Космос

Планета-лимон в объятиях мертвой звезды Космический телескоп Джеймса Уэбба разглядел один из самых странных миров во Вселенной — газовый гигант, растянутый гравитацией в форму лимона или мяча для регби. Эта планета, PSR J2322-2650b, массой и размерами примерно, как наш родной Юпитер, но ее экваториальный диаметр на 38% превышает полярный. Ни одна другая известная планета не позволяет себе столь экстремальной деформации. Для сравнения, Земля из-за собственного вращения сплюснута всего на 0,3%. Планета вращается вокруг пульсара — сверхплотного остатка взорвавшейся сверхновой, который несется с огромной скоростью, излучая мощные радиолучи из магнитных полюсов. PSR J2322-2650b остается единственным известным газовым гигантом на орбите такого объекта. Он находится на необычайно близком расстоянии от своей звезды — всего лишь в 1,6 млн. километров, совершая полный оборот вокруг нее за 8 часов. Из-за такой близости гравитация пульсара не просто искажает форму планеты, но и вытягивает из нее вещество, образуя спиральный поток, уходящий прямо в звезду. На поверхности даже сформировался острый выступ, так называемый «гравитационный нос» на месте, где утекает планетарный материал. Система удалена от нас более чем на 2100 световых лет. Планету выявили еще в 2011 году благодаря австралийскому радиотелескопу Паркес, который уловил крошечные колебания в сигналах пульсара. Но сейчас инфракрасные инструменты Джеймса Уэбба позволили впервые заглянуть в атмосферу этого мира. Наблюдения не только подтвердили лимонную форму, но и раскрыли неожиданный химический состав оболочки планеты. В ней полностью отсутствуют водород, кислород и азот — элементы, типичные для большинства газовых гигантов. Вместо них доминируют гелий и молекулярный углерод. Такая комбинация встречается впервые. Экстремальная близость к пульсару, вероятно, испаряет легкие газы, оставляя тяжелые компоненты. Атмосфера планеты содержит облака из графита и окрашена в красный цвет из-за пыли, типа сажи, образованной частицами углерода, подсвеченной экстремальным нагревом. Все это, возможно, превращает планету в уникальный, совершенно новый тип небесного тела. Хотя, есть вероятность (и эта гипотеза наиболее популярна), что PSR J2322-2650b не просто экзопланета, а остаток звезды, белого карлика, которую постепенно поглощает пульсар-«черная вдова».

Возможно, найдено прямое доказательство существования тёмной материи В 1930-х годах Фриц Цвикки заметил странность: галактики в скоплениях движутся так быстро, что видимой массы явно не хватает, чтобы удержать их вместе гравитацией. Для объяснения, он ввёл понятие невидимого (тёмного) вещества, которое создаёт дополнительную массу. С тех пор идея тёмной материи прошла путь от гипотезы к одной из основ космологии. Предположительно, на её долю приходится примерно 27% всей массы-энергии Вселенной. Без тёмной материи не совпадают картины реликтового излучения, не работают симуляции роста крупномасштабной структуры, не объясняется гравитационное линзирование в скоплениях галактик. Но это все косвенные «улики». Прямых, то есть самих частиц или их продуктов распада, до сих пор обнаружено не было. Самая популярная модель предполагает, что тёмная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц — WIMP. Они в сотни раз тяжелее протона, почти не взаимодействуют с обычной материей, но могут сталкиваться друг с другом. При таком столкновении WIMP аннигилируют, высвобождая энергию в виде гамма-лучей и другие частицы. Именно этот процесс, похоже, впервые удалось засечь. Астрофизик Томонори Тотани из Токийского университета заново проанализировал 13-летние данные телескопа «Ферми». Он искал избыток гамма-лучей, который нельзя объяснить известными источниками: пульсарами, остатками сверхновых, чёрными дырами или космическими лучами. Результат оказался неожиданным: в центральных областях Млечного Пути обнаружился плавный сферический избыток гамма-излучения, точно повторяющий форму гало тёмной материи, предсказанную моделями. Спектр и распределение этого сигнала совпали с тем, что ожидается от аннигиляции частиц массой в 500 раз тяжелее протона. Если интерпретация верна, это первое прямое наблюдение процесса рождения гамма-квантов из тёмной материи в нашей собственной галактике. Такого сигнала ждали десятилетия. Однако научное сообщество реагирует сдержанно. Профессор Джастин Рид отмечает, что в карликовых галактиках-спутниках, где плотность тёмной материи ещё выше, а обычных астрофизических источников почти нет, аналогичный сигнал пока не найден. Отсутствие его там серьёзно ослабляет гипотезу аннигиляции WIMP. Теоретик Кинва Ву добавляет, что для столь громкого заявления нужны доказательства исключительного уровня, а текущий анализ, хотя и тщательный, пока до него не дотягивает. Тотани и сам подчёркивает: чтобы окончательно убедиться, нужно увидеть такой же спектр гамма-излучения из других объектов — карликовых галактик, соседних галактик или их скоплений. Если в ближайшие годы там найдут аналогичный сигнал — это будет открытие века. Если нет — сигнал из центра придётся объяснить обычными процессами.