Рідкісна комета і кордони Всесвіту. 10 головних астрономічних відкриттів у 2020 році

Завдяки даним телескопа ALMA, розташованого в чилійській пустелі Атакама, дослідники підтвердили, що навколо віддалених зірок у молодих зоряних системах часто можна спостерігати диск з газу і пилу. Подібний проплід міг стати причиною великого поділу і в Сонячній системі приблизно 4,5 млрд років тому.

Автори відкриття припустили, що протопланетний диск навколо молодого Сонця міг створити дві зони з високим і низьким тиском газу і пилу. Ці зони відповідали за розподіл матеріалів у Сонячній системі і призвели до появи земної групи планет і віддалених гігантів на кшталт Юпітеру і Сатурну.

«Цей бар'єр у космосі, ймовірно, не був ідеальним. Деякий матеріал із зовнішньої Сонячної системи міг пробратися ближче до Сонця всупереч поділу і став важливим для розвитку нашого світу. Матеріали, які могли потрапити на Землю, є летючими і багатими на вуглець, що дало нам воду й органіку», — заявили вчені.

2

Кисень в іншій галактиці

Поки астрономи із США і Японії досліджували причини зародження життя в Сонячній системі, вчені з Китаю виявили ознаки існування живих істот в іншій галактиці: фахівці заявили про відкриття молекулярного кисню в галактиці Маркарян 231, розташованій на відстані 561 млн світлових років від Чумацького шляху.

Молекулу виявили за допомогою наземних радіообсерваторій: 30-метрового телескопа IRAM в Іспанії та інтерферометра NOEMA у Франції, які дали можливість вченим вперше зафіксувати емісію молекулярного кисню «у зовнішній галактиці».

За даними астрономів, потужне випромінювання кисню знаходиться приблизно на відстані 33 тис. світлових років від центру галактики і відбувається внаслідок взаємодії між активним молекулярним потоком і хмарами зовнішнього диска.

Протягом останніх 20 років супутники успішно виявили молекулярний кисень у хмарі Ро Офіучі і туманності Оріона, які знаходяться на відстані 350 і 1344 світлових років від Землі відповідно.

Нове дослідження підтвердило, що вміст кисню в Маркарян 231 було приблизно в 100 разів вище, ніж у згаданій туманності Оріону. Це свідчить про те, що галактика могла зазнати набагато інтенсивнішого варіанту того ж процесу розщеплення молекул.

3

Фото плазми Сонця

Однією з найгучніших подій в астрономії останнього року також стала публікація зображення тонких ниток гарячої плазми в атмосфері Сонця, яку зробили за допомогою суборбітального телескопа High Resolution Coronal Image. Нові зображення з високою роздільною здатністю демонструють магнітні нитки завширшки до 500 км, всередині яких тече плазма.

Телескоп High Resolution Coronal Image призначений для отримання зображень з високою роздільною здатністю корони нашого Сонця. Hi-C може виявити об'єкти на Сонці розміром всього 70 кілометрів (43 милі), або 0,01% від загального розміру зірки.

«Дотепер сонячні астрономи ефективно розглядали нашу найближчу зірку зі стандартною роздільною здатністю, тоді як виняткову якість даних, що надає телескоп Hi-C, дає нам можливість спостерігати ділянку Сонця в надвисокій роздільній здатності вперше», — заявили автори дослідження з Університету Центрального Ланкаширу в Великобританії.

Завдяки цьому відкриттю раніше невидимі частини Сонця тепер стали помітними, і це може розповісти нам більше про те, з чого складається магнітна атмосфера Сонця. Магнітне поле і корональні петлі, які складають зовнішній шар Сонця, є важливою частиною механізму, який утворює сонячні бурі. Такі бурі можуть впливати на життя людей на Землі і навіть завдавати серйозної шкоди комунікаційному обладнанню.

Щойно ми дізнаємося більше про природу сонячних бур — ми можемо краще прогнозувати їх.

4

Дзеркальна Сонячна система

Навесні 2020-го представники Інституту Макса Планка в Геттінгені зробили відразу подвійне астрономічне відкриття: вчені виявили «дзеркальну» Сонячну систему, в якій є своя Земля і своє Сонце.

Ця планета називається KOI-456.04, вона трохи менше ніж удвічі більша за Землю і розташована на відстані приблизно 3000 світлових років від нас. Найцікавіше, що цей об'єкт розташований на такій відстані від своєї зірки, яка допускає нормальні температурні умови для життя.

Зірка цієї екзопланети — Kepler-160 — також схожа на наше Сонце, і випускає видиме світло. Оскільки більшість із зазначених екзопланет значно більша за Землю і розташована досить близько до своїх зірок, виявлення KOI-456.04 може стати одним з найбільш підхожих кандидатів для пошуку позаземного життя.

Вчені заявляють, що Kepler-160 має майже такий же розмір, як у нашого Сонця, температура на поверхні цієї зірки становить майже 5200 градусів за Цельсієм, і у них відносно однакові показники яскравості. Період обертання KOI-456.04 навколо Kepler-160 — 378 днів, що також дуже близько до земного року. З огляду на характеристики і відстань між цими об'єктами, астрономи припускають, що на виявленій екзопланеті навіть може бути вода в рідкому вигляді.

Дослідники прогнозують, що середня температура на поверхні цієї екзопланети становить близько п’яти градусів за Цельсієм, що приблизно на 10 градусів нижче, ніж середня температура на Землі.

5

Фото Всесвіту в рентгенівському діапазоні

Влітку 2019-го Інститут позаземної фізики Макса Планка спільно з Роскосмосом запустили на орбіту рентгенівський телескоп eROSITA. Рівно через рік після цього (влітку 2020-го) телескоп надіслав на Землю фото Всесвіту в рентгенівському діапазоні, на якому зареєстровано понад один мільйон об'єктів.

На зображенні зафіксовано понад мільйон космічних об'єктів, які випускають рентгенівське випромінювання, зокрема чорні діри, білі карлики і нейтронні зірки.

«Це фактично стільки ж, скільки було виявлено за всю історію рентгенівської астрономії протягом 60 років… Дані дійсно чудові, і я думаю, що те, що ми тут робимо, стане революцією в рентгенівській астрономії», — заявив астрофізик з Інституту позаземної фізики Макса Планка Кірпал Нандра.

Для створення такого зображення вчені використовували проєкцію Аітова, — картографічний метод, який застосовують у друкуванні географічних карт Землі. По суті, астрофізики розгорнули видиму нам частину неба в форму еліпса, помістивши в середину галактику Чумацький Шлях, — її можна помітити в формі темно-синьої горизонтальної смужки.

Щоб зображення було зрозумілим — його «закодували» різними кольорами: синім позначили рентгенівське випромінювання з вищою енергією, зеленим — з енергією середнього рівня, і червоним — низькоенергетичний рентгенівський діапазон.

6

Рідкісна комета

Кілька місяців тому представники NASA помітили в небі космічний об'єкт, який наближається до Землі з дуже далекої відстані. Йдеться про комету NEOWISE, названу на честь телескопа, який помітив її, — Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer.

Точна назва комети в переліку відомих нам космічних об'єктів — C/2020 F3, і її особливість у тому, що влітку 2020-го вона пролетіла біля Землі вперше за останні 6800 років.

Ця комета рухається навколопараболічною орбітою і її ядро вкрите матеріалом, який належить до часу походження сонячної системи близько 4,6 мільярда років тому.

Фотографи та астрономи в різних куточках планети зробили тисячі знімків цієї комети в період з 14 до 19 липня 2020-го, коли цю комету можна було спостерігати в нічному небі Північної півкулі Землі.

Об'єкт можна було помітити навіть неозброєним оком, але для кращого спостереження слід було скористатися біноклем або телескопом. Максимальне зближення комети з Землею відбулося в ніч з 22 на 23 липня, після чого вона знову почала віддалятися від нас.

7

Найсильніше магнітне поле у Всесвіті

Поки весь світ спостерігав за кометою NEOWISE, астрономи з Китайської академії наук і Університету ім. Еберхарда Карла в Тюбінгені виявили об'єкт, магнітне поле якого є найсильнішим у всьому Всесвіті.

Цим об'єктом став пульсар GRO J1008−57, магнітне поле якого було в мільйони разів сильніше, ніж будь-яке магнітне поле, яке створювали вчені в лабораторних умовах до цього.

Пульсарами називають обертові нейтронні зірки, — дуже щільні космічні об'єкти, діаметр яких становить від 10 до 20 км, а маса приблизно дорівнює масі Сонця.

Аналізуючи потужні спалахи електромагнітного випромінювання в 2017-му, астрономи визначили, що індукція магнітного поля GRO J1008−57 приблизно дорівнює одному мільярду Тесла. Для порівняння, найвищий показник індукції магнітного поля, якого змогли досягти вчені в лабораторних умовах на Землі, становить 1200 Тесла.

Дослідники припускають, що у Всесвіті існують нейтронні зірки з індукцією магнітного поля в сотні мільярдів Тесла. Ці теоретичні об'єкти називають магнетарами.

8

Відкриття на Марсі

Буквально кілька місяців тому також відбулося ювілейне «побачення» нашої планети з її сусідкою — Марсом: 6 жовтня 2020-го Червона планета наблизилася до Землі на відстань 62,1 млн км. Це рекордне зближення за останні 15 років.

Але важливішим стало відкриття мережі озер, які можуть перебувати під поверхнею Марсу і складатися з дуже холодної солоної води. Автори дослідження — астрономи з Університету Рима в Італії — заявили, що ці озера можуть зберігати сліди життя.

«Вони можуть зберігати сліди будь-яких форм життя, які розвивалися, коли Марс мав щільну атмосферу, м’якший клімат і наявність рідкої води на поверхні, як на ранній Землі», — казали вчені.

Згодом американські інженери запропонували свої способи створення водню і кисню на Марсі за допомогою ймовірних солоних озер.

Це відкриття наближає нас до можливої колонізації Марсу, попри те, що у цієї ідеї є дуже багато противників.

9

Крах легендарної обсерваторії

Навіть в астрономії не минулося без негативних подій у 2020 році: все почалося з пропозиції про виведення з експлуатації обсерваторії Аресібо в Пуерто-Рико через її пошкодження під час штормів.

Але вчені не встигли це зробити, оскільки на початку грудня 2020-го 900-тонна приймальна платформа телескопа впала на антену внизу з висоти 140 м, і обсерваторія повністю зруйнувалася.

Серед успіхів телескопа було відкриття в 1992 році першої екзопланети — планети за межами Сонячної системи — а в 1981 році він допоміг створити перші радіолокаційні карти поверхні Венери.

Дія сцени з фільму про Джеймса Бонда «Золоте око» за участю Пірса Броснана відбувалася високо над тарілкою, а в фільмі «Контакт» астроном, якого грала Джоді Фостер, використовувала обсерваторію в пошуках інопланетних сигналів.

«Який сумний день для астрономії та планетології в усьому світі і для одного з найбільш знакових телескопів усіх часів», — написав Томас Зурбухен, помічник адміністратора в управлінні наукових місій NASA.

10

Кордони Всесвіту

Приємніші новини до кінця 2020 року піднесли нам вчені з Університету Токіо: астрономи визначили точну відстань до найдальшої і найстарішої галактики в історії спостережень.

Ця галактика — GN-z11, і раніше дослідники припускали, що відстань до неї становить близько 13,4 млрд світлових років. Це означає, що GN-z11 галактика сформувалася приблизно через 420 млн років після Великого вибуху.

Але тепер вчені з Японії заявили, що реальна довжина світлових променів GN-z11 дорівнює приблизно 32 млрд світлових років. Як це можливо, якщо вік Всесвіту становить близько 13,8 млрд років і ніщо не може бути старшим за це?

Відповідь на це питання криється в розширенні Всесвіту: так зване космологічне червоне зміщення відповідає за розтягнення довжини світлових хвиль від далеких галактик. Цей зсув називають червоним, бо хвилі зміщуються в бік червоного світлового спектру.

Завдяки спектрографу MOSFIRE, встановленому на телескопі Keck I на Гаваях, астрономи визначили червоне зміщення в 100 разів точніше, ніж попередні вимірювання, і підтвердили, що GN-z11 — це найдальша і найстаріша галактика, яка розташована на краю спостережуваного Всесвіту.