Екатерина Шульман
о новой роли
российского парламента

Красивые картинки спасли Hubble

Самые значимые открытия в астрономии за август

Сергей Попов 02.09.2014, 15:43
NASA

Почему вращаются черные дыры, где искать жизнь в Галактике и как народ поддерживает спутники: «Газета.Ru» представляет обзор самых значимых открытий в астрономии за последний месяц.

Загадка медленных звезд

На протяжении эволюции звезды меняется темп вращения ее частей. Особенно важен темп вращения ядра, так как потом из него формируется компактный объект, и здесь еще много неясного. В частности, не ясно, как эффективно ядро может терять угловой момент (останавливаться) на стадии красного гиганта, когда оболочка сильно расширилась и замедлилась.

Связь между ядром и оболочкой осуществляется в основном с помощью магнитного поля. Вот эту проблему и рассматривают авторы статьи.

Авторы сами пишут, что до окончательного решения этой задачи еще далеко. Пока же у них получается, что ядро все-таки может эффективно замедляться, что приводит к появлению относительно медленно вращающихся нейтронных звезд и белых карликов, что и наблюдается в среднем. Однако отдельно замечу, что это делает еще более острой проблему возникновения сильных полей у магнитаров.

Нет всплеска без вспышки

Авторы детально изучают самое начало длинных гамма-всплесков. Они выделяют первую короткую вспышку и сравнивают с короткими гамма-всплесками. Они оказываются очень похожими. Поэтому и говорят, что в начале каждого длинного всплеска есть короткий.

Научная сторона Луны

Отличный обзор. Во-первых, приводится краткая сводка истории исследования Луны. Во-вторых, обсуждаются будущие проекты. В-третьих, обсуждается, какие результаты были получены по Луне. В-четвертых, рассказывается, что это дает для исследования эволюции внутренних частей Солнечной системы. Все на довольно популярном уровне. Чистого текста там всего страниц 11–12. Очень обширная библиография.

Таинственное вращение

Наблюдения позволяют в ряде случаев (более десятка) определить темп вращения черных дыр. Авторы исследуют, откуда это вращение берется.

Какие тут вообще есть возможности? Во-первых, вращение можно получить сразу в момент рождения, если ядро звезды вращалось быстро. Однако последние исследования показывают, что по крайней мере ядра одиночных звезд на поздних стадиях эволюции вращаются медленно. Во-вторых, черную дыру можно раскрутить. Как? Например, аккрецией.

Авторы фокусируются на маломассивных системах с черными дырами, то есть вторым компонентом двойной является маломассивная звезда. Выясняется, что в данном случае хорошей гипотезой оказывается предположение о том, что все вращение связано с аккрецией.

Ученые детально исследуют это, строя эволюционные последовательности и сравнивая их с параметрами известных систем. Оказывается, что черные дыры в среднем набирают около 1,5 массы Солнца, чтобы раскрутиться. Таким образом, получается, что начальные массы черных дыр заметно меньше современных значений.

А вот с массивными системами все не так. Во-первых, в них черные дыры не могли набрать много массы и раскрутиться. То есть в них вращение «от рождения». Это неудивительно. Параметры систем таковы, что в них ядро звезды — прародителя черной дыры можно было раскрутить приливным взаимодействием в очень тесной двойной. Во-вторых, начальные массы черных дыр в массивных системах могут быть большими, а в маломассивных системах они не уходят за 10 масс Солнца.

Гравитационные волны все ближе

В конце 2015 года должны закончиться работы по апгрейду проекта по наблюдению гравитационных волн Virgo. В статье подробно описан детектор, что там нового и в каком состоянии все находится сейчас.

Местные карлики

Что значит «близкие»? Менее 80 Мпк. Что значит «карликовые»? Звездная масса менее 10 млрд масс Солнца.

Авторы набрали 28 активных ядер в таких галактиках. Далее, они косвенным путем определили массы черных дыр. Это, наверное, самое тонкое и неочевидное место. Получилось, что дыры легкие.

Что значит «легкие»? До нескольких тысяч масс Солнца. Это действительно немного. А потому интересно, так как это означает, что «зародыши» или вообще практически не успели набрать массу, или набрали совсем немного.

Возможно, исследование подобных объектов поможет лучше понять, как же в основном образуются зародышевые черные дыры: в результате коллапса массивных звезд популяции III (и тогда начальные массы около 200 солнечных) или в результате коллапса газовых облаков (и тогда массы около нескольких тысяч масс Солнца).

Астрополитика

Довольно интересное исследование. Важно: авторы рассматривают только американскую проблематику!

Подчеркивание того факта, что речь идет о США, важно, так как практически одновременно сочетаются два фактора: большие траты на космические астрономические программы и способность общества влиять на крупные бюджетные расходы.

Авторы рассматривают, как общественное мнение влияло на судьбу крупных и не очень проектов. Статья начинается с Хаббловского телескопа.

Особенно выделяется то, что в тот момент в 2003 году, когда было предложено прекратить работу этого инструмента, именно общественное давление помогло спасти телескоп. И, разумеется, эта общественная реакция возникла не на пустом месте — долгое время команда HST вкладывалась в «красивые картинки» и прочий public outreach.

Следующий эпизод — это JWST. Проект столкнулся с трудностями. Там, например, будут использованы очень сложные технологии, разработка которых затянулась и оказалась дороже, чем предполагалось ранее. Снова проект хотели прикрыть, и снова была важна поддержка общественности, чтобы его не остановили.

Наконец, третий эпизод — это ISEE-3. Спутник был давно отключен, но в результате crowdfunding проект был реанимирован.

В конце упоминаются проекты, которые, возможно, придется спасать в ближайшее время. Но ясно, что в стране, где у людей могут отбирать пенсии, лишать лекарств, препятствовать нормальному отдыху, а «народ безмолвствует», — все это не актуально.

Переменное-невероятное

Авторы исследовали переменность неотождествленного гамма-источника 2FGL J1653.6-0159. По оптическим и рентгеновским наблюдениям обнаружен период около 75 минут.

Авторы полагают, что это может быть двойной миллисекундный пульсар. (Надо заметить, что пульсарный период или радиоизлучение пока не обнаружены.) Если это так, то это рекорд. Пока самый короткий орбитальный период радиопульсара — 93 минуты.

Доказательство жизни

Технически мы приблизились к тому, чтобы открывать массивные спутники планет. В принципе, они даже могут быть обитаемы. Вот этим вопросам и посвящен обзор: как экзолуны образуются, как их открывать и что там с потенциальной жизнью.

Начинается рассказ с подробного описания потенциально обитаемых лун в Солнечной системе: Европа, Ганимед, Титан, Энцелад. Далее речь идет о формировании спутников планет. Потом авторы обсуждают эволюцию орбит спутников.

Наконец, обсуждаются спутники в зонах обитаемости: тут есть некоторые дополнительные тонкости в сравнении со случаем планет.

Вторая часть в основном посвящена детектированию спутников экзопланет. Тут много сложностей, но уже Кеплер дал некоторые интересные верхние пределы. Следующее поколение инструментов должно открыть спутники.