Составное изображение галактик UDF3 и UDF3-2 в формате RGB.
Астрономы из Университета Цинхуа и обсерватории Стюарда обнаружили пару галактик, демонстрирующих значительное рентгеновское излучение, о чем сообщается в статье, опубликованной 31 июля на arXiv.
Исследование Great Observatories Origins (GOODS) объединяет данные космических обсерваторий, таких как Хаббл, "Чандра", "Спитцер" и XMM-Newton, а также наземных телескопов, включая Очень большой телескоп (VLT) и телескопы Кека. Группа под руководством Цзя Цая провела поиск звездообразующих галактик в южном поле GOODS (GOODS-S), объединив данные VLA, ALMA, JWST и HST.
В результате наблюдений была обнаружена пара галактик с красным смещением 2,54, обозначенные как UDF3 и UDF3-2. Возраст звезд UDF3 и UDF3-2 составляет 15 и 206 миллионов лет соответственно, а их звездная масса — около 5,8 и 3,3 миллиарда солнечных масс. Скорость звездообразования в UDF3 составляет 529 солнечных масс в год, что в 15,5 раз выше, чем в UDF3-2.
Астрономы предполагают, что галактики взаимодействуют гравитационно: UDF3 имеет комковатые структуры, а UDF3-2 — вытянутую морфологию. Оба объекта демонстрируют значительное рентгеновское излучение, которое, по мнению авторов, обусловлено двойными рентгеновскими системами с высокой массой (XRB), а не активными ядрами галактик (AGN).
Если гипотеза подтвердится, то эта галактическая система может стать звездообразующей парой с наибольшим красным смещением, обнаруженной с помощью рентгеновского излучения. Это также указывает на то, что рентгеновская светимость галактик с высоким красным смещением может не полностью зависеть от активности AGN.
Цветное изображение галактики Sculptor с VLT показывает розовые области ионизированного водорода и голубые зоны уже сформировавшихся звезд.
Астрономы создали настоящую галактическую сенсацию — детализированное изображение, которое раскрывает ранее невиданные особенности галактики Скульптора. С помощью Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (ESO's VLT) исследователи одновременно наблюдали эту близлежащую галактику в тысячах оттенков цвета. Захватив огромный объем данных в каждой точке пространства, они создали обширную панораму, отражающую жизненный цикл звезд в пределах Скульптора.
«Галактики — поразительно сложные системы, понимание которых по-прежнему представляет серьезную задачу», — отмечает Энрико Конджу из ESO, возглавлявший новое исследование, опубликованное в Astronomy & Astrophysics. Простираясь на сотни тысяч световых лет, галактики грандиозны по размеру, однако их эволюция зависит от процессов, происходящих на гораздо меньших масштабах.
«Галактика Скульптора занимает уникальное положение», — добавляет Конджу. «Она достаточно близка, чтобы мы могли детально рассмотреть ее внутреннюю структуру и изучить строительные блоки с поразительной точностью, и в то же время достаточно масштабна, чтобы наблюдать ее как единое целое».
Строительные элементы галактики — звезды, газ и пыль — испускают свет в различных цветовых диапазонах. Следовательно, чем более насыщена палитра изображения, тем больше сведений удается получить о внутренних процессах. Если традиционные снимки содержат лишь ограниченное количество цветов, то новая карта Скульптора включает тысячи оттенков, что раскрывает астрономам сведения о возрасте, составе и движении звезд, газа и пыли.
Для создания данной карты, расположенной в 11 миллионах световых лет и известной также под обозначением NGC 253, ученые проводили наблюдения на протяжении более 50 часов с применением спектрографа MUSE, установленного на ESO's VLT. Им пришлось объединить свыше ста экспозиций, чтобы охватить область галактики шириной около 65 тысяч световых лет.
По словам соавтора исследования Кэтрин Крекель из Гейдельбергского университета (Германия), полученная карта является мощным инструментом: «Мы можем приблизить отдельные участки, где рождаются звезды, почти до масштаба отдельных звезд, и одновременно изучать галактику в целом».
В ходе первого анализа данных команда обнаружила около 500 планетарных туманностей — областей газа и пыли, выброшенных умирающими звездами, напоминающими наше Солнце.
Докторант Гейдельбергского университета Фабиан Шойерманн, соавтор работы, подчеркивает значимость этого открытия: «За пределами нашей галактической окрестности обычно фиксируют менее 100 таких объектов на одну галактику».
Планетарные туманности, благодаря своим характеристикам, служат своеобразными маркерами расстояний к своим галактикам.
«Обнаружение планетарных туманностей дает нам возможность уточнить расстояние до галактики — жизненно важный параметр, от которого зависит достоверность всех последующих исследований», — говорит Адам Лерой, профессор из Университета штата Огайо (США) и соавтор статьи.
В дальнейшем, используя созданную карту, ученые намерены изучать газ, а так же изменения его состава и процессы звездообразования по всей галактике. «Как столь мелкие явления могут оказывать огромное влияние на систему, размеры которой превосходят их в тысячи раз, по-прежнему остается загадкой», — заключает Энрико Конджу.
Международная команда исследователей сделала сенсационное открытие, обнаружив бинарную звезду, которая вращается в непосредственной близости от Стрельца A* — сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики. Это первый случай, когда звёздная пара была найдена так близко к такой мощной чёрной дыре. Открытие, основанное на данных, собранных с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (ESO’s VLT), помогает лучше понять, как звёзды могут выживать в условиях экстремальной гравитации и открывает перспективы для поиска планет рядом со Стрельцом A*.
«Чёрные дыры не так разрушительны, как мы предполагали», — говорит Флориан Пайскер, исследователь из Кёльнского университета в Германии и главный автор исследования, опубликованного в журнале Nature Communications. Бинарные звёзды, то есть пары звёзд, вращающиеся друг вокруг друга, распространены во Вселенной, но до сих пор не были обнаружены вблизи сверхмассивной чёрной дыры, где сильная гравитация может угрожать стабильности звёздных систем.
Новое открытие демонстрирует, что некоторые бинарные системы могут существовать даже в разрушительных условиях. Обнаруженная звезда, получившая название D9, всего 2,7 миллиона лет, и её сильное притяжение чёрной дыры может привести к её слиянию в одну звезду всего через миллион лет — очень короткий срок для такой молодой системы.
«Это предоставляет лишь краткий промежуток времени в космических масштабах для наблюдения за такой бинарной системой — и нам это удалось!» — отмечает соавтор Эмма Бордье, исследователь из Кёльнского университета и бывшая студентка ESO.
На протяжении многих лет считалось, что экстремальные условия рядом со сверхмассивной чёрной дырой мешают образованию новых звёзд. Однако несколько молодых звёзд, найденных вблизи Стрельца A*, опровергли это предположение. Открытие бинарной звезды D9 теперь подтверждает, что звёздные пары могут формироваться даже в таких суровых условиях. «Система D9 показывает явные признаки наличия газа и пыли вокруг звёзд, что указывает на то, что она могла образоваться вблизи сверхмассивной чёрной дыры», — объясняет соавтор Михал Заячек, исследователь Масариковского университета в Чехии и Кёльнского университета.
Новая бинарная звезда была обнаружена в плотном скоплении звёзд и других объектов, вращающихся вокруг Стрельца A*, известном как S-кластер. Особый интерес представляют G-объекты, которые ведут себя как звёзды, но выглядят как облака газа и пыли.
Снимок с телескопа "VLT".
Во время наблюдений за этими загадочными объектами команда заметила удивительный паттерн в D9. Данные, полученные с помощью инструмента ERIS VLT и архивных данных инструмента SINFONI, показали повторяющиеся изменения в скорости звезды, указывая на то, что D9 на самом деле состоит из двух звёзд, вращающихся друг вокруг друга. «Я сомневался в правильности своего анализа», — говорит Пайскер, — «но спектроскопический паттерн охватывал около 15 лет, и стало очевидно, что это действительно первое бинарное наблюдение в S-кластере».
Результаты исследования проливают новый свет на природу загадочных G-объектов. Команда предполагает, что они могут представлять собой комбинацию бинарных звёзд, которые ещё не слились, и остатков от уже сливших звёзд.
Точная природа множества объектов, вращающихся вокруг Стрельца A*, а также механизмы их формирования вблизи сверхмассивной чёрной дыры остаются загадкой. Однако обновление GRAVITY+ для интерферометра VLT и инструмент METIS на строящемся в Чили Очень большом телескопе (ELT) могут изменить ситуацию. Эти инструменты позволят проводить ещё более детальные наблюдения за центром Галактики, раскрывая природу известных объектов и, безусловно, открывая новые бинарные звёзды и молодые системы. «Наше открытие позволяет нам спекулировать о наличии планет, поскольку они часто образуются вокруг молодых звёзд. Кажется правдоподобным, что обнаружение планет в центре Галактики — это всего лишь вопрос времени», — заключает Пайскер.
Очень Большой телескоп сфотографировал гиперсветящуюся галактику
Сотрудники Европейской южной обсерватории (ESO), опубликовали эффектное изображение того, что выглядит как огромное космическое кольцо. На самом деле запечатленный на снимке объект представляет собой гиперсветящуюся инфракрасную галактику (HyLIRG), известную под обозначением PJ0116-24. Эти невероятно яркие объекты светятся из-за того, что внутри них происходят весьма интенсивные процессы звездообразования.
Но что приводит к подобной активности? Предыдущие исследования показали, что такие экстремальные галактики, как правило, возникают в результате слияния. Считается, что в результате галактического столкновения образуются области плотного газа, в которых происходит интенсивное звездообразование.
Но изолированные галактики тоже могут превратиться в HyLIRG и в результате внутренних процессов, если звездообразующий газ быстро направляется к ядру, что и демонстрирует пример PJ0116-24. Ее изображение было получено в ходе совместных наблюдений, выполненных комплексом радиотелескопов ALMA и Очень Большим телескопом ESO.
ALMA отслеживал холодный газ, показанный здесь синим цветом, в то время как VLT с его новым спектрографом с улучшенным разрешением отслеживал теплый газ, показанный красным цветом. Благодаря этим наблюдениям астрономы обнаружили, что газ в PJ0116-24 вращается организованно, а не хаотично, как было бы после галактического столкновения. Это убедительно показывает, что слияние не всегда необходимо для того, чтобы галактика стала HyLIRG.
PJ0116-24 находится так далеко, что ее свету потребовалось около 10 миллиардов лет, чтобы дойти до нас. Это в два раза больше, чем время существования Солнца и Земли! При обычных обстоятельствах, астрономы попросту никогда бы не сумели ее сфотографировать. К счастью, галактика переднего плана (здесь не показана) выступила в роли гравитационной линзы, усилив свет от PJ0116-24 и превратив его в т. н. кольцо Эйнштейна, которое и запечатлено на снимке. Астрономы очень активно используют подобные возможности, поскольку они позволяют изучать объекты на краю наблюдаемой Вселенной.
Звезды, подобные нашему Солнцу в конце своей жизни превращаются в красных гигантов, уничтожая находящиеся рядом с ними тела. Потом они сбрасывают атмосферу, и от них остается лишь ядро, которое постепенно остывает и превращается в белого карлика.
На сегодняшний день астрономы накопили немало свидетельств того, что подобные космические «угли» способны поглощать обращающиеся вокруг них остатки планет. Ранее считалось, что в таких случаях их вещество равномерно перемешивается по поверхности белого карлика. Но результаты недавних наблюдений, выполненных при помощи VLT, показывает, что это не так.
Открытие было сделано в ходе изучения белого карлика WD 0816-310, расположенного на расстоянии 63 световых лет от Солнца. Астрономам удалось найти повышенную концентрацию металлов в его спектре. Поскольку все элементы тяжелее водорода и гелия довольно быстро «тонут» внутри белых карликов, это говорит о том, что недавно WD 0816-310 поглотил какой-то объект. По мнению ученых это был планетарный фрагмент диаметром около 500 км, что сопоставимо с размерами астероида Веста.
Однако самым необычным является то, что содержание металлов на поверхности карлика меняется с интервалом в несколько дней и коррелирует с его вращением и магнитным полем. Это говорит о том, что они сконцентрированы в определенной области — а точнее говоря, на одном из магнитных полюсов. По всей видимости, магнитное поле мертвой звезды притянуло металл, создав своеобразный «шрам».
В будущем астрономы могли бы изучать подобные «шрамы», чтобы определять химический состав экзопланет. Кроме того, открытие наглядно демонстрирует, что планетарные системы могут оставаться активными даже после смерти звезды.
Астрономы — удивительные люди. Их небеса полны диковинных существ. Там и крылатый конь, и отрубленная голова змеекудрой Горгоны с ужасающим взглядом, превращающий всякого в камень, если тот только посмотрит ей в глаза. Есть коза с рыбьим хвостом, и даже два дядьки с двумя парами быстрых копыт каждый — оба в Южном небесном полушарии (в северном почему-то таких не водится). И хотя Кентавры поселились в земных небесах еще в античную пору, астрономы продолжают наполнять звездные пространства несусветными абстракциями и по сей день. Обнаруженные в эпоху телескопической астрономии туманности порой получают такие названия, что остается лишь удивляться фантазии и воображению людей, увлеченных небом.
Ярким примером названия, вызывающего изумление и улыбку, является "The Running Chicken Nebula" — оно переводится на русский язык по-разному; "Бегущий цыпленок" или "Бегущая курица" — выбирайте, кому что больше нравится. А располагается оно вблизи звезды, обозначенной греческой буковой Лямбда в созвездии Центавра (того самого копытного мужчины).
Кто и когда нарек туманность (и рассеянное звездное скопление по совместительству) с каталожным номером IC 2944 "Бегущим цыпленком" — об этом наука умалчивает. Предполагается, что в очертаниях светящихся водородных облаков можно угадать силуэт птицы, растопыревшей лапы и раскинувшей крылья. Но мне этого не удалось. И я не знаю никого, кто смог бы подтвердить это сходство. Тем не менее, название прижилось. Хотя, — куда бежит (или, может быть, — от кого убегает?) "Цыпленок" мы никогда не узнаем.
По зрелищности "The Running Chicken Nebula" не уступает знаменитой Туманности Ориона. Вот, только находится объект глубоко в южном небесном полушарии, и в наших широтах не виден. А так бы его нарекли гораздо раньше, более серьезно. Тем не менее, астрономы не обошли туманность и скопление самым пристальным вниманием.
Что мы знаем о "Цыпленке"?
Он довольно далеко — 6500 световых лет — это в 4-5 раз дальше Туманности Ориона, а яркость имеет примерно ту же. И можно догадаться, что образование это на порядок более масштабное. Наиболее заметная часть туманности занимает на небе площадь в 25 раз больше полной Луны, хотя, никаких четких границ туманности не имеют — все более продолжительные фотоэкспозиции открывают нам более тусклые и отдаленные просторы водородных облаков, конца и края которым во Вселенной нет.
Туманность светится не просто так — она переизлучает свет погруженных в неё молодых и очень горячих звезд. Пик интенсивности таких светил приходится на ультрафиолетовую часть спектра. Фотоны ультрафиолета возбуждают атомы водородных облаков, и последние переизлучают свет звезд в видимой части спектра — в красной его области — вот, мы и видим подобные туманности в красной и розоватой гамме.
Можно заметить, что в относительно ровном сиянии туманности есть "небольшие" темные вкрапления. Это так называемые "глобулы Бока" (Барт Бок — американский астроном голландского происхождения). Здесь туманность богата космической пылью — пыль просто поглощает ультрафиолет, переизлучает его в инфракрасном диапазоне, свечение водорода тоже до нас не доходит из-за пыли. И в видимой части спектра глобулы кажутся "дырками" в туманности. Зато внутри этих "Глобул" с высокой вероятностью зарождаются новые звезды — это как зародыши в матке, ограничены пылевой завесой от всего окружающего мироздания. И такая картина довольно распространена как минимум в нашей Галактике Млечный путь.
Но по каким-то причинам практически все "глобулы Бока" в "Бегущей курице" оказались бесплодны. В самой туманности звездообразование идет довольно активно. В глобулах — нет. В некоторых глобулах нашлись уже сформировавшиеся, но довольно старые, звезды. А такого, что бы прямо на наших глазах в глобулах конденсировались газ и пыль, формировались сгустки протозвезд, и начинали светиться в инфракрасном диапазоне — этого тут, увы, не обнаружилось.
Что не так с этой "Курицей", и почему она не несет "золотые яйца звезды" — этого астрономы пока не понимают. И оттого лишь пристальнее вглядываются в эти сияющие звёздные дали.
Совсем недавно Европейская Южная Обсерватория (ESO, Чили, высокогорная пустыня Атакама) при помощи VTL (Very Large Telescope) — "Очень Большого Телескопа" — получила грандиозный мозаичный портрет "Цыпленка" размером в полтора миллиарда пикселей. Конечно, имеющимися у нас средствами его не посмотреть — наши мониторы столько пикселей не покажут. Но даже уменьшенные копии этого "портрета" производят сильное впечатление. Нам же только посмотреть, а ученым — изучать, и открывать законы. Все выводы нам обязательно расскажут. Научные знания имеют накопительный эффект. Вроде бы они совсем оторваны от простой человеческой жизни. А потом вдруг оборачиваешься, понимаешь, что эта обычная человеческая жизнь уже совсем не та, что была 100 лет назад, и уж точно её не сравнить и близко с тем, что имело место на временной шкале цивилизации лишь одно тысячелетие в прошлое. Кто знает — не исключено, что еще лет через 100 мы уже будем совершать межзвездные полеты (первые межзвездные зонды готовятся уже сейчас!), а через тысячу лет научимся сворачивать пространство в трубочку, и в одночасье добираться до глобул "Бегущего цыпленка"? Когда возникает вопрос: "Чем таким полезным занимаются эти ученые за огромные с точки зрения обывателя деньги?" — именно этим! — Они хотят подарить Вам весь этот необъятный Мир.
Представленное изображение было сделано на территории Европейской Южной обсерватории. Оно демонстрирует внутреннее устройство «Йепуна» — одного из Основных телескопов, входящих в состав комплекса Очень Большой телескоп ESO (VLT).
В общей сложности, VLT состоит из четырех 8,2-метровых Основных и четырех 1.8-метровых Вспомогательных телескопов. В то время как Основные телескопы являются стационарными, Вспомогательные телескопы установлены на подвижные платформы и их можно перемещать по рельсам, размещая на 30 подготовленных площадках. Это дает возможность использовать VLT как интерферометр с перестраиваемой базой.
Но все же, основная мощь VLT скрыта внутри Основных телескопов. В частности, на том же «Йепуне» смонтированы несколько наиболее совершенных инструментов обсерватории, таких как сверхсовременные приемники MUSE, HAWK-I и ERIS.
Эти приборы, созданные для исследований планет, «звездных ясель» и сверхмассивных черных дыр, никогда бы не справились со своими задачами без системы адаптивной оптики AOF. Одна из ее составляющих это устройство формирования «искусственных звезд». Лазерные лучи бьют из четырех черных труб (их можно увидеть на снимке), окружающих 8,2-метровое главное зеркало телескопа. Толщина каждого лазерного пучка «Йепуна» составляет 30 см, а мощность — 22 ватта. Когда лазерное излучение достигает высоты около 90 км в атмосфере Земли, оно возбуждает находящиеся там атомы натрия, и они начинают светиться. В результате, в небе зажигается новая звезда.
Специальные сенсоры в составе каждого инструмента измеряют в реальном времени мерцания этих искусственных звезд. На основании этих измерений вычисляются и посылаются на деформируемое вторичное зеркало телескопа команды, которые в течение миллисекунд изменяют форму его поверхности. Это позволяет скомпенсировать влияние атмосферной турбулентности и получать изображения идеального качества.
Очень Большой телескоп ESO (VLT) пополнился новым научным инструментом ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph). Камера успешно выполнила первые тестовые наблюдения, сфотографировав центральную область галактики NGC 1097.
ERIS представляет собой универсальный инфракрасный приемник. В его состав входит камера ближнего инфракрасного диапазона NIX. В ней предусмотрено использование коронографии — техники блокирования звездного света, что позволяет наблюдать обращающиеся вокруг звезды экзопланеты.
ERIS также оснащен 3D-спектрографом SPIFFIER. Он позволит изучать динамику далеких галактик или измерять скорости звезд, обращающихся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
По словам специалистов, технические возможности ERIS позволят ему получать наиболее четкие изображения, которые на сегодняшний день возможны с единичным 8,2-метровым телескопом. Это достигнуто за счет использования технологии адаптивной оптики. ERIS оснащен датчиками для анализа атмосферной турбулентности в реальном времени по излучению астрономического источника света или лазерной искусственной звезды. Эта информация посылается на вторичное деформируемое зеркало VLT, которое корректирует искажения и создает более четкие изображения.
Первые пробные наблюдения с ERIS были выполнены в феврале. В августе и ноябре инструмент прошел новые тесты, целью которых было уточнение пределов его возможностей. В частности, он пронаблюдал центральный регион галактики NGC 1097, находящейся на расстоянии 45 млн световых лет от Земли по направлению к созвездию Печи.
Снимок ERIS демонстрирует находящееся в самом центре галактики газопылевое кольца. В нем яркими пятнами выделяются области звездообразования. В самом центре сияет активно излучающее «сердце» галактики, в котором скрыта активно поглощающая вещество сверхмассивная черная дыра. Чтобы получить представление о разрешении ERIS надо сказать, что полученное изображение занимает на небе область меньше 0.03% лунного диска.
ERIS будет активно работать по меньшей мере десять лет. Ожидается, что он внесет значительный вклад в множество областей астрономии — от исследований далеких галактик и черных дыр до изучения экзопланет и карликовых планет Солнечной системы.
