« »

четверг, 31 марта 2011 г.

Нарезка из скопления Персея

НАСА, 03.24.11

Рентгеновские наблюдения обсерватории Сузаку дали четкое определение размера, массы и химического состава этого близкого к нам скопления галактик. Исследование также дает первое прямое доказательство наличия плотных облаков разогретого до миллиона градусов газа во внешних пределах скопления.

Сузаку занималась изучением слабого рентгеновского излучения горячего газа сквозь разрежения в скоплении галактик в Персее. Изображение показывает излучение с энергиями между 700 и 7,000 электрон-вольт. Снимок получен комбинированием экспозиций, сделанных в течение 3х дней в двух условных цветах. На врезках чем ближе цвет находится к синему концу условного спектра, тем менее интенсивному рентгеновскому излучению он соответствует. Круг очерчивает область в 11.6 млн световых лет в поперечнике, и отмечает т.н. вириальный радиус, где в скопление попадает холодный газ. Красные круги показывают рентгеновские источники вне кластера. На врезке - снимок яркой центральной области по данным рентгеновской обсерватории Чандра.

(Credits: NASA/ISAS/DSS/A. Simionescu et al.; inset: NASA/CXC/A. Fabian et al.)


Обсерватория Сузаку спонсируется Японским Космическим Агентством с участием НАСА и мирового научного сообщества.

Размеры типичных скоплений галактик - миллионы световых лет, и большинство их материи (нормальной материи) находится в виде горячего газа, излучающего рентгеновские лучи, который наполняет пространство между галактиками.

"Нормальная материя в скоплениях галактик является ключевым элементом для использования этих объектов в изучении эволюции Вселенной," объясняет Адам Мантц (Adam Mantz), соавтор исследования из Центра Управления Полетом Годдард в Гринбелте.

Скопления используются для независимых проверок космологических величин, полученных другими способами - такими, как исследования галактик, взрывающихся звезд и реликтового излучения. И эти значения не совпадают между собой.

Спутник WMAP исследовал реликтовое излучение и установил, что барионы - так физики называют нормальную материю - составляют всего лишь 4.6 процента Вселенной. Наблюдения показали, что скопления галактик содержат еще меньше барионов.

Снимки Сузаку дали возможность астрономам впервые разрешить это несоответствие.

Идеальная цель для этого исследования - скопление галактик в Персее, которое находится в одноименном созвездии на расстоянии в 250 млн световых лет. Это - самое яркое и близкое к нам скопление, для которого Сузаку пробовал составить карту газа.

"До Сузаку, наше знание свойств газа было ограничено внутренними частями скоплений, где находится самое яркое излучение, но это оставляло большие части совершенно неисследованными," говорит Аврора Симионеску (Aurora Simionescu), руководитель исследования из Института Астрофизики Частиц в Стенфорде.



Этот снимок космического телескопа Хаббл показывает NGC 1275 - галактику, расположенную в центре скопления Персея. Красные волокна - это холодный газ, удерживаемый магнитным полем.
(Credit: NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration)

В конце 2009го рентгеновские телескопы Сузаку периодически возвращались к наблюдениям областей к востоку и северо-западу от центра. Каждый комплект снимков был 2 градуса в поперечнике - или 4 полные луны на небе, что соответствовало 9 млн световых лет на расстоянии скопления. Наблюдая скопление в течение трех дней, спутник сделал снимки распределения рентгеновских лучей с энергиями в тысячи раз большими, чем лучи в визуальном диапазоне.

Используя эти данные, исследователи измерили плотность и температуру тусклого рентгеновского газа, которые дадут им много важной информации. Одним из таких свойств является вириальный радиус, который в общем случае отмечает границу скопления. Базируясь на этих измерениях, можно утверждать, что диаметр скопления в 11.6 млн световых лет и оно содержит более 660 триллионов масс солнца - примерно в тысячу раз больше, чем масса Млечного Пути.

Исследователи также определили отношение массы газа скопления к его общей массе, включающей также темную материю -- загадочное вещество, которое, согласно исследованиям WMAP, составляет 23 процента всей массы Вселенной. Благодаря своей громадной массе, скопления галактик должны представлять собой хороший образец космической материи, с отношением обычной и темной материи аналогичном результатам WMAP. А внешние части скопления Персей содержали слишком много барионов, что опровергало предыдущие исследования, но противоречило данным WMAP.

Чтобы решить эту задачу, исследователям надо было увидеть распределение горячего газа скопления. В центральных областях, газ периодически взбивается и сглаживается пролетающими мимо галактиками. Однако компьютерные модели показывают, что свежие порции падающего внутрь газа на границе скопления принимают форму неправильных комьев.

И если не принимать во внимание образование комьев, плотность газа получается выше, чем ожидалось. И это приводит к очевидному противоречию с долей нормальной материи во Вселенной по результатам исследования реликтового излучения.

"Распределение этих комьев и тот факт, что они не исчезают моментально, сразу после их попадания в скопление - важный ключ к пониманию физических процессов, происходящих в этих, ранее неисследованных областях," говорит Стив Аллен (Steve Allen), главный исследователь Сузаку.

Центр Годдард построил рентгеновские телескопы Сузаку и создал программное обеспечение по обработке данных. Этот центр продолжает поддерживать американских астрономов, использующих космический аппарат.

Сузаку ( по-японски - "красная птица юга") - пятый японский аппарат для астрономических наблюдений в рентгеновском диапазоне, запущен 10 июля 2005 года. Обсерватория построена в Институте Аэронавтики и Космических Исследований JAXA в сотрудничестве с НАСА и другими организациями.

Еще про скопление Персея -
- наблюдения Чандры
- Пульс 2. Черные Дыры

вторник, 22 марта 2011 г.

Европа продолжает развитие МКС


16 и 17го марта состоялось заседание Совета ЕКА, на котором принято решение о судьбе европейского сегмента МКС.

Европа решила продлить свое участие в проекте МКС до 2020 года. В связи с этим каждая из стран-участниц должна "отстегнуть" по 550 млн евро, чтобы покрыть стоимость европейского сегмента станции до следующего Совета, который состоится в 2012 году.

понедельник, 14 марта 2011 г.

Япония: центр управления космическими полетами эвакуирован

Новость, что называется, "на злобу дня" - ведь сейчас просто невозможно пройти мимо японского землетрясения...


13 марта 2011 года


НАСА взяло на себя управление японским сегментом МКС и также наблюдение за пристыкованным к ней японским грузовым кораблем после эвакуации Японского Аерокосмического Агентства (JAXA) в Цукубе вследствие землетрясения.

ЦУП JAXA расположен в 30 милях к северо-востоку от центрального Токио. Считается, что он перенес серьезные разрушения.

ЦУП НАСА в Хьюстоне и Хантсвилле взял под свое управление космический комплекс Кибо - самую большую лабораторию МКС. Кроме этого комлекса, Японии так же принадлежит пристыкованный к МКС грузовой корабль.

Келли Хампфри (Kelly Humphries) из НАСА говорит, что все эксперименты лаборатории Кибо прекращены, а центр Цукуба - эвакуирован.

пятница, 11 марта 2011 г.

NGC 4151: Глаз Саурона или активная черная дыра?


10 марта 2011 года

Композитный снимок показывает центральную область спиральной галактики NGC 4151, прозванной астрономами "Глаз Саурона" за его сходство со злобным персонажем из "Властелина Колец". В "зрачке" этого глаза - данные рентгеновских наблюдений (синим) рентгеновской обсерватории Чандра соединены с данными оптических наблюдений на телескопе Якоба Каптейна в Ла Палма (желтым), показывающим положительно заряженный водород ("H II"). Красный вокруг зрачка показывает нейтральный водород по данным радионаблюдений Очень Большого Массива. Этот нейтральный водород - часть структуры около центра NGC 4151, искаженной гравитационными взаимодействиями с другими частями галактики, включает в себя материал, падающий обратно, по направлению к ее центру. Желтые пузыри около красного эллипса - области, где недавно завершилось формирование звезд.

Недавнее исследование показало, что рентгеновская эмиссия скорее всего вызвана вспышками сверхмассивной черной дыры, находящейся в белой области в центре галактики. Подтверждение этой идеи содержится в том, что форма рентгеновского излучения является вытянутой из левого верхнего в правый нижний угол, а также в деталях рентгеновского спектра. Есть так же некоторые знаки того, что существует взаимодействие между центральным источником и окружающим его газом, особенно газом в форме желтой арки эмиссии водорода H II расположенной над- и слева от черной дыры.

Для объяснения этого рентгеновского излучения было предложено два сценария. Один - это то, что центральная черная дыра развивалась гораздо быстрее 25 тысяч лет назад (в земном исчислении) и излучение материала, падающего в черную дыру, было настолько ярким, что оно срывало электроны из оболочек атомов газа на своем пути, вызывая свечение электронов, смешанное с излученим этих ионизованных атомов.

Вторая возможность так же рассматривает большие потоки материала, влетевшего в черную дыру относительно недавно. В этом сценарии энергия, освобождающаяся во время падения материала на черную дыру создает в аккреционном диске бешеный поток исходящей энергии с поверхности диска. Этот истекающий газ напрямую разогревает газ до температуры излучения рентгеновских лучей. И если этот газ не связан гравитацией, он может рассеяться за промежуток времени менее 100 тыс. лет. В обоих этих сценариях в относительно короткий промежуток времени с момента предыдущей активности могут происходить вспышки, общая продолжительность которых может достигать 1% времени жизни черной дыры.

NGC 4151 расположена на расстоянии в 43 млн световых лет от Земли и является одной из самых близких к нам галактик, содержащих активно растущую черную дыру. Вследствие своей близости она предоставляет замечательную возможность изучения взаимодействия активной сверхмассивной черной дыры и окружающего ее газа. Считается, что такое взаимодействие, или "обратная связь", играет ключевую роль в росте сверхмассивных черных дыр и их галактик. Если рентгеновская эмиссия в NGC 4151 производится горячим газом, который нагревается потоком материала из черной дыры в центре, это станет хорошим доказательством обратной связи активных черных дыр с окружающим их газом в галактических масштабах, что немного напоминает происходящее в масштабах скоплений галактик - таких, как скопление Персей.

Прекрасная Вселенная Чандры. Тур по GRS1915+105

GRS 1915+105, или для краткости GRS 1915 – особенная система. Она не только содержит черную дыру в 14 раз тяжелее солнца со звездой компаньоном, она также бьется как сердце. А точнее, она испускает импульсы рентгеновского излучения, напоминающие ритм человеческого сердца, хотя и гораздо медленнее. Рентгеновская обсерватория Чандра и Исследователь рентгеновских лучей Rossi позволили астрономам определить, что пики рентгеновского излучения происходят каждые 50 секунд. Исследователи определили, что импульсы происходят во время приливов-отливов материала, обращающегося вокруг черной дыры. Этот результат дает ученым больше информации о том, как черные дыры регулируют приходящий к ним материал и тем самым управляют своим ростом.

четверг, 10 марта 2011 г.

Прекрасная Вселенная Чандры. Тур по SN1979

Космическая обсерватория НАСА Чандра и другие телескопы обнаружили самую молодую известную на текущий момент черную дыру. Доказательство существования этой очень молодой черной дыры было найдено в сверхновой 1979C, взорвавшейся 30 лет назад. Д-р Дэн Патно из Гарвардско-Смитсоновского Центра Астрофизики, руководивший исследованием, согласился рассказать о нем.


среда, 9 марта 2011 г.

Темная Сторона Вселенной


Если выразить в трех простых предложениях современную картину мира, получится следующее -

1. Вселенная динамично развивается
2. Во Вселенной доминирует (почти 96%) некая темная материя, которую пока нельзя ни пощупать, ни понять, в то время как все видимые объекты мира состоят из другой, редко встречающейся материи (чуть больше, чем 4%)
3. Темная материя управляет развитием всей Вселенной.

Loading player...
Все это ведет потенциально к очень интересным и даже рискованным выводам. Держитесь крепче.

1. Мы - чужаки в этом мире. В буквальном смысле. Все галактики, звезды, планеты, все химические элементы - чужеродные элементы, которых так мало, что ими можно в принципе просто пренебречь (!)
2. Существует некий "потусторонний" мир, который нельзя измерить напрямую никакими приборами - только косвенно, путем гравитационных возмущений и линз - методов, хотя и наглядных, но уж очень и очень неточных.
3. Никто никак не может гарантировать что этот неизвестный мир не может быть населен некими непостижимыми сущностями или даже существами. 

Уф.

Провокационно? Да!
Интуитивно? Да!
Фантастично? Да!
Ненаучно? Наверное.

Но давайте подумаем, ведет ли все это к разоблачению роли науки в современном мире? Да нет же! В нашей истории сколько уже раз было, когда на базе старой, надежной, проверенной теории возводилось нечто такое, что потрясало сами основы научной картины мира! И затем появлялась новая теория - более широкая охватом и более глубокая по сути. Самый яркий пример - разбегание галактик и Общая Теория Относительности.

Так что запаситесь терпением, друзья мои. Представление под названием - Темная Сторона Вселенной подходит к своей кульминации. Приглашаю сюда, ко мне, в партер - наблюдать за развитием ситуации.

Мы живем в эпоху по-настоящему фундаментальных научных открытий. И самое интересное уже на подходе.

вторник, 8 марта 2011 г.

ESOCast 20. Открытие самой богатой планетной системы



С использованием передового прибора HARPS астрономы нашли планетную систему с по крайней мере пятью планетами около звезды солнечного типа HD 10180. Исследователи также считают, что там есть еще две планеты, одна из которых может обладать самой маленькой массой, что делает эту систему похожей на Солнечную количеством планет. Более того, ученые обнаружили, что расположение планет подчиняется определенному закону -- совсем как в Солнечной Системе.

понедельник, 7 марта 2011 г.

ESOCast 19. Ночные фотографы


Солнце заходит над Сьерро Паранал в пустыне Атакама. Пока астрономы готовятся к наблюдениям на Очень Большом Телескопе, Природа делает приготовления к своему собственному представлению. Ночь опускается над пустыней, и южное небо открывает свою ночную красоту, оставляя наблюдателя в молчаливом изумлении. Некоторые же, напротив, не просто смотрят на этот спектакль. Они с большим мастерством записывают эти уникальные моменты для всех нас – они ночные фотографы.

Прекрасная Вселенная Чандры. М87 - космический вулкан



В 2010 году в Исландии произошло мощное извержение вулкана, приведшее к хаосу в авиаперевозках в Европе. А где-то далеко-далеко во Вселенной уже миллионы лет происходит аналогичное космическое суперизвержение. На этом композитном снимке по данным обсерватории Чандра и данным радионаблюдений Очень Большого Массива показан космический вулкан – черная дыра в центре галактики М87. Это извержение накачивает энергию в окружение черных дыр, препятствуя формированию звезд – так же, как вулкан в Исландии вызвал искажения в атмосфере Земли. Сравнивая черную дыру в М87 и исландский вулкан, мы видим, что даже несмотря на то, что астрономические явления происходят в таких экзотических условиях и космических масштабах, их физика совершенно аналогична явлениям на Земле.

воскресенье, 6 марта 2011 г.

Esocast 18. Экзопланета на марше



Впервые астрономы смогли напрямую обнаружить движение экзопланеты по мере ее перемещения вокруг звезды. У нее самая маленькая орбита из всех, которые измерили напрямую – диаметром примерно как орбита Сатурна. Это открытие доказывает, что планеты - газовые гиганты могут формироваться всего в несколько миллионов лет – короткий срок в космосе.

суббота, 5 марта 2011 г.

Фрактальные черные дыры на струнах

4 марта 2011 года

Вот один замечательный результат о черных дырах в 5 измерениях - ну, в действительности, результат получен еще в октябре, но я просто его пропустил, только сейчас заметив описание Гарри Горовитца (Gary Horowitz) в Делах Гравитации, рассылке группы гравитации Американского Физического Сообщества.

Можно подумать, что черные дыры в 5 измерениях не представляют такого уж интереса, и скорее всего они такие же, как и в четырех, кроме того мы ведь не живем в пяти измерениях. Но, конечно, может быть некое пятое измерение пространства, сжатое в крошечный круг. Конечно. Поэтому можно рассмотреть два случая - когда размер этого круга значительно больше, чем размер черной дыры — и здесь неважно, насколько все компактно - это просто черная дыра в пяти измерениях и второй случай, когда круг значительно меньше черной дыры. Так что будет в каждом случае?

Ответ в том, что у вас будет черная струна - цилиндрическая структура, вытянутая в дополнительном измерении. Это было установлено довольно давно Рутом Грегори и Раймондом Лафламме (Ruth Gregory) и (Raymond LaFlamme). Но они были достаточно умны, чтобы спросить - а что если эта цилиндрическая черная дыра растянута в новом, относительно большом измерении? Кажется, такую конфигурацию можно получить, хотя она и нестабильна - дрожание струны может возрасти, что приведет к ее дроблению на отдельные черные дыры. Один из способов убедиться в этом - вычислить энтропию каждой конфигурации; для достаточно больших черных струн, их энтропия меньше, чем у группы черных дыр такой же массы, и энтропия будет расти. И получается, что Грегори и Лафламме показали, что длинные черные струны нестабильны. Однако, не было ясно, что именно происходит с ними.

Задача в следующем - в центре черной струны наблюдается сингулярность. Если струну просто разделить на несколько черных дыр, это сингулярность станет (хотя бы на одно мгновение) совершенно обнаженной для внешнего мира, нарушая принцип космической цензуры - гипотезы, а не теоремы, но, конечно это будет очень интересно.

Что сделали Ленер и Преториус (Lehner и Pretorius) - численно проследили за распадом нестабильной черной струны - дальше, чем все остальные до них. И они обнаружили, что да, она распадается на множество черных дыр, а соединяющие их струны в конечное время сокращаются в ноль. И вывод из этих выкладок - то, что принцип космической цензуры действительно нарушается, хотя их еще и недостаточно для окончательного доказательства.

Крутотень в том, как струны распадаются в черные дыры - по всей их длине формируется похожая палитра - фрактальная конфигурация черных дыр разнообразных размеров - от самых больших, к самым маленьким. Вот результат их симуляций.

Красиво, не так ли? По мере уменьшения радиуса струны, она производит все меньшие и меньшие черные дыры. И можно ожидать, что со временем они сольются в одну большую черную дыру, хотя эта промежуточная конфигурация сложна и элегантна. Очевидно, что космическая цензура нарушается в тот момент, когда струны в конце концов уменьшают свой радиус до нуля. Итак, она нарушается.

Очень мало шансов подтвердить это экспериментально в течение какого-то времени. Но Природа не перестает удивлять нас даже когда мы решаем уравнения, которым много десятилетий.

пятница, 4 марта 2011 г.

Этан Зигель. Цепочки кратеров на Луне

3 марта 2011 года

"Стариков и кометы всегда уважали по одним и тем же причинам: за их длинные бороды и претензии на то, чтобы предсказывать события." - Джонатан Свифт

На той неделе я показывал вам новую мозаику видимой стороны Луны в высоком разрешении.

И также я показал вам маленькую, необычную структуру, которую назвал "змейкой".



Конечно, змейка не настолько впечатляюща сама по себе. Что интересно в ней - так то, что она оказалась цепочкой кратеров, находящихся очень близко один к другому - на одной линии!

Но есть еще лучший пример - спасибо нашему читателю, Тому Скрасу (Tom Scrace).


Когда вы увеличите эту область, что вы увидите?


Удивительно длинную цепочку кратеров - и у этой цепочки даже есть собственное имя: цепочка Дейви Кратер.
(Image credit: Astrocast.tv.)

И что это такое? Откуда оно появилось?


Хотите верьте, хотите нет, но мы думаем, что большинство таких цепочек появились из-за комет!

Как же так?

Конечно, кометы сложены смерзшимися вместе скалами и различными льдами. Когда они приближаются к Солнцу, его интенсивное тепло начинает плавить некоторые типы льда, выталкивая материал кометы назад, создавая впечатляющий хвост.

Но иногда кометы проходят недалеко от массивного тела - планеты или луны. И что тогда происходит?



Ну, происходит гравитация. В частности, приливные силы. Вы могли бы подумать, что гравитация - это только притяжение объектов друг к другу, но в действительности здесь есть еще кое-что. Гравитация зависит от расстояния. И если вы - всего лишь маленькая бедная комета, планета или луна может притягивать более близкую к себе часть немного сильнее, чем дальнюю.

И что?
(Image credit: H. A. Weaver, T. E. Smith, NASA, and the Hubble Space Telescope.)

Вот снимок 1994 года кометы Шумейкера - Леви (Comet Shoemaker-Levy 9), которой больше уже нет с нами. После пересечения курса Юпитера, она распалась на 20 фрагментов как раз вследствие этих приливных сил.

И хотя мы наблюдали это впервые, комета Шумейкера - Леви не единственная в своем роде.


Комета Швассмана-Вахмана 73P, сфотографированная в высоком разрешении Хабблом, находится в процессе разрушения! Эти цепочки кратеров сформировались, когда комета разрывается на части приливными силами и множество ее фрагментов врезаются в планету один за другим.

И хотя таких цепочек в изобилии и на Луне, они были найдены и на других телах Солнечной Системы - Марсе, Меркурии и больших спутниках - например, спутнике Сатурна Энцеладе, Юпитера - Каллисто и вот ниже снимок кратеров Энки на спутнике Юпитера Ганимеде.

(Image credit: Galileo Project.)

Так вот откуда появляются такие цепочки кратеров! Каждый раз, когда вы натыкаетесь на цепочку кратеров, помните, что это место последнего упокоения кометы, разорванной на куски тем небесным телом, в которое оно врезалось. И совершенно удивительно то, что мы не только находим эти вещи, мы знаем точно, как Вселенная их сотворила!

И теперь задумаемся, какое тело может быть следующей мишенью для удара...

Комментарий доктора Майкла: отличные фотографии. Отличная тема для статьи. Этан Зигель как всегда на высоте :)