Космический телескоп SPHEREx, запущенный в марте, создал свою первую полную карту всего неба в инфракрасном диапазоне с 102 различными "цветами" — то есть длинами волн. Эти волны не видны человеческому глазу, но они часто встречаются в космосе. Такая карта поможет учёным ответить на ключевые вопросы: как ранние события после Большого взрыва (всего через крошечную долю секунды) повлияли на развитие Вселенной, как распределены сотни миллионов галактик в трёх измерениях и как менялись галактики за почти 14 миллиардов лет.
Кроме того, данные позволят изучить распределение важных элементов для жизни в нашей Галактике.
"За шесть месяцев SPHEREx собрал огромное количество информации, которая станет ещё ценнее в сочетании с данными других миссий НАСА. Это поможет лучше понять Вселенную", — сказал Шон Домагал-Голдман, директор отдела астрофизики в НАСА.
Телескоп вращается вокруг Земли 14,5 раза в сутки, двигаясь с севера на юг над полюсами. Каждый день он делает около 3600 снимков вдоль полосы неба, и за шесть месяцев покрыл всё небо. В мае началось картографирование, а к декабрю первая карта была готова. Миссия продлится два года с тремя дополнительными сканированиями, чтобы повысить точность. Все данные открыты для учёных и публики.
"SPHEREx — пример среднего по размеру проекта, который решать серьёзные научные задачи", — отметил директор JPL Дэйв Галлахер.
Каждый из 102 "цветов" даёт уникальную информацию о галактиках, звёздах, областях образования планет и пылевых облаках. Например, плотная пыль ярко светится на одних волнах и не видна на других. Это называется спектроскопией — разделением света на составляющие.
В отличие от предыдущих миссий или телескопа Джеймса Уэбба (который видит шире по волнам, но в меньшем участке неба), SPHEREx сочетает много цветов с большим полем зрения, как у креветки-богомола с широким "зрением".
"Способность сканировать всё небо в 102 цветах каждые шесть месяцев — это мощный инструмент для быстрых открытий", — сказала Бет Фабински, руководитель проекта.
Телескоп использует шесть детекторов с фильтрами, каждый из которых захватывает 17 цветов, давая в итоге 102. Это позволит измерить расстояния до сотен миллионов галактик в 3D, заметить, как они группируются, и лучше понять инфляцию Вселенной сразу после Большого взрыва — когда всё расширилось невероятно быстро.
Многоволновая диаграмма нахождения внутренней части примерно в 0,8 пк от центра Галактики.
Международная исследовательская группа под руководством доктора Флориана Пейскера из Кёльнского университета применила новейший инструмент ERIS на Очень большом телескопе (VLT) в Чили, чтобы раскрыть: несколько загадочных «пылевых объектов» совершают устойчивые орбитальные движения вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в сердце нашей Галактики.
Ранее предполагавшееся неизбежное поглощение этих тел чёрной дырой опровергнуто свежими данными, опубликованными в журнале Astronomy & Astrophysics.
В центре внимания — четыре таинственных небесных тела, ставших предметом научных споров. Объект G2 долго считался чистым пылегазовым облаком, обречённым на «спагеттификацию» и распад под гравитацией Стрельца A*. Однако наблюдения ERIS в ближнем инфракрасном спектре подтверждают стабильную орбиту G2, предполагая звезду в его ядре. Это подчёркивает: ядро Млечного Пути способно к поразительной устойчивости наряду с разрушением.
Двойная звёздная система D9, открытая Пейскером в 2024 году, сохраняет целостность вопреки приливным силам чёрной дыры — первая зафиксированная на таком расстоянии.
Звёзды D9 рисковали слиться в одну под приливным воздействием, но данные ERIS свидетельствуют иначе. Аналогично, объекты X3 и X7 следуют прочным орбитам, превзойдя ожидания моделей.
«Уверенное манёврирование этих объектов близ чёрной дыры поражает, — отмечает Пейскер. — Стрелец A* не столь суров, как полагали; центр Галактики — идеальная лаборатория для изучения взаимодействий».
Открытия иллюстрируют сложность процессов в сердце Млечного Пути. «Чёрная дыра не только разрывает звёзды, но и стимулирует их рождение или формирование экзотических структур, возможно, через слияние двойных систем», — добавляет Михал Заячек из Университета Масарика.
Будущие наблюдения с ERIS и Чрезвычайно большим телескопом (ELT) обещают пролить свет на эволюцию этих объектов и механизмы выживания звёзд в экстремальных условиях Вселенной.
Туманность NGC 6357 — одна из самых удивительных звездных фабрик нашей галактики, расположенная в созвездии Скорпиона, на расстоянии около 5 500 световых лет от Земли. Внутри нее формируются не отдельные звезды, а целые звездные скопления.
Недавние наблюдения с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб" выявили, что в этой туманности рождаются преимущественно массивные звезды, в 10-20 раз тяжелее Солнца. Ученые предполагают, что за это ответственные уникальные турбулентные потоки газа, которые создают в NGC 6357 идеальные условия для формирования гигантов.
Особую научную ценность представляют недавние наблюдения звездообразования в NGC 6357 с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Ученым удалось зафиксировать несколько протозвездных дисков на разных стадиях формирования, что позволяет изучать эволюцию звездных систем в "реальном времени". Некоторые из этих систем, вероятно, сформируют двойные звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс.
Гидродинамическое моделирование аккреционного диска вокруг спутника π1 Gru C.
Близкие спутники могут влиять на эволюцию звезд, но прямых свидетельств их наличия у звезд асимптотической ветви гигантов (AGB) или стареющих звезд недостаточно. Красный гигант π1 Gruis, находящийся в 530 световых годах от Земли, — яркий пример: когда-то похожая на Солнце, она увеличила размер более чем в 400 раз, остыла и стала стареющей звездой.
AGB-звезды образуют новые элементы, пульсируют (от дней до лет) и теряют массу, выбрасывая материал, эквивалентный Земле, за четыре года, прежде чем превратиться в планетарную туманность — ионизированный газ от красных гигантов.
π1 Gruis светит в тысячи раз ярче Солнца, что затрудняет обнаружение близких объектов из-за затмения и разницы в яркости.
В статье Nature Astronomy международная команда использовала Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для прямого показа орбиты спутника вокруг π1 Gruis. Йошия Мори из Университета Монаша уточнил массу звезды, сравнив модели с наблюдаемыми пульсациями.
"Ключевой частью понимания орбиты спутника является знание массы звезды AGB. Наша команда помогла лучше определить эту массу, используя наблюдаемые характеристики светимости и пульсации, чтобы найти наиболее подходящую модель звезды", — сказал Мори.
Исследование выявило почти идеально круглую орбиту вместо предсказанной эллиптической, что ускоряет эволюцию и требует корректировки моделей. Руководитель проекта Матс Эссельдерз из университета Левена отметил: "Понимание того, как близкие спутники ведут себя в таких условиях, помогает нам лучше прогнозировать, что произойдет с планетами, обращающимися вокруг Солнца, и как спутник влияет на эволюцию самой звезды-гиганта".
Это открывает новые возможности для изучения приливных взаимодействий и бинарных систем. Солнце однажды пройдет через подобную стадию.
Волна Рэдклиффа (Radcliffe Wave) — это огромная, змеевидная структура в Млечном Пути, состоящая из звезд, газа и пыли. Она была открыта в 2020 году астрономами из Гарвардского университета и Центра астрофизики Гарварда-Смитсоновского института. Структура протягивается на около 9 000 световых лет и находится примерно в 500 световых годах от Солнца, проходя через локальное межзвездное пространство.
Ученые использовали данные из каталога Gaia Европейского космического агентства (ЕКА), который отслеживает движения миллионов звезд. Анализируя скорости и положения звезд, они заметили, что многие звезды движутся синхронно, как будто они часть волны. Волна включает молодые звезды (возрастом менее 100 миллионов лет), молекулярные облака (где рождаются новые звезды) и другие газовые структуры.
Волна Рэдклиффа — это не просто случайное скопление: она колеблется вверх и вниз относительно плоскости галактического диска, как волна на воде. Ее амплитуда достигает 160 световых лет. Ученые предполагают, что она могла возникнуть из-за гравитационных возмущений — возможно, от столкновения Млечного Пути с карликовой галактикой или от внутренних колебаний диска. Это влияет на процесс звездообразования в нашем регионе, включая область вокруг Солнца.
Как упоминалось ранее, недавно открытая волна (от 30 000 до 65 000 световых лет от центра Галактики) может быть связана с Волной Рэдклиффа, но они находятся в разных частях диска. Рэдклиффа — более локальная и нитевидная. Исследования продолжаются, чтобы понять, являются ли они частями одной большой структуры или отдельными событиями.
В 2020 году австралийский радиотелескоп ASKAP зафиксировал странный сигнал ASKAP J173608.2-321635, источник которого скрывался в направлении центра Млечного Пути. Сначала казалось, что это рядовое явление, так как космос полон радиоисточников: пульсары, квазары, остатки сверхновых.
Однако чем больше данных накапливалось, тем очевиднее становилось, что "нечто", породившее сигнал ASKAP J173608.2-321635, не похоже ни на что известное науке.
Космический хаос
Космические источники излучения обычно предсказуемы. У каждого типа объектов есть свой "почерк". Например:
Пульсары вращаются вокруг своей оси с точностью атомных часов — от одного оборота за несколько секунд до нескольких сотен оборотов в секунду.
Звезды в двойных системах регулярно затмевают друг друга, создавая периодические провалы в яркости. Цикл повторяется раз за разом.
Пульсирующие переменные звезды меняют светимость из-за поочередного расширения и сжатия внешних слоев и изменения их температуры. Этот процесс подчиняется законам звездной физики и полностью предсказуем.
Даже квазары, питаемые сверхмассивными черными дырами и демонстрирующие на первый взгляд хаотичное поведение, подчиняются статистическим закономерностям.
ASKAP J173608.2-321635 игнорирует все правила.
Объект может молчать три недели, а потом внезапно вспыхнуть на пять дней. Затем полугодавая тишина, которая сменится вспышкой, длящейся всего несколько часов. И вновь тишина. За пять лет наблюдений астрономы зарегистрировали десятки активных фаз — ни одна не повторила предыдущую ни по длительности, ни по мощности.
Это не просто нерегулярность. Это полное отсутствие какой-либо систематичности.
Примечательно, что между периодами активности объект не тускнеет постепенно. Он "выключается" мгновенно и полностью.
Представьте радиоисточник как лампочку. Обычные переменные объекты ведут себя как лампы с диммером — плавно становятся ярче или тусклее. А вот ASKAP J173608.2-321635 работает как обычная лампа накаливания: щелк — горит, щелк — не горит. Никаких промежуточных состояний.
Такое поведение противоречит физике большинства известных астрономических процессов, которые имеют инерцию и не могут "выключаться" мгновенно.
Призрак в радиодиапазоне
Одна из самых загадочных особенностей объекта — его избирательность по длинам волн. ASKAP J173608.2-321635 излучает исключительно в узком радиодиапазоне около 1 гигагерца. Астрономы, в попытках понять природу аномалии, наводили на эту область:
Рентгеновские телескопы — ничего;
Инфракрасные обсерватории — пусто;
Оптические телескопы — тишина;
Ультрафиолетовые детекторы — ноль.
Объект буквально неуловим во всех диапазонах, кроме радио.
Следовательно, это исключает практически все кандидатов:
Пульсары светятся постоянно во всем спектре — от радио до гамма-лучей. Они не могут "спрятаться".
Магнетары (сверхнамагниченные нейтронные звезды) производят мощнейшие рентгеновские вспышки, которые невозможно не заметить.
Переменные звезды видны в оптическом (видимом) диапазоне по определению — это же звезды.
Черные дыры и нейтронные звезды с аккреционными дисками разогревают падающее вещество до миллионов градусов. Такой объект сияет в рентгене ярче прожектора.
Что может излучать только в радио и быть абсолютно невидимым во всех остальных диапазонах? Астрономы не знают.
Первое предположение — необычный пульсар с нестабильным вращением. Возможно, его магнитное поле устроено так, что луч излучения "мигает" непредсказуемо.
Проблема: пульсары не "выключаются" полностью. Их сигнал может ослабевать, но полностью исчезать на недели, а то и месяцы — это за гранью известной физики нейтронных звезд.
Версия 2: магнетар в спящем режиме
Магнетары периодически "просыпаются", производя всплески активности в виде радиоволн. Может быть, перед нами такой случай?
Проблема: магнетары обязательно излучают в рентгеновском и гамма-диапазонах. Даже в спокойной фазе их рентгеновское свечение регистрируется. Здесь его нет вообще.
Версия 3: двойная система с затмениями
Возможно, это пара объектов, где один периодически заслоняет излучение другого?
Проблема: Затмения в двойных системах происходят регулярно, с четким периодом обращения. Здесь никакой периодичности нет.
Версия 4: белый карлик с аномальным магнитным полем
Некоторые белые карлики обладают чрезвычайно сильными магнитными полями и могут производить радиовспышки.
Проблема: белые карлики горячие — их можно наблюдать в ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Объект ASKAP J173608.2-321635 невидим в этих спектрах.
Версия 5: коричневый карлик с радиовспышками
Коричневые карлики — "неудавшиеся звезды" — иногда производят мощные радиовсплески из-за магнитной активности.
Проблема: коричневые карлики излучают преимущественно в инфракрасном диапазоне. Они недостаточно горячи для того, чтобы наблюдать их в оптические телескопы, но по ИК-излучению их легко найти. Здесь инфракрасного излучения нет.
В настоящее время научное сообщество склоняется к радикальной гипотезе: мы нашли нечто, для чего у нас нет теоретической модели. Вероятно, мы столкнулись с новым классом космических объектов, который выходит за рамки наших стандартных классификаций.
История науки знает такие примеры. Например, когда в 1967 году открыли первый пульсар, то астрономы были так поражены, что устроили масштабную проверку данных — сигнал был настолько регулярным, что его даже в шутку назвали LGM-1 (Little Green Men — "маленькие зеленые человечки"). Потребовалось время, чтобы понять: это быстровращающаяся нейтронная звезда.
А когда в 1960-х годах обнаружили первые квазары, то их яркость казалась невозможной, а удаленность от Земли — просто запредельной. Потребовались десятилетия исследований, чтобы ученые осознали, что имеют дело со сверхмассивными черными дырами, активно пожирающими окружающую материю.
Возможно, ASKAP J173608.2-321635 — начало новой главы в астрономии.
