1. Определен источник мощнейшего известного марсотрясения
Большая международная группа исследователей сообщила о результатах поиска источника мощнейшего сейсмического события, зарегистрированного на Марсе весной 2022 года. Ранее предполагалось, что многочасовое марсотрясение вызвало падение крупного метеорита вблизи Борозд Цербера.
За время пребывания на поверхности Марса аппарат NASA InSight, в задачи которого входило исследование сейсмической активности, переноса тепла, внутреннего строения и состава Красной планеты, зарегистрировал свыше 1300 сейсмических событий, известных как марсотрясения. Наиболее мощное из них, магнитудой 4,7 по шкале Рихтера, InSight зафиксировал 4 мая 2022 года.
Событие, получившее обозначение S1222a, было похоже на два марсотрясения, произошедших годом ранее и вызванных падением двух метеоритов. Кратеры размером 100-200 метров, оставшиеся на месте этих импактных событий, ожидаемо нашли в заранее предсказанных местах. По расчетам планетологов, для S1222a кратер диаметром уже более 300 метров должен был находиться в геологически активной зоне Борозд Цербера, в полутора километрах от места посадки InSight.
Поиском нового кратера или его следов в виде облака пыли занимались все страны, поддерживающие работу своих аппаратов на орбите Марса. После нескольких месяцев силами пяти космических агентств ни самого кратера, ни его следов, ни каких-либо кандидатов на роль воронки от взрыва не обнаружили. Об этом международная группа ученых рассказала в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.
Отсутствие следов импактного события указывает на иную природу возникновения марсотрясения S1222a, а именно — геологическую. И хотя, как предположили исследователи, на Марсе, в отличие от Земли, нет активной тектоники плит, сейсмическое событие могло быть вызвано выбросом напряжения внутри марсианской коры. Такие напряжения появляются в результате миллиардов лет эволюции, охлаждения и сжатия различных частей планеты с разной скоростью.
Тем не менее результаты новой работы, точнее — вероятная связь мощнейшего зарегистрированного марсотрясения с подповерхностным источником, указывают на то, что планета гораздо сейсмически активнее, чем считалось ранее. В последующих работах ученые планируют подробнее изучить потенциальные подповерхностные тектонические источники, которые могли бы обеспечить это событие. По словам авторов работы, однажды эта информация может помочь людям понять, где на Марсе будет жить безопасно, а каких мест лучше избегать.
Вопрос о наличии геологической активности на четвертой планете имеет еще одну сторону. Если таковая там есть, то температура марсианских недр может быть выше той, что моделировали ранее. А если под поверхностью Марса теплее ожидаемого, это может объяснить и наличие крупных подледных озер близ его южного полюса.
Само существование этих объектов, открытых всего несколько лет назад, постоянно подвергают сомнению, в том числе на основании слишком низкой расчетной температуры под марсианской поверхностью. Если она на деле выше, подземные водоемы могут быть не только под полюсами. И не исключено, что они потенциально пригодны для простейшей жизни.
К сожалению, марсотрясение S1222a было одним из последних событий, зарегистрированных InSight до того, как в конце декабря 2022 года было объявлено об окончании этой миссии. Дело в том, что солнечные панели аппарата, которые были его единственным источником энергии, за четыре года работы на поверхности Марса покрылись толстым слоем пыли и перестали вырабатывать достаточное количество электроэнергии для проведения исследований. За время миссии InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Красной планеты, оценил размеры ее ядра, выявил сезонность марсотрясений, связав одни из них с падениями метеоритов, а другие — с геологическими особенностями этого небесного тела.
2. Астрофизики выяснили, зачем протозвездам нужны «пуповины»
Звезды рождаются внутри холодных и плотных облаков молекулярного водорода и пыли. Ученые предполагают, что «звездная колыбель» снабжает протозвезду всем необходимым сырьем для ее последующего «роста». Однако авторы новой работы заявили, что это не совсем так. На самом деле, протозвезды могут получать «питательные вещества» через узкие газопылевые нити из областей, которые находятся за пределами вращающегося газопылевого диска.
Главные процессы рождения звезд идут в темных газопылевых облаках в туманностях. Эти облака настолько плотные, что через них не «пробиться» обычными телескопами. Поэтому долгое время формирование звезд оставалось тайной. Ученые просто не могли за этим наблюдать.
Все изменилось в 2003 году, когда NASA отправило в космос инфракрасную орбитальную обсерваторию «Спитцер». Плотная космическая пыль пропускает ИК-излучение, а это значит, что телескоп смог «увидеть» через нее рождение светил. Наконец астрономы стали понимать, как появляются звезды.
Согласно стандартной теории звездообразования, для будущего светила необходимы три составляющие: водород (и немного других химических элементов), сила притяжения, время. Сперва сила притяжения собирает пыль и газ в один гигантский вихрь. Затем вещество стягивается и сжимается, температура повышается, вещество нагревается и начинает светиться. Постепенно пылевое облако становится плотнее, в результате образуется гигантский вращающийся диск, в центре которого сила тяжести сминает газ в сверхплотный горячий шар. Давление нарастает, и из центра вырываются джеты — газовые струи.
Через сотни тысяч лет протозвезда становится яркой и горячей, температура в ее центре достигает нескольких миллионов градусов. Атомы газа объединяются и выделяют колоссальную энергию — запускается ядерный синтез, а через миллионы лет рождается звезда.
Однако с процессом звездообразования все может быть не так очевидно. В августе 2023 года, во время наблюдения за тремя протозвездами в системе IRAS 04239+2436, астрономы заметили странные гигантские нити, тянущиеся к будущим светилам. Эти нити чем-то напоминали «спиральные рукава». Тогда ученые допустили, что структуры представляют собой газовые потоки и, вероятно, через них к протозвездам поступают необходимые для их роста «питательные вещества».
Группа астрофизиков из Института физики Общества Макса Планка (Германия), возглавляемая Марией Валдивой-Мена, попыталась узнать, какую все же роль эти нити играют для протозвезд. Результаты работы опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Предметом исследования стала очень темная туманность в направлении созвездия Персея — Барнард 5, внутри которой есть несколько областей звездообразования. Ранее там заметили те самые загадочные нити.
Чтобы изучить эти странные структуры, команда астрофизиков воспользовалась комплексом радиотелескопов, расположенных в чилийской пустыне Атакама, — «Атакамской большой антенной решеткой миллиметрового диапазона» (Atacama Large Millimeter Array).
Наблюдения показали, что эти нити — «свежий газ», который поступает из туманности прямо во вращающийся диск плотного газа, окружающий будущую звезду.
«Материал не просто сваливается к протозвезде, как мы думали это должно происходить при звездообразовании, а собирается в плотные и узкие потоки — филаменты — и затем движется к диску, который окружает будущую звезду», — объяснила Валдива-Мена.
Ученые предположили, что эти нити — неотъемлемая составляющая процесса звездообразования, они содержат материал из других частей туманности. Вероятно, он даже имеет отличный химический состав, ведь на него не влияют температура и давление окружающего протозвезду диска. Примечательно, что филаменты могут «растягиваться» до 0,15 светового года.
Астрофизики сделали вывод, что такой способ «питания» протозвезды может даже как-то повлиять на формирование будущих протопланет, хотя, пояснили ученые, чтобы подтвердить эту гипотезу, нужны дальнейшие исследования. Авторы работы подчеркнули, что эти нити, скорее всего, могут довольно сильно влиять на эволюцию зарождающихся звезд.
3. Астрономы составили новый атлас ближайших 380 тысяч галактик
Новый атлас, выложенный в открытый доступ, поможет изучать эволюцию галактик, гравитационные волны, темную материю и общую структуру Вселенной.
В новый Siena Galaxy Atlas (SGA) вошли данные трех обзоров неба DESI Legacy Surveys, проведенных в период с 2014 по 2017 год. Их целью было выявить потенциально интересные объекты для изучения прибором DESI — спектроскопическим инструментом, установленным на телескопе Николаса Ульриха Мэйолла в Национальной обсерватории Китт-Пик (США). С его помощью изучают историю расширения Вселенной и природу темной энергии.
Данные для DESI Legacy Surveys собирали инструментами Национальной обсерватории Китт-Пик, приборами Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (Чили), а также из обзора BASS. Помимо этого, в итоговый атлас SGA вошли данные инфракрасного космического телескопа WISE.
Так удалось покрыть почти половину неба — около 20 тысяч квадратных градусов, — сделав снимки в оптическом и инфракрасном диапазонах и собрав данные по 383 620 ближайшим крупным галактикам. В атласе SGA указаны их точные координаты, размер, форма и другие параметры. В частности, это первый атлас с профилями поверхностной яркости объектов — графиками, описывающими изменение яркости от самой яркой точки (обычно в центре галактики) до самой тусклой.
«Старые атласы полны неточностей в положении, размере и формах галактик, к тому же там есть объекты, которые представляют собой не галактики, а звезды и артефакты наблюдений. Атлас SGA исправил эти ошибки на огромной части неба. К тому же в нем лучшие измерения яркости галактик, а у нас раньше не было таких надежных данных для настолько большой выборки», — прокомментировал участник проекта Аржун Дей (Arjun Dey), астроном Национальной научно-исследовательской лаборатории оптическо-инфракрасной астрономии (NOIRLab, США).
Атлас SGA упростит астрономам и астрофизикам подбор объектов для наблюдений. А массив данных позволит анализировать сходства и различия между группами галактик. Например, в их структуре или паттернах звездообразования. Также атлас можно будет использовать как карту для поиска источников неповторяющихся сигналов, например гравитационных волн.
Для понимания природы Вселенной важно разобраться с вопросом о том, что вызывает ускоренное вращение периферических областей галактических дисков — тяготение темной материи, модифицированная ньютоновская динамика или что-то еще. Однако, чтобы выбрать между этими вариантами с высокой степенью надежности, критически важно иметь достоверные атласы галактик.
К примеру, совсем недавно астрономы переоценили распределение звезд и массы в Млечном Пути — Галактике, где живем мы. И оказалось, что ее края раскручиваются слабее, чем считалось ранее, а расчетную долю темной материи пришлось снизить вдвое. Подобные переоценки с новым атласом галактик могут стать довольно частым явлением, существенно уточнив наше представление о далеком космосе.
4. Впервые удалось обнаружить формирование экзопланеты на раннем этапе
Вокруг молодой звезды недалеко от Земли астрономы обнаружили широкий диск пыли, внутри которого формируется огромная планета.
Ученые из Национальной астрономической обсерватории Японии обнаружили это планетарное образование в системе звезды TW Гидры, которая находится в 176 световых годах от Земли. Если догадки ученых подтвердятся, это будет первый случай точного обнаружения аккреционного диска — скопления газа и пыли, из которого формируется планета.
Астрономы получили изображения системы, на которых явно виден горячий газопылевой сгусток на внешнем краю протопланетного диска вокруг звезды. Но масштабы этого сгустка поражают. Несмотря на небольшой диаметр на фотографии, его размеры сопоставимы с расстоянием от Солнца до Юпитера.
Однако ученые до конца не уверены, является ли обнаруженное ими скопление газа и пыли формирующейся планетой или же это просто вихрь газа сконцентрировал в одной части диска больше пыли, чем в остальных.
Чтобы подтвердить это смелое предположение, по словам исследователей, требуется получить более детальное изображение системы и проанализировать температуру внутри потенциального диска. Только эти измерения позволят более точно утверждать, что вокруг TW Гидры формируется новая экзопланета.
Изображение удалось получить с помощью массива телескопов ALMA в Чили. Для последующих измерений ученые планируют подключить инфракрасный телескоп Subaru, чтобы получить детальные «тепловые» изображения второй планеты TW Гидры.
