Исследование загадочного объекта с поразительной геометрически правильной формой поможет в перспективе раскрыть одну из тайн мироздания. Одной из загадок Вселенной является факт наличия в ней облаков пыли - и неясность в отношении того, что именно является её генератором и каким образом эта пыль рассеивается в пространстве. Пыли во Вселенной много - однако достаточно "убедительных" по производительности её источников до сих пор обнаружить не удавалось.
Результаты нового цикла исследований загадочного объекта "Красный квадрат", или "Красный прямоугольник", расположенного (согласно имеющимся оценкам) в 2300 световых лет от нас в созвездии Единорога, позволят прояснить загадку появления в космическом пространстве облаков космической пыли.
Как сообщает пресс-служба Чикагского университета (США), наблюдения проводились международной исследовательской группой с помощью 3,5-метрового телескопа обсерватории Апач Пойнт в штате Нью-Мексико (США) и заняли семь лет, на которые пришлось в общей сложности около 15 часов чистого наблюдательного времени.
"Красный квадрат" представляет собой объект с нехарактерной для космоса резко выраженной "прямоугольной" формой. Обнаружен он был в 1973 году в ходе эксперимента по созданию инфракрасного обзора неба с использованием геофизических ракет. Двойная звёздная система в его центре HD44179 была обнаружена ещё в 1915 году, однако сам объект удалось выявить лишь с "освоением" инфракрасного диапазона спектра. Объект представляет собой туманность, в спектре которой присутствуют, в частности, характерные признаки сложных углеводородов - включая ароматические антрацен и пирен.
С некоторой, вряд ли большой долей условности "красный квадрат", удалённый от нас, по текущим оценкам, на расстояние 2300 световых лет, можно называть фабрикой если не жизни во Вселенной, то по крайней мере ключевых, необходимых для её появления органических соединений.
Удивительная, геометрически правильная и абсолютно нехарактерная для космоса форма туманности сразу привлекла к себе внимание. Однако природа объекта до сих пор оставалась областью спекуляций.
Ссамого начала высказывались предположения, что "прямоугольность" туманности может быть обусловлена необычным ракурсом, под которым мы наблюдаем процесс выброса вещества в виде двух соосных конусов. При наблюдении "строго сбоку" возникает иллюзия прямоугольной формы объекта.
Результаты исследований позволили установить особенности звёзд, составляющих двойную HD44179, и тем самым приблизиться к разгадке тайны "красного квадрата".
Выяснилось, что одна из звёзд системы находится на так называемой асимптотической ветви гигантов на диаграмме Герцшпрунга-Рессела "спектральный класс - светимость". В настоящее время считается, что положение звезды на этой диаграмме меняется в течение её "жизни", давая возможность определения стадии, на которой она находится.
Данная звезда в системе HD44179, согласно текущим представлениям, уже "выработала" водородное топливо. На этой стадии звезда начинает сжиматься ("коллапсировать"), разогреваясь при этом. На определённой стадии начнётся процесс термоядерного "горения" уже не водорода, но гелия.
Процесс коллапса весьма краткосрочен по астрономическим меркам (десятки тысяч земных лет). Он сопровождается сбросом внешних оболочек звезды. Газы, остывая, начинают конденсироваться в микрогранулы пыли.
Коллапсирующая звезда в системе HD44179 имеет компаньона - менее массивную и медленне эволюционирующую звезду. Выброшенное вещество попадает в её гравитационное поле и формирует аккреционный диск. Из таких дисков, в свою очередь, вещество выбрасывается в виде струй, направленных перпендикулярно аккреционному диску.
В системе HD44179 благодаря гравитационному взаимодействию компонентов струи циклически меняют направление. В пространстве образуются два конуса, извергающих пыль в межзвёздное пространство. Эти конусы наблюдается нами строго сбоку, создавая иллюзию квадрата.
Данный механизм по необходимости краткосрочен. Это объясняет, почему такие "квадраты" - явление в космосе весьма редкое. Возможно, дальнейшие наблюдения подтвердят высказанную гипотезу, и загадка образования пыли в межзвёздном пространстве будет, наконец, решена.
Не стоит, однако забывать, что всё вышесказанное - лишь гипотеза, и действительность может оказаться намного более фантастической.
Специалисты из Европейской южной обсерватории (ESO) впервые сумели разрешить детали пылевого облака у звезды, находящейся в другой галактике, одновременно объяснив загадку несоответствия друг другу ряда параметров этой звезды, полученных в ходе предшествующих наблюдений. Участок неба в Большом Магеллановом Облаке, где найден диковинный объект (фотографии ESO). Виновница переполоха — звезда WOH G64, обитающая в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии 163 тысяч световых лет от нас. По диаметру эта звезда в 2 тысячи раз превосходит Солнце, так что перед нами — красный сверхгигант.
Ранее учёные уже наблюдали за ней, и эти исследования породили вопросы. Так первоначально вычисленная масса WOH G64 составляла 40 масс Солнца. Но при этом "подопечная" оказывалась слишком холодной, по сравнению с теоретической моделью для такой массивной звезды.
Новые наблюдения на большом телескопе-интерферометре VLTI позволили установить, что газопылевой кокон, имеющийся у WOH G64, окружает её не сферой, а очень толстым и широким кольцом. WOH G64 во всей красе (иллюстрация ESO).
Таким образом, для наблюдателя эта звезда оказывается куда более открытой, чем представлялось астрономам ранее, а её светимость — вдвое ниже предполагавшейся, и масса, соответственно, тоже. Теперь масса, размеры и температура неплохо увязывались между собой.
Новые данные позволили вычислить, что WOH G64 начала свою жизнь с массой в 25 солнц, но теперь она похудела. Она потеряла уже от одной десятой до трети своего начального "веса", а потеря эта "припрятана" как раз в образе огромного газопылевого кольца, которое весит от 3 до 9 масс Солнца.
По размерам этот тор и вовсе поражает воображение. Он простирается на обширное пространство от 15 радиусов WOH G64 до 250 её радиусов, то есть — от 120 астрономических единиц до 30 тысяч а.е.
"В этой системе всё огромное, — говорит лидер группы исследователей Кэити Онака (Keiichi Ohnaka) в пресс-релизе ESO, — сама звезда настолько большая, что могла бы заполнить почти всё пространство между Солнцем и орбитой Сатурна. И тор, что окружает её, достигает светового года в диаметре! Тем не менее, поскольку он так далеко, только сила интерферометрии VLT позволила нам взглянуть на этот объект".
Данное открытие поможет по-новому взглянуть на эволюцию столь крупных звёзд.
Астрономам удалось обнаружить пару самых тусклых из известных на сегодняшний день звезд, сообщает New Scientist. Работа ученых опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters. Космический объект 2MASS J09393548-2448279 (2M0939) был обнаружен в рамках глобального исследования Two Micron All Sky Survey, целью которого является поиск космических источников инфракрасного излучения. Последующие наблюдения, выполненные с помощью телескопа Spitzer, показали, что 2M0939 располагается на расстоянии 17 световых лет, а температура поверхности объекта составляет "всего" 325 градусов по Цельсию.
Подобная температура характерна для так называемых коричневых карликов. Масса этих объектов (меньше 75 - 80 масс Юпитера) недостаточна, чтобы в их недрах протекала термоядерная реакция превращения водорода в гелий. На ранних этапах своего существования они способны "сжигать" дейтерий и литий, после чего остаток жизни коричневые карлики проводят постепенно остывая.
Наблюдения 2M0939 показали, что яркость этого карлика в два раза выше расчетной. Такое возможно, когда, например, карлик еще "молод" и процесс его формирования не до конца завершен. Однако ученые установили, что у 2M0939 достаточно высокая скорость движения в пространстве. Разгоняет карлик гравитационное взаимодействие с близлежащими космическими телами. Следовательно, чтобы разогнаться до высокой скорости, 2M0939 должен "встретиться" с большим количеством объектов, а для этого ему нужно достаточно долго прожить.
По мнению исследователей, наиболее вероятным объяснением является следующее: 2M0939 представляет собой пару коричневых карликов, вращающихся вокруг общего центра масс, то есть двойную систему. В этом случае яркость обнаруженных объектов является самой низкой из известных на сегодняшний день.
По мнению исследователей, в нашем регионе Галактики должно присутствовать большое количество коричневых карликов. Обнаружить их, однако, достаточно непросто из-за их малой яркости. Совсем недавно появлялись сообщения о том, что ученым удалось сфотографировать три экзопланеты вокруг звезды HR 8799, которые также могут оказаться коричневыми карликами.
Новогодний звёздный фейерверк NGC 2264 лежит примерно в 2600 световых лет от Земли в туманном созвездии Единорога (Monoceros или Unicorn), недалеко от более знакомого образа Ориона (Orion), Охотника.
Уильям Хершель (William Herschel) обнаружил этот захватывающий объект во время своих великих небесных наблюдений ещё в конце 18 века. Он впервые заметил яркое скопление в январе 1784, а самую яркую часть визуально трудно уловимой массы облаков раскалённого газа на Рождество почти два года спустя. Скопление очень яркое и его легко можно наблюдать через бинокль. Через небольшой телескоп (линзы которого переворачивают изображение вверх дном) звёзды напоминают мерцающий свет новогодней ёлки. Ослепительная звезда на макушке настолько яркая, что её можно увидеть невооружённым глазом. Это массивная звёздная система, которая возникла лишь из газа и пыли несколько миллионов лет назад.
Помимо скопления в облаках пыли и газа присутствует множество интересных и любопытных структур. Треугольная структура в нижней части изображения – выразительная Коническая туманность (Cone Nebula), область молекулярного газа, наполненная очень ярким светом самых выдающихся представителей скопления. Участок справа от самой яркой звезды имеет любопытную ‘меховую’ текстуру, которая дала ему название – туманность Лисий Мех (Fox Fur Nebula).
NGC 2264 – область космоса протяжённостью 30 световых лет. (Фото: NASA)
Большая часть изображения в красном свете благодаря огромным облакам газа, которые сияют под интенсивным ультрафиолетовым излучением, исходящим от активных раскалённых молодых звезд. Сами звёзды выглядят голубыми, т.к. они более горячие, более молодые и массивные, чем наше Солнце. Часть этого голубого сияния рассеивается пылью – как можно увидеть в верхней части изображения.
Эта интригующая область – идеальная лаборатория для изучения процесса формирования звёзд. Здесь показана лишь малая часть обширного облака молекулярного газа в процессе формирования следующего поколения звёзд. Множество интересных объектов спрятано за мраком туманности. В области между вершиной Конической туманности и самой яркой звездой вверху изображения есть несколько звёздных колыбелей, где рождаются молодые звёзды. Существуют даже признаки сильных звёздных ветров, исходящих от этих молодых эмбрионов, взрывающихся в глубине туманности.
Эта картина NGC 2264, включая созвездие Рождественской Ёлки, была создана из снимков, снятых с помощью особой астрономической камеры WFI, закреплённой на 2.2-метровом телескопе Общества им. Макса Планка/ЕКА в обсерватории Ла-Силла на Чили. Расположенная почти в 2400м над уровнем моря в горах пустыни Атакама, Ла-Силла наслаждается видом самых ясных и тёмных небес всей планеты, что делает это место наиболее подходящим для изучения самых дальних уголков Вселенной.
Чтобы получить данное изображение WFI неотрывно смотрела на скопление в течение более чем десяти часов через серию специальных фильтров – в результате полноцветное изображение волнующихся облаков светящегося газообразного водорода.
Появилась новая надежда на обнаружение гравитационных волн. Как сообщает Physical Review Letters, группа американских астрофизиков провела математическое моделирование нейтронной звезды. Выяснилось, что на ее поверхности могут образовываться возвышения, высота которых зависит от прочности коры нейтронной звезды и размеров разломов в этой коре, но не больше 10 см.
Это весьма значительные размеры, если учесть, что радиус нейтронной звезды не превышает 18 км, ее масса колеблется от половины солнечной массы до 5,73 масс Солнца (предел Чандрасекара), а скорость вращения такой махины превышает 30 оборотов в минуту.
Нейтронная звезда. Иллюстрация
Выдержать такую нагрузку может только такое вещество, которое состоит из сильно уплотненных атомов. По нынешних представлениям, нейтронная звезда представляет собой макроскопический объект, находящийся в равновесии между сжимающей его силой тяжести и внутренним давлением. Самые наружные слои нейтронной звезды состоят из железа с примесью хрома, никеля и кобальта с большим переобогащением нейтронами. Такое вещество оказывается в миллиарды раз прочнее стали.
Изучение нейтронных звезд дает обширный материал для исследования ядерных взаимодействий элементарных частиц и теории гравитации. Именно нейтронные звезды, как сейчас считается, дадут возможность обнаружить неуловимые гравитационные волны. В отличие от электромагнитных волн гравитационную нельзя обнаружить в точке.
Антенна (приемник) гравитационного излучения может обнаружить лишь разность двух ускорений между двумя массами. Эти ускорения называются приливными. Приливная сила тем больше, чем быстрее меняется гравитационное поле от точки к точке, и чем больше расстояние между точками на расстоянии 12800 км, что соответствует диаметру Земли.
Кривизна пространства-времени, соответствующая гравитационному полю, проявляется в виде приливных ускорений. Таким образом, выявление на поверхности нейтронной звезды возвышений дает надежду на то, что подробные наблюдения выявят наличие гравитационных волн вблизи таких объектов. Ведь сама нейтронная звезда станет своеобразным резонатором.
