С использованием космических обсерваторий Спектр-РГ и Чандра китайские астрономы исследовали ближайшую спиральную галактику, известную как "NGC 7793". Результаты нового исследования, опубликованные 13 марта на сервере предварительных публикаций arXiv, предоставляют важные сведения о свойствах горячего газового гало галактики.
Расположенная на расстоянии около 12,2 миллиона световых лет, NGC 7793 (также известная как PGC 73049) является спиральной галактикой без баров в группе галактик Скаляр. NGC 7793 имеет диаметр около 30 000 световых лет, звездную массу примерно 3,2 миллиарда солнечных масс и является одной из самых ярких галактик группы Скульптора.
Хотя NGC 7793 была открыта два века назад и с тех пор была предметом обширных исследований, её галактическое рентгеновское излучение остается относительно недостаточно изученным, особенно в отношении измерения газа в гало. Команда астрономов во главе с Лином Хэ из Нанкинского университета в Китае недавно решила изменить это и исследовала диффузное рентгеновское излучение этой галактики. Для этой цели они проанализировали данные телескопа eROSITA Спектра-РГ и продвинутого CCD-изображения Чандра (ACIS).
"Основываясь на ранее выпущенных наблюдениях eROSITA и архивных данных Чандра, мы изучили диффузное мягкое рентгеновское излучение в и вокруг ближайшей галактики низкой массы, умеренно наклоненной Sd, NGC 7793," - написали исследователи в своей статье.
Команда Хэ обнаружила экстрапланарное рентгеновское излучение в энергетическом диапазоне 0,4–2,3 кэВ от eROSITA и 0,5–2 кэВ от Чандра, видимое с обеих сторон галактической плоскости. Это открытие указывает на то, что NGC 7793 обладает горячим газовым гало, и предполагается, что звёздная обратная связь играет доминирующую роль в формировании и формировании этого горячего газа в и вокруг таких галактик низкой массы, как NGC 7793.
Исследование показало, что радиальные профили NGC 7793 демонстрируют своеобразный провал, который не может быть объяснён поглощением нейтрального водорода и более выражен в более высоких энергетических диапазонах. Астрономы отметили, что этот провал может возникать из-за пузырьковой структуры или быть проявлением колеблющейся внутригрупповой среды (поскольку галактика находится на западном краю группы Скаляр).
Согласно статье, горячий газ NGC 7793 имеет температуру примерно 0,18 кэВ, а его масса оценивается на уровне 10 миллионов солнечных масс. Было установлено, что горячий газ имеет необработанную светимость в диапазоне 0,5–2 кэВ около 130 ундициллионов эрг/с и простирается на расстояние около 19 500 световых лет от центра галактики.
Исследователи пришли к выводу, что оцененная светимость горячего газа также подчеркивает роль непрерывного звездообразования как наиболее вероятного источника пополнения горячего газа.
Подводя итоги, авторы статьи отметили, что дальнейшие исследования NGC 7793 должны быть проведены для лучшего понимания её горячей окружной галактической среды. Это можно будет выполнить с использованием рентгеновского микрокалориметра Hot Universe Baryon Surveyor (HUBS).
Специалисты Китайской академии космических технологий и Шанхайской астрономической обсерватории выдвинули инициативу по созданию на обратной стороне Луны обширного массива радиотелескопов. Если данный проект получит одобрение, он станет первой функционирующей лунной радиообсерваторией.
Предлагаемый массив будет состоять из 7,2 тысячи антенн и займет площадь в 30 квадратных километров. Это позволит улавливать сверхдлинноволновые космические сигналы, которые поглощаются атмосферой Земли и имеют ключевое значение для изучения ранней Вселенной, особенно периода, предшествующего появлению первых звезд.
Хотя американские ученые ранее выдвигали аналогичные идеи, китайская версия может быть реализована уже в течение следующего десятилетия. Это станет возможным благодаря будущим роботизированным и пилотируемым миссиям страны на Луну, а также в рамках проекта Международной лунной исследовательской станции, которую планируется построить к 2035 году.
Блазар "BL Lacertae" - активная радио-галактика, испускающая из своего ядра джет, направленный в сторону Земли!
Блазары представляют собой активные ядра галактик, излучающие узкие джеты ионизированного газа, направленные в сторону Земли. В зависимости от характеристик электромагнитного излучения, испускаемого этими джетами, астрономы классифицируют такие объекты на различные четко определенные группы. Однако с блазаром "BL Lacertae", расположенным на фоне созвездия Ящерицы, ситуация оказывается гораздо более запутанной.
Далекий космос вновь удивил исследователей. Ранее считалось, что блазары — это активные галактики, излучающие джеты в нашу сторону, можно разделить на достаточно четкие категории в зависимости от их электромагнитного излучения. Однако эта, казавшаяся ясной, ситуация только что стала значительно более сложной.
В журнале Astronomy & Astrophysics польско-германская группа ученых из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове и Университета Гейдельберга (HU) сообщает о недавних наблюдениях блазара, который по непонятным причинам ускользает от существующих классификаций.
Объект, ныне известный как "BL Lacertae", был открыт в 1929 году в созвездии Ящерицы. Изначально астрономы считали его одной из многих переменных звезд в нашей галактике. Однако последующие наблюдения привели к удивительному открытию: то, что выглядело как звезда, на самом деле находилось на расстоянии около 900 миллионов световых лет, что однозначно исключало возможность его принадлежности к звездам нашей галактики!
Среди сотен миллиардов галактик, видимых в наблюдаемой вселенной, некоторые из них являются активными. Эти галактики характеризуются ядрами, излучающими значительные объемы электромагнитного излучения, предположительно в результате сложных процессов, возникающих при аккреции материи на центральную сверхмассивную черную дыру.
В ядрах галактик узкие джеты ионизированного газа, выбрасываемые близ полюсов черной дыры на колоссальные расстояния, иногда превышающие миллион световых лет, служат зрелищным признаком активности. Если струя направлена к Земле, астрономы именуют галактику, производящую ее, блазаром. "BL Lacertae" оказался именно таким объектом.
Долгосрочная (2005-2023 гг.) рентгеновская кривая блеска BL Lacertaeв диапазоне энергий 0,3-10 кэВ, включая все наблюдения BL Lacertae методом Swift/XRT.Заштрихованная область указывает на наблюдения за 2020-2023 гг.
«Блазары представляют собой объект глубокого интереса по множеству причин, в частности, благодаря ориентации джетов и колоссальным скоростям их частиц, приближающимся к скорости света, что вызывает различные эффекты, описанные теорией относительности. Излучение от блазаров наблюдается в широком диапазоне электромагнитного спектра, начиная от радиоволн и заканчивая высокоэнергетическими гамма-лучами», — поясняет доктор Алиция Вержхольская из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN).
«Мы сосредоточили свои усилия на анализе энергии электромагнитного излучения, испускаемого одним из первых открытых блазаров: "BL Lacertae". Почему именно этот объект стал предметом нашего внимания? Причиной послужила его активность в последние годы и ряд интересных особенностей излучения, которые мы уже отметили в ходе предыдущих наблюдений».
Наблюдения проводились в период с 2020 по 2023 год с использованием инструментов американского спутника Нила Герхелса Свифт, находящегося на орбите Земли; лишь в диапазоне жесткого рентгена данные были дополнены информацией от космического телескопа NuSTAR.
Помимо рентгеновского диапазона, который представлял наибольший интерес для польско-германских исследователей, также были зарегистрированы оптические и ультрафиолетовые области спектра. Это объясняется тем, что электромагнитное излучение, производимое блазарами, охватывает широкий спектр, начиная от радиодиапазона и заканчивая гамма-излучением самых высоких энергий.
Блазары делятся на квазары с плоским спектром и объекты типа BL Lacertae (BL Lacs), которые характеризуются более слабыми эмиссионными линиями, и их название непосредственно происходит от блазара "BL Lacertae". Внутри группы BL Lacs возможна дальнейшая классификация. Действительно, диаграммы, иллюстрирующие весь энергетический спектр блазаров, напоминают вулканические конусы: они имеют две пики, разделенные арочной впадиной.
Если спектральный «вулкан» смещен в сторону высоких энергий, объект "BL Lacertae" классифицируется как HBL (блазары с высокой частотой пикового излучения); если в сторону низких энергий — как LBL (блазары с низкой частотой пикового излучения); объекты с промежуточным смещением именуются IBL (промежуточные BL Lacs).
«Объекты "BL Lacertae" довольно однозначно поддаются классификации в определенный тип. Блазар "BL Lacertae" до сих пор считался представителем промежуточного класса, IBL. Поэтому с немалой долей удивления мы отметили, что в рентгеновском диапазоне в некоторые фазы наблюдений он выглядел как HBL, в другие — как LBL, а в иные моменты «вежливо» создавал впечатление объекта типа IBL. Как будто этого было недостаточно, такие изменения происходили с поразительной быстротой. Это необычное поведение, физическую природу которого мы пока не можем объяснить», — говорит доктор Вержхольская, подчеркивая, что были и другие сюрпризы: зарегистрированная рентгеновская активность блазара оказалась рекордной за всю историю его наблюдений.
В настоящее время предполагается, что за существованием двух пиков в спектрах блазаров стоят различные физические явления, связанные с различными популяциями частиц в джетах. Многие астрофизики согласны с предположением, что низкочастотный пик связан с электронами и синхротронным излучением, которое они испускают.
Тем не менее, по поводу второго пика нет единого мнения. Возможно, это также является следствием поведения электронов, например, их столкновений с низкоэнергетическими фотонами, что может приводить к увеличению энергии фотонов (это известно как обратное рассеяние Комптона).
Однако выдвинуты и другие гипотезы, касающиеся адронов (т.е. кластеров кварков, таких как протоны или нейтроны). Но для объяснения поведения блазара "BL Lacertae" необходимо указать на нечто большее: не только физические процессы, ответственные за формирование двух пиков, но прежде всего механизм, отвечающий за их быстрое переключение. Можно сказать, что прежде чем это произойдет, многие астрофизики-теоретики проведут множество бессонных ночей в поисках ответов.
Привет, любители космоса! 🚀 У меня для вас потрясающие новости из мира астрономии! Итальянские астрономы, во главе с Мартину Марелли из Национального института астрофизики в Милане, сделали захватывающее открытие новой рентгеновской бинарной системы под названием 4XMM J181330.1-17511 (сокращенно J1813). И это не просто очередной объект в бескрайних просторах Вселенной — это вечеринка в формате «свет, камера, рентген!» 🎉
Что такое рентгеновские бинарные системы?
Прежде чем углубиться в детали открытия, давайте немного разберемся. Рентгеновские бинарные системы (XRB) состоят из двух звезд: одной — обычной (такой, как Наше Солнце, но чуть поярче) или белого карлика, и другой — компактной, такой как нейтронная звезда или черная дыра. Они как супергерои в паре, передающие массу из одного объекта в другой, создавая при этом рентгеновское излучение. Эти системы делятся на две большие категории: с низкой массой (LMXBs) и с высокой массой (HMXBs). И вот как раз к HMXB относится наш новый находкой!
Теперь перейдем к самой сути! Что такое сверхгигантские быстрые рентгеновские транзиенты (SFXTs)? Это весьма редкая и экзотическая подкатегория HMXB, где компактные объекты аккрецируют массу от синей сверхгигантской звезды-компаньона. Это приводит к внезапным вспышкам рентгеновского излучения, которые продолжаются от нескольких минут до часов. Всего было найдено около 15 таких систем с момента открытия первой в 2005 году. Звучит, как сюжет для космического триллера со взрывами и яркими огнями!
Астрономы проанализировали данные из различных космических телескопов и обнаружили, что J1813 имеет все необходимые характеристики, чтобы примкнуть к когорте SFXT. В процессе наблюдений мы видим, как объект сначала оставался в состоянии покоя, а затем, как по щелчку пальцев, начал выдавать множество рентгеновских вспышек.
При этом активность напоминала серию быстрых и интенсивных «взрывов» с светимостью от 10 до 400 декциллионов эрг/с. Честно говоря, даже не знаю, что такое «дециллион», но звучит очень впечатляюще!
Более того, спектральные данные показали, что J1813 содержит звезду типа B с достижением температуры около 32,000 K, расположенную на расстоянии от 22,800 до 42,400 световых лет. Это уже интригующее открытие для астрономов, ведь J1813 может рассказать много нового об удачных сочетаниях звезд!
Однако исследователи не собираются останавливаться на достигнутом. На заключительном этапе они отмечают необходимость дополнительных оптических и инфракрасных спектроскопических наблюдений, чтобы подтвердить класс светимости звезды-донор и лучше понимать общую картину этой системы.
Таким образом, открытие J1813 — это огромный шаг вперед в обогащении наших знаний о рентгеновских бинарных системах и самих сверхгигантских быстрых рентгеновских транзиентах. Кто знает, какие еще космические загадки ждут своего часа? Так что держитесь на связи — вселенная никогда не перестает удивлять!
Комплекс радиотелескопов "ALMA", вид с высоты птичьего полета.
Атакамская большая миллиметровая антенная массив (ALMA) — это выдающийся комплекс радиотелескопов, расположенный в безжизненной чилийской пустыне Атакама, который осуществляет наблюдения за электромагнитным излучением в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых длин волн. Обсерватория возведена на высоте 5000 метров на плато Чайнантор, что обеспечивает ей уникальные условия для астрономических исследований.
Комплекс включает 66 антенн, из которых 54 имеют диаметр 12 метров, а 12 — 7 метров. Эти антенны объединены в единую систему астрономического радиоинтерферометра, что позволяет значительно повысить разрешающую способность наблюдений. Для обработки данных, поступающих с каждой антенны, на станции установлен специализированный суперкомпьютер — коррелятор, способный выполнять впечатляющие 17 квадриллионов операций в секунду.
Основная цель обсерватории — изучение процессов, происходивших в первые сотни миллионов лет после Большого Взрыва, когда зарождалось первое поколение звёзд. С помощью ALMA планируется получить новые данные, которые помогут глубже понять механизмы эволюции Вселенной и ее структуры.
ALMA является крупнейшим и наиболее затратным астрономическим проектом, реализованным на Земле. Стоимость этого амбициозного предприятия оценивается в 1,5 миллиарда долларов, что подчеркивает его значимость и вклад в современную астрономию.
В центре почти каждой галактики, включая наш Млечный Путь, находится сверхмассивная черная дыра, такие как Стрелец A*. Эти черные дыры — невероятно плотные объекты, масса которых может достигать миллиардов солнечных масс. Интересно, что иногда они "просыпаются", когда получают внезапный приток газа и пыли, обычно из соседних галактик. Этот процесс вообще не тихий!
Когда черная дыра начинает поглощать материал, он разогревается до миллионов градусов — намного горячее, чем наше Солнце. Это приводит к образованию мощных струй, которые выглядят как космические фонтаны и могут достигать скорости, близкой к скорости света. Эти струи излучают радиосигналы, обнаруживаемые мощными радиотелескопами, что и дало им название "радиогалактики". Однако лишь 10-20% галактик проявляют этот феномен, а среди радиогалактик гигантские виды составляют всего 5%. Эти гиганты могут простираться на расстояния до 22 миллионов световых лет — поразительное явление!
Чтобы выяснить, как эти структуры достигают таких огромных расстояний, я возглавил исследование, в котором использовались современные суперкомпьютеры для моделирования поведения гигантских космических струй. Мы создали «макетную вселенную», чтобы наблюдать, как радиоструи эволюционируют на протяжении миллионов лет — процесс, который невозможно отслеживать напрямую в реальной жизни.
Современные технологии, такие как телескопы мирового класса (например, MeerKAT в Южной Африке и LOFAR в Нидерландах), сыграли ключевую роль в нашем понимании этих космических фонтанов. Моделирование их происхождения оказалось сложным, и здесь на помощь пришли суперкомпьютеры. Эти высокопроизводительные системы обрабатывают огромные объемы данных и могут выполнять сложные симуляции за короткий срок. Например, миллионы лет эволюции космических струй могут быть смоделированы всего за месяц.
Гравитация — доминирующая сила во Вселенной, притягивающая материю. Но если бы только она действовала, Вселенная могла бы уже покинуть своё существование. Вместо этого мы видим, как галактики и даже жизнь продолжают существовать, и было бы нелишним выяснить, какую роль играют космические струи в этом процессе. Они выделяют тепло и механическую энергию, нагревая окружающий газ и создавая баланс, который поддерживает космические структуры.
Наши модели также помогли понять, почему струи радиогалактик иногда изгибаются в "X"-образные формы и раскрыли условия, при которых они могут продолжать расти даже в плотных космических условиях. Мы подозреваем, что существует гораздо больше гигантских радиогалактик, чем считалось ранее, и впереди много новых открытий. Благодаря объединению телескопов и суперкомпьютеров, мы продолжаем раскрывать загадки нашей Вселенной и её удивительных процессов.
Солнце и другие звёзды не только испускают свет — они также выступают в роли могущественных термоядерных реакторов, излучающих в космическое пространство мощные потоки электромагнитного излучения (ЭМИ). Эти формы излучения невидимы для человеческого глаза, однако их можно выявить с помощью специального оборудования, даже преобразовав в звуковые волны.
Одной из первых, кому удалось осуществить это, стала австралийка Руби Вайолет Пейн-Скотт. С раннего возраста она умела так настраивать радиоприёмник, что могла уловить даже самые слабые сигналы.
По окончании школы в 1920-х годах Руби стала обладательницей двух стипендий для получения высшего образования в Сиднейском университете. Её диплом был отмечен превосходными оценками по математике и ботанике, что стало стартом её научной карьеры.
Первоначально она сосредоточила свои усилия на исследовании влияния магнитосферы Земли на живые организмы и изучении связи радиации с онкологическими заболеваниями. В своих экспериментах она применяла куриные эмбрионы, подвергая их воздействию магнитных полей, которые в 5000 раз превышали земные показатели. Однако, несмотря на все усилия, у эмбрионов не было обнаружено никаких заметных различий.
Некоторое время Руби проработала в компании Amalgamated Wireless, которая продолжает производить электронику и по сей день. Здесь она занималась каталогизацией и калибровкой оборудования для радиотехников. Затем она присоединилась к Организации научных и промышленных исследований австралийского правительства.
Во время Второй мировой войны Руби участвовала в секретной программе по разработке радаров, предназначенных для обнаружения приближающихся японских истребителей. Исходные модели радаров, успешно функционирующие в Северном полушарии, не проявляли себя в условиях южной части земного шара. Руби усмотрела, что причиной тому была тропическая погода Тихого океана, и внесла улучшения в конструкцию радаров.
Она не только превосходно разбиралась в физике, но и демонстрировала мастерство обращения с техникой, которое превосходило навыки многих её коллег. Тем не менее её работа была постоянно под зорким оком контрразведки, так как она состояла в коммунистической партии. Это дало повод коллегам ласково называть её "Red Ruby" — Красный Рубин — и приводило их в ужас, когда она появлялась на работе в шортах.
После войны Руби вместе с соратниками основала одну из первых в мире радиоастрономических групп. Её исследования были сосредоточены на анализе шума солнечного ветра и его взаимосвязи с активностью солнечных пятен. В результате своих трудов она открыла солнечные радиовсплески I и III типов, а также собрала данные, которые помогли описать типы II и IV.
В 1944 году Руби тайно вышла замуж. Этот шаг был вынужденным, так как в то время закон запрещал замужним женщинам занимать постоянные должности на государственной службе, и именно в таком секторе работала Руби. Обман вскрылся, и, несмотря на её бурные протесты, её вывели за штат, сохранив, впрочем, зарплату.
В 1951 году, незадолго до рождения ребёнка, Руби Пейн-Скотт приняла решение уволиться, так как в то время декретного отпуска не существовало. Она взяла фамилию мужа — Холл — и больше никогда не вернулась в научную сферу.
У Руби и её мужа Уильяма Холмана Холла родились двое детей: Питер Гэвин Холл — математик, известный своими работами в области теоретической статистики и теории вероятностей, и Фиона Маргарет Холл — австралийская художница.
Руби Вайолет Пейн-Скотт скончалась 25 мая 1981 года в Мортдэйде в возрасте 68 лет от болезни Альцгеймера, не дожив три дня до своего 69-летия.
В 2008 году CSIRO, признавая неоценимый вклад Пейн-Скотт в науку, учредила премию её имени, предназначенную для "исследователей, возвращающихся после перерывов в карьере, связанных с семьёй". А в 2017 году Сиднейский университет ввёл профессорскую премию Пейн-Скотта, отмечающую выдающихся профессоров за их вклад в развитие университета во всех областях — от руководства до преподавания и исследований.
На данный момент крупнейшими в мире радиотелескопами являются немецкий Эффельсбергский радиотелескоп и американский Грин-Бэнк, каждый из которых имеет тарелку диаметром 100 м.
Однако Китайская академия наук полна решимости побить этот рекорд. В городе Хуадянь, который расположен в северо-восточной китайской провинции Цзилинь, уже заложен фундамент нового телескопа. Название этого телескопа пока держится в секрете, и его строительство планируется завершить не ранее 2028 года.
Наряду с изучением глубокого космоса, как и более крупный, но стационарный FAST, новый телескоп будет осуществлять мониторинг и исследование тел Солнечной системы. Его полноповоротная конструкция позволит вести наблюдения за объектами, находящимися над горизонтом, в любое время суток.
Кроме того в Китае также строятся более компактные радиотелескопы, оснащённые системами автоматического управления. Они будут расположены в различных регионах страны, включая Чанбайшань, Сигадзе в Тибетском автономном районе и Цитай в Синьцзян-Уйгурском автономном районе.
