Gaia

Астроэнтузиасты, добровольцы и волонтеры помогут Gaia найти переменные звезды

ESA объявило о запуске нового проекта гражданской науки. Его участники займутся классификацией переменных звезд, запечатленных на снимках космического телескопа Gaia.

За десятилетие работы телескоп Gaia собрал беспрецедентные объемы данных о звездном населении Млечного пути. В частности, он измерил положение, направление движения и спектральный класс более чем 1,8 млрд светил. Это позволило создать крупнейшие и наиболее детальные трехмерные карты нашей галактики.

Данные Gaia позволили заглянуть в прошлое Млечного пути и выяснить, что 10 млрл лет назад он слился с другой галактикой. А его наблюдения галактики Андромеда позволили уточнить механизм ее будущего столкновения с Млечным путем.

В ходе своей миссии Gaia также удалось обнаружить порядка 10,5 млн объектов, меняющих яркость. Это и затменные двойные системы, и цефеиды, и переменные типа RR Лиры, и долгопериодические переменные. Изменчивость их блеска является одним из важнейших инструментов в изучении Вселенной. Ее исследования вносят вклад в широкий спектр областей астрофизики и позволяют понять внутренний состав звезд и обнаружить внесолнечные планеты, а также выявить структуру галактик и обнаружить темную материю.

Несмотря на то, что в современной астрономии уже широко применяются алгоритмы машинного обучения, они не является идеальным инструментом и нередко допускают ошибки при классификации. Поэтому ученые все еще прибегают к ручной проверке данных, что позволяет исправить неточности и внести изменения в работу алгоритмов. Проблема в том, что объем собранной Gaia информации слишком велик, чтобы специалисты могли его проверить.

Чтобы решить эту проблему, сотрудники миссии Gaia объявили о запуске проекта гражданской науки Gaia Vari. Его участники будут просматривать собранные телескопом данные об изменениях яркости звезд и затем классифицировать их.

Gaia Vari базируется на платформе Zooniverse. Чтобы принять участие в проекте, необходимо перейти по следующей ссылке.

Изображение Gaia BH1, чёрной дыры в двойной системе, расположенной примерно в 1600 световых годах от Земли. Система также содержит похожую на Солнце звезду-компаньон.

Представление художника. Источник: International Gemini Observatory | NOIRLab | NSF | AURA | J. da Silva | Spaceengine | M. Zamani

Астрономы из Обсерватории Джемини открыли ближайшую к Земле чёрную дыру. Она получила название Gaia BH1, имеет массу около 10 солнечных и расположена в 1600 световых годах от нас в созвездии Змееносца – в несколько раз ближе предыдущей рекордсменки.

Кроме её местонахождения, две особенности отличают Gaia BH1 от миллионов чёрных дыр звёздной массы в Млечном пути. Во-первых, она является центром двойной системы: вокруг неё с периодом в 185 дней обращается звезда.

Хотя предполагаемых открытий подобных систем уже было много, почти все из них впоследствии удалось опровергнуть. Это – первое безоговорочное обнаружение солнцеподобной звезды с такой широкой орбитой вокруг чёрной дыры звёздной массы в нашей галактике.

Карим Эль-Бадри, ведущий автор исследования

Вторая уникальная черта Gaia BH1 – отсутствие активности. Большинство открытых нами чёрных дыр мы увидели благодаря мощному излучению от их взаимодействия с другими телами. Однако когда дыра не поглощает массу, она «сливается» с окружением и становится почти незаметной.

Обнаружить Gaia BH1 удалось благодаря данным космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. В них учёные заметили аномалии в движении звёзд, вызванные неизвестным массивным объектом, после чего определили параметры её орбиты с помощью инструментов обсерватории Джемини. Единственным объяснением поведения звезды астрономы считают влияние гравитации «как минимум одной» чёрной дыры.

Исследователям пригодилась не только точность Джемини, но и скорость: у них оставалась всего неделя до того, как два тела системы оказались бы в ближайших друг к другу точках своих орбит. Собранные именно в этот момент данные позволили точно определить массу звезды и чёрной дыры: «если бы мы упустили этот шанс, нам пришлось бы ждать ещё целый год».

Gaia BH1 словно не подчиняется современным моделям эволюции двойных систем. Так, звезда, из которой образовалась чёрная дыра, должна была бы быть не менее, чем в 20 раз тяжелее Солнца. С такой массой она прожила бы всего несколько миллионов лет и часть этого времени провела бы как сверхгигант. Следовательно, если она сформировалась одновременно со звездой-компаньоном, то поглотила бы её ещё до того, как та перешла в фазу главной последовательности. Даже те модели, которые допускают выживание меньшей звезды, утверждают, что она оказалась бы на значительно более узкой орбите вокруг дыры. В общем, непонятно, почему она осталась настолько обычной.

Хотя это открытие может проложить путь для обнаружения других спящих чёрных дыр, оно оставляет для нас нераскрытую тайну: почему, несмотря на всю экзотичность своей соседки, звезда этой бинарной системы такая непримечательная?

Источник

Используя данные, собранные орбитальной обсерваторией Gaia, команда ученых изучила множество солнцеподобных звезд. Целью исследования был поиска ответа на вопрос, как будет эволюционировать наше светило и через сколько миллиардов лет оно превратится в красный гигант.

13 июня был опубликован третий релиз наблюдательных данных Gaia. В числе прочего он содержит сведения о размерах, температуре и массе сотен миллионов звезд.

Международная команда астрономов проанализировала этот архив. Их целью были светила, близкие по своей массе и составу к нашему Солнцу.

Далее, исследователи нанесли отобранные светила на диаграмму Герцшпрунга — Рассела. Это график, на котором по вертикальной оси отсчитывается светимость звезд, а по горизонтальной — наблюдаемая температура их поверхностей. Светила на ней распределены не равномерно, а располагаются в определенных областях, что строго соответствуют этапам их жизненного цикла.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела позволяет проследить весь жизненный путь звезды вроде нашего Солнца. Сначала новорожденное светило конденсируется из газопылевого облака и уплотняется до давлений и температур, позволяющих начаться реакциям термоядерного синтеза. На диаграмме это соответствует началу главной последовательности — участку, где находится порядка 90% всех звезд.

В дальнейшем, солнцеподобная звезда приступает к своему движению по главной последовательности. Она начинает вырабатывать больше энергии и температура ее оболочки постепенно увеличивается. В какой-то момент светило достигает пика своей температуры. Но после того, как запасы водородного топлива начинают подходить к концу, звезда начинает стремительно увеличиваться в размерах, в то время как температура ее поверхности наоборот, уменьшается. В конце концов, звезда становится красным гигантом или сверхгигантом, отправляясь в правый верхний угол диаграммы, а затем остывает и сжимается до размеров белого карлика, оказываясь слева внизу.

Данные Gaia позволяют составить картину будущего Солнца. Сейчас его возраст составляет 4.57 млрд лет и наша звезда находится в середине своего жизненного цикла. В ближайшие миллиарды лет Солнце будет постепенно излучать все больше и больше энергии, а его температура будет увеличиваться. Температурный максимум будет достигнут, когда Солнцу будет примерно 8 млрд лет от роду.

После этого наше светило начнет движение в правый угол диаграммы. Когда ему будет 10 – 11 млрд лет, Солнце драматически увеличится в размерах и превратится в красного гиганта.

Оно поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю. Затем наступит неизбежный финал. Умирающая звезда сбросит свою оболочку и от нее останется лишь ядро, которое превратится в тусклый белый карлик.

13 июня выкатили третий релиз данных Gaia. В плане базовой астрометрии он не отличается от раннего 3го релиза, опубликованного в декабре 2020, но содержит огромное количество дополнительной информации - классификация объектов, спектры, радиальные скорости, фотометрия. Интересующиеся могут начать отсюда и далее по ссылкам и презентациям.

В частности опубликованы

- средние радиальные скорости 33 млн звезд, скорости вращения вокруг оси для 3.5 млн звезд

- фотометрия 10 млн объектов: 2.18 млн затменных двойных, 1.7 млн долгопериодических переменных, 0.8 млн активных галактических ядер, 0.4 млн короткопериодических переменных, 0.2 млн лирид, 15000 цефеид, 363 события микролинзирования (из них 90 новых), 214 транзитных экзопланеты (в основном известные)

- данные по 158 тыс объектов Солнечной системы (астрометрия, спектры, периоды вращения)

- 800000 звезд c аномалиями в астрометрическом решении, в основном двойные системы, в основном известные. Особый интерес представляют новые двойные с нейтронными звездами и черными дырами и обнаружение маломассивных компаньонов - найдено 1843 кандидата в коричневые карлики и 73 - в экзопланеты. Впервые астрометрически подтверждены, уточнены или ограничены уже известные экзопланеты. Многие оказались тяжелее первых оценок по Msini и скорее всего являются коричневыми карликами, например HD 164604b. Есть и удивительные новые находки: HIP 66074b и HIP 28193b - юпитеры с периодами 300 и 800 дней, WD 0141-675b - суперюпитер массой 9 MJ на 33 дневной орбите вокруг белого карлика! (arXiv:2206.05595)

В завершение стоит сказать, что текущих запасов топлива аппарату хватит на работу до 2025 года. 4й релиз планируется не раньше 2025 г, 5й - после 2028. Они будут включать полный астрометрический, фотометрический каталог и каталог лучевых скоростей.

В ходе анализа данных, собранных космической обсерваторией Gaia, астрономы обнаружили ранее неизвестный горячий юпитер. Особенность находка заключается в том, что она была сделана транзитным методом. На сегодняшний день это вторая экзопланета, найденная Gaia при помощи этого способа.

Обсерватория Gaia была запущена в 2013 году. Ее основная цель — составление подробной карты распределения звезд Млечного Пути. Для этого телескоп измеряет положения, направление движения и спектральные классы примерно миллиарда светил. Но Gaia также может использоваться и для иных задач, в том числе и изучения экзопланет. Поскольку телескоп собирает очень точные о положении звезд, его можно задействовать для поиска экзопланет при помощи астрометрического метода путем фиксации небольших изменений положения звезд на небе с течением времени.

Но, как часто бывает в астрономии, со временем ученые нашли и иные способы, как использовать телескоп для решения задачи поиска внесолнечных тел. В прошлом году команда исследователей сумела впервые задействовать Gaia для обнаружения экзопланеты при помощи транзитного метода — путем измерения колебаний яркости звезды, вызванных прохождениями компаньона на фоне ее диска.

Недавно команда израильских астрономов доказала, что прошлогоднее открытие не было случайность. В ходе нового анализа собранных телескопом данных им удалось найти следы еще одной экзопланеты. Она получила название Gaia-2b. Впоследствии ее существование было подтверждено космическим телескопом TESS, а также Большим Бинокулярным телескопом.

Gaia-2b обращается вокруг солнцеподобной звезды, находящейся на расстоянии 675 световых лет от Земли. Она представляет собой раздутый горячий юпитер. При массе, составляющей 0,82 от массы Юпитера, радиус экзопланеты превышает радиус Юпитера в 1,3 раза. Орбита Gaia-2b проходит на расстоянии менее 7 млн км родительской звезды, поэтому ее атмосфера разогрета до очень больших температур. Астрономы допускают, что в этой системе могут существовать иные крупные экзопланеты и намереваются продолжить ее изучение.

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/G...

Группа сопровождения миссии Gaia опубликовала снимок, сделанный 18 февраля. На первый взгляд, это ничем не примечательное изображение, демонстрирующее несколько звезд. Но на самом деле одна из точек на снимке это не звезда, а рукотворный объект. В поле зрения Gaia попал знаменитый телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST).

Оба аппарата находятся на гало-орбите, расположенной вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля. В момент съемки их разделяла дистанция в миллион км. Это почти в три раза больше, чем расстояние между Землей и Луной. Также стоит отметить, что Gaia не предназначена для съемки небесных тел. Основная задача обсерватории — определение точного положения, расстояния, скорости собственного движения и цвета звезд.

Тем не менее, на борту аппарата находится прибор под названием sky mapper, осуществляющий сканирование небесной сферы. После запуска JWST европейские специалисты рассчитали, что 18 февраля телескоп окажется в поле зрения инструмента. Несмотря на огромную дистанцию, ему действительно удалось запечатлеть свет, отразившийся от солнцезащитного экрана и зеркала телескопа.

Что касается самого JWST, то телескоп все еще находится в стадии калибровки и постепенно охлаждения своих научных инструментов. Ожидается, что он сможет приступить к регулярным научным наблюдениям в начале лета 2022 года.