Успіхи українців і величезні проєкти. 10 найцікавіших космічних досліджень у 2022 році

Міжнародна група дослідників під керівництвом української астрофізикині Ольги Захожай відкрила наймолодший газовий гігант за всю історію спостережень із встановленою масою та радіусом.

Екзопланета, яка отримала назву HD 114082 b, обертається навколо зорі, що розташована приблизно у 310 світлових роках від Землі.

Розмір екзопланети приблизно такий самий, як у Юпітера — найбільшої планети Сонячної системи. Проте її маса приблизно у вісім разів більша. Цікавою екзопланету робить також її вік (лише 15 млн років) та щільність — HD 114082 b приблизно у два-три рази більш щільна, ніж припускають сучасні моделі.

Це відкриття допоможе астрофізикам уточнити свої моделі й теорії формування газових гігантів загалом.

Місяць, ми йдемо

«Ми йдемо, як і прийшли, і як дасть Бог, повернемося — з миром і надією для всього людства», — сказав американський астронавт Юджин Сернан, покидаючи Місяць у 1972 році. Він досі є останньою людиною, яка ходила поверхнею супутника Землі.

Тепер надія повернутися на Місяць знову ожила — цього року NASA провела першу частину своєї нової місячної програми Artemis (Артеміда), а також вперше запустила свою скандальну надважку ракету-носій Space Launch System.

У межах місії Artemis-1 беспілотний космічний корабель Orion за 25 з половиною днів облетів Місяць, досяг рекордної відстані від Землі серед усіх апаратів, призначених для перевезення людей, зробив фото поверхні супутника Землі та приземлився у Тихому океані біля узбережжя Каліфорнії.

Тепер увага перемикається на питання — що буде с наступними місіями?

Наступний етап програми, Artemis-2, стане першою пілотованою місячною місією капсули Orion та її ракети-носія Space Launch System (SLS), під час якої чотири астронавти пролетять над поверхнею Місяця та повернуться на Землю. Загалом заплановано чотири місії, а кульмінацією стане повернення людини на Місяць та будівництво місячної станції Lunar Gateway.

Найкращий телескоп в історії людства

Одна з найскладніших і водночас найдорожча космічна місія за всю історію людства, на яку вчені покладають величезні надії.

Будівництво космічного телескопа імені Джеймса Вебба коштувало близько $10 млрд і тривало майже 20 років. Усі ці зусилля були витрачені не просто так — дослідники впевнені, що ця космічна обсерваторія має потенціал цілковито змінити те, як ми дивимось на космос.

Про всі унікальні властивості телескопа імені Джеймса Вебба й історію його створення ми розповідали у цьому матеріалі. Тут ми розкажемо про нього коротко.

Телескоп запустили наприкінці грудня минулого року. Вже у січні він прибув до точки Лагранжа L2 — свого космічного дому, звідки Джеймс Вебб буде працювати протягом як мінімум десяти років — і почав налаштовувати та калібрувати свої інструменти. За пів року, у липні, вчені опублікували перші зображення, зроблені телескопом, — і стало відразу зрозуміло, що ми чекали саме на це.

Завдяки своєму величезному основному дзеркалу й інструментам, які допомагають телескопу дивитися крізь космічний пил, Джеймс Вебб може як одночасно роздивитися у найбільших деталях близькі до нас об'єкти, так і знайти найвіддаленіші зірки та галактики, що розкажуть нам багато цікавого про еволюцію Всесвіту. Деякі вчені взагалі вважають, що саме ця космічна обсерваторія зможе зробити те, про що до цього часу ми лише мріємо, — допоможе нам знайти позаземне життя.

Людство проти астероїдів

Одним із найбільш обговорюваних фільмів на початку року була стрічка Не дивись вгору. За сюжетом, двоє вчених бачать, що на Землю насувається величезний астероїд, який знищить усю планету. Вони намагаються переконати людство в тому, що треба щось із цим робити, проте ніякі застереження не діють.

Цікаво, що, якби це відбувалося у реальному житті, то ще на початку року у нас би не було способу відбитися від астероїду. Тепер, після успішної місії DART (Double Asteroid Redirection Test), ми знаємо, що робити. Треба запустити космічний корабель, який вріжеться у космічну каменюку та змінить її орбіту! Звучить просто — та за цим стоїть величезний об'єм роботи.

Вже скоро ми дізнаємось більше подробиць про результати цієї репетиції порятунку Землі, а зараз ми можемо просто потішитись, що як мінімум однією космічною загрозою, на яку у нас немає відповіді, стало менше.

Привіт, Стрілець A*!

Ви ще не знайомі? Саме так звуть надмасивну чорну діру, яка розташована в самому центрі нашої галактики Чумацький шлях.

У травні вченим з колаборації Event Horizon Telescope (EHT) вдалося отримати її перше зображення в історії.

Це зображення стало першим прямим доказом того, що Стрілець А* — це дійсно чорна діра. Вчені підтвердили, що її маса приблизно в 4 мільйони разів більша за масу Сонця, що повністю узгоджується з передбаченням Ейнштейна та його Загальною теорією відносності. Додаткове моделювання показало, що чорна діра в центрі Чумацького Шляху обертається, і зараз ми дивимося на її передню частину.

Робота з «фотографування» нашої чорної діри проводилася не одне десятиліття. Вченим знадобилося 25 років, щоб розробити та вдосконалити методи, що дали можливість телескопам у всьому світі діяти як один гігантський телескоп. Для створення зображення Стрільця А* було зібрано шість терабайт даних.

Саму чорну діру побачити на фотографії технічно неможливо: вона знаходиться всередині чорної плями посеред акреційного диска з матеріалу, що світиться. Це гарячий газ, пил та плазма, які випускають радіовипромінювання — його і зуміли зафіксувати радіотелескопи вчених.

Більше про Стрілець А* та важливість цього досягнення ви можете прочитати у нашому матеріалі.

Найбільша галактика з будь-коли виявлених

Команда нідерландських астрономів з Лейденського Університету виявила найбільшу галактику, яка траплялася на очі вчених за весь час дослідження Всесвіту. Вона отримала ім'я Алкіоней на честь гіганта з давньогрецької міфології. Це старший із гігантів, який намагався вбити Геракла, скинувши на нього скелю, проте поступився йому в бою.

Її розмір перевищує розмір Чумацького Шляху більш ніж у 160 разів: довжина Алкіонея в діаметрі становить 16,3 млн світлових років (діаметр Чумацького Шляху — трохи більше ніж 105 тис. світлових років), а загальний розмір добирається до 5 мегапарсеків (загальний розмір нашої галактики — близько 30 кілопарсеків).

Вчені досі не розуміють, як галактики можуть досягати розмірів у кілька мегапарсеків. Гігантські радіогалактики на кшталт Алкіонея допоможуть нам зрозуміти еволюцію таких об'єктів.

Дослідники припускають, що Алкіоней може перебувати у просторі з меншою щільністю, що сприяло б його активному розширенню. Також свою роль може відіграти якась незвичайна взаємодія з космічним павутинням або темною матерією — проте це все лише гіпотези, які доведеться перевірити. Хай там як, Алкіоней продовжує зростати і щодня оновлює свій власний рекорд.

Китайська космічна станція

31 жовтня Китай завершив будівництво своєї нової космічної станції Тяньгун (Небесний палац). Влада та вчені розраховують, що Тяньгун пропрацює щонайменше 10−15 років, що зробить Китай повноправним космічним сусідом США та Європи на орбіті Землі.

Зараз одразу три приватні американські компанії — Blue Origin, Nanoracks і Northrop Grumman — у співробітництві з NASA розробляють космічні станції нового покоління, які мають зрештою замінити МКС. Проте це питання не одного року — і не факт, що американцям вдасться запустити заміну МКС раніше 2030 року.

Ба більше, враховуючи проблеми та застарілість МКС, є шанс, що на певний час Китай володітиме єдиною робочою космічною станцією. Ближче до кінця 2023-го Пекін планує запустити космічний телескоп Сюньтянь (Небесний вартовий), який перебуватиме на одній орбіті зі станцією. Це допоможе китайським вченим проводити дослідження Сонячної системи, екзопланет та еволюції Всесвіту.

Ми нічого не знаємо про ранній космос

Це, звичайно ж, гіпербола, але все ж таки. Влітку японські вчені з Нагойського Університету виявили сліди темної матерії, яка нібито існувала близько 12 млрд років тому. Якщо результати їхнього дослідження підтвердяться, нам доведеться повністю переглянути стандартну космологічну теорію Лямбда-CDM (Lambda-Cold Dark Matter).

Згідно з нею, ранні галактики утворювалися в результаті флуктуації матерії в просторі — грубо кажучи, матерія збиралася в грудки, в яких потім росли галактики, зірки і планети. Це не відповідає тому, що побачили вчені: виявилося, що ранній розподіл темної матерії було достатньо «рівним», що суперечить сучасним уявленням про ранній космос.

Учені підкреслюють, що їхнє дослідження не можна трактувати як виклик всій науці. Однак їх знахідка допоможе нам уточнити все, що ми знаємо про еволюцію Всесвіту, а також, можливо, розгадати загадку природи темної матерії. Команда планує і далі збирати дані, щоб оцінити, чи модель Lambda-CDM відповідає спостереженням за темною матерією в ранньому Всесвіті. Докладніше — у нашому матеріалі.

Зірка, яка спростовує закони фізики

А оце вже не гіпербола. Команда німецьких вчених із Тюбінгенського інституту астрономії та астрофізики розповіла про незвичайну зірку, яку вони виявили в залишках наднової під назвою HESS J1731−347.

Вивчати залишки наднової астрономи почали не просто так. Раніше у цій області вони виявили іще одну яскраву зірку. Спочатку здавалося, що це невелика нейтронна зірка, проте подальші дослідження показали незрозумілі аномалії: вчені з’ясували, що зірка майже на чверть легша за Сонце.

Так, спостерігаючи за рентгенівським випромінюванням зірки, вчені з’ясували, що вона має масу всього 0,77 від сонячної, а її радіус — лише 10,4 кілометра. Це дивно, оскільки всі відомі нам нейтронні зірки були важчими за Сонце, а маса найлегшої нейтронної зірки, виявленої на сьогодні становить 1,17 від сонячної.

Це не просто менше — це значно менше, ніж теоретична мінімальна маса нейтронної зірки. Це підводить нас до одного з двох висновків: або ми чогось не знаємо про нейтронні зірки і наші теорії в чомусь помиляються; або це зовсім не нейтронна зірка, а якийсь невідомий нам зірковий об'єкт.

Обидві гіпотези цікаві, тому пропонуємо почитати про них детальніше.

У США всерйоз взялися за НЛО — адже вони можуть бути небезпечними

Довгий час вивчення НЛО американцями відбувалося в таємниці, однак у 2020 році влада США зізналася, що у них є група, яка вивчає НЛО, або, як їх зараз прийнято називати, НПЯ (невідомі повітряні явища). У своєму першому звіті, який вийшов минулого року, Пентагон офіційно підтвердив, що військові та розвідка США активно вивчають цю тему.

І от влітку Конгрес США визнав, що деякі з виявлених НЛО були створені не людиною. Американська влада впевнена, що зараз потенційна загроза є реальною.

Міністерство оборони США створило Групу синхронізації ідентифікації та управління повітряними об'єктами (AOIMSG), яка займається збиранням та обробленням звітів про потенційні виявлення НЛО. Свою наукову групу, що займається НЛО, організувало також і NASA.

Скотт Брей, заступник директора розвідки ВМФ, заявив, що спроба зрозуміти, чим є ці об'єкти, стала одним з найважливіших завдань для американських військових і вчених. За словами офіційних осіб, багато спостережень незвичайних явищ, ймовірно, можна зарахувати до роботи тривіальних безпілотників чи метеозондів. Проте пояснити деякі з них наразі ніхто не може — і це одночасно цікаво та трохи тривожно.

Надалі вчені та військові планують активніше публікувати свої звіти щодо дослідженя цієї теми. Ну а ми будемо про них розповідати.