Редчайшая комета и границы Вселенной. 10 главных астрономических открытий в 2020 году

Благодаря данным телескопа ALMA, расположенного в чилийской пустыне Атакама, исследователи подтвердили, что вокруг отдаленных звезд в молодых звездных системах часто можно наблюдать диск из газа и пыли. Подобный проплид мог стать причиной великого разделения и в Солнечной системе около 4,5 млрд лет назад.

Авторы открытия предположили, что протопланетный диск вокруг молодого Солнца мог создать две зоны с высоким и низким давлением газа и пыли. Эти зоны отвечали за распределение материалов в Солнечной системе и привели к появлению земной группы планет и отдаленных гигантов вроде Юпитера и Сатурна.

«Этот барьер в космосе, вероятно, не был идеальным. Некоторый материал из внешней Солнечной системы мог пробраться ближе к Солнцу вопреки разделению и стал важным для развития нашего мира. Материалы, которые могли попасть на Землю, являются летучими и богатыми углеродом, что дало нам воду и органику», — заявили ученые.

2

Кислород в другой галактике

Пока астрономы из США и Японии исследовали причины зарождения жизни в Солнечной системе, ученые из Китая нашли признаки существования живых существ в другой галактике: специалисты заявили об открытии молекулярного кислорода в галактике Маркарян 231, расположенной в 561 млн световых лет от Млечного пути.

Молекулу обнаружили с помощью наземных радиообсерваторий: 30-метрового телескопа IRAM в Испании и интерферометра NOEMA во Франции, которые позволили ученым впервые засечь эмиссию молекулярного кислорода «во внешней галактике».

По данным астрономов, мощное излучение кислорода находится примерно в 33 тыс. световых лет от центра галактики и происходит в результате взаимодействия между активным молекулярным потоком и облаками внешнего диска.

В течение последних 20 лет спутники успешно обнаружили молекулярный кислород в облаке Ро Офиучи и туманности Ориона, которые находятся на расстоянии 350 и 1344 световых лет от Земли соответственно.

Новое исследование подтвердило, что содержание кислорода в Маркарян 231 было примерно в 100 раз выше, чем в упомянутой туманности Ориона. Это говорит о том, что галактика могла подвергнуться гораздо более интенсивному варианту того же процесса расщепления молекул.

3

Фото плазмы Солнца

Одним из самых громких событий в астрономии последнего года также стала публикация изображения тонких нитей горячей плазмы в атмосфере Солнца, которую сделали с помощью суборбитального телескопа High Resolution Coronal Image. Новые изображения в высоком разрешении демонстрируют магнитные нити шириной до 500 км, внутри которых течет плазма.

Телескоп High Resolution Coronal Image предназначен для получения изображений с высоким разрешением короны нашего Солнца. Hi-C может обнаружить объекты на Солнце размером всего 70 километров (43 мили), или 0,01% от общего размера звезды.

«До сих пор солнечные астрономы эффективно рассматривали нашу ближайшую звезду в стандартном разрешении, тогда как исключительное качество данных, предоставляемых телескопом Hi-C, позволяет нам наблюдать участок Солнца в сверхвысоком разрешении впервые», — заявили авторы исследования из Университета Центрального Ланкашира в Великобритании.

Благодаря этому открытию ранее невидимые части Солнца теперь стали заметными, и это может рассказать нам больше о том, из чего состоит магнитная атмосфера Солнца. Магнитное поле и корональные петли, которые составляют внешний слой Солнца, являются важной частью механизма, который образует солнечные бури. Такие бури могут влиять на жизнь людей на Земле и даже наносить серьезный вред коммуникационному оборудованию.

Как только мы узнаем больше о природе солнечных бурь — мы можем лучше прогнозировать их.

4

Зеркальная Солнечная система

Весной 2020-го представители Института Макса Планка в Геттингене сделали сразу двойное астрономическое открытие: ученые обнаружили «зеркальную» Солнечную систему, в которой есть своя Земля и свое Солнце.

Эта планета называется KOI-456.04, она чуть менее чем в два раза больше Земли и расположена на расстоянии примерно 3000 световых лет от нас. Самое интересное, что этот объект находится на таком расстоянии от своей звезды, которое допускает нормальные температурные условия для жизни.

Звезда этой экзопланеты — Kepler-160 — также похожа на наше Солнце, и испускает видимый свет. Поскольку большинство из подтвержденных экзопланет в разы больше Земли и расположены достаточно близко к своим звездам, обнаружение KOI-456.04 может стать одним из наиболее подходящих кандидатов для поиска внеземной жизни.

Ученые заявляют, что Kepler-160 имеет почти такой же размер, как у нашего Солнца, температура на поверхности этой звезды составляет около 5200 градусов Цельсия, и у них относительно одинаковые показатели яркости. Период обращения KOI-456.04 вокруг Kepler-160 — 378 дней, что также очень близко к земному году. Учитывая характеристики и расстояние между этими объектами, астрономы предполагают, что на обнаруженной экзопланете даже может быть вода в жидком виде.

Исследователи прогнозируют, что средняя температура на поверхности этой экзопланеты составляет около пяти градусов Цельсия, что примерно на 10 градусов ниже, чем средняя температура на Земле.

5

Фото Вселенной в рентгеновском диапазоне

Летом 2019-го Институт внеземной физики Макса Планка совместно с Роскосмосом запустили на орбиту рентгеновский телескоп eROSITA. Ровно через год после этого (летом 2020-го) телескоп прислал на Землю фото Вселенной в рентгеновском диапазоне, на котором зарегистрированы более одного миллиона объектов.

На изображении запечатлены более миллиона космических объектов, которые испускают рентгеновское излучение, включая черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды.

«Это фактически столько же, сколько было обнаружено за всю историю рентгеновской астрономии на протяжении 60 лет… Данные действительно потрясающие, и я думаю, что то, что мы здесь делаем, станет революцией в рентгеновской астрономии», — заявил астрофизик из Института внеземной физики Макса Планка Кирпал Нандра.

Для создания такого изображения ученые использовали проекцию Аитова, — картографический метод, который применяют в печати географических карт Земли. По сути, астрофизики развернули видимую нам часть неба в форму эллипса, поместив в середину галактику Млечный Путь, — ее можно заметить в форме темно-синей горизонтальной полоски.

Чтобы изображение было понятным — его «закодировали» различными цветами: синим пометили рентгеновское излучение с более высокой энергией, зеленым — с энергией среднего уровня, и красным — низкоэнергетический рентгеновский диапазон.

6

Редчайшая комета

Несколько месяцев назад представители NASA заметили в небе космический объект, который приближается к Земле с очень далекого расстояния. Речь идет о комете NEOWISE, названной в честь телескопа, заметившего ее, — Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer.

Точное название кометы в перечне известных нам космических объектов — C/2020 F3, и ее особенность в том, что летом 2020-го она пролетела возле Земли впервые за последние 6800 лет.

Эта комета движется по околопараболической орбите и ее ядро покрыто материалом, который относится к времени происхождения солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад.

Фотографы и астрономы в разных уголках планеты сделали тысячи снимков этой кометы в период с 14 по 19 июля 2020-го, когда эту комету можно было наблюдать в ночном небе Северного полушария Земли.

Объект можно было заметить даже невооруженным глазом, но для лучшего наблюдения стоило воспользоваться биноклем или телескопом. Максимальное сближение кометы с Землей произошло в ночь с 22 на 23 июля, после чего она снова начала отдаляться от нас.

7

Самое сильное магнитное поле во Вселенной

Пока весь мир наблюдал за кометой NEOWISE, астрономы из Китайской академии наук и Университета им. Эберхарда Карла в Тюбингене обнаружили объект, магнитное поле которого является самым сильным во всей Вселенной.

Этим объектом стал пульсар GRO J1008−57, магнитное поле которого было в миллионы раз сильнее, чем любое магнитное поле, которое создавали ученые в лабораторных условиях до этого.

Пульсарами называют вращающиеся нейтронные звезды, — очень плотные космические объекты, диаметр которых составляет от 10 до 20 км, а масса приблизительно равна массе Солнца.

Анализируя мощные вспышки электромагнитного излучения в 2017-м, астрономы определили, что индукция магнитного поля GRO J1008−57 примерно равна одному миллиарду Тесла. К сравнению, самый высокий показатель индукции магнитного поля, который смогли достичь ученые в лабораторных условиях на Земле, составляет 1200 Тесла.

Исследователи предполагают, что во Вселенной существуют нейтронные звезды с индукцией магнитного поля в сотни миллиардов Тесла. Эти теоретические объекты называют магнетарами.

8

Открытия на Марсе

Буквально пару месяцев назад также произошло юбилейное «свидание» нашей планеты с ее соседкой — Марсом: 6 октября 2020-го Красная планета приблизилась к Земле на расстояние 62,1 млн км. Это рекордное сближение за последние 15 лет.

Но более важным стало открытие сети озер, которые могут находиться под поверхностью Марса и состоять из очень холодной соленой воды. Авторы исследования — астрономы из Университета Рима в Италии — заявили, что эти озера могут хранить следы жизни.

«Они могут сохранять следы любых форм жизни, которые развивались, когда Марс имел плотную атмосферу, более мягкий климат и наличие жидкой воды на поверхности, как на ранней Земле», — говорили ученые.

Позже американские инженеры предложили свои способы создания водорода и кислорода на Марсе с помощью вероятных соленых озер.

Это открытие приближает нас к возможной колонизации Марса, несмотря на то, что у этой идеи есть очень много противников.

9

Крушение легендарной обсерватории

Даже в астрономии не обошлось без негативных событий в 2020 году: все началось с предложения о выведении из эксплуатации обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико из-за ее повреждения во время штормов.

Но ученые не успели это сделать, поскольку в начале декабря 2020-го 900-тонная приемная платформа телескопа упала на антенну внизу с высоты 140 м, и обсерватория полностью разрушилась.

Среди успехов телескопа было открытие в 1992 году первой экзопланеты — планеты за пределами Солнечной системы — а в 1981 году он помог создать первые радиолокационные карты поверхности Венеры.

Действие сцены из фильма о Джеймсе Бонде «Золотой глаз» с участием Пирса Броснана происходило высоко над тарелкой, а в фильме «Контакт» астроном, которого играла Джоди Фостер, использовала обсерваторию в поисках инопланетных сигналов.

«Какой печальный день для астрономии и планетологии во всем мире и для одного из самых знаковых телескопов всех времен», — написал Томас Зурбухен, помощник администратора в управлении научных миссий NASA.

10

Границы Вселенной

Более приятные новости к концу 2020 года преподнесли нам ученые из Университета Токио: астрономы определили точное расстояние к самой далекой и самой старой галактике в истории наблюдений.

Эта галактика — GN-z11, и ранее исследователи предполагали, что расстояние к ней составляет около 13,4 млрд световых лет. Это означает, что GN-z11 галактика сформировалась примерно через 420 млн лет после Большого взрыва.

Но теперь ученые из Японии заявили, что реальная длина световых лучей GN-z11 равна примерно 32 млрд световых лет. Как это возможно, если возраст Вселенной составляет около 13,8 млрд лет и ничто не может быть старше этого?

Ответ на этот вопрос кроется в расширении Вселенной: так называемое космологическое красное смещение отвечает за растяжение длины световых волн от далеких галактик. Это смещение называют красным, потому что волны смещаются в сторону красного светового спектра.

Благодаря спектрографу MOSFIRE, установленному на телескопе Keck I на Гавайях, астрономы определили красное смещение в 100 раз точнее, чем предыдущие измерения, и подтвердили, что GN-z11 — это самая далекая и самая старая галактика, которая находится на краю наблюдаемой Вселенной.