Чем занимаются астрономы

Bad Astronomy, блог Фила Плейта

26 сентября 2006 года

Сейчас я работаю над большим проектом, который подразумевает написание большого количества материала про темную энергию. Предполагается, что я буду краток, но КАК описать темную энергию вкратце?

Это невозможно. Даже 900 слов будет недостаточно.

Впрочем, я пока воздержусь от подробностей о темной энергии, это не имеет прямого отношения к моей сегодняшней теме, хотя в любом случае, когда проект будет завершен, я смогу на него ссылаться.

В процессе подготовки я, естесственно, много читал о темной энергии - достаточно для того, чтобы объяснить ее просто (ха, а как же!), и натолкнулся на статью Измеряя Космологию Сверхновыми, написанную Солом Перлмуттером (Saul Perlmutter) и Брайаном Шмидтом (Bryan Schmidt) двумя совсем непростыми астрономами - это по их управлением две разные команды открыли ускорение расширения Вселенной. 

Причина того, что я их упоминаю - во-первых, я никак не ожидал, что они напишут работу вместе. Не потому, что они якобы друг друга ненавидят, нет, они все очень хорошие парни. Но со времен 1998 года их команды соревновались друг с другом, кто будет первым. Но в науке, даже на уровне таких больших открытий (а что может быть больше, чем открытие, определяющее судьбу Вселенной?) можно конкурировать вполне дружественно.

Но я пишу об этом по другой причине. 

Тогда ( и сейчас, кстати, тоже) они наблюдали очень далекие сверхновые типа Iа - это такие звезды, чью полную энергию взрыва можно предсказывать. Ну, может быть, "предсказывать" не самое лучшее слово здесь. Когда вы наблюдаете, как меняется яркость сверхновой со временем - дни, недели, месяцы - вы можете вычислить общую энергию взрыва. Она, в свою очередь даст вам представление о яркости звезды. И если вы измеряете ее видимую яркость  в вашем телескопе, вы можете вычислить расстояние до нее. Вот такой Святой Грааль астрономии. Эти штуки видны на гигантских расстояниях в миллиарды световых лет. И это в свою очередь дает вам различные интересные вещи - такие, как размер, общая форма и расширение Вселенной.

В 90х обе команды собирали множество сверхновых. Когда они сравнили расстояние с яркостью, их ждал сюрприз - сверхновые оказались слишком тусклыми. Это значит, что они дальше, чем ожидалось. И поэтому они сдержанно отмечают в своей статье - 

Обе выборки (от двух команд) показывают, что (сверхновые) тусклее, чем предполагалось, даже для модели пустой Вселенной, и это означает, что она ускоряется.

Пусть вас не обманывает декларативная форма этого утверждения. Чтобы сделать его, был проделан огромный объем работы. Пришлось исключить разные факторы, которые могут оказать влияние - как, например, пыль или возможные химические различия между теми сверхновыми, которые находятся рядом с нами и совсем далеко, исключить различные эзотерические случаи. Делая свою работу, они вычеркивали возможные объяснения из списка - одно за другим, пока не осталась самая причудливая из всех - расширение Вселенной ускоряется!

ЧуднО!

Но я пишу заметку даже не из-за этого. В статье Брайана и Сола есть некоторая релятивистская математика. Уравнения некоторое время ходят около коеффициента расширения, плотности, давления, которое, хотите верьте хотите нет, для космологов стандартный термин. Наконец, уравнения помещены одно под другим, чтобы сделать важный вывод, и тут они делают вывод - такой, что, когда я его прочитал, воскликнул (ну не будем повторять тут то, что я воскликнул!) Я вскочил на ноги и тут же рассказал это всем, кто был рядом в моем офисе. Авторы написали:

уравнения 4-6 описывают решение глобальной эволюции Вселенной

прочитайте еще раз. Уравнения 4-6 описывают решение глобальной эволюции Вселенной

Это была статья - ревью, в которой они просто пропустили пару сотен промежуточных выводов, чтобы получить уравнения 4,5 и 6. Но все равно в конце они утверждают - можно написать пару-тройку простых уравнений, которые исчерпывающе определяют обшее состояние и судьбу Вселенной.

Фигассе!! Целую Вселенную, от края до края, от звезды к звезде, от носа до кормы от борта к борту, словом весь комплект, все 9 ярдов можно описать, если вы умны, много работаете и с вами еще люди, которые могут сделать массу черновой работы!

Вот почему  я написал эту статью.

ESOCast 40. Когда скорость имеет значение

В последние двадцать лет астрономы совершили по-настоящему революционное открытие - космос не просто расширяется, это расширение ускоряется. 

Открытие ускорения расширения Вселенной получило Нобелевскую Премию по физике за 2011 год. 

Планеты земного типа у Kepler 20

Они так похожи на Землю... вот только воды на них нет и температура такая, что стекло плавится. А так все нормально. 

Поиск планет миссией Кеплер в самом разгаре, кто знает, что он принесет нам завтра? 

Геомагнитная буря в разрезе

Реакция земного пояса радиации на геомагнитную бурю - например такую, как в предыдущем посте.

Полярное сияние в Норвегии

Последствия недавней солнечной бури. Снято реал-тайм Алистаром Чепменом в Норвегии... Здесь куча интересной физики, но давайте просто посмотрим...

NGC 3603

Credit: NASA, ESA and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration

spacetelescope.org

Фото Дня

Область формирования звезд NGC 3603 содержит одно из самых впечатляющих звездных скоплений в Галактике. Погруженное в газ и пыль, это скопление представляет собой ясли активных звездных рождений, которые произошли здесь вот только что - всего лишь миллион лет назад. Горячие голубые гиганты своим сильным излучением "выгрызли" огромную пустуту в газе - справа от центра снимка - сдув в космос все, что только смогли.

Фото дня. Плутон, Харон и еще ребята.

Discovery News,

27 января

К Плутону движется аппарат New Horizons, который должен прибыть туда в 2015м. Участники миссии встревожены возможностью существования колец или облаков пыли вокруг Плутона, что может сильно повлиять на их планы.

В общем, сейчас они активно сотрудничают с Англо-Австралийской Обсерваторией, ожидая момент покрытия планетой далекой звезды, что должно как-то прояснить ситуацию.

CID42. Стреляем черной дырой из рогатки

Рентгеновская Обсерватория Чандра,

Астрономы, собрав данные телескопов XMM-Ньютон, Чандра и Хаббла, а также нескольких наземных телескопов, обнаружили довольно интересный объект. CID42 находится в галактике на расстоянии в 3.9 млрд световых лет от нас и представляет собой два очень близких, компактных источника рентгеновского излучения. Данные Чандры - как обычно, синим, а Хаббла - желтым. Хаббла видит два белых источника в центре снимка, но для Чандры они слишком близки, чтобы разрешить их напрямую. 

Длинный хвост подразумевает, что совсем недавно тут произошло слияние галактик. Данные телескопов Магеллан и ОБТ показывают, что разница скоростей обеих галактик - порядка 3 млн миль в час. 

Рентгеновский спектр от Чандры и XMM-Ньютона дает дополнительную информацию. Линии поглощения насыщенного железом газа дают основания предполагать, что большая струя движется от нас и от остального вещества. По всей видимости, здесь есть еще одна черная дыра, которая втягивает в себя эту материю. 

Теперь если взять все это вместе, получается два возможных сценария развития событий.  В первом ученые рассматривают столкновение трех черных дыр в виде процесса из двух шагов. Сначала столкновение двух галактик создало одну с парой черных дыр в центре. Но перед тем как черные дыры смогли слиться произошло еще одно столкновение с другой галактикой, и к парочке присоединилась еще одна сверхмассивная черная дыра. Это взаимодействие привело к тому, что самая легкая из них была выброшена как из пращи. В этом случае источник слева внизу в центральной паре - активное галактическое ядро (AGN), которое "разогревается" материалом, падающим на выброшенную из столкновения черную дыру. А источник справа вверху в центральной паре - черная дыра, образовавшаяся при слиянии двух других. 

Во втором сценарии - сценарии "рогатки" рентгеновское поглощение может быть истолковано как ветер высокой скорости, дующий из AGN - справа вверху в AGN слева внизу. На основании визуального спектра можно предположить, что свет от ядра справа вверху поглощается "бубликом" из пыли и газа. Второе ядро подсвечивает ветер, который дует от первого.

Альтернативное объяснение - ассиметрия гравитационных волн выбросила наружу черную дыру, образовавшуюся во время слияния двух других, и это - точечный источник слева-внизу в центральной паре, а справа-вверху - всего лишь скопление звезд.

В общем, исследования еще продолжаются, и они должны будут дать точный ответ, что же все-таки это было...