Як розширювалася Всесвіт у 2010 році

Бер 22, 2011 Автор: admin | Категорія: Наука

2010 рік, як і багато попередніх, виявився багатий на астрономічні відкриття. Ми представляємо став вже традиційним список Сергія Попова та Максима Борисова найцікавіших (на їх погляд) робіт в галузі астрономії. У огляд включені деякі дані з наукових супутникам на орбіті і результатів їх роботи, за дослідженнями Сонячної системи, а також за матеріалами, що з'явилися в астрофізичній частини Архіву препринтів arXiv.org. У першу чергу, напевно, на слуху відкриття нових екзопланет. Однак не тільки в цій області були отримані цікаві результати … Супутники на орбіті

Чим минулий рік не порадував – так це запусками нових великих астрофізичних приладів, будь то супутники, наземні телескопи або ще якісь установки. Єдиний істотний запуск – це Solar Dynamics Observatory. Американський супутник призначений для моніторингу нашого світила. Всі прилади обсерваторії працюють штатно, і з'явилося вже багато цікавих результатів і гарних картинок [1].

Хоча нових запусків мало, зате на орбіті успішно працює безліч раніше запущених апаратів [2]. Космічний телескоп Hubble, Chandra, XMM-Newton, INTEGRAL, Planck [3], Herschel [4] і, звичайно ж, гамма-обсерваторія ім. Фермі [5].
Результати обсерваторії ім. Фермі

Супутник був запущений влітку 2008 р. А ось перший каталог вийшов в 2010 р.

До нього увійшло майже півтори тисячі об'єктів. З числа ототожнених найбільш численними є активні ядра галактик і пульсари.

Самим гучним результатом Fermi, мабуть, є виявлення гігантських «бульбашок» в Галактиці (arXiv: 1005.5480). Власне, вже й раніше по рентгенівських (ROSAT) і радіо (WMAP) спостереженнями було запідозрено існування великих структур в центральній області Галактики. Об'єднання карт трьох діапазонів (радіо, рентген і гамма) показує два міхура, які здаються видути з центральної частини Галактики. Можливо, так воно і було насправді. Не раніше ніж 10 млн років тому в центрі Галактики сталося щось видатне (або дуже потужний спалах зореутворення, або потужний епізод акреції на масивну чорну дірку), що призвело до виділення енергії та формування відтоку речовини. Це ми і спостерігаємо у вигляді двох пузирей.Із інших результатів виділимо, наприклад, виявлення гамма-спалахів в Крабовидної туманності тривалістю в декілька діб (arXiv: 1011.3855). Активність не пов'язана безпосередньо з пульсаром, і що викликає такі сплески, поки не ясно.
Космонавтика

Говорячи про космічні запуски, не можна обійти увагою тему «приватного космосу», яка як раз в цьому році отримала вельми помітний розвиток. Звичайно, ця тема має відношення перш за все до просування технологій і до високотехнологічного туристичному бізнесу, проте з часом неминучезмінить ставлення до космічних запусків взагалі і відіб'ється на підходах до наукових досліджень в космічному просторі. Найгучніші запуски – це перший самостійний політ туристичного космічного корабля SpaceShipTwo, що відділився від літака-носія WhiteKnightTwo (він відбувся 10 жовтня [6]), і безпілотний (поки ще) орбітальний політ туристичної капсули «Дракон» (Dragon) компанії SpaceX, запущеної 8 грудня за допомогою ракети Falcon 9. Передбачається, що Dragon в ході кожної своєї місії зможе доставляти в космос до семи чоловік. Проект розробляється на замовлення NASA у рамках програми COTS (CommercialOrbitalTransportationServices – Комерційна орбітальна транспортування) – доставки вантажів та екіпажу на Міжнародну космічну станцію за допомогою приватних компаній. Не можна не згадати і про Х-37В компанії Boeing – перший непілотований малому (розміром у чверть шаттла) багаторазовому крилатому космічному апараті, який нарешті довели до космічного польоту [7]. Польоти самих шатлів поки ще тривають, але неминуче закінчаться, можливо, вже в 2011 р. Будемо сподіватися, що 2011 рік, оголошений в нашій країні Роком космонавтики у зв'язку з 50-річчям першого польоту людини в космос, нас не розчарує …
»Як розширювалася Всесвіт у 2010 році
Сьогодні, 10:00 | Наука і техніка »Космічні дослідження | розмістив: Редактор VP | коментарів: (0) | переглядів: (0)

Сергій Попов, Максим Борисов
«Троїцький варіант» № 1 (70), 18 січня 2011

Супутник був запущений влітку 2008 р. А ось перший каталог вийшов в 2010 р.

Самим гучним результатом Fermi, мабуть, є виявлення гігантських «бульбашок» в Галактиці (arXiv: 1005.5480). Власне, вже й раніше по рентгенівських (ROSAT) і радіо (WMAP) спостереженнями було запідозрено існування великих структур в центральній області Галактики. Об'єднання карт трьох діапазонів (радіо, рентген і гамма) показує два міхура, які здаються видути з центральної частини Галактики. Можливо, так воно і було насправді. Не раніше ніж 10 млн років тому в центрі Галактики сталося щось видатне (або дуже потужний спалах зореутворення, або потужний епізод акреції на масивну чорну дірку), що призвело до виділення енергії та формування відтоку речовини. Це ми і спостерігаємо у вигляді двох бульбашок.
Рис. 2. Перший каталог Fermi (NASA, Fermi Large Area telescope Collaboration). Фото з сайту apod.nasa.gov
Рис. 2. Перший каталог Fermi (NASA, Fermi Large Area telescope Collaboration). Фото з сайту apod.nasa.gov

З інших результатів виділимо, наприклад, виявлення гамма-спалахів в Крабовидної туманності тривалістю в декілька діб (arXiv: 1011.3855). Активність не пов'язана безпосередньо з пульсаром, і що викликає такі сплески, поки не ясно.
Космонавтика

Говорячи про космічні запуски, не можна обійти увагою тему «приватного космосу», яка як раз в цьому році отримала вельми помітний розвиток. Звичайно, ця тема має відношення перш за все до просування технологій і до високотехнологічного туристичному бізнесу, проте з часом неминуче змінить ставлення до космічних запусків взагалі і відіб'ється на підходах до наукових досліджень в космічному просторі. Найгучніші запуски – це перший самостійний політ туристичного космічного корабля SpaceShipTwo, що відділився від літака-носія WhiteKnightTwo (він відбувся 10 жовтня [6]), і безпілотний (поки ще) орбітальний політ туристичної капсули «Дракон» (Dragon) компанії SpaceX, запущеної 8 грудня за допомогою ракети Falcon 9. Передбачається, що Dragon в ході кожної своєї місії зможе доставляти в космос до семи чоловік. Проект розробляється на замовлення NASA у рамках програми COTS (CommercialOrbitalTransportationServices – Комерційна орбітальна транспортування) – доставки вантажів та екіпажу на Міжнародну космічну станцію за допомогою приватних компаній. Не можна не згадати і про Х-37В компанії Boeing – перший непілотований малому (розміром у чверть шаттла) багаторазовому крилатому космічному апараті, який нарешті довели до космічного польоту [7]. Польоти самих шатлів поки ще тривають, але неминуче закінчаться, можливо, вже в 2011 р. Будемо сподіватися, що 2011 рік, оголошенийий в нашій країні Роком космонавтики у зв'язку з 50-річчям першого польоту людини в космос, нас не розчарує …

Дослідження Сонячної системи

Рік, що минає був знаменний також підвищеним інтересом до місячних досліджень, і в цьому сенсі він посяде попереднього року, коли NASA вперше повідомило про виявлення води у вигляді льоду в кратері Кабеус на південному полюсі. У 2010 р. вийшли важливі роботи, присвячені уточненням отриманих результатів. Згідно з даними, переданим радаром Mini-SAR, встановленим на індійському місячному апараті «Чандраян-1», запаси води на Місяці можна оцінити не менш ніж у 600 млн тонн. Всього вода була виявлена в більш ніж 40 кратерах, діаметр яких варіюється від 2 до 15 км. Настільки інтенсивні пошуки запасів місячної води викликані знову ж таки не стільки науковими інтересами, скільки потребами прийдешніх місячних експедицій. У рамках підготовки до них NASA намагається також залучити «приватників». Проводяться відповідні конкурси, наприклад GoogleLunarXPrize (премія, яку заснували Фонд X Prize і компанія Google [8]). А 1 жовтня відбувся запуск китайського орбітального місячного зонда "Чан'е-2», який 27 жовтня почав фотозйомку ділянок Місяця, придатних для посадки наступних космічних апаратів.

За межами місячної орбіти дослідження в нинішньому році велися в основному силами старих апаратів, запущених ще в попередні роки. Але, захоплюючись приголомшливою витривалістю тих же американських марсоходів, не можна не визнати, що один з них – Spirit, доставлений на Марс на початку січня 2004 р., – вже фактично «вибув з гри». Другий марсохід – Opportunity – продовжує працювати.

Нейтронні зірки

Продовжують радувати нейтронні зірки. «Зоопарк» цих об'єктів стає все різноманітнішим, що ставить нові питання перед теоретиками.

Два сюрпризу підкинули магнітари. Багато хто звик до твердження про те, що магнітари – найсильніші магніти у Всесвіті. Із-за своїх великих дипольних полів вони швидко гальмують своє обертання. Але ось відкритий об'єкт – SGR0418 +5729, у якого, по всій видимості, зараз немає сильного дипольного магнітного поля (arXiv: 1010.2781). Джерело був виявлений за даними Fermi ще в 2009 р. Період обертання нейтронної зірки – близько 9 секунд. А ось знайти його збільшення до цих пір не вдається. Це говорить про те, що дипольна компонента поля, з якою зазвичай пов'язують уповільнення обертання одиночних нейтронних зірок, як мінімум менше 7,5 × 1012 Гс. У магнітаров поля в десятки разів потужніша.

Другий сюрприз – це спокійний магнітар. У ході спостережень з пошуку радіопульсаров на новій системі телескопів в Австралії був виявлений об'єкт з періодом трохи більше 4 секунд (arXiv: 1007.1052). І ось він якраз дуже швидко гальмується, що говорить про поле близько 3 × 1014 Гс. Це типово для магнітаров, але об'єкт видно як звичайний радийіопульсар (ну, може, не зовсім звичайної, а з легкими «дивацтвами», тим не менше …). Таким чином, пояснити всю сукупність типів молодих нейтронних зірок стає все важче, так як кордони між типами виглядають все більш хиткими.

Визначення магнітних полів з уповільнення – не дуже точний метод. Найкраще – це шукати циклотронний лінії. Але поки це виходить в основному в разі рентгенівських пульсарів у подвійних системах і лише у вузькому діапазоні полів. Нещодавно тут був поставлений цікавий рекорд. Група італійських астрофізиків заявила, що у нового рентгенівського пульсара, відкритого японським детектором MAXI на борту МКС і виявленого в архівних даних супутника BeppoSAX, зареєстровано одразу п'ять ліній: основна циклотронна і її гармоніки.

Найголовніші відкриття року в області вивчення нейтронних зірок, по всій видимості, пов'язані з вимірами мас цих об'єктів. Нагадаємо, що дуже важливо шукати максимально масивні нейтронні зірки, так як це дозволяє отримати важливі відомості про поведінку речовини при надвисокої щільності. У 2010 р. з'явилося декілька статей, в яких автори заявляють про виявлення масивних нейтронних зірок. Але у всіх випадках дуже великі невизначеності. У всіх, крім одного. В одній з подвійних систем, де компаньйоном нейтронної зірки є білий карлик, вдалося визначити масу компактного об'єкта з досить високою точністю: 1,97 ± 0,04 маси Сонця (arXiv: 1010.5788).
Галактики: активні і не дуже

Серед галактик найбільшу увагу привернула до себе Туманність Андромеди. По-перше, там відкрили метанольний мазер (arXiv: 1010.4818). Це важливо, тому що дозволяє дуже точно виміряти відстань до галактики. По-друге, за даними рентгенівських спостережень, у надмасивної чорної діри в центрі нашої сусідки виявили спалаху.

Крім цього, кілька цікавих результатів була пов'язана з квазарами. Близько галактики IC 2497 було виявлено незрозуміле світна хмара газу (arXiv: 1011.0427). Найбільш логічне пояснення його властивостей виглядає так. Зараз ми знаємо, що галактика IC 2497 не активна. Проте менш 70 тис. років тому ситуація була іншою. У цій галактиці світил квазар. Саме він своїм випромінюванням «накачав» хмара. І зараз ми бачимо «перероблене» випромінювання. Якщо це й справді так, то ми маємо справу з самим близьким квазаром.

Інший квазарний результат: вдалося показати, що пара квазарів не тільки є фізично зв'язаної. Вони знаходяться у двох зливаються галактиках (arXiv: 1001.1738). У проекції квазари розділяє лише 21 кілопарсек, а знаходяться вони на червоному зсуві 0,44. Головний же результат пов'язаний не з квазарами або іншими активними ядрами, а зі звичайною галактикою. Зате дуже далекою. Новий рекорд червоного зсуву становить 8,6. Це дуже далеко. У стандартнійої моделі ми бачимо галактику такою, якою вона була через менш ніж 600 мільйонів років після початку розширення Всесвіту. І саме це дуже важливо, тому що даний момент відповідає епосі реіонізаціі. Тобто відкрито перший стаціонарний об'єкт, видимий в цю загадкову епоху.

Коли речовина у Всесвіті, що досить охололо, відбулася рекомбінація: з іонізованого газ став в основному нейтральним. Це відповідає z ~ 1000. Потім, десь на z ~ 10-20, стали з'являтися перші зірки і квазари. Вони почали своїм випромінюванням знову іонізовивать речовина. Це і є епоха реіонізаціі. Поки ми знаємо про неї дуже мало. Відкриття галактик на z більше 8 має тут дуже допомогти.
Космологія

У космології не було отримано окремих яскравих результатів. Проте тривають спостереження на нових інструментах. У космосі це Planck, а на землі – Atacama cosmology telescope і South Pole Telescope. Для двох останніх основним завданням є спостереження скупчень галактик, що дозволить за рахунок ефекту Сюняєва-Зельдовича уточнити параметри космологічної моделі. У цій області чекаємо нових результатів у новому році. Крім того, були оприлюднені дані семи років спостережень на супутнику WMAP, так що епоха точної космології продовжується і точність зростає.

За матеріалами: Око Планети

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?