переносится ветрами к более холодной ночной стороне, где конденсируется и выпадает в виде "железного дождя".

Как горячие юпитеры оказались так близко к своим звездам?

Существование гигантских газовых планет, обращающихся вокруг своих звезд на расстояниях* в разы меньше, чем расстояние от Солнца до Меркурия, долгое время озадачивало астрономов.

*Например, WASP-76 b находится почти в 12 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к нашему светилу.

Современные модели планетообразования показывают, что эти гиганты не могли сформироваться на своих текущих орбитах — там просто недостаточно материала для образования таких массивных объектов.

Сегодня ученые сходятся во мнении, что горячие юпитеры формируются далеко от своих звезд (как Юпитер и Сатурн в нашей системе), а затем мигрируют внутрь из-за гравитационных взаимодействий с протопланетным диском и/или другими планетами системы. Возможно, миграция такого рода связана с гравитационным возмущением, вызванным проходящей рядом другой звездой.

Почему миграция газовых гигантов Солнечной системы остановилась на безопасном расстоянии от Солнца — вопрос открытый.

Читайте также:

• Прорыв в астрономии: создана первая 3D-карта атмосферы экзопланеты.

• Астрономы подтвердили существование потенциально обитаемой экзопланеты рядом с Солнечной системой.

• Открытие «Джеймса Уэбба»: землеподобная атмосфера у потенциально обитаемой экзопланеты.

Туманность NGC 6357 — одна из самых удивительных звездных фабрик нашей галактики, расположенная в созвездии Скорпиона, на расстоянии около 5 500 световых лет от Земли. Внутри нее формируются не отдельные звезды, а целые звездные скопления.

Недавние наблюдения с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб" выявили, что в этой туманности рождаются преимущественно массивные звезды, в 10-20 раз тяжелее Солнца. Ученые предполагают, что за это ответственные уникальные турбулентные потоки газа, которые создают в NGC 6357 идеальные условия для формирования гигантов.

Особую научную ценность представляют недавние наблюдения звездообразования в NGC 6357 с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Ученым удалось зафиксировать несколько протозвездных дисков на разных стадиях формирования, что позволяет изучать эволюцию звездных систем в реальном времени. Некоторые из этих систем, вероятно, сформируют двойные звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс.

Кинематограф и научная фантастика обожают изображать черные дыры как "космические пылесосы", безжалостно втягивающие все вокруг — от космических кораблей до планет и гигантских звезд.

Такие сцены выглядят эффектно и пугающе, но насколько они соответствуют реальности? К счастью, истинная физика черных дыр куда менее апокалиптична, но при этом гораздо интереснее.

Гравитационное поле

Черные дыры подчиняются тем же законам гравитации, что и любые другие объекты в нашей Вселенной. Их притяжение зависит от массы и расстояния — чем дальше вы находитесь, тем слабее их влияние. Никакой магической всепоглощающей силы у них нет.

Допустим, если бы наше Солнце внезапно превратилось в черную дыру, сохранив свою массу, то как бы изменилась организация Солнечной системы? Абсолютно никак! Все объекты продолжали бы вращаться по тем же орбитам, на том же расстоянии. Да, со временем климатические условия на Земле изменились бы в худшую сторону, но упорядоченность Солнечной системы осталась бы неизменной. Черная дыра с солнечной массой оказывает точно такое же гравитационное влияние на окружающее пространство, что и Солнце. Ни больше, ни меньше.

Галактика в безопасности

В центре нашей галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, масса которой почти в 4,3 миллиона раз превышает массу Солнца. Звучит устрашающе? Но давайте посмотрим на цифры.

Диаметр Млечного Пути около 100 000 световых лет. Гравитационное влияние центральной черной дыры ощутимо лишь в радиусе нескольких световых лет от нее. Это как песчинка в центре футбольного стадиона — да, она там есть и взаимодействует с близлежащими песчинками, но на трибунах ее влияние уж точно никто не почувствует.

Звезды вблизи центра Галактики действительно вращаются вокруг черной дыры с огромными скоростями, испытывая ее чудовищное влияние. Например, астрономы давно ведут наблюдения за звездой S2, которая в момент максимального сближения со Стрельцом А* проходит на расстоянии около 120 а.е.* от сверхмассивной черной дыры — и ничего, избегает "засасывания"! Звезда продолжает свое уверенное движение по эллиптической орбите, как делала это миллионы или даже миллиарды лет.

*а.е. — астрономическая единица, среднее расстояние от Земли до Солнца, около 150 миллионов километров.

Более того, любая галактика — очень стабильная система, где все элементы удерживаются вместе благодаря темной материи и суммарной массе всех светил, обеспечивающих надежную гравитационную связь. На черную дыру в центре Млечного Пути — сколь бы грозной не выглядела ее масса на фоне Солнца — приходится менее 0,1% от общей массы Галактики. И Млечный Путь в этом плане не является исключением — это среднее значение для галактик в наблюдаемой Вселенной.

Так что спите спокойно — ни одна черная дыра не способна "проглотить" целую галактику. Законы физики надежно защищают нас от космических кошмаров, порожденных научной фантастикой. Черные дыры опасны только вблизи, а в целом же они ведут себя как обычные массивные объекты — притягивают ровно настолько, насколько позволяет их масса.

Читайте также:

• Подтверждено: в 5 000 световых годах от нас блуждает изолированная черная дыра.

• Пробуждение гиганта: впервые астрономы наблюдают «просыпающуюся» сверхмассивную черную дыру.

• Самая массивная черная дыра из известных науке.

Синестезия — нейрологическое явление, при котором стимуляция одного сенсорного пути автоматически вызывает ощущения или восприятие в другом сенсорном канале. Люди с хромо-музыкальной синестезией буквально "видят" музыку в виде цветных узоров, причем с удивительной последовательностью.

Исследования с МРТ показывают, что мозг синестетов физически отличается от мозга людей без синестезии — у синестетов на 23% больше нервных связей между областями, отвечающими за разные сенсорные функции. То, что большинство считает метафорой ("яркий звук", "сладкий голос"), они воспринимают буквально.

Интересно, что среди художников и музыкантов синестезия встречается в семь раз чаще. Скрябин, Римский-Корсаков, Кандинский и Набоков были синестетами, возможно, именно это нейрологическое "переплетение" чувств питало их творчество.

Феномен "квантового ластика" бросает вызов нашему пониманию времени: частица "решает", быть волной или частицей, в зависимости от измерения, которое еще не произошло.

В эксперименте фотон проходит через двойную щель, создавая интерференционную картину (волновое поведение). Затем его квантово запутывают с другим фотоном. Удивительно, но если второй фотон измеряют определенным образом в будущем, первый фотон ретроактивно "меняет" свое поведение в прошлом.

Это не нарушает причинно-следственную связь, но показывает, что квантовая механика оперирует вне привычных рамок линейного времени. Как заметил физик Джон Уилер: "Никакое элементарное квантовое явление не является реальным, пока оно не наблюдается".

Интересное по теме: Туннельный эффект: квантовая «игра в кости», которая бесила Эйнштейна.

Быстрые радиовсплески (FRB) — загадочные импульсы радиоизлучения длительностью в миллисекунды, впервые обнаруженные в 2007 году. За долю секунды они выделяют энергию, сравнимую с той, что Солнце излучает за 80 лет.

В 2020 году астрономы впервые зафиксировали FRB внутри нашей Галактики — от магнитара SGR 1935+2154, расположенного на расстоянии около 30 000 световых лет от Земли. Это подтвердило гипотезу о связи радиовсплесков с нейтронными звездами.

Некоторые FRB повторяются с удивительной периодичностью. Источник FRB 121102 генерирует всплески по расписанию: 90 дней активности, затем 67 дней молчания. Причины такой цикличности остаются загадкой.

К 2025 году каталог CHIME зарегистрировал более 1 000 быстрых радиовсплесков. Их изучение может раскрыть природу темной материи и помочь картографировать крупномасштабную структуру Вселенной.