Запорізький Астрономічний Клуб “Альтаїр”

Зірка, яка не повинна існувати

Група європейських астрономів використовувала Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO, щоб відстежити зірку в Чумацькому Шляху, існування котрої багатьма вченими вважалось за неможливе. Вони виявили, що ця зірка складається майже повністю із водню та гелію, із надзвичайно малим вмістом інших хімічних елементів. Такий дивний склад поміщає його в “заборонену зону” широко прийнятої теорії утворення зірок, а це в першу чергу означає, що подібна зірка ніколи не могла би виникнути. Результати досліджень з’являться в журналі Nature у номері за 1 вересня 2011.

Було встановлено, що у слабкої зірки в Лева, котра називається SDSS J102915 +172927 [1], кількість хімічних елементів, важчих за гелій (астрономи їх називають “металами”), найнижча, ніж у всіх вивчених зірок. Вона має масу меншу, ніж у Сонця та за її ймовірний вік більше 13 мільярдів років.

“Широко визнана теорія передбачає, що такі зірки, котрі із малою масою і вкрай низькими обсягами металів, не повинні існувати, бо хмари матерії, із яких вони утворилися, ніколи б не сконденсувалися,” [2] говорить Elisabetta Caffau (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Germany and Observatoire de Paris, France), провідний автор статті. “Таке було дивно виявити вперше, коли зірка перебуває в цій “забороненій зоні” теорії. Це означає, що нам можливо доведеться переглянути деякі з моделей формування зірок.”

Вчені проаналізували властивості зірки, використовуючи інструменти X-shooter та UVES, які встановлені на VLT [3]. Це дозволило їм визначити, наскільки багато в зірці різних хімічних елементів. Вони виявили, що частка металів у SDSS J102915 +172927 у понад 20 000 разів менша, ніж у Сонця [4] [5].

“Зірка слабка та настільки бідна на метали, що ми змогли виявити присутність тільки одного з елементів, важчих за гелій. Це кальцій, виявлений в наших перших спостереженнях,” сказав Piercarlo Bonifacio (Observatoire de Paris, France), який керував проектом. “Ми повинні були попросити в Генерального Директора ESO додатковий час на телескопі, щоб вивчити світло зірки іще більш детально та і з довгою витримкою, щоб спробувати знайти інші метали”.

Космологи вважають, що легкі хімічні елементи – водень і гелій, були утворені незабаром після Великого Вибуху, разом із дещицею літію [6], тоді як майже всі інші елементи були утворені пізніше в зірках. Спалахи наднових поширюють зоряну речовину в міжзоряний простір, роблячи його багатшим на метали. Нові зірки утворюються з цього збагаченого середовища, тому вони у своєму складі мають більш високий вміст металів, ніж старіші зірки. Таким чином, частки металів у зірці говорить нам, скільки років вона має.

“Ми вивчили зірку, дуже бідну на метали, тобто вона надто первісна. Вона може бути однією з найстаріших зірок із числа коли-небудь знайдених “, додає Lorenzo Monaco (ESO, Chile), який також бере участь у дослідженні.

Також дуже дивною була відсутність літію в SDSS J102915 +172927. Такі старі зірки повинні мати склад, подібний до складу Всесвіту відразу після Великого Вибуху, з дещицями металів в ньому. Але вчені виявили, що частка літію в зірці щонайменше в п’ятдесят разів нижча, ніж очікувалося в матерії, виробленій Великим Вибухом.

“Це загадка, як літій, який формується відразу після початку Всесвіту, був поруйнований в цій зірці”, додав Bonifacio.

Дослідники також відзначають, що ця химерна зірка ймовірно не унікальна. “Ми визначили кілька зірок-кандидатів, які могли б мати подібний вміст металів, або навіть нижчий, ніж у SDSS J102915 +172927. Зараз ми плануємо спостерігати їх із VLT, щоб побачити, як це буде у їх випадках”, укладає Caffau.

Примітки

[1] Зірка каталогізована в Sloan Digital Sky Survey або SDSS. Номер має відношення до положення об’єкту на небі.

[2] Загальноприйняті теорії зореутворення стверджують, що зірки з масою нижче, ніж SDSS J102915 +172927 (близько 0,8 маси Сонця або менше), могли утворитися в міжзоряному просторі, збагаченому вибухами наднових вище деяких критичних значень. Це тому, що більш важкі елементи виступають, як “холодильні агенти”, допомагаючи випромінювати тепло газових хмар, які знаходяться у цьому середовищі, котрі потім можуть колапсувати та утворювати зірки. Без цих металів, тепловий тиск був б занадто сильним, а гравітації хмари були б недостатньо, щоб подолати його та колапсувати. Згідно однієї з теорій, яка визначає вуглець та кисень в якості основного засобу охолодження, в SDSS J102915 +172927 кількість вуглецю менша від тої, котру вважають за мінімально необхідну для ефективного охолодження.

[3] X-shooter та UVES є спектрографами на VLT – інструментами, котрі розщеплюють світло він небесних об’єктів на його кольорові складники, що дозволяє проводити детальний аналіз хімічного складу їх джерел. X-shooter може за одну експозицію захопити дуже широкий діапазон довжин хвиль в спектрі об’єкта (від ультрафіолетового до інфрачервоного). UVES є ультрафіолетовим та візуальним ешельним спектрографом з високою роздільною здатністю.

[4] Зірка HE 1327-2326, відкрита в 2005, має найнижчий із відомих вміст заліза, але зате вона багата на вуглець. Зірка, котру досліджували в даній роботі, має найнижчу частку металів, котрими вважаються всі хімічні елементи важчі від гелію.

[5] Телескопи ESO були глибоко залучені в багатьох відкриттях зірок із найбіднішим складом металів. Деякі із ранніх результатів були повідомлені в eso0228 та eso0723. Нове відкриття показує, що спостереження із телескопами ESO дозволили астрономам зробити ще один крок, щоб наблизилися до першого покоління зірок.

[6] Первинний нуклеосинтез відноситься до продукування хімічних елементів з більш ніж одним протоном, через кілька миттєвостей після Великого Вибуху. Це продукування тривало дуже короткий час, дозволяючи утворитися тільки водню, гелію і літію, але не більш важким елементам. Теорія Великого Вибуху передбачає, а спостереження підтверджують, що первинна матерія складалася з близько 75% (за масою) водню, 25% гелію та мізерної кількості літію.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1132/

VLT дивиться в Очі Діви

Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO захопив цей вражаючий образ красивої, але своєрідної пари галактик, на прізвисько “Очі”. Більша із них, NGC 4438 – колись спіральна галактика, стала дуже спотвореною через зіткнення із іншими галактиками на протязі останніх кількох сотень мільйонів років. Дане зображення є першим випуском наукової програми “Космічні Перлини ESO” (ESO’s Cosmic Gems) – почину, в котрому ESO надав робочий час, присвячений спостереженням із метою пропаганди астрономії.


Ці “Очі” перебувають на відстані близько 50 мільйонів світлових років від Землі в сузір’ї Діви. Їх розділяють 100 000 світлових років. Прізвисько походить від позірної схожості між ядрами цієї пари галактик, коли на них дивитися в середнього розміру телескоп: два білі овали, які нагадують пару очей, котрі світяться в темряві.

Не зважаючи на те, що центри цих двох галактик схожі, їх околиці можуть бути дуже різними. Галактика у правому нижньому куті, відома, як NGC 4435, компактна і на вигляд майже позбавлена газу та пилу. На відміну від неї, у великій галактиці NGC 4438, котра у верхньому лівому куті, смугу затемнюючого пилу видно трохи нижче її ядра. Молоді зірки можна побачити зліва від її центру, а газ поширюється принаймні до країв зображення.

Галактика NGC 4438 була позбавлена свого вмісту шляхом насильницького процесу: через зіткнення з іншою галактикою. Це зіткнення спотворило спіральну форму галактики, що так само може статися з Чумацьким Шляхом, коли він зіткнеться із сусідньою галактикою Андромеди через три-чотири мільярди років.

Винуватцем може бути галактика NGC 4435. Деякі астрономи вважають, що збиток, заподіяний нею галактиці NGC 4438 в результаті їх зближення на протязі приблизно 16 000 світлових років, мав місце близько 100 мільйонів років тому. У той час, як більша галактика була пошкоджена, менша постраждала від зіткнення значно більше. Гравітаційні припливи цього зіткнення ймовірно відповідальні за порушення вмісту NGC 4438 та за зниження маси NGC 4435 через видалення великої частини її газу та пилу.

Інша можливість полягає в тому, що гігантська еліптична галактика Messier 86, котра подалі від “Очей” і котру не видно на цьому зображені, несе відповідальність за шкоду, заподіяну NGC 4438. Недавні спостереження знайшли волокна іонізованого водню, що з’єднують дві великих галактики, вказуючи на те, що вони ймовірно зіткнулися в минулому.

Еліптична галактика Messier 86 та “Очі” належать до Скупчення Діви – дуже багатого угрупування галактик. У такій тісноті, зіткнення галактик досить часте. Тому ймовірно, що NGC 4438 постраждала від зіткнень із NGC 4435 та із Messier 86.

Дане зображення є першим випуском програми “Космічні Перлини ESO” (ESO’s Cosmic Gems). Це новий почин виробництва астрономічних зображень для освіти та широкої пропаганди астрономії. Програма головним чином використовує час, коли стан неба не дозволяє проводити наукові спостереження, але цілком сприятливий, щоб фотографувати цікаві, захоплюючі або візуально привабливі об’єкти. Ці дані також доступні професійним астрономам завдяки науковому архіву Європейської Південної Обсерваторії.

У нашому випадку, хоча на небі мало місце трохи хмар, атмосфера була виключно спокійною, що дозволило захопити дуже малі деталі, які явлені на цьому зображенні, зробленому з використанням інструменту FORS2 VLT [1]. Для створення зображення, були використані експозиції, котрі одержані через два різних фільтри: червоний (світло червоного кольору) та зелено-жовтий (світло синього кольору). Час експозицій був 1800 секунд та 1980 секунд відповідно.

Примітки

[1] FORS2 – це редуктор фокусу VLT та низько дисперсійний спектрограф (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), котрий працює в оптичному діапазоні світла та в ближньому ультрафіолеті. Його встановлено на телескопі №1 Дуже Великого Телескопа (VLT’s Unit Telescope 1).

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1131/

Велетенська космічна хмара сяє із середини

VLT знаходить первинну водневу хмару, яка живиться із себе самої

Спостереження на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO пролили світло на джерело живлення рідкісної великої хмари сяючого газу в ранньому Всесвіті. Вперше спостереження показують, що ця велетенська “Лайман-альфа хмара” – один із найбільших відомих окремих об’єктів, повинна живитися від галактик усередині неї. Результати досліджень з’являться у номері журналу Nature за 18 серпня.

Дослідна група астрономів використовувала Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO для вивчення цього незвичайного об’єкту, який називається хмарою Лайман-альфа [1]. Ці величезні і дуже світні рідкісні структури, як правило, бачили в регіонах раннього Всесвіті, де матерія концентрується. Вчені виявили, що світло, котре виходить із однієї із цих хмар – поляризоване [2]. У повсякденному житті, як наприклад, поляризоване світло використовується для створення 3D-ефектів в кіно [3]. Це перший випадок, коли поляризація коли-небудь була знайдена в Лайман-альфа хмарі. Дане спостереження допомагає розкрити таємницю того, чому саме такі хмари сяють.

“Вперше ми показали, що сяйво цього загадкового об’єкту вірніше є розсіяним світлом від яскравих галактик, прихованих всередині, а не власним світінням самого газу хмари.”, пояснює Метью Хейс Matthew Hayes (University of Toulouse, France), провідний автор статті.

Лайман-альфа хмари є одними із найбільших об’єктів у Всесвіті: гігантські хмари газоподібного водню, які можуть досягати діаметру в кілька сотень тисяч світлових років (це в кілька разів більше, ніж розмір Чумацького Шляху) і котрі є настільки потужними, як найяскравіші галактики. Вони зазвичай знаходяться на великих відстанях, тому ми бачимо, якими вони були, коли Всесвіт мав всього кілька мільярдів років. Саме тому вони важливі для нашого розуміння того, як галактики формувалися і розвивалися, коли Всесвіт був молодшим. Адже джерело живлення їх надзвичайних світностей та докладна природа цих хмар і досі залишаються неясними.

Група досліджувала одну з перших найбільш яскравих хмар із числа знайдених. Відома, як LAB-1, вона була відкрита в 2000 році: ця хмара настільки віддалена, що її світло йшло близько 11,5 мільярдів років, щоб дістатися до нас. При діаметрі близько 300 000 світлових років, вона також є однією з найбільших із числа відомих та має декілька первинних галактик всередині себе, у тому числі – активні галактики [4].

Є кілька конкуруючих теорій, що пояснюють Лайман-альфа хмари. Одна ідея полягає в тому, що вони сяють, коли холодний газ притягується потужною гравітацією хмар, від чого і нагрівається. Інша в тому, що вони світяться через наявність яскравих об’єктів усередині них: в галактиках відбувається енергійне зореутворення, або вони містять ненажерливі чорні діри, котрі  поглинають матерію. Нові спостереження показують, що всередині хмар є галактики: це вони підживлюють LAB-1, а не газ, що втягується гравітацією.

Команда випробувала дві теорії, через вимірювання поляризації світла від хмари. Досліджуючи, як саме світло поляризоване, астрономи можуть дізнатися про фізичні процеси, які призвели до виникнення світла, або про те, що із ним сталося від часу його виникнення та під час проходження до моменту прибуття на Землю. Коли світло відбивається або розсіюється, то воно стає поляризованим. Цей важко вловимий наслідок може бути виявлений тільки дуже чутливим інструментом. Однак, вимірювання поляризації світла від Лайман-альфа хмар є дуже складним спостереженням, через їх велику віддаленість.

“Ці спостереження не могли бути зроблені без VLT і його FORS інструменту. Ми чітко потребували дві речі: телескоп, принаймні із 8 м дзеркалом, щоб зібрати достатньо світла, та камеру, здатну виміряти поляризацію світла. Небагато обсерваторій світу пропонують таку комбінацію.”, додає Claudia Scarlata (University of Minnesota, USA), співавтор статті.

Спостерігаючи за об’єктами своїх досліджень близько 15 годин через Дуже Великий Телескоп, група виявила, що світло від Лайман-альфа хмари LAB-1 було поляризоване в кільці навколо центральної області і що не було ніякої поляризації в центрі. Такий ефект практично неможливо утворити, якщо світло просто походить від газу, котрий втягується в хмару під дією сили тяжіння. Але це саме те, що очікується, коли світло походить з галактик, котрі перебувають в центральній області, перш ніж воно розсіюється газом хмари.

Тепер астрономи планують проглянути більше подібних об’єктів, щоб побачити, наскільки результати, отримані для LAB-1, справедливі для інших хмар.

Примітки

[1] Назва походить від того, що ці хмари випромінюють характерні довжини хвиль світла, відомі, як “серія Лаймана”, котрі виникають при переходах електронів в атомах водню з другого-низького до найнижчого енергетичного рівня.

[2] Коли світлові хвилі поляризовані, компоненти їх електричного та магнітного полів мають специфічну спрямованість. У неполяризованого світла орієнтації полів є випадковими і не мають виділеної спрямованості.

[3] 3D-ефект створюється, коли ліве і праве око бачать трохи різні образи. Трюк, який використовується в деяких 3D-кінотеатрах, полягає в поляризованому світлі: розділені зображення, зроблені з різною поляризацією світла, направляються в наше ліве та праве ока через окуляри із поляризаційними фільтрами.

[4] Активні галактики – це галактики із яскравими ядрами, котрі, як це вважається, живляться від центральної величезної чорної діри. Їх світність походить від матерії, котра нагрівається під час її втягування чорною дірою.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1130/

Спіраль в сузір’ї Лева

Нове зображення NGC 3521 від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO показує спіральну галактику, котра розташована на відстані близько 35 мільйонів світлових років від Землі в сузір’ї Лева. За розміром приблизно 50 000 світлових років, цей вражаючий об’єкт має яскраве компактне ядро, оточене спіральною структурою із купою подробиць.

Найхарактернішими рисами яскравої галактики NGC 3521 є її довгі спіральні рукави, усіяні областями зореутворення, котрі перемежовуються прожилками пилу. Рукави досить іррегулярні та уривчасті, що робить NGC 3521 типовим прикладом флокулянтної спіральної галактики. Такі галактики мають “пухнасті” спіральні рукави на відміну від розлогих рукавів величних спіралей, таких, як знаменита галактика “Вир” або М 51, яка відкрита Шарлем Мессьє.

NGC 3521 є яскравою і відносно близькою, в чому легко переконатися при допомозі невеликого телескопа, такого як ті, які використовував Мессьє при укладанні каталогу низки імлистих та кометоподобних об’єктів в 1700-х роках. Як не дивно, французький астроном здається пропустив, що це флокулянтна спіраль, хоча він виявив кілька інших галактик подібної яскравості в сузір’ї Лева.

Минув лише рік, відколи Мессьє опублікував остаточний варіант свого каталогу в 1784 році, коли іще один знаменитий астроном Вільям Гершель виявив NGC 3521 на ранній стадії більш детального обстеження північного неба. Завдяки своєму великому 47 см телескопу, Гершель побачив “яскравий центр, оточений туманністю”, згідно з його записів спостережень.

У цьому новому зображенні від VLT, барвисті, але погано визначені спіральні рукави підмінюють “туманність” Гершеля. Старі зірки переважають у червонуватій області в центрі, а молоді гарячі блакитні зірки пронизують рукави далі від ядра.

Олег Малий, який брав участь у конкурсі Приховані Скарби ESO 2010 [1],, вибрав дані від інструменту FORS1, який на телескопі VLT обсерваторії Паранал ESO (Чилі). Вони й були використані для створення цього чудового образу. Експозиції прийнято через три різних фільтри, які пропускають синє світло (дало синій колір на зображенні), жовто-зелене світло (зелений колір) та ближнє інфрачервоне світло (червоного кольору), котрі й були об’єднані, щоб зробити цю картину. Час експозицій через кожен фільтр був по 300 секунд. Зображення NGC 3521 від Олега посіло високе місце у конкурсі, який залучив майже 100 робіт.

Примітки

[1] Конкурс “Приховані Скарби ESO 2010” дав астрономам-аматорам можливість пошуку астрономічних даних в великих архівах ESO в надії знайти добре приховані перлини Космосу, котрі учасники повинні були “відполірувати”. Щоб дізнатися більше про Приховані Скарби, відвідайте http://www.eso.org/public/outreach/hiddentreasures/

Європейська антена проекту ALMA – шістнадцята на плато Чахнантор

ALMA готується до перших наукових спостережень

28 липня 2011 р.

Хоча 16 звучить, як просто іще один номер, він означає кількість антен, при якій ALMA може розпочати свої перші наукові спостереження. Отже, це є важливою віхою проекту. Незабаром астрономи почнуть проведення нових наукових досліджень із ALMA.

Антена, котра вироблена Європейським Консорціумом AEM [1] згідно кантракту із ESO, була передана обсерваторії в квітні до її Operations Support Facility (OSF), після шести місяців тестування. OSF знаходиться на висоті 2900 метрів в передгір’ях чилійських Анд. Там антена була оснащена високочутливими детекторами, охолоджуваними рідким гелієм, та іншою необхідною електронікою. Тепер, один із числа гігантських автомобільних транспортерів ALМА перемістив її на 28 км далі по сухій дорозі пустелі до AOS. AOS є останнім портом призначення після довгої подорожі, котра почалася, коли складові частини антени були виготовлені на заводах Європи під суворим наглядом від ESO.

Менеджер Проекту Антен ALMA від ESO, Stefano Stanghellini, доповів: “Дуже чудово бачити, як перша європейська антена ALMA досягла плато Чахнантор. Саме на цьому посушливому плато дані технологічні шедеври будуть використовуватися для вивчення космосу.”

Найперші наукові спостереження із ALMA планується почати в кінці цього року. Хоча ALMA буде як і раніше в стадії будівництва, 16-ти антенна решітка, котра вже буде доступна для використання, перевершує всі інші телескопи такого роду. Астрономи з різних країн світу представили близько 1000 пропозицій щодо найперших наукових спостережень. Такий рівень попиту приблизно в дев’ять разів переважає кількість спостережень, котрі передбачається провести протягом першої фази наукових спостережень, що свідчить про дуже великий інтерес дослідників щодо використання ALMA навіть на цьому ранньому етапі.

Останній крок від OSF до плато Чахнантор є відносно коротким шляхом, але для ALMA він чинить дуже велику різницю. Вищість місцевості плато на 2100 метрів від OSF надає йому надзвичайно сухі погодні умови, котрі життєво важливі для спостережень у міліметровому та субміліметровому діапазонах довжин хвиль, так як ці слабкі сигнали з космосу легко поглинаються атмосферою Землі.

Хоча Чахнантор ідеально підходить для ALMA, дуже велика висота та нестача кисню робить його менш приємним для відвідин людьми. Незважаючи на те, що Технічна Будівля на Чахнантор – це насправді одна із найвище розміщених будівель в світі, люди, котрі працюють на ALMA, роблять це як можливо нижче: на нижній висоті OSF, звідки й керують телескопом дистанційно.

Коли будівництво буде завершено в 2013 році, ALMA матиме в цілому 66 сучасних антен, що працюватимуть разом, як єдиний потужний телескоп для спостережень у міліметровому та субміліметровому діапазоні довжин світлових хвиль. ALMA допоможе астрономам вивчити походження планет, зірок, галактик і навіть самого Всесвіту, спостерігаючи холодний молекулярний газ та пил у Чумацькому Шляху та за його межами, а також реліктове випромінювання, що залишилося від Великого Вибуху.

ALMA – міжнародний астрономічний об’єкт, котрий є партнерством між Європою, Північною Америкою та Східною Азією у співпраці з Республікою Чилі. Будівництво та управління ALMA від імені Європи проводиться ESO. Від імені Північної Америки, вони проводяться Національною Радіоастрономічною Обсерваторією (NRAO), а від імені Східної Азії – Національною Астрономічною Обсерваторією Японії (NAOJ). Об’єднана Обсерваторія ALMA (JAO) забезпечує єдине керівництво та управління будівництвом, введення в експлуатацію та експлуатацію ALMA.

Двадцять п’ять європейських антен ALMA, включаючи і цю, в даний час надаються ESO на основі договору з Європейським Консорціумом AEM. ALMA буде мати 25 антен, наданих Північною Америкою та 16 антен від Східної Азії.

Примітки

[1] AEM Consortium складається із Thales Alenia Space, European Industrial Engineering та MT-Mechatronics.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1127/

VST дивиться на Триплет Лева та глибше

VST [1] є новітнім доповненням до обсерваторії Паранал ESO (eso1119). Він являє собою сучасний 2.6 м телескоп, оснащений гіганською 268 Мпк камерою OmegaCAM [2]. Як це випливає з назви, VST спеціалізований для зйомки неба у видимому світлі. Він є найбільшим телескопом у світі, призначеним виключно для цієї мети. Дане велике зображення Триплету Лева демонструє відмінну якість зображення, отриманого VST та його камерою.

Космічна “надбульба”

Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO захопив це дивовижне зображення туманності навколо зоряного скупчення NGC 1929 в межах Великої Магелланової Хмари, котра є галактикою-супутником нашого Чумацького Шляху. Грандіозний зразок того, що астрономи називають надбульбою, головує в цих зоряних яслах. Вона витворена вітрами від яскравих молодих зірок та ударними хвилями від спалахів наднових.

Велика Магелланова Хмара є малою галактикою, сусідньою до Чумацького Шляху. Вона містить багато регіонів газопилових хмар, в котрих утворюються нові зірки. Один із таких регіонів, що оточує зоряне скупчення NGC 1929, показано крупним планом на цьому новому зображенні від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO. Ця туманність офіційно відома, як LHA 120-N 44, або ж коротко N 44. Молоді гарячі зірки в скупченні NGC 1929 випускають інтенсивне ультрафіолетове світло, котре й спричинює світіння газу. Даний світловий ефект, що має влучну назву “надбульба”, є величезною оболонкою речовини у поперечнику приблизно 325 на 250 світлових років. Для порівняння, найближча до нашого Сонця зірка віддалена від нас на трохи більше, ніж чотири світлових роки.

Надбульба N 44 утворена через поєднання двох процесів. На початку, зоряні вітри – потоки заряджених частинок від дуже гарячих масивних зірок у центральній частині скупчення, очистили центральний регіон. Потім масивні зірки зі скупчення вибухнули, як наднові, тим самим утворивши ударні хвилі, котрі надалі розштовхали газ, утворивши з нього сяючу бульбу.

Хоча надбульба утворена руйнівними силами, нові зірки формуються навколо її, там де газ стиснутий. Схоже на повторне використання матеріалу в космічних масштабах, це наступне покоління зірок вдихне нове життя в NGC 1929.

Дане зображення було створене зі спостережних даних від ESO, знайдених в наукових архівах Ману Мехіасом із Аргентини[1], котрий приймав участь у конкурсі астрономічної фотографії Приховані Скарби ESO 2010 [2]. Конкурс був організований ESO в жовтні-листопаді 2010 для всіх, кому подобається робити красиві зображення об`єктів нічного неба із використанням астрономічних даних, одержаних на професійних телескопах.

Примітки

[1] Ману знайшов в архівах ESO та визначив набори даних, котрі використав для складання зображення NGC 1929, котре посіло сьоме місце у конкурсі із майже 100 робіт. Його оригінальні роботи можна побачити тут.

[2] Конкурс “Приховані Скарби ESO 2010” дав астрономам-аматорам можливість пошуку астрономічних даних в великих архівах ESO в надії знайти добре приховані перлини Космосу, котрі учасники повинні були “відполірувати”. Щоб дізнатисябільше про Приховні Скарби, відвідайте http://www.eso.org/public/outreach/hiddentreasures/

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1125/

Що пробуджує надмасивні чорні діри?

Галактичні зіткнення не причетні, навіть в густо заповненому ранньому Всесвіті

Нове дослідження об’єднаних даних від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO та Рентгенівської Космічної Обсерваторії XMM-Newton від ESA піднесло велику несподіванку. Більшість величезних чорних дір у центрах галактик за останні 11 млрд років не були пробуджені через злиття галактик, як воно відбувалося раніше.

В середині більшості, якщо не у всіх, великих галактик таїться надмасивна чорна діра із масою в мільйони, а подекуди навіть в мільярди разів більшою від маси Сонця. У багатьох галактик, включаючи наш Чумацький Шлях, центральна чорна діра спокійна. Але в центрах деяких галактиках, особливо на ранніх етапах розвитку Всесвіту [1], відбувається “пишне бенкетування” на речовині, котра інтенсивно випромінює після попадання в чорну діру.

Однією із нерозгаданих таємниць є те, яким чином матерія надходить із пробудженої чорної діри, викликаючи несамовиті спалахи в галактичному центрі, внаслідок чого він стає активним галактичним ядром. До теперішнього часу багато астрономів вважали, що більшість із цих активних галактичних ядер були пробуджені після злиття двох галактик, або після близького проходження однієї галактики повз другу, коли порушена матерія стає паливом для чорної діри. Проте результати нових досліджень показують, що ця ідея може бути хибною для багатьох активних галактик.

Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe, Garching, Німеччина) та міжнародна група вчених із наукової спільноти COSMOS [2], докладно обстежили більше 600 активних галактик, котрі знаходяться в добре вивченій ділянці неба під назвою “ділянка COSMOS” [3]. Як і очікувалося, астрономи виявили, що надзвичайно яскраві активні ядра були рідкістю в ті часи, коли більша частина активних галактик були помірно яскравими на протязі останніх 11 млрд років. Та це не було несподіванкою: нові дані показали, що переважна більшість цих поширених менш яскравих активних галактик не були викликані злиттям галактик [4]. Результати даних досліджень з’являться в The Astrophysical Journal.

Про наявність активних галактичних ядер свідчить рентгенівське випромінювання із околиць чорних дір, котре вловлює Рентгенівська Космічна Обсерваторія XMM-Newton від ESA. Згодом ці галактики спостерігалися при допомозі Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, котрий зміг виміряти відстані до них [5]. Об’єднавши спостереження, дослідна група змогла зробити тривимірну мапу, котра показує, де саме знаходяться активні галактики.

“Знадобилося більше п’яти років, але ми змогли провести один із найбільших та найповніших переобліків активних галактик в рентгенівському промінні”, сказала Marcella Brusa, одна із авторів дослідження.

Астрономи могли б використовувати цю нову мапу, щоб дізнатися, як саме активні галактики були розподілені та порівняти це із теоретичними передбаченнями. Вони також могли б побачити, як цей розподіл змінювався із віком Всесвіту на всьому шляху його розвитку, починаючи від 11 млрд років тому і майже до сьогодення.

Вчені виявили, що активні ядра переважно зустрічаються в великих масивних галактиках з великою кількістю темної матерії [6]. Це було несподіванкою і не узгоджується з теоретичним передбаченням: якщо найбільші активні ядра були наслідком злиття та зіткнення між галактиками, то очікувалося, що вони будуть знайдені в галактиках з помірною масою (приблизно трильйон мас Сонця). Дослідна група виявила, що найбільш активні ядра знаходяться в галактиках із масами приблизно в 20 раз більшими від передбачених в теорії злиття.

“Ці нові результати дадуть нам нове розуміння того, як надмасивні чорні діри починають своє живлення”, сказала Viola Allevato, котра є провідним автором нової статті. “Вони показують, що чорні діри зазвичай живляться від процесів усередині галактики, на кшталт дисків нестабільностей та спалахів зореутворення, на відміну від галактичних зіткнень.”

Alexis Finoguenov, котрий керував роботою, укладає: “Навіть у далекому минулому, до майже 11 млрд років тому, галактичними зіткненнями можна пояснити тільки невеликий відсоток виникнення помірно яскравих активних галактик. У ті часи галактики були ближчими одна до одної, тобто нами очікувалося більше злиттів, ніж в недавньому минулому. Так що нові результати є іще більш дивними”.

Примітки

Найяскравіші активні галактики були поширені у Всесвіті приблизно 3-4 млрд років після Великого Вибуху. Менш яскраві об’єкти були дещо пізніше, головним чином приблизно приблизно 8 млрд років після Великого Вибуху.

Нове дослідження грунтується на двох великих європейських астрономічних програмах: на XMM-Newton огляді ділянки неба під назвою COSMOS, котрий очолює професор Günther Hasinger, та на огляді zCOSMOS від ESO на чолі з професором Simon Lilly. Наукові дані програми є частиною ініціативи COSMOS, міжнародної співпраці спостережень ділянки неба із використанням Космічного Телескопа Хаббл від NASA/ESA, космічних рентгенівських телескопів XMM-Newton від ESA та Chandra від NASA, а також Космічного Інфрачервоного Телескопа Спітцер від NASA та додаткових спостережень на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO та від інших наземних обсерваторій.

Ділянка COSMOS - це область неба в сузір’ї Секстант, котра приблизно в десять разів більша від повного Місяця. Вона була картографована на різних довжинах хвиль багатьма телескопами, так що ряд досліджень та пошуків можуть отримати вигоду з цього величезного обсягу даних.

Робота (heic1101), опублікована в минулому році завдяки Космічному Телескопу Хаббл від NASA/ESA, показала, що не було ніякого вагомого зв’язку між активними ядрами галактик та злиттям, на прикладі близьких галактик. Це дослідження зазирнуло вглиб минулого на приблизно 8 млрд років, але нова наукова робота просуває даний висновок іще на 3 млрд років раніше, коли галактики були іще ближче одна до одної.

Щоб розщепити слабке світло від галактик на його складові кольори, дослідна група використовувала спектрограф на VLT. Подальший ретельний аналіз дозволив визначити червоний зсув, котрий дав величину “розтягування” світла в результаті розширення Всесвіту від моменту, коли воно покинуло галактики. Це дозволило оцінити відстань до них. Оскільки світло поширюється з кінцевою швидкістю, то воно показує нам, як далеко в часі ми бачимо ці далекі об’єкти.

Темна матерія є загадковою субстанцією, котра формує невидимі складники більшості, якщо не всіх, галактик, як активних, так і ні, у тому числі і наш Чумацький Шлях. Автори оцінили обсяг маси темної матерії в кожній галактиці, що вказує на їх повні маси, через розподіл галактик у новому дослідженні.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1124/

В космосі знайдено перекис водню

Вперше в міжзоряному просторі були виявлені молекули перекису водню. Відкриття дає підказки про хімічний зв’язок між двома життєво важливими молекулами води та кисню. На Землі перекис водню відіграє ключову роль в хімії води та озону нашої атмосфери. Також він добре знайомий в якості засобу дезинфекції та як відбілювач волосся. А на разі астрономи, використавши телескоп APEX (ESO, Чилі), виявили перекис водню в космосі.

Міжнародна астрономів зробила відкриття при допомозі Експериментального Дослідного Телескопа Атакама (APEX), котрий розташований на високому (висота 5 км) плато Чахнантор в чилійських Андах. Вчені спостерігали область неподалік від зірки Ро Змієносця, котра знаходиться в нашій галактиці на відстані близько 400 світлових років від Землі. Регіон містить дуже холодні (близько -250 градусів за Цельсієм) щільні хмари космічного газу і пилу, в котрих народжуються нові зірки. Ці хмари складені в основному з водню, але також містять сліди інших хімічних речовин, котрі і є головними цілями для астрономів, які полюють на молекули в космосі. Телескопи, подібні до APEX, котрі спостерігають світло в міліметровому і субміліметровому діапазонах довжин хвиль, ідеально підходять для виявлення сигналів від цих молекул.

Дослідна група знайшла характерні риси світла, котре випромінює перекис водню з частини хмари Ро Змієносця.

“Ми були дуже раді виявити ознаки перекису водню при допомозі APEX. Із лабораторних експериментів нам було відомо, на яких довжинах хвиль потрібно шукати. Але його концентрація в хмарі така, що лише одна молекула перекису водню припадає на кожні десять мільярдів молекул водню, тому для виявлення були потрібні дуже ретельні спостереження”, говорить Per Bergman, астроном із Onsala Space Observatory в Швеції. Bergman є провідним автором дослідження, яке опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.

Перекис водню (H2O2) є однією з ключових молекул як для астрономів, так і для хіміків. Її утворення тісно пов’язане з двома іншими знайомими молекулами кисню та води, які мають вирішальне значення для життя. Оскільки більша частина води на нашій планеті, як це вважають, спочатку утворилася в космосі, вчені прагнуть зрозуміти, як саме вона утворюється [1].

Перекис водню, як зараз вважають, в космосі утворюється на поверхні космічних порошин (це дуже дрібні частинк, схожі на пісок і кіптяву), коли водень (H) долучається до молекули кисню (O2). Подальші реакції перекису водню з воднем є одним із варіантів утворення води (H2O). Описане відкриття перекису водню допоможе астрономам краще зрозуміти появу води у Всесвіті.

“Ми досі не розуміємо, як деякі з найбільш важливих молекул, присутніх на Землі, утворюються у космосі. Але наше відкриття перекису водню, зроблене при допомозі APEX, показує нам, що космічний пил є важливим інградієнтом в процесі”, говорить Bérengère Parise, керівник групи Emmy Noether дослідження формування зірок та астрохімії в Інституті Радіоастрономії ім. Макса Планка (Німеччина) та один із авторів статті.

Для вияснення того, як саме переплітається походження цих важливих молекул, потрібно більше спостережень Ро Змієносця та інших областей утворення зірок з майбутніми телескопами, подібними до Великого Міліметрового та субміліметрового Масиву Атакама (ALMA) та допомога хіміків в лабораторіях на Землі.

APEX є результатом співпраці між Інститутом Радіоастрономії ім. Макса Планка (MPIfR), Космічної Обсерваторії Онсали (OSO) та ESO. Телескоп знаходиться під управлінням ESO.

Примітки

Нове відкриття перекису водню може допомогти астрономам зрозуміти іншу міжзоряного загадку: чому молекули кисню так важко знайти в космосі. Тільки в 2007 році молекули кисню були вперше виявлені в космосі штучним супутником Odin.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1123/

Знайдено найвіддаленіший квазар

Група європейських астрономів використала Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO та безліч інших телескопів для виявлення нових та дослідження вже відомих найвіддаленіших квазарів. Цей яскравий маяк, котрий підживлюється від чорної діри із масою в два мільярди разів більшою, ніж у Сонця, є найяскравішим виявленим об’єктом раннього Всесвіту. Результати досліджень з’являться в журналі Nature за 30 червня 2011 року.

“Даний квазар відіграє ключову роль у вивченні раннього Всесвіту. Це дуже рідкісний об’єкт, котрий нам допоможе зрозуміти, як надмасивні чорні діри зростали протягом кількох сотень мільйонів років після Великого Вибуху”, говорить Stephen Warren, керівник наукової групи.

Квазари є дуже яскравими віддаленими галактиками, котрі, як це зараз вважається, підживлюються від надмасивних чорних дір у своїх центрах. Їхнє сяйво робить їх потужними маяками, котрі можуть допомогти досліджувати епоху, в якій формувалися найперші зірки та галактики. Нововиявлений квазар настільки віддалений, що його світло несе інформацію про останній період епохи реіонізації [1].

Квазар, котрий щойно був знайдений, отримав назву ULAS J1120+0641 [2]. Зараз його видно таким, яким він був лишень 770 мільйонів років після Великого Вибуху (червоний зсув 7.1, [3]). Світло від квазара, котре ми зараз бачимо, йшло до нас 12.9 мільярдів років.

Незважаючи на те, що були підтверджені більш віддалені об’єкти (наприклад, гамма-спалах із червоним зсувом 8.2, eso0917 та галактика із червоним зсувом 8.6, eso1041), недавно виявлені квазари в сотні разів яскравіші, ніж ці об’єкти. Серед всіх об’єктів, достатньо яскравих для їх детального вивчення, даний квазар є найбільш віддаленим.

Наступний найбільш віддалений квазар (червоний зсув 6.4) свідчить про те, що було 870 мільйонів років після Великого Вибуху. Іще більш віддалені подібні об’єкти не можуть бути знайдені в оптичному діапазоні, бо їх світло, “натягнуте” на розширення Всесвіту, головно знаходиться в інфра-червоній частині спектру на час, коли воно доходить до Землі. European UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS), який використовує виділений інфрачервоний телескоп Великобританії [4] на Гаваях, вирішив цю проблему. Група астрономів “полювала” на мільйони об’єктів в базі даних UKIDSS, щоб серед них знайти ті, які могли бути довгоочікуваними далекими квазарами, а в підсумку – “золоту жилу” квазарів.

”Нам знадобилося п’ять років, щоб знайти цей об’єкт”, пояснює Bram Venemans, один із авторів дослідження. “Ми шукали квазар із червоним зсувом, більшим, ніж 6.5. Знахідка одного із таких надзвичайно віддалених об’єктів із червоним зсувом, більшим, ніж 7, була для нас надзвичайною несподіванкою. Даний квазар дає унікальну можливість заглянути в глибину епохи реіонізації, що дає можливість дослідження 100 млн річного періоду в історії космосу, котрий раніше не був досяжним”.

Відстань до квазара була визначена зі спостережень, проведених за допомогою інструменту FORS2 Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO та інструментів Gemini North Telescope [5]. Оскільки об’єкт є порівняно яскравим, то це дає можливість одержати його спектр (розщеплення світла від об’єкта на його кольорові складники). Ця техніка дозволила астрономам дізнатися про квазар досить багато.

Дані спостереження показали, що маса чорної діри в центрі ULAS J1120+0641 приблизно у два мільярди разів більша за масу Сонця. Скороспілу появу такої великої маси невдовзі після Великого Вибуху важко пояснити. Сучасні теорії зростання надмасивних чорних дір передбачають повільне нарощування маси компактного об’єкта, котрий захоплює матерію із навколишнього простору. 

“Ми вважаємо, що на всьому небі не більше 100 квазарів із червоним зсувом, більшим 7,” укладає Daniel Mortlock, провідний автор статті. “Виявлення цього об’єкта потребувало кропіткого пошуку, але витрачені зусилля дали нам можливість розгадати деякі таємниці раннього Всесвіту.”

Примітки.

[1] Близько 300 тисяч років після Великого Вибуху, котрий стався 13.7 млрд років тому, Всесвіт був достатньо холодним для того, щоб електрони та протони змогли об’єднатися в нейтральний водень (газ без електричного заряду). Всесвіт був пронизаний цим темним холодним газом десь біля 100-150 млн років, аж поки не почали утворюватися перші зірки. Їх інтенсивне ультрафіолетове світло повільно розділило атоми водню знову на протони та електрони, що й називається реіонізацією, роблячи Всесвіт більш прозорим для ультрафіолетового світла. Вважається, що ця епоха тривала від 150 до 800 млн років після Великого Вибуху.

[2] Об’єкт було знайдено із використанням даних від UKIDSS Large Area Survey, або ж ULAS. Числа та префікс ‘J’ приписують квазар до його положення на небі.

[3] Оскільки світло поширюється із кінцевою швидкістю, то астрономи наче озирнулися в часі: вони побачили його таким, яким воно було дуже багато років тому. 12.9 млрд років знадобилося світлу для того, щоб добігти від квазара ULAS J1120+0641 до телескопів на Землі. Ось таким чином, астрономи побачили квазар таким, яким він був, коли Всесвіт мав вік 770 мільйонів років. На протязі 12.9 млрд років Всесвіт розширювався, що в результаті призвело до “розтягування” світла. Космологічний червоний зсув, або ж просто — червоний зсув, є мірою загального розширення Всесвіту, що сталося між моментами випромінювання та прийняття світла.

[4] UKIRT - це Британський Інфрачервоний Телескоп (United Kingdom Infrared Telescope). Він належитьUK’s Science and Technology Facilities Council і управляється співробітниками Joint Astronomy Centre в Хіло (Гаваї).

[5] FORS2 — це FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO. Іншими інструментами, котрі використовувалися для дослідження світла від об’єкта, були Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) та Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS). Ліверпульський Телескоп, Телескоп Ісаака Ньютона та UK Infrared Telescope (UKIRT) також використовувалися для підтвердження оглядових вимірювань.

Джерело: http://www.eso.org/public/ukraine/news/eso1122/