Оригинал материала
Астроновости: 35 лет с «Хабблом», первые программы наблюдений Nancy Grace Roman, яркий квазар SRGA J2306+1556… - Троицкий вариант — Наука
«Хаббл»: 35 лет, изменивших наше видение Вселенной
Космический телескоп «Хаббл» отметил юбилей — 35 лет на орбите. За эти десятилетия он стал восприниматься не просто как еще один передовой астрономический инструмент — «Хаббл» превратился в один из символов науки, в образец технологических достижений человечества, движимых его неиссякаемой любознательностью. Несмотря на возраст, космический телескоп продолжает удивлять своими невероятными возможностями1.
Запущенный в 1990 году, «Хаббл» стал первым телескопом, свободным от ограничений земной атмосферы. Его снимки в десять раз четче наземных аналогов, а чувствительность позволяет разглядеть объекты в миллиард раз более тусклые, чем видит человеческий глаз. Работая также в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, он открыл Вселенную, о которой раньше можно было только мечтать.
В честь этого юбилея NASA и ESA опубликовали новые снимки, полученные ветераном космических исследований.
Марс в ультрафиолете
Снимки запечатлели тонкие облака водяного льда и тающую северную полярную шапку во время марсианской весны. Расстояние до Земли — 98 млн км, детализация поражает.
Туманность NGC 2899
Биполярная туманность, созданная звездными ветрами белого карлика (22 000 °C!). Ее газовые «столбы» и фрагментированное кольцо, напоминающее пончик, наглядно демонстрируют финальный этап эволюции звезды. Туманность находится примерно в 4 500 световых годах от нас в южном созвездии Волосы Вероники.
Туманность Розетка
Туманность Розетка — это обширная область звездообразования диаметром 100 световых лет, которая находится на одном конце гигантского молекулярного облака в созвездии Единорога. Изображение получено в рамках Digitized Sky Survey. На вставке представлен снимок фрагмента гигантской зоны звездообразования, переданный телескопом «Хаббл». Размер выделенного фрагмента — порядка 1 пк.
Галактика NGC 5335
Спиральная галактика в созвездии Девы без четких выделенных рукавов, с ярко выраженной перемычкой и неравномерно распределенными областями звездообразования по всему диску. Галактика удалена от нас на расстояние 69,02 Мпк.
«Хаббл» не только расширил границы знаний, но и проложил путь новым телескопам. Например, данные о древних галактиках помогли спроектировать «Джеймс Уэбб», который теперь работает в тандеме с «Хабблом», изучая космос в инфракрасном диапазоне.
Вот неполный список совместных достижений телескопов «Джеймс Уэбб» и «Хаббл»:
- Исследование последствий столкновения DART с астероидом Диморф.
- Отслеживание сезонных изменений на Юпитере и Сатурне в рамках программы OPAL.
- Обнаружение водяного пара на спутниках Юпитера и «спиц» в кольцах Сатурна.
Помимо науки, «Хаббл» изменил культуру. Его снимки — не просто данные, а произведения искусства, пробуждающие у людей интерес к теме космических исследований. Проекты в области гражданской науки, в которых, например, добровольцы ищут следы астероидов в архивах, делают астрономию доступной каждому.
Даже сегодня спрос на время наблюдений «Хаббла» в шесть раз превышает его возможности. Телескоп продолжает изучать экзопланеты, следить за черными дырами и галактиками, оставаясь глазами человечества в космосе.
35 лет назад «Хаббл» открыл нам Вселенную во всей ее красоте и хаосе. Его наследие — это не только терабайты данных, но и вдохновение для новых поколений.
Ключевые достижения «Хаббла» за 35 лет:
- 1,7 млн наблюдений и 55 тыс. изученных объектов — от Марса до галактик на краю видимой Вселенной.
- На основании наблюдений были написаны более 22 тыс. научных статей с 1,3 млн цитирований.
- Данные телескопа помогли в изучении сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, темной энергии, ускоренного расширения Вселенной.
- Первые измерения атмосфер экзопланет и обнаружение объектов с большим красным смещением, свет от которых шел к нам более 12 млрд лет.
Яркий квазар SRGA J2306+1556
С помощью космической обсерватории «Спектр-РГ» российские астрономы изучили радиояркий квазар SRGA J2306+1556, который интенсивно светится в рентгеновском диапазоне. Результаты исследования опубликованы 18 апреля на сервере препринтов arXiv.org2.
Квазары — активные ядра галактик с высокой светимостью. Их питают сверхмассивные черные дыры, которые испускают излучение от радио- до гамма-диапазона. Это одни из самых ярких и далеких объектов во Вселенной, они играют ключевую роль в астрофизике и космологии.
SRGA J2306+1556 — сильно затемненный радиояркий квазар, обнаруженный в диапазоне энергий 4–12 кэВ, с красным смещением z = 0,4389. Квазар был открыт в 2022 году спектрографом «Спектр-РГ».
Теперь группа астрономов под руководством Григория Ускова повторно исследовала SRGA J2306+1556 с помощью «Спектра-РГ». Она также использовала данные с космического аппарата NASA «Свифт».
Во время наблюдений рентгеновская светимость SRGA J2306+1556 менялась в течение 20 часов от 1 до 6 квадриллионов эрг в секунду. Спектр излучения подвергался сильному поглощению. Такие скрытые активные ядра галактик с высокой рентгеновской светимостью редко встречаются при красном смещении ниже 0,5.
Данные показали, что в 2020–2021 годах на SRGA J2306+1556 произошла вспышка рентгеновского излучения. В июне 2023 года квазар находился в «малоактивном» состоянии. По оценкам, вспышка длилась около года.
SRGA J2306+1556 имеет сложную морфологию в радиодиапазоне: ядро и два вытянутых радиолепестка. Это указывает на то, что SRGA J2306+1556 — гигантская радиогалактика типа FR II. Масса центральной черной дыры оценивается в ~1,4 млрд солнечных масс.
В целом SRGA J2306+1556 оказывается одним из самых ярких скрытых квазаров в наблюдаемой Вселенной с z = 0,5. Изучение таких объектов может служить ценным источником знаний о событиях и процессах в молодой Вселенной.
Телескоп «Нэнси Грейс Роман»: первые программы наблюдений
Команда космического телескопа NASA «Нэнси Грейс Роман» (Nancy Grace Roman) обнародовала три приоритетные программы наблюдений, которые откроют новую главу в астрофизике и космических исследованиях. Эти программы, рассчитанные на пять лет работы, займут 75% времени миссии3.
Три главных направления миссии:
1. High-Latitude Wide-Area Survey
Глубокий обзор Вселенной. Этот масштабный проект охватит за полтора года 12% неба. Ученые будут изучать спектры объектов и фотографировать их через различные инфракрасные фильтры. Исследование распределения и форм галактик поможет понять природу темной энергии и темной материи.
2. High-Latitude Time-Domain Survey
Наблюдения за эволюцией космоса. В течение двух лет один и тот же участок неба площадью 90 лун будет сканироваться каждые пять дней на протяжении 30 часов. Это позволит ученым отслеживать изменения в космических объектах и такие явления, как взрывы сверхновых, поглощения черной дырой и слияния нейтронных звезд, что даст новые данные о динамике Вселенной.
3. Galactic Bulge Time-Domain Survey
Исследование центра нашей галактики. Шесть участков неба площадью 8,5 лун будут изучаться для выявления гравитационных линз. Это поможет обнаружить новые экзопланеты, включая те, что находятся в зоне обитаемости. Ученые также надеются раскрыть загадки коричневых карликов и блуждающих планет.
Команда телескопа заявила, что все данные будут доступны сразу же после их получения. В отличие от данных телескопа «Джеймс Уэбб», где у исследователей есть эксклюзивный период (год) на анализ, данные «Нэнси Грейс Роман» будут публиковаться без задержек.
Запуск телескопа планируется произвести в октябре 2026 года сверхтяжелой ракетой-носителем Falcon Heavy компании SpaceX.
Приливные разрушения в NGC 4845
С помощью инструмента Neutron star Interior Composition Explorer (NICER), который находится на МКС, астрономы наблюдали за одним из самых близких к Земле событий приливного разрушения, обозначенным как IGR J12580+0134. Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv.org4.
Приливные разрушения — явления, при которых звезда, сближающаяся со сверхмассивной черной дырой, разрывается под действием ее гравитационных сил и начинает на нее падать. В процессе этого падения образуется аккреционный диск, причем столкновение потоков звездного вещества в нем приводит к рассеиванию энергии, разогреву и излучению — в основном в инфракрасном, оптическом и рентгеновском диапазонах. Такие события важны для изучения экстремальных гравитационных полей и аккреции, они помогают понять, как формируются и эволюционируют сверхмассивные черные дыры.
Событие IGR J12580+0134 наблюдалось в ноябре 2010 года в центре спиральной галактики NGC 4845, расположенной примерно в 59 млн световых лет от нас. Предыдущие наблюдения показали, что причиной его стало разрушение объекта массой около 14–30 масс Юпитера черной дырой массой около 300 тыс. солнечных. Группа астрономов наблюдала за ним с помощью NICER с марта 2023 по февраль 2024 года. Данные были дополнены информацией со спутника ESA XMM-Newton.
Наблюдались вспышки рентгеновского излучения в марте — июне 2023 года, за которыми последовал спад яркости в 2024 году. Эти вспышки были слабее, чем у других событий приливного разрушения (TDE).
Исследование выявило два спектральных компонента. Первый соответствовал спектру с сильным поглощением, характерным для TDE. Второй компонент связан с тепловым излучением ионизированной плазмы, что может указывать на встречный ветер или реактивную струю.
Астрономы предположили, что слабые вспышки рентгеновского излучения могут быть вызваны аккрецией на сверхмассивную черную дыру в NGC 4845. Это может свидетельствовать о наличии в галактике активного галактического ядра низкой светимости.
Изображение номера — Петля Лебедя
Туманность Вуаль (также известная как туманность Петля, или туманность Рыбачья Сеть) — это остаток сверхновой в созвездии Лебедя, последствие гибели массивной звезды в ярчайшем взрыве. Расположена в 2 400 световых годах от Земли, ее диаметр составляет 110 световых лет. Согласно расчетам, вспышка, произошедшая около 10–20 тыс. лет назад, была столь мощной, что по яркости превзошла блеск Венеры и была видна днем.
Туманность открыл 5 сентября 1784 года Уильям Гершель.
Алексей Кудря
1 esahubble.org/news/heic2505/
3 nasa.gov/missions/roman-space-telescope/nasas-roman-mission-shares-detailed-plans-to-scour-skies/