Черная дыра-нестандартная обработка
Моя нестандартная обработка изображения черной дыры в центре нашей галактики стала призером фотоконкурса "Снимай науку 2022" от Википедии
исходник
Моя нестандартная обработка изображения черной дыры в центре нашей галактики стала призером фотоконкурса "Снимай науку 2022" от Википедии
исходник
Roman станет шестой «великой» обсерваторией NASA и одним из мощнейших космических телескопов в истории. В рамках программы космическое ведомство США намерено получить первые прямые фотографии экзопланет. Помимо этого, ученые надеются, что полученные телескопом данные позволяет понять, что представляет собой таинственная темная энергия, а также ответить на вопросы распределения материи во Вселенной.
В 2020г американские инженеры завершили работы над главным зеркалом диаметром 2,4 метра. Хотя оно того же размера, что и основное зеркало космического телескопа «Хаббл», благодаря новым технологиям его масса составляет менее четверти от массы зеркала старой обсерватории.
Запуск будет ожидаемо проведен с помощью сверхтяжелой рн Falcon Heavy в октябре 2026г. Стоимость контракта составила $255 миллионов.
Автор Хейген Уоррен, 13 июля 2022 г.
«Космические скалы» — NGC 3324, область звездообразования в туманности Киля, полученная с помощью прибора NIRCam космического телескопа Джеймса Уэбба. Предоставлено: NASA/ESA/CSA/STScI
NASA, Европейское космическое агентство (ЕSА) и Канадское космическое агентство (CSA) опубликовали первый набор полноцветных изображений, сделанных космическим телескопом «Джеймса Уэбба» — новейшим, самым мощным и самым большим космическим телескопом в мире. Всего было предоставлено пять изображений, первое из которых было презентовано президентом США Джо Байденом и вице-президентом Камалой Харрис в Белом доме накануне, 11 июля.
Научные группы «Уэбба» выбрали пять целей для визуализации и анализа с помощью четырех инструментов Уэбба: MIRI (сканер среднего инфракрасного диапазона), NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона), NIRSpec (спектрометр ближнего инфракрасного диапазона) и FGS/NIRISS (точный навигатор). А также датчик и формирователь изображения в ближней инфракрасной области спектра и безщелевой спектрограф (NIRISS). Пятью целями на изображениях были туманность Киля, WASP-96b, туманность Южное кольцо, квинтет Стефана и SMACS 0723.
«Первое глубокое поле Уэбба» (SMACS 0723)
Первым из пяти изображений, которые были показаны, было первое изображение «глубокого поля», сделанное «Уэббом», метко названное «Первое глубокое поле Уэбба». SMACS 0723 — это космическая цель изображения, которое является самым глубоким инфракрасным изображением с самым высоким разрешением, когда-либо полученным телескопом. Изображение было первым, выпущенным 11 июля, и послужило предварительным просмотром перед публикацией остальных четырех изображений, выпущенных на следующий день.
Изображение было получено с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона «Уэбба», или NIRCam, которая отображает объекты в ближней инфракрасной области электромагнитного спектра. Инструмент среднего инфракрасного диапазона «Уэбба», или MIRI, также зафиксировал SMACS 0723 в средней инфракрасной области спектра. NIRCam сделал несколько изображений на разных длинах волн, которые затем были сшиты вместе, чтобы сделать окончательное составное изображение, которое было опубликовано 11 числа.
«Первое глубокое поле Уэбба», сделанное космическим телескопом Джеймса Уэбба. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Хотя может показаться, что изображение, наполненное яркими звездами и великолепными галактиками всех форм, размеров и цветов, занимает большую часть неба, оно размером всего лишь с песчинку, которую держат на расстоянии вытянутой руки, занимая невероятно небольшая часть неба. Более того, «Уэббу» потребовалось всего 12,5 часов, чтобы собрать весь свет, необходимый для сшивки окончательного составного изображения. Для сравнения, космическому телескопу «Хаббл» NASA/ЕSА потребовалось 10 дней, чтобы собрать все изображения, необходимые для создания культового изображения «Hubble Deep Field» 1995 года.
SMACS 0723 — это скопление галактик, расположенное примерно в 4,35 миллиардах световых лет от Земли. Из-за удаленности мы видим SMACS 0723 таким, каким он был много миллиардов лет назад. Кроме того, общей массы скопления галактик достаточно, чтобы действовать как гравитационная линза, искажая часть света, который мы видим от скопления, и увеличивая далекие галактики. Вот почему некоторые из галактик на изображении могут казаться искаженными или иметь странную форму.
Из-за большого расстояния до некоторых галактик и других космических объектов, видимых на этом изображении, свету от них могут потребоваться миллиарды лет, чтобы добраться до нас. Расширение Вселенной с течением времени приводит к тому, что свет от этих галактик растягивается до инфракрасных длин волн, становясь невидимым как для видимых, так и для рентгеновских телескопов, таких как Хаббл и Чандра. Тем не менее, Уэбб специально разработан как инфракрасный телескоп и может видеть свет от этих далеких галактик, что, по сути, позволяет Уэббу оглянуться назад во времени на некоторые из первых галактик, которые образовались после Большого взрыва.
Прибор Уэбба MIRI также сделал снимок SMACS 0723, показав много разных цветов и бликов, где пыль находится в скоплении. Эта пыль является материалом для образования звезд, что в конечном итоге может привести к образованию жизни. Галактики синего цвета на изображении выше содержат звезды, но очень мало пыли. Галактики красного цвета состоят из звезд и больших толстых слоев пыли. Наконец, галактики зеленого цвета заполнены химическими соединениями, такими как углеводороды. Понимание того, из чего состоят галактики, является ключом к пониманию исследователями того, как формируются и развиваются галактики.
SMACS 0723, видимый прибором MIRI Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне (слева) и прибором NIRCam в ближнем инфракрасном диапазоне (справа). (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Наконец, Уэбб использовал свой спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) и формирователь изображений ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф (NIRISS) для сбора данных спектров на SMACS 0723 в первый раз, когда этот тип технологии был использован в космосе.
Данные NIRSpec показали, что свет от одной из галактик на изображении путешествовал в космосе 13,1 миллиарда лет, прежде чем зеркала Уэбба уловили его и отобразили. Общий возраст Вселенной оценивается в 13,7 миллиардов лет.
Данные, собранные NIRISS, показали, что одна из галактик в SMACS 0723 имеет зеркальное отражение самой себя.
Исследователи планируют продолжить использовать Webb для исследования SMACS 0723, анализируя научные данные, собранные для его первых изображений, а также, возможно, используя телескоп для получения более длительных экспозиций скопления, что позволит выявить больше галактик внутри скопления.
Спектральные данные SMACS 0723, собранные космическим телескопом Джеймса Уэбба. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
WASP-96b
Следующим опубликованным изображением были данные спектров, собранные Уэббом на экзопланете WASP-96b.
Хотя это и не изображение самой экзопланеты, опубликованное изображение показывает спектральные данные, собранные Уэббом на экзопланете, которая расположена вокруг звезды класса G WASP-96 примерно в 1150 световых годах от Земли. Данные Уэбба показывают наличие облаков и дымки в атмосфере WASP-96b, а также отчетливую водную сигнатуру на экзопланете.
Кривая блеска, созданная прохождением WASP-96b через ее родительскую звезду, полученная с помощью прибора Уэбба NIRISS. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Спектральные данные, полученные с помощью устройства формирования изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевого спектрографа Уэбба (NIRISS) 21 июня 2022 года, являются результатом измерения Уэббом NIRISS света от системы WASP-96 в течение почти семи часов, когда WASP-96b совершал прохождение звезды.
Когда экзопланета проходит перед своей родительской звездой, ученые могут измерить разницу в свете звезды, вызванную транзитом экзопланеты, чтобы определить характеристики транзитной экзопланеты. Для данных WASP-96b NIRISS наблюдал свет от WASP-96, когда WASP-96b проходил через него, и построил кривую блеска, которая показывает, как свет от WASP-96 менялся в течение периода наблюдения, и спектр пропускания, который показывает, как некоторые газы находятся на WASP-96b.
Кривая блеска, созданная по транзиту WASP-96b, подтверждает предыдущие данные, собранные другими обсерваториями о существовании, размере и орбите WASP-96b вокруг WASP-96.
Однако данные спектра передачи показали, что атмосфера WASP-96b имеет признаки воды, признаки облаков (которые ранее считались отсутствующими на WASP-96b) и признаки дымки.
В спектре передачи WASP-96b, созданном NIRISS, расположение и высота пиков на графике показывают ученым, какие соединения присутствуют и насколько они распространены на экзопланете.
Спектр передачи, созданный при прохождении WASP-96b прибором NIRISS Уэбба. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Спектральные данные WASP-96b, собранные NIRISS, являются наиболее подробными данными спектра передачи в ближнем инфракрасном диапазоне, когда-либо собранными телескопом. Кроме того, NIRISS смог измерить и зафиксировать очень широкий диапазон длин волн в своих данных, включая части электромагнитного спектра, которые никогда не могли быть измерены другими телескопами (в частности, любые длины волн длиннее 1,6 микрон).
Используя спектр NIRISS, ученые смогут измерить водяной пар в атмосфере WASP-96b, определить содержание таких элементов, как углерод и кислород, и оценить температуру атмосферы экзопланеты. Знание этих различных характеристик позволит им определить общий состав WASP-96b, а также то, как он родился и развивался с течением времени.
Спектральные данные WASP-96b были получены путем одновременного анализа 280 отдельных спектров в течение 6,4-часового периода наблюдения, что дает лишь небольшое представление о том, что может делать Уэбб при анализе экзопланет. В течение следующих нескольких месяцев и лет ученые будут использовать спектроскопию для исследования поверхностей экзопланет, атмосфер и многого другого, чтобы лучше понять планеты и нашу солнечную систему. Фактически, почти четверть первого цикла наблюдений Уэбба посвящена съемке экзопланет.
Туманность «Южное кольцо»
Третьим из пяти опубликованных изображений было изображение Уэбба туманности «Южное кольцо», или NGC 3132. Изображение было представлено членами научной группы Уэбба из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.
Благодаря изображениям, сделанным приборами NIRCam и MIRI Уэбба, ученые обнаружили, что звезда в центре туманности, которая находится примерно в 2500 световых годах от нас, покрыта пылью. Изображение, полученное Уэббом, показывает туманность с двумя звездами в центре, замкнутыми на узкой орбите. Выброс звездного вещества одной из этих звезд (самой тусклой из двух) создал туманность, а звездная пара формирует потрясающий ландшафт туманности.
Туманность Южное Кольцо, видимая в ближнем инфракрасном диапазоне прибором Уэбба NIRCam. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Новые инфракрасные снимки Уэбба раскрывают детали туманности и ее основных звезд. Изображение NIRCam, полученное в ближнем инфракрасном спектре, показывает звезды как яркую, заметную часть туманности. Однако изображение с прибора MIRI Уэбба, сделанное в среднем инфракрасном диапазоне, показывает основные звезды как два отдельных объекта, причем вторая звезда окружена пылью.
Это первый раз, когда вокруг второй звезды была обнаружена пыль, и это показывает, что более яркая звезда моложе и все еще находится на более ранней стадии звездной эволюции, что, вероятно, означает, что более яркая звезда выбросит свою собственную планетарную туманность когда-нибудь в будущем.
Однако, хотя она медленно стареет к своей возможной смерти, она поможет повлиять на внешний вид туманности Южное кольцо. Каждый раз, когда более яркие и более тусклые звезды вращаются вокруг друг друга, они перемешиваются с газом и пылью, из которых состоит туманность, создавая асимметричные узоры во внешнем виде туманности и формируя «оболочки» из газа и пыли.
Каждая новая оболочка, образующаяся в туманности, представляет собой событие, когда более слабая звезда потеряла часть своей массы. Таким образом, более широкие оболочки, расположенные на внешних границах туманности, образовались, когда газ и пыль впервые были выброшены из звезд, а более плотные оболочки, расположенные ближе всего к звездам, возникли в результате самых последних выбросов.
Кроме того, на изображении NIRCam очень тонкие лучи звездного света от центральных звезд расположены вокруг туманности. Эти лучи звездного света исходят из туманности, где расположены щели и дыры в газе и пыли, подобно тому, как солнечный свет иногда струится через щели в облаках на Земле.
Туманность Южное кольцо в среднем инфракрасном диапазоне, полученная с помощью прибора Уэбба MIRI. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Каждая оболочка, которую выбрасывают центральные звезды, дает ученым возможность точно измерить газ и пыль внутри туманности. Эти оболочки в конечном итоге обогатят окружающие их области и расширятся в межзвездную среду, которая представляет собой газ и пыль, присутствующие между звездами, и будут путешествовать в космосе в течение миллиардов лет, пока, вероятно, не будут включены в новую звездную систему или планету.
Астрономы смогут глубоко изучить характеристики планетарных туманностей, таких как туманность Южное кольцо, используя огромную мощность и возможности инструментов Webb. Понимание того, где и какие молекулы присутствуют в туманностях, поможет исследователям уточнить свои знания о туманностях.
Версию изображения туманности Южное кольцо Уэбба с NIRCam в высоком разрешении можно найти здесь.
Версию MIRI-изображения туманности Южное кольцо Уэбба в высоком разрешении можно найти здесь.
Квинтет Стефана
Четвертое опубликованное изображение было Квинтетом Стефана, группой из пяти галактик, расположенных в созвездии Пегаса. Изображение было опубликовано членами Европейского космического агентства в Европейском центре космических операций в Дармштадте, Германия.
На изображении показана закрученная красота пяти галактик в составе квинтета в инфракрасном диапазоне. Пятью галактиками, составляющими квинтет Стефана, являются NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319 и NGC 7320c, причем NGC 7320 является самым ярким членом визуальной группы.
Квинтет Стефана, полученный с помощью инструментов Webb NIRCam и MIRI. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Изображение, представляющее собой мозаику из более чем 150 миллионов пикселей и почти 1000 отдельных файлов изображений, является самым большим изображением Уэбба на сегодняшний день.
Сам квинтет состоит только из четырех галактик, которые на самом деле компактны, а пятая, NGC 7320, полностью отделена от группы, но попадает в поле зрения других четырех галактик.
Четыре компактные галактики NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b и NGC 7319 расположены примерно в 290 миллионах световых лет от Земли, а NGC 7320 — всего в 40 миллионах световых лет от Земли. Хотя эти расстояния могут показаться большими, галактики на самом деле относительно близки к Земле с космической точки зрения, причем многие галактики находятся на расстоянии миллиардов световых лет, а не миллионов.
Многие галактики в квинтете взаимодействуют и сталкиваются друг с другом. Ученым редко удается так подробно анализировать галактики, находящиеся так близко к Земле, особенно структуру и характеристики сталкивающихся галактик. Анализируя изображение выше, ученые смогут анализировать структуры сталкивающихся галактик, исследовать, как происходит возмущение газа в галактиках и как взаимодействующие галактики вызывают звездообразование друг в друге.
Квинтет Стефана в среднем инфракрасном диапазоне, сделанный MIRI. (Источник: НАСА/ЕКА/CSA/STScI)
Тесные, взаимодействующие группы галактик, такие как Квинтет Стефана, могли быть гораздо более распространены в ранней Вселенной, когда перегретый материал внутри галактик мог подпитывать квазары, которые по сути являются чрезвычайно энергичными черными дырами.
Фактически, NGC 7319, самая верхняя галактика в квинте, имеет сверхмассивную черную дыру внутри своего галактического ядра, которая все еще активна. Эта черная дыра в 24 миллиона раз больше массы нашего Солнца, а ее яркость сравнима с яркостью 40 миллиардов солнц.
Используя свои инструменты NIRSpec и MIRI, Уэбб сфотографировал и изучил галактический центр NGC 7319 в мельчайших деталях. Интегральные полевые блоки (IFU) инструментов, которые представляют собой камеру и спектрограф, объединенные в одну систему, дали научной группе Уэбба коллекцию изображений, известную как «куб данных», которые подчеркивают спектральные особенности галактического центра.
IFU дают ученым возможность разделять изображения для детального изучения. Одно из таких изображений было горячим газом вблизи черной дыры, что позволило ученым измерить скорость ярких потоков, исходящих из черной дыры.
Данные IFU о NGC 7319, полученные с помощью инструментов Webb NIRSpec (слева) и MIRI (справа). (Источник: НАСА/ЕКА/CSASTScI)
Через несколько галактик, в NGC 7320 (крайняя левая галактика в квинтете), Уэбб смог по отдельности разрешить звезды в рукавах галактики и ярком центральном ядре.
Данные, собранные Уэббом на квинтете Стефана, помогут ученым понять, как черные дыры, особенно сверхмассивные черные дыры, питаются и растут, а также скорость, с которой они это делают. Кроме того, изображения Квинтета Стефана, сделанные Уэббом, являются еще одним проявлением огромной силы и возможностей Уэбба и показывают, что Уэбб может более непосредственно наблюдать области звездообразования и может исследовать выбросы пыли в галактиках.
Версию квинтета Стефана в высоком разрешении, полученную камерами NIRCam и MIRI Уэбба, можно найти здесь.
Версию Квинтета Стефана в высоком разрешении, снятую камерой Уэбба NIRCam, можно найти здесь.
Версию Квинтета Стефана в высоком разрешении, полученную с помощью MIRI Уэбба, можно найти здесь.
«Космические скалы» (NGC 3324, туманность Киля)
Пятое и последнее опубликованное изображение относится к области звездообразования в туманности Киля. Окончательное изображение было представлено в Центре космических полетов Годдарда в Мэриленде заместителем научного сотрудника Уэбба.
Изображение под названием «Космические скалы» — возможно, самое визуально впечатляющее изображение Уэбба на данный момент — демонстрирует истинную красоту туманностей в инфракрасном диапазоне с огромными «горами» и «долинами» из газа и пыли, создающими область с идеальным изображением. условия для рождения новых звезд.
На изображении виден край массивной газовой полости с некоторыми «пиками» газа, достигающими невероятной высоты почти в семь световых лет. Массивная стена газа и пыли, видимая в центре изображения, была очищена сильным ультрафиолетовым излучением и звездным ветром от молодых звезд, которые образовались в центре большой пузыревидной области синего цвета, которая находится над областью изображения.
Эти молодые звезды чрезвычайно массивны и горячи — они создают сильное излучение и ветер, очищающие нижние части изображения. В частности, ультрафиолетовое излучение, производимое звездами, разрушает стену туманности, действуя как своего рода скульптор, превращая стену туманности в «горы» и «долины» из газа и пыли, которые мы видим на изображении. Голубоватый «пар», поднимающийся от стены туманности, представляет собой горячий ионизированный газ и горячую пыль, удаляющиеся от туманности из-за постоянного воздействия сильного излучения.
Более того, рождение новых звезд и звезд, скрытых за стенами газа и пыли, выявляется с помощью инфракрасных изображений Webb. Раньше многие из звезд, видимых за газом и пылью на этом изображении, нельзя было увидеть, потому что телескопы видимого света, такие как Хаббл, не могут видеть сквозь стену пыли и газа, закрывающую их.
Самые молодые звезды на этом изображении выглядят как красные точки в пыльных областях туманности и представляют собой протозвездные джеты, которые выбрасывают материал из своего образования. Эти очень молодые звезды, которые проходят самые ранние и самые быстрые фазы звездообразования, которые часто чрезвычайно трудно поймать, но мощность, пространственное разрешение, возможности визуализации и чрезвычайная чувствительность к инфракрасному свету позволяют Уэббу захватывать эти новорожденные звезды на самых ранних стадиях.
Наблюдения и изображения Уэбба позволят ученым исследовать формирование звезд в мельчайших деталях. Звездообразование начинается с расширения полости туманности, а затем распространяется во времени. Когда ионизированный край туманности сталкивается с газом и пылью, он может столкнуться с нестабильным материалом. Взаимодействие между ионизированным газом и нестабильным материалом повысит давление и приведет к коллапсу материала, образуя новую звезду. Однако этот процесс также может предотвратить звездообразование из-за эрозии стенки туманности ультрафиолетовым излучением.
Составное изображение NGC 3324, полученное с помощью NIRCam и MIRI. (Источник: NASA/ESA/CSA/STScI)
Одна из основных целей Уэбба — исследовать звездообразование и некоторые из наиболее важных вопросов, связанных с ним, в том числе «что определяет количество звезд, которые образуются в определенном регионе» и «почему звезды формируются с определенной массой?»
Более того, Уэбб будет исследовать воздействие звездообразования на гигантские облака газа и пыли, подобные туманностям. В настоящее время ученые не так много знают о том, как маломассивные звезды влияют на эти облака. Звезды с малой массой часто встречаются в космических облаках чаще, чем массивные звезды, и могут создавать узкие противоположные струи, которые вводят большое количество энергии и импульса в туманности и другие облака, уменьшая количество туманного материала, необходимого для звездообразования.
Кроме того, с Уэббом ученые смогут исследовать, как эти разные типы звезд влияют на туманности и другие космические облака, и смогут определить точное количество звезд и их типов, что позволит им определить их влияние на облака.
Изображение, представленное во вторник, было получено с помощью прибора Webb NIRCam. NIRCam помог обнаружить сотни новых звезд в NGC 3324, которые когда-то были скрыты, а также несколько галактик, которые также были скрыты за стеной газа и пыли. Команды Уэбба также сфотографировали NGC 3324 с помощью MIRI и создали составное изображение туманности, используя как NIRCam, так и MIRI.
Составное изображение MIRI демонстрирует протопланетные диски — или диски формирования планет, окружающие звезды, где формируются новые экзопланеты — окружающие звезды в NGC 3324, проявляющиеся ярко-розовым и красным цветом в среднем инфракрасном диапазоне. Кроме того, изображения MIRI раскрывают структуры, скрытые внутри пыли, и показывают источники массивных струй и потоков, видимых на изображении NIRCam.
NGC 3324 находится примерно в 7600 световых годах от нас в северо-западном углу большей туманности Киля (NGC 3372). Туманность Киля расположена в созвездии Киля и является домом для других известных космических объектов, таких как туманность Замочная скважина и Эта Киля, нестабильная звезда-сверхгигант.
Версию изображения NGC 3324, сделанного NIRCam, в высоком разрешении можно найти здесь.
Версию составного изображения NGC 3324 в высоком разрешении, сделанного NIRCam и MIRI, можно найти здесь.
Дополнительную информацию о первых изображениях Уэбба и о том, как их загрузить, можно найти здесь.
Мы собрали для вас все значимые события российской и мировой космонавтики.
1. Финальная масса китайской станции «Тяньгун» может превысить 120 тонн! Строительство китайской орбитальной станции может не закончиться стыковкой двух больших лабораторных модулей. Для них, как и базового блока, были построены полноценные дублёры на Земле. По неофициальным данным, они теперь могут быть использованы в конструкции станции.
2. Миссия к «платиновому» астероиду откладывается на 2023 год. NASA не успевает протестировать навигационный софт космического аппарата миссии Psyche к одноимённому астероиду. Запуск переносится на год, на середину 2023 г. Такими темпами, стартов Falcon Heavy в этом году не останется.
3. Страны БРИКС призвали к предотвращению гонки вооружений в космическом пространстве (ПГВК). По результатам встречи в Пекине создан Совместный комитет БРИКС по космическому сотрудничеству и совместной группировки ДЗЗ
4. Роскосмос готов отправить на орбиту монгольскую женщину-космонавта
5. Появились фото хода работ по новому пилотируемому кораблю «Орёл» (изготовлено минимум пять капсул для различных испытаний и первого пилотируемого пуска с Восточного). Засветился также «дублёр» научно-энергетического модуля для РОСС
6. NASA решило продлить работу сейсмографа марсианского зонда InSight на максимально возможное время в ущерб общей длительности миссии. Он сможет проработать до конца августа/начала сентября, после чего InSight придётся полностью выключить
7. ИКИ РАН опубликовали данные c МГНС («Меркурианский гамма и нейтронный спектрометр»), одного из четырёх научных приборов BepiColombo, созданных с участием России, во время его второго пролёта мимо Меркурия
8. Самое важное в проекте Федеральной космической программы 2026 г.: удвоение орбитальной группировки, создание КА на российской ЭКБ и единый подход в космическом приборостроении для всех предприятий на основе разработок РКС
9. Белый карлик SN 2012Z пережил вспышку сверхновой (Type Iax) в спиральной галактике NGC 1309 и стал ещё ярче. Это первый случай, когда удалось идентифицировать звезду-прародитель сверхновой. Астрономы предполагают, что причина — в относительно слабости взрыва, часть материи упала обратно на карлик, вызвав его разбухание
10. В ходе эксперимента «Кристаллизатор» на МКС уже проанализированы более 100 пространственных структур белков, что даёт возможность разработки лекарственных препаратов, в т.ч. против туберкулеза и для лечения СПИД (точнее ВИЧ)
11. 25 июня грузовик Cygnus NG CRS-17 компании Northrop Grumman со второй попытки смог поднять орбиту МКС на 800 м. Между тем, российских двигателей РД-181 для выводящей его РН Antares, осталось на два пуска
12. Пентагон изучает возможность использования Starship для быстрой переброски по баллистической траектории не только грузов, но и солдат. Цель: доставка в любую точку мира менее чем за час полезной нагрузки массой 70—80 тонн
Она стала второй в истории сфотографированной черной дырой. На обработку шести петабайт данных ушло пять лет.
фото после 5 мин моей обработки :)
А с Уэба можно будет следы астронавтов на Луне разглядеть, или с него можно только дальний космос изучать? И почему Хабл никогда не фоткал места посадок Аполонов на Луну, это технически не возможно или другая причина?
О чем рассказать 8 февраля — в День российской науки? Полагаем, что лучший выбор —рекорды российского научного проекта в дальнем космосе, рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ». О проекте рассказал Александр Лутовинов, заместитель директора ИКИ РАН и научного руководителя телескопа ART-XC имени М. Н. Павлинского, специально для медиа Pro Космос.
8 декабря 2021 г. исполнилось два года успешной работе российской рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2. Она включает два телескопа: российский ART-XC имени М. Н. Павлинского и немецкий eROSITA, которые наблюдают небо в жёстком (4—30 кэВ) и мягком (0,3—10 кэВ) рентгеновском диапазоне, соответственно. Уникальность инструментов состоит в том, что хорошее разрешение они сочетают с большим полем зрения.
Примерно каждые полгода «Спектр-РГ» проводит полный обзор всего неба, а после 8 обзоров планируется перейти к точечному изучению самых интересных объектов. В конце декабря 2021 года был завершён четвёртый обзор. А к концу 2023 г. ожидается создание рентгеновской карты всего неба в 30—40 раз детальнее существующих на данный момент. Затем обсерватория перейдёт к исследованиям отдельных объектов или наиболее интересных областей неба.
Pro Космос: Можно ли сравнить «Спектр-РГ» с рентгеновскими обсерваториям Chandra и XMM-Newton?
Александр Лутовинов: Предыдущая карта неба в мягком рентгеновском диапазоне была сделана немецкой обсерваторией ROSAT (1990-1998 гг.) в начале 90-х. Мы предполагаем, что к концу 4-летнего обзора неба, когда мы сделаем 8 обзоров, карта неба в мягком диапазоне будет в 30-40 раз более чувствительна, чем полученная ROSAT. Если говорить про наш телескоп ART-XC, то он работает в более жёстком диапазоне и сделает карту в принципе лучше всего, что было до этого сделано. Мы за первый год работы уже зарегистрировали столько объектов, сколько другие обсерватории, работающие примерно в этом же диапазоне энергий, зарегистрировали за десятилетия работы.
Первый обзор неба СРГ/еРОЗИТА с указанием наиболее ярких и примечательных объектов и протяженных структур. Темная полоса на экваторе карты соответствует плоскости нашей Галактики Млечный Путь. Источник: М.Гильфанов, Р.Сюняев, Е.Чуразов (ИКИ), H.Brunner, A.Merloni, J.Sanders (МПЕ)
Что касается обсерваторий Chandra и XMM-Newton, то они были созданы по тем же принципам, что и оба телескопа на «Спектре-РГ», — это зеркальные рентгеновские телескопы. Важнейшей составляющей таких инструментов являются зеркальные системы, которые фокусируют рентгеновские излучение на полупроводниковые детекторы. Отличие в том, что, несмотря на более высокую чувствительность, поле зрения Chandra и XMM-Newton достаточно ограниченное, они чисто технически из-за особенностей конструкции не могут сделать карту всего неба. Соответственно, оба телескопа обсерватории «Спектр-РГ» это сделать могут, — у них у обоих широкие поля зрения. И делают это лучше, чем инструменты предыдущих поколений, поскольку обладают большей чувствительностью.
Pro Космос: Какие космические объекты и явления «Спектр-РГ» может наблюдать? Тень чёрной дыры, процессы звездообразования, ядра галактик сквозь звёздную пыль, квазары на далёких красных смещениях/больших космологических расстояниях. Может быть, вы что-то выделите?
Александр Лутовинов: Основная цель — построить лучшую в мире карту Вселенной в рентгеновских лучах, то есть постараться увидеть максимально возможное число светящихся в рентгене объектов. Планируется увидеть все массивные скопления галактик, несколько миллионов сверхмассивных чёрных дыр, постараться заглянуть в глубины Вселенной как можно дальше.
Тень чёрной дыры мы, конечно, не увидим. Пару лет назад было опубликовано знаменитое изображение такой тени, но оно было получено в рамках глобального проекта Event Horizon Telescope, EHT (Телескоп горизонта событий). Проект объединил несколько телескопов и интерферометров, работающих в миллиметровом диапазоне, по всей Земле. Полученное угловое разрешение существенно превосходит любые единичные инструменты. В рентгене мы, конечно, такого не увидим. А вот различные процессы, связанные со звездообразованием, со вспышками сверхновых, с приливным разрушением звёзд под воздействием гравитации чёрных дыр… Вот это всё мы должны и уже видим, как и вспышки на звёздах, вспышки чёрных дыр, на нейтронных звёздах. Все эти самые высокоэнергетические процессы мы наблюдаем.
Александр Лутовинов, заместитель директора ИКИ РАН и научный руководитель телескопа ART-XC имени М. Н. Павлинского. Фото: И. Соловей
Pro Космос: Были ещё обнаружены горячие короны в звёздах…
Александр Лутовинов: Звёзды светят и в рентгеновском спектре, в т.ч. и наше Солнце, хотя в нём оно не очень яркое. Но есть звёзды, которые светят [в рентгене] на несколько порядков ярче. У них очень мощное корональное излучение, вспышки которого мы также видим.
Pro Космос: Какие наиболее интересные переменные источники удалось увидеть в ходе проведённых четырёх обзоров?
Александр Лутовинов: Даже постоянные источники каким-то образом меняются, нет источника, который бы светил на абсолютно одинаковом уровне. Соответственно, переменность от разных объектов может наблюдаться на разных масштабах, от миллисекунд до нескольких лет. Когда мы сканируем небо, мы в течение нескольких десятков секунд проходим по объекту. За это время мы можем увидеть какую-то переменность на таком масштабе времени. Далее примерно в течение суток мы несколько раз возвращаемся к этому объекту через каждые четыре часа, а дальше мы эту область неба снова наблюдаем уже через полгода. Поэтому любые процессы, которые переменны на таких временных масштабах, мы можем отслеживать, изучать. И они могут быть совершенно разными. Если говорим о коротких периодах, то это, например, могут быть вспышки на нейтронных звёздах. Когда у вас есть нейтронная звезда, а рядом есть обычная звезда, чьё вещество под действием гравитации перетекает, падает на нейтронную звезду и постепенно накапливается на ее поверхности, то в какой-то момент там создаются условия для термоядерного взрыва, когда примерно за 10–15 секунд сгорает несколько масс Луны. Это безумная энергетика, которую на Земле, конечно, не достичь. И такие вспышки мы регистрируем, это позволяет нам лучше понять и измерить параметры нейтронных звезд, в частности, их радиусы.
Есть другие объекты, к примеру, переменные чёрные дыры или нейтронные звёзды. Из-за каких-то эволюционных процессов в обычной звезде, соседствующей с таким объектом, в двойной системе может начаться процесс аккреции, когда вещество со звезды начинает падать на нейтронную звезду или черную дыру, при этом сильно разогреваясь, до температур в десятки или даже сотни миллионов градусов. И тогда вдруг на небе неожиданно вспыхивает очень яркий рентгеновский источник. Такие процессы могут длиться неделями—месяцами.
Изображение участка близкой галактики Большое Магелланово Облако в направлении на туманность Тарантул, полученное телескопом eROSITA. Диаметр изображения 1 градус. Цвет характеризует жесткость спектра рентгеновского излучения. Источник: Роскосмос
А есть события приливного разрушения звёзд сверхмассивными чёрными дырами. Как правило, такие процессы происходят за несколько месяцев—полгода-год. Исследуя изменения на небе на разных масштабах времени, например, сравнивая карты, полученные каждые полгода, можно видеть такие переменные объекты, которые съедают обычные звёзды, т.е. видеть процессы приливного разрушения. К настоящему времени обсерватория Спектр-РГ уже зарегистрировала несколько десятков таких событий, идёт дальнейшая работа над анализом данных.
Pro Космос: «Спектр-РГ» находится в точке либрации L2. Чем был обоснован её выбор?
Александр Лутовинов: Точка Лагранжа L2 для нас довольно необычна, ни один отечественный космический аппарат ещё туда до «Спектр-РГ» не летал. Хотя другими космическими агентствами эта точка уже давно начала активно использоваться. Её преимущество в том, что вы находитесь в очень комфортных фоновых и тепловых условиях. Для того, чтобы получить самую подробную и чувствительную карту неба, вы должны регистрировать очень слабые объекты. И эти интересные для нас, буквально штучные, фотоны необходимо обнаружить на фоне излучения Галактики, да и самого аппарата (о него самого, например, бьются заряженные частицы, которые или сами попадают в детекторы или вызывают излучение вторичных рентгеновских и гамма-квантов), что страшно мешает наблюдениям. Поэтому чем стабильнее и меньше фон, тем его намного легче вычитать и убирать, как-то с ним работать. Вторая особенность точки L2 — стабильные и предсказуемые тепловые условия. Немецкий телескоп eROSITA работает при температуре примерно -85°С, т.е. при криогенных температурах. Чтобы достичь таких условий вам необходимо куда-то излучать, сбрасывать тепло, поэтому на телескопе стоят мощные радиаторы. И они, естественно, чрезвычайно чувствительны к изменению тепловых условий. В точке L2 можно создать стабильные тепловые условия, когда и Солнце, и Земля у нас находятся с одной стороны, примерно на одной линии. Это и было основными преимуществами, определившими выбор L2.
Делать обзор неба, летая возле Земли, конечно, тоже можно, и ROSAT именно так и работал. Там достаточно хорошие фоновые условия, когда вы летаете под радиационными поясами, но там есть свои тонкости с обеспечением других условий. В этом плане точка L2 очень комфортна, особенно для таких обзорных миссий. Туда летали телескопы «Планк» (реликтовое излучение) и «Гершель» (ИК), сюда же летит и «Джеймс Уэбб». В ближайшее десятилетие планируется еще несколько миссий для работы в этой области космического пространства. Но пробки там не будет, каждый КА летает по своей собственной гало-орбите, мы, например, летаем на орбите размером 800 000 км вокруг точки L2 .
Рабочая орбита обсерватории «Спектр-РГ». Источник: Роскосмос/DLR/СРГ
Pro Космос: Какие зарегистрированные объекты больше всего заинтересовали учёных?
Александр Лутовинов: На карте eROSITA уже несколько миллионов объектов, на карте ART-XC около тысячи объектов. Разница вполне понятна, потому что это разные диапазоны, они дополняют друг друга, позволяя построить целостную картину Вселенной. Природа устроена так, что в подавляющем большинстве случаев мягких фотонов на порядки больше, поэтому и объектов в таких лучах видно также значительно больше Объекты, которые нас в первую очередь заинтересовали, — это те, которые видит ART-XC, но не видит eROSITA. Это так называемые сильно поглощенные сверхмассивные черные дыры в центрах других галактик (поглощаются не черные дыры, а излучение от них пылью и газом). Пространственная ориентация этих объектов относительно наблюдателя такова, что испускаемое центральным объектом излучение проходит через огромное количество галактической пыли и газа. При этом мягкое рентгеновское излучение практически полностью поглощается в такой среде, а более жесткое проходит без значительных изменений. Обнаружение и полная перепись таких поглощенных объектов очень важна, потому что в зависимости от соотношения, сколько таких объектов на небе, мы можем правильно оценить общее количество сверхмассивных чёрных дыр во Вселенной.
Что ещё интересно? Например, самые далёкие объекты, которые зарегистрировал «Спектр-РГ». Это, в частности, квазар, который светил, когда Вселенной было буквально 800—900 млн лет (для справки – современный возраст Вселенной оценивается примерно в 13,7 млрд лет). И таких объектов, обнаружено уже довольно много, они очень интересны с точки зрения понимания того, как на таком малом масштабе Вселенной смог образоваться такой огромный и яркий объект.
Кроме того, в нашей Галактике телескоп ART-XC обнаружил несколько новых систем, одной из которых оказался микроквазар. Это чёрная дыра звездной массы, которая очень ярко вспыхнула, и продолжает сейчас светить как в радиодиапазоне, так и в инфракрасном, видимом и даже в гамма-лучах. Всё это говорит о том, что в нашей Галактике находится очень необычный объект, который до этого просто никто не видел.
Александр Лутовинов и профессор Отмар Вистлер (Otmar D. Wiestler), президент Объединения имени Гельмгольца 8 февраля 2019 года. Фото: Т. Жаркова, ИКИ РАН
Если уж говорить про обнаружение тёмной материи и энергии, то для того, чтобы попытаться сделать какие выводы об их возможных свойствах, необходимо, в первую очередь, чтобы у вас было много объектов. Например, тех же самых скоплений галактик. Наши немецкие коллеги, работающие с данными телескопа eROSITA, недавно выпустили статью по результатам наблюдений небольшого участка неба во время предварительной фазы калибровочных наблюдений в 2019 г., т.е. перед началом обзора. Они отсмотрели участок неба размером примерно 140 кв. градусов с экспозицией, которая будет достигнута после четырёхлетнего обзора, чтобы понять, сколько вообще там будет скоплений галактик, как они буду распределены. И нарисовали замечательную трёхмерную картину, какие скопления галактик на каких космологических расстояниях находятся и какие у них массы.
Собственно говоря, исследуя распределения скоплений галактик во Вселенной на разных расстояниях и с разными массами, предполагается, что можно будет оценить вклад тёмной энергии в эволюцию Вселенной. Вселенная же сейчас расширяется с ускорением, при этом считается, что раньше этот процесс проходил вообще без ускорения, либо с меньшим, чем сейчас. В зависимости от того, как сформировались скопления галактик, на каких расстояниях они находятся, какие у них массы, можно будет получить оценки вклада тёмной энергии в историю Вселенной.
Pro Космос: То есть тёмная энергия, — это та, которая отвечает за расширение Вселенной?
Александр Лутовинов: Да. И про тёмную материю тоже можно говорить. Она содержится внутри галактик, внутри скоплений галактик. Если построить карту сливающихся скоплений, можно увидеть, например, что барионная составляющая движется по одному, а не барионная составляющая — по-другому. Отсюда можно получать прямые оценки тёмной материи, её вклада в общую массу Вселенной.
Pro Космос: А может ли «Спектр-РГ» применяться для исследования чего-то близкого, например, ближайшей звезды?
Александр Лутовинов: На самом деле мы очень много занимаемся изучением и нашей собственной Галактики. Мы смотрели и на сверхмассивную чёрную дыру в центре Млечного пути. Просто сейчас мы делаем обзор всего неба, который в первую очередь имеет, скажем так, внегалактическую, космологическую направленность. Но в этом обзоре мы регистрируем и огромное число галактических источников. В чём проще работать вне Галактики? Если вы находитесь внутри Галактики, измерить расстояние до объекта в ней чрезвычайно сложно. А вот измерить расстояние до источника, находящегося в какой-нибудь другой галактике, особых проблем не представляет (по спектру, по красному смещению). Тем не менее, внутригалактических объектов мы тоже видим очень много, — их сотни тысяч. По ним должна быть проведена отдельная большая работа, потому что изначально необходимо ещё определить их природу. Для того, чтобы, к примеру, определить природу внегалактического объекта, можно провести корреляцию между рентгеновским и видимым спектром. А дальше, если у вас есть оптические данные в разных диапазонах длин волн, вы можете получить псевдоспектр, по которому предсказать, является ли это активным ядром или звездой в нашей Галактике.
Обсерватория «Спектр-РГ». Источник: Роскосмос
Например, усилиями наших молодых коллег, на основании методов машинного обучения и нейронных сетей, была создана «машина», которая просматривает миллионы таких объектов, отбрасывает объекты нашей Галактики, проводит корреляцию с данными рентгеновского обзора, отбирая таким образом потенциально интересные внегалактические объекты для дальнейшего изучения. Сейчас мы работаем над второй стороной этой задачи, в которой надо отбросить все внегалактические объекты, постаравшись сосредоточиться на внутригалактических, чтобы провести корреляцию с тем, что у нас есть в рентгене и оптике.
Ну а ближайшие к нам звёзды, — они есть, особенно хорошо видны телескопом eROSITA, так как они светят в мягком диапазоне. Этот телескоп видит сотни тысяч звёзд, далёких и близких, в т.ч. в непосредственной близости к Солнечной системе.
Pro Космос: Была новость, что стратегию обзора хотят немного поменять, чтобы после проведения четырёх полных обзор перейти к точечным исследованиям наиболее интересных мест. С чем это связано?
Александр Лутовинов: На официальном уровне это пока не обсуждалось. Пока наша изначальная цель остаётся неизменной — провести восемь полных обзоров неба, получить самую глубокую карту и только потом переходить в режим точечных наблюдений.
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi
Выпуск 27
Новости Астрономии и Космонавтики с 19 по 22.01.22
00:00 Выпуск 28.
00:11 19.01.22
00:19 Безмолвный часовой южного неба.
Представленное фото демонстрирует башню Обзорного телескопа
VLT ESO (VST). Словно безмолвный страж, она возвышается под
ослепительной россыпью звезд Млечного Пути...
01:18 Ученые исследовали двойную звезду, активную в
гамма-спектре.
Исследования, проведенные в течение 15 лет, позволили
сделать первые выводы об источнике высокоэнергетического
гамма-излучения HESS J0632+057...
04:18 Создана наиболее подробная карта Вселенной.
Астрофизики из Университета Беркли создали наиболее
масштабную и детальную трехмерную карту Вселенной...
06:35 NASA приглашает медиа на пуск лунной ракеты SLS.
NASA продолжает подготовку к пуску сверхтяжелой ракеты SLS,
предназначенной для полетов на Луну...
08:36 Запуск миссии ExoMars состоится в сентябре 2022 года.
Миссия ExoMars отправится к Красной планете в сентябре
2022 года...
11:12 SpaceX запустила уже 2000 спутников Starlink.
18 января 2022 года ракета Falcon 9 вывела на орбиту еще 49
спутников Starlink...
13:35 20.01.22
13:42 Подсчитано количество черных дыр во Вселенной.
Астрономы подсчитали ориентировочное количество черных дыр
во Вселенной...
16:14 TGO сфотографировал камни, скатившиеся с марсианского
склона.
Представленное фото было сделано при помощи камеры CaSSIS,
установленной на борту аппарата TGO 3 августа 2020 года...
17:13 Астрономы обнаружили субюпитер в окрестностях центра
Млечного Пути.
Международная команда астрономов объявила об обнаружении
ранее неизвестной экзопланеты, относящейся к классу
субюпитеров...
20:30 Астрономы открыли ранее неизвестный тип сверхновых.
Астрономы, изучавшие взрыв сверхновой SN 2019hgp, пришли к
выводу, что она образовалась из звезды Вольфа — Райе.
23:01 InSight вышел из безопасного режима.
Находящийся на поверхности Марса аппарат InSight вышел из
безопасного режима. Об этом говорится в сообщении,
опубликованном на сайте миссии...
25:04 Черная дыра помогает в рождении звёзд.
Космический телескоп Hubble наблюдает за черной дырой в
карликовой галактике Henize 2-10...
26:20 Ученые исследуют активное ядро галактики NGC 2992.
Астрономы из обсерватории ВМФ США исследовали активное ядро
галактики NGC 2992...
28:48 21.01.22
28:56 МКС оснастят киностудией.
Компания Space Entertainment Enterprise (SEE) объявила о
намерении построить первую в истории космическую студию...
29:48 Три миллиарда лет назад Марс был влажным и холодным.
Команда исследователей из университетов Франции,
Соединенных Штатов и Швеции разработала новую модель климата
Марса в прошлом...
31:11 «Звезда Смерти» обладает океаном.
Ученые Юго-Западного научно-исследовательского института
(SwRI) обнаружили свидетельства того, что под ледяной
поверхностью спутника Сатурна Мимаса может скрываться океан...
32:51 Пылевая буря помешала полету марсианского вертолета.
Из-за разразившейся на Марсе пылевой бури NASA приняла
решение отложить полет дрона-вертолета Ingenuity...
34:44 Солнечный парусник NASA полетит на встречу с астероидом.
NASA готовит к запуску космический зонд NEA Scout,
оснащенный солнечным парусом. Целью мисии станет околоземный
астероид 2020 GE...
36:30 Китайский спутник опасно сблизился с российским мусором.
Во вторник, 18 января, китайский спутник «Циньхуа» опасно
сблизился с обломками, образовавшимися в результате испытания
Россией противоспутниковой ракеты...
37:51 Внутренние горизонты черных дыр могут быть заряжены.
Ученые из университета Лейпцига пришли к выводу, что
внутренние горизонты черных дыр могут заряжаться и
разряжаться...
39:55 На Солнце произошло две вспышки.
Две мощные вспышки произошли на Солнце 18 и 20 января...
41:09 22.01.22
41:16 Найдено место для постройки украинского космодрома.
Ученые нашли подходящую площадку для строительства украинского
космодрома...