Помогите учёным найти 1000 000 древних галактик
Есть такой проект связанный с телескопом HETDEX. Проект посвящён изучению темной энергии, а для этого им надо найти 1 000 000 древних далёких галактик (сейчас из известно около 200) , далее это помогло бы проверить фундаментальные теории и развитии нашей вселенной. На этом телескопе стоит мощный уникальный спектрограф и он выдал очень много данных за 3 года сканирования неба.
С налаизом не могут справиться компьютеры и ИИ так как результаты очень неоднозначные и в низ много шумов. Поэтому привлекают добровольцев.
Для этого вам надо зайти и зарегистрироваться на сайте https://www.zooniverse.org/projects/erinmc/dark-energy-explo...
Далее вам будут показывать участки неба для анализа.
Вот пример и пояснения
Слева в цветных рамках фото в разных спектрах. Если там действительно есть галактика то в центре должна быть темная точка или сгущение точек, все остальное это шумили отсутствие сигнала.
Линейчатый график слева внизу это спектр. У галактик он должен выглядеть как пик. На жёлто -синем графике справа внизу тоже должно быть видно яркое пятно в центре это тоже признак галактики.. вердны картинка слева это сумма спектров.
Соответственно опираясь на эти 6 окошек надо либо подтвердить что там запечатлена далёкая галактика (нажать keep the galaxy либо отвергнуть нажав throw Back).
В фотках могут быть шумы или мало подтверждений на этих 6 изображениях учатска неба, тогда эти снимки отметаются.
Тот же принцип относится к обнаружению черных дыр, но они выглядят не как кружочки а как овалы , а их спектр шире .
Роль больших и малых инструментов в астрономии – астроном Владимир Сурдин | Научпоп
Какие астрономические наблюдения проводятся с помощью профессиональной и любительской техники? Какие инструменты применяются современными исследователями для изучения космоса? Можно ли использовать простой бинокль для астрономических наблюдений? Владимир Сурдин, кандидат физико-математических наук, доцент физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, старший научный сотрудник отдела изучения Галактики и переменных звёзд Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга рассказывает, какие преимущества в исследованиях космоса есть у мощных профессиональных и любительских астрономических телескопов и действительно ли астрономическое открытие до сих пор можно сделать невооруженным глазом?
Телескопы в любительской астрономии: какие бывают, как выбрать – астроном Дмитрий Трушин | Научпоп
Какими бывают телескопы для любителей астрономии? Какой лучше выбрать? Какова история любительских телескопов? Означает ли, что чем больше, тем лучше? С какими нюансами могут столкнуться начинающие любители астрономии после покупки телескопа? О телескопах в любительской астрономии рассказывает Дмитрий Трушин, астроном, популяризатор науки, организатор и лектор астрономического проекта «Зона звёзд».
ВКонтакте: https://vk.com/video-190320587_456240168
Лучшие изображения космического телескопа Джеймса Уэбба JWST
1. Жуткие столбы.
На этом снимке Столпов Творения , области звездообразования в туманности Орла, в космос тянутся огромные пальцы межзвездной пыли . Красноватые звезды видны на концах нескольких столбов, их цвет изменился из-за пыли, которая все еще окутывает их. Голубоватые звезды, встроенные в облака, — это те, которые сдули большую часть окружавшей их пыли. Данный объект находится в 2000 парсеках от Земли в созвездии Змеи.
Облака и скалы.
Одной из самых драматичных сцен, представленных в первом выпуске изображений телескопа в июле, был этот сверкающий пейзаж в туманности Киля , примерно в 2300 парсеках (7600 световых лет) от Земли. Оранжевые облака состоят из вздымающихся газов и пыли, которые формируются под действием ионизирующего излучения звезд над ними. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) показывает трехмерные детали, такие как столбы и струи внутри пыльных облаков, где формируются новорожденные звезды. Телескоп также вглядывался сквозь густые облака, чтобы обнаружить отдельные звезды и галактики за ними.
Звезда рождается.
В центре этих пылающих песочных часов спрятан горячий сгусток газа, который находится на пути к формированию звезды. Известная как L1527, ей всего около 100 000 лет, и ей потребуется некоторое время, чтобы слиться до такой степени, что начнется ядерный синтез и она станет полноценной звездой. Здесь газ и пыль слипаются , образуя аккреционный диск, который выглядит как небольшая черная полоса в центре изображения. Протозвезда, встроенная внутрь, освещает облака газа и пыли, которые выдуваются наружу с обеих сторон, образуя форму песочных часов. Синим цветом обозначены области, где пыль самая тонкая, а оранжевым — самые густые.
Окольцованная планета.
Ледяной гигант Нептун приобретает потусторонний вид, когда он плывет рядом со своим необычным спутником Тритоном (яркий объект в левом верхнем углу). Несколько узких ярких колец окружают Нептун , а рядом с планетой светятся пылевые полосы. Инфракрасное изображение телескопа раскрыло такие детали, как яркость вблизи северного полюса планеты и облака, окружающие ее южный полярный вихрь. Рядом с Нептуном и его кольцами можно увидеть еще шесть спутников.
Фантомная спираль.
Заполненное звездами сердце Фантомной Галактики появляется в поле зрения, когда один выдающийся космический телескоп уступает место другому. Как видно из космического телескопа Хаббла,(рис.1) галактика имеет классические спиральные рукава, извивающиеся наружу от ее сердца. Добавьте инфракрасное изображение, полученное JWST, и вы увидите детали из газа и пыли спиральной структуры со звездным скоплением в его ядре, мерцающим синим цветом. Галактика находится на расстоянии 10 миллионов парсеков в созвездии Рыб.
Космическое колесо.
Колесоподобные спицы ведут от яркого внутреннего кольца к красочному внешнему кольцу в Галактике Колесо Телеги, которая находится на расстоянии около 153 миллионов парсеков в созвездии Скульптора. Эта странная светящаяся форма образовалась, когда маленькая галактика столкнулась с большой спиральной галактикой, исказив ее структуру. Инфракрасное зрение JWST смогло проникнуть сквозь большую часть пыли, которая обычно скрывает детали. Молодые звезды появляются в виде синих точек, особенно на спицах и внешнем кольце. Красный представляет области, богатые углеводородами и другими соединениями. На них наложены рентгеновские данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА, в основном фиолетового цвета, показывающие перегретый газ и другие высокоэнергетические явления. Слева две меньшие галактики-компаньоны.
Звездный питомник.
Новорожденные звезды сверкают голубым, как взрыв фейерверка внутри кокона из оранжево-белой пыли, известного как туманность Тарантул . Это самая большая и яркая область звездообразования в нашем галактическом соседстве — дом самых ярких и массивных известных звезд. Звездные ветры, дующие наружу от молодых звезд, расчистили свое место внутри пыльного кокона; в верхнем левом углу центра находится одинокая более старая звезда, излучающая яркие всплески, которые являются наблюдательным артефактом. Изображение охватывает около 110 парсек.
Далекие галактики.
Большинство галактик на этом изображении являются частью галактического скопления, известного как Скопление Пандоры, на расстоянии около 1 миллиарда парсеков от Земли. Но в маленьком квадратике находится чрезвычайно тусклая галактика, которая находится на много миллиардов парсек дальше от нас . Тусклая красная галактика находится в шорт-листе кандидатов на звание самой далекой из когда-либо виденных галактик, что стало возможным только благодаря способности JWST видеть свет из далекой Вселенной, который растянулся до дальних красных длин волн в результате космического расширения. Галактика видна такой, какой она была всего через 450 миллионов лет после Большого взрыва.
Пыльные кольца.
По меньшей мере 17 пылевых колец окружают массивную двойную звезду, известную как WR 140, находящуюся на расстоянии около 1800 парсеков в созвездии Лебедя. В этой звездной системе две огромные звезды вращаются вокруг друг друга, сближаясь примерно раз в восемь лет. Во время каждого близкого прохода система выбрасывает в космос еще одну порцию пыли , создавая концентрические кольца, которые со временем смещаются наружу, как годичные кольца дерева.
Огромный радиотелескоп откроет космос
После 30 лет планирования работы по строительству крупнейшего в мире радиотелескопа наконец-то начались в отдаленных районах Южной Африки и Австралии. Конечная цель состоит в том, чтобы иметь тысячи антенн, покрывающих общую площадь в один квадратный километр — отсюда и название — Квадратно-километровая решетка (СКК). Большое расстояние между антеннами и их огромное количество означают, что SKA будет принимать радиосигналы с беспрецедентной чувствительностью.
Телескоп размером с Землю, или Как ученые почти заглянули в черную дыру
Все вы видели первое изображение центральной черной дыры нашей галактики (Стрелец А*). Как ученым это удалось? Правда ли, что существуют телескопы размером с нашу планету и даже больше? И можно ли с Земли разглядеть спичечный коробок на Луне? Рассказываем в подробностях об одной из самых впечатляющих технологий для исследования Вселенной.
Расположение телескопов, входящих в сеть EHT. Оранжевым показаны телескопы, участвовавшие в создании первого изображения Стрельца A*. Синим — телескопы, вошедшие в сеть позже./©ESO/M. Kornmesser.
Все вы уже видели новость: ученые впервые получили изображение центральной черной дыры Млечного Пути. Эта черная дыра угнездилась в центре объекта под названием Стрелец A*. Стрелец A* состоит из самой черной дыры и облака падающего на нее вещества. Это вещество и испускает радиоволны. Новое изображение Стрельца A* впервые настолько подробное, что на нем можно разглядеть собственно черную дыру. Астрономы ждали этого результата десятилетиями.
Достижение принадлежит той же команде, которая в 2019 году опубликовала нашумевшее изображение черной дыры в центре галактики М87. Ученые снова использовали сеть из восьми радиотелескопов, разбросанных от Испании до Чили и Антарктиды. Эта сеть работала как единый телескоп, размерами сравнимый с Землей. Этот циклопический инструмент называется Event Horizon Telescope (EHT), то есть Телескоп горизонта событий. Он почти способен увидеть горизонт событий черной дыры (ее условную «поверхность»), отсюда и название. Почти — потому что на самом деле наблюдается чуть более широкая область, так называемая тень (зона, из которой черная дыра, так сказать, изымает фотоны).
Грандиозный инструмент получил изображение с разрешением 20 угловых микросекунд. Оптический телескоп, имеющий такое разрешение, мог бы с Земли различить на Луне спичечный коробок, не то что отпечаток ботинка астронавта. Жаль, что таких оптических телескопов не существует.
Зато существуют такие радиотелескопы (и даже более зоркие). Правда, они изучают не следы астронавтов на Луне, а черные дыры, далекие галактики и природные космические лазеры (точнее, мазеры). Но это, согласитесь, не менее интересно.
Системы, приносящие столь удивительные результаты, называются интерферометрами. Разберемся, как они работают.
Сравнение размеров двух чёрных дыр, изображение которых получила сеть EHT. Слева M87* в центре галактики М87. Справа Стрелец A* (Sqr A*) в центре Млечного Пути./©EHT collaboration.
Разрешение на любопытство
Посмотрите в ночное небо. Насколько тусклые звезды вы можете заметить? Теперь переведите взгляд на Луну. Насколько тонкие детали вы различаете? Вот вы и познакомились с двумя главными характеристиками астрономического инструмента: чувствительностью и разрешением. Первая — про способность выделять из фона слабые объекты. Вторая — про возможность разглядеть мелкие подробности объектов ярких. Понятно, что астрономов интересует «и то, и другое и можно без хлеба», но в этой статье мы поговорим о разрешении.
Как оно измеряется? Когда мы смотрим на далекий предмет, наш глаз оказывается в вершине треугольника, основание которого — этот самый предмет. Это проиллюстрировано ниже (масштаб искажен с особой жестокостью).
Схема, иллюстрирующая природу углового разрешения / ©NASA/AURA/STScI / Nika_Akin/Pixabay.com.
Понятно, что чем меньше объект и чем дальше от нас он находится, тем меньше угол δ, под которым мы его видим. Разрешение, или угловое разрешение, — это минимальный угол, при котором предмет все еще различим.
Угловое разрешение человеческого глаза — около одной угловой минуты. Это значит, что человек с идеальным зрением может с километрового расстояния разглядеть предмет размером 30 сантиметров.
Обратите внимание: чтобы улучшить разрешение, минимальный угол δ нужно уменьшить, а не увеличить. Чем он меньше, тем более тонкие детали мы различаем. Будь этот угол меньше в десять раз, с километровой дистанции мы разглядели бы и монету.
От чего зависит разрешение радиотелескопа? Ответ дает простая приближенная формула (будем надеяться, что она не уменьшит число читателей этой статьи вдвое, чем издатели традиционно пугают популяризаторов). Пусть λ — длина радиоволны и D — диаметр антенны. Тогда разрешение δ (в радианах) равно:
δ ≈ λ/D
Значит, самый простой способ уменьшить угол δ и тем самым повысить разрешение — увеличить телескоп. Радиоастрономы, дай им волю, превратили бы в антенну всю Вселенную, после чего им стало бы нечего наблюдать. Однако реальность жестока: слишком большие конструкции технически нежизнеспособны. Самый большой действующий радиотелескоп — китайский 500-метровый FAST, но и он использует не всю свою площадь.
Какое же разрешение обеспечивает этот великан? Легко вычислить, что при минимальной для него длине волны 10 сантиметров разрешение составляет… порядка угловой минуты. Полукилометровый гигант, чудо инженерной мысли, различает детали не лучше, чем невооруженный человеческий глаз!
Разумеется, это лукавое сравнение. Оптическая и радиоастрономия дополняют друг друга, но не могут друг друга заменить. Это так хотя бы потому, что не все космические радиоисточники излучают еще и свет, и наоборот. А поскольку глаз вообще не воспринимает радиоизлучение, то и незачем ему задирать нос перед честными антеннами (хотя минуточку, где у глаза нос?). И вообще, что поделать, если десятисантиметровые радиоволны в сотни тысяч раз длиннее световых?
Ученым, однако, очень хочется что-нибудь с этим поделать. Поэтому еще на заре радиоастрономии они придумали телескопы-интерферометры.
Как это работает
Простейший интерферометр представляет собой две антенны, которые работают как одна: сигнал с них складывается или (чаще) перемножается. Они могут быть соединены кабелем или просто вести запись с метками точного времени, чтобы перемножение сигнала можно было выполнить постфактум.
Что в этом хорошего? Дело в том, что угловое разрешение интерферометра тоже описывается приведенной выше формулой, только под D в ней нужно понимать расстояние между антеннами. Отрезок, соединяющий антенны, называется базой интерферометра; понятно, что расстояние между ними — это длина базы. Кроме длины, важна еще и ориентация базы в пространстве.
Что же получается? Разнесем два телескопа на тысячу километров — и получим разрешение, как у фантастической, невозможной тысячекилометровой антенны?
На самом деле, увы, все сложнее. Телескопы можно и нужно разносить (главное, чтобы не вдребезги), но эффект от этого будет несколько менее впечатляющий.
Часть интерферометра VLA с подвижными антеннами / © NRAO / AUI / NSF.
Дело в том, что интерферометр с длиной базы D получает только часть информации, которая достается цельной антенне диаметра D. Для математически подкованных читателей уточним: интерферометр с единственной базой считывает единственную же Фурье-гармонику пространственного распределения яркости (на частоте, зависящей от длины и ориентации этой базы). Если для вас это звучит как «интерферометр считывает только одну сепульку тирьямпампации», не отчаивайтесь! Главная мысль проста: для построения полного изображения нужны все сепульки, которых много. А интерферометр из двух неподвижных антенн (и, значит, с единственной базой) дает лишь одну. Пусть и точно такую же, какую (в числе прочих!) дала бы огромная антенна диаметра D.
Иногда этого хватает. Например, если наблюдаемый объект — крошечная точка, и задача интерферометра лишь как можно точнее определить ее положение на небе. Но чаще — нет. Чтобы разобраться, как выглядит сложно устроенный объект, астрономам нужно больше информации, и значит, больше баз.
Это можно устроить. Во-первых, кто сказал, что телескопов может быть только два? Крупнейшая интерферометрическая сеть European VLBI Network включает 24 антенны, разбросанные от Японии до Испании и от Финляндии до ЮАР. В нее, кстати, входит и российская сеть «Квазар» с антеннами в Ленинградской области, Карачаево-Черкесии и Бурятии. И каждый отрезок, соединяющий какие-нибудь два телескопа, — база интерферометра.
Во-вторых, антенны могут двигаться друг относительно друга, меняя длину и ориентацию базы. Так устроена американская система VLA. Двадцать восемь «тарелок» стоят на рельсах, и при необходимости их перемещает специальный тягач.
Космический аппарат “Спектр-Р”./© Роскосмос.
Российский исполин
Можно совместить два подхода, сделав несколько неподвижных антенн и одну подвижную. Особенно заманчиво запустить подвижный телескоп в космос на вытянутую орбиту. На максимальном расстоянии от Земли (в апогее) спутник обеспечит интерферометру огромную базу. По мере его движения вокруг планеты база будет меняться как по длине, так и по ориентации.
Именно так и работал самый зоркий телескоп в мире — российский «Радиоастрон». Его космической частью был искусственный спутник Земли «Спектр-Р» с десятиметровой антенной на борту. Запущенный в космос в 2011 году, он прекратил функционировать в 2019 году, проработав намного дольше положенного срока. За это время «Радиоастрон» пронаблюдал около 250 космических объектов и накопил четыре петабайта данных. Их обрабатывают и интерпретируют до сих пор.
К слову, запуск десятиметрового радиотелескопа в космос стал рекордным и сам по себе. Но «Спектр-Р» работал не в одиночку. В качестве наземного плеча хотя бы раз выступили практически все действующие радиотелескопы, подходящие по длине волны (почти 60 штук).
«Радиоастрон» — не первый наземно-космический интерферометр, но он побил все рекорды по длине баз. Максимальная база составила 350 тысяч километров, что почти равно расстоянию от Земли до Луны. Неудивительно, что этот инструмент попал в книгу рекордов Гиннесса как самый большой телескоп в истории. Разрешение на этой базе составляло 8 угловых микросекунд — абсолютный рекорд не только в радио-, но и вообще в астрономии.
Кстати, а почему рекорд? Что мешает нам получить еще большую базу? Давайте запустим телескоп не вокруг Земли, а вокруг Солнца! И пусть расстояние до него будет как до Марса, нет, как до Юпитера, нет, как до «Вояджеров»!
Увы, это ничего не даст. Дело в том, что за высокое разрешение приходится дорого платить. Радиотелескоп, интерферометр он или нет, не окидывает небо хозяйским взглядом. Одномоментно он «видит» лишь крошечный кусочек. Насколько крошечный? А вот как раз с угловым размером, равным разрешению.
Чем это чревато? Пламя свечи такое же яркое, как пламя большого факела. Но оно меньше по размеру, поэтому и света от него меньше. Сквозь узкую щель можно увидеть лишь маленький кусочек диска Солнца, и много ли света будет от этой щели в темной комнате? С радиоволнами такая же история. Если угловое разрешение будет слишком высоким, сигнал от космического радиоисточника станет неразличим в фоновом шуме.
Обойти эту проблему можно, если повысить чувствительность телескопа. Но чувствительность, в отличие от разрешения, не зависит от размера базы. Чтобы ее увеличить, придется все-таки взять антенну побольше. А большие и массивные аппараты трудно выводить в космос, тут уж сказываются ограничения ракет-носителей.
Однако будущее интерферометрии не только в космосе, что и демонстрирует нам сеть EHT. К ней постепенно подключаются новые инструменты, так что в скором времени можно ожидать еще более подробных портретов черных дыр.
Еще одна возможность — строить системы со скромным по меркам интерферометров разрешением, но зато гигантской чувствительностью. Так, в прошлом году началось строительство сети SKAO (Square Kilometre Array Observatory). Максимальная база будет измеряться «всего лишь» десятками километров, зато суммарная площадь сотни тысяч антенн превысит квадратный километр!
В общем, хотя инструмента с базой Земля—Марс пока не предвидится, потенциал технологии далеко не исчерпан. Интерферометры и впредь будут пристально разглядывать Вселенную, а мы — радоваться потоку научных открытий.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Три обнаруженные телескопом Kepler экзопланеты оказались звездами
Астрономы Массачусетского технологического института выяснили, что три или даже четыре экзопланеты, которые первоначально были обнаружены космическим телескопом НАСА Kepler, на самом деле являются небольшими звездами. Об этом сообщается в статье, опубликованной в The Astronomical Journal.
Исследователи перепроверили размеры планет и определили, что три из них слишком велики, чтобы быть планетами. Так, объекты, известные как Kepler-854b, Kepler-840b и Kepler-699b, оказались в два-четыре раза больше Юпитера. Четвертая планета, Kepler-747b, примерно в 1,8 раза больше Юпитера, что сравнимо с самыми большими подтвержденными планетами. Но Kepler-747b находится относительно далеко от своей звезды, что нехарактерно для крупных планет. Существует большая вероятность, что этот объект также является звездой, но полностью исключить ее планетную природу пока нельзя.
Все экзопланеты, обнаруженные телескопом Kepler, были выявлены с помощью транзита, когда кривая блеска родительской звезды падает из-за прохождения на ее фоне крупного объекта. Например, Kepler-854b была обнаружена еще в 2016 году, однако тогда оценка размеров была менее точной, чем в настоящее время. Для уточнения размера исследователи воспользовались космической обсерваторией Gaia.
Выяснилось, что Kepler-854b на самом деле в три раза больше Юпитера, а планеты таких размеров не существуют. Затем ученые проверили более двух тысяч планет, чтобы посмотреть, у каких из них значительно изменяются размеры благодаря улучшенным измерениям Gaia.