Астроновости: жизнь в Европе, вращение черных дыр, сливающиеся галактики и доставка грунта с астероида Бенну

Есть ли жизнь в Европе?

Как известно, этот спутник Юпитера давно рассматривается как место с потенциально пригодными условиями для жизни (в его подледном океане) [1].

Однако ученым не удавалось отыскать там надежных биомаркеров — свидетельств присутствия жизни в виде особых химических веществ, в том числе углеродсодержащих.

Так было до тех пор, пока не представился случай изучить Европу при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» [2]. Теперь в геологически молодой области спутника с хаотичным рельефом были обнаружены следы соединений углерода, в частности, углекислый газ — в области, где из-за повреждения ледяного панциря происходит обмен материалами между океаном и поверхностью спутника [3]. Исследователи предполагают, что CO₂, скорее всего, образуется во внутреннем океане, хотя пока нельзя исключить и его образование на поверхности в результате радиолитического превращения органических веществ или карбонатов океанического происхождения [4].

Кроме того, исследователи попытались обнаружить водяные гейзеры Европы или их следы, аналогичные тем, что были зафиксированы зондом «Кассини» у спутника Сатурна Энцелада, но, увы, ничего подобного найти пока не удалось.

В октябре 2024 года NASA планирует запустить космический аппарат Europa Clipper [5], который совершит несколько близких пролетов этого спутника для дальнейшего изучения возможности существования на нем условий, пригодных для жизни.

1. trv-science.ru/product/skorlupa-pdf-epub/

2. nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-finds-carbon-source-on-surface-of-jupiter-s-moon-europa

3. arxiv.org/abs/2309.11684

4. science.org/doi/10.1126/science.adg4155

5. europa.nasa.gov

И все-таки они вертятся!

Первая сверхмассивная черная дыра, изображение окрестностей которой было получено при помощи Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT), предоставила также и то, что исследователи называют «однозначным доказательством вращения черных дыр». Международная группа ученых проанализировала данные наблюдений за 22 года, собранные более чем двумя десятками телескопов по всему миру. Было обнаружено, что черная дыра в центре галактики M87 (в 55 млн световых лет от Земли), которая в 6,5 млрд раз массивнее нашего Солнца, имеет джет, который прецессирует каждые 11 лет. По мнению астрономов, это явление подтверждает, что черная дыра действительно вращается.

Активные черные дыры в центрах галактик поглощают огромное количество газа и пыли. Небольшая часть этого материала в результате сложных динамических процессов не попадает в черную дыру, а выбрасываются наружу, формируя релятивистский джет. Двигается он со скоростью, близкой к скорости света, проявляясь в виде узкой струи, медленно расширяющейся в пространстве. Наблюдения телескопов показывают, что струя M87 совершает колебания на 10° в ходе повторяющегося 11-летнего цикла.

Что заставляет струю M87 раскачиваться взад-вперед? Анализ показывает, что ось вращения черной дыры не идеально совпадает с осью вращения ее аккреционного диска (эта дискообразная структура формируется из вещества, попадающего в гравитационное поле черной дыры, разогревающегося в результате взаимного трения частиц и постепенно «опускающегося» с потерей скорости всё ниже и ближе к горизонту событий — в итоге вещество навсегда пропадает в черной дыре). Черная дыра к тому же оказывает заметное влияние на саму ткань пространства-времени, искажая и увлекая его, что особым образом влияет на движение частиц, из которых состоит аккреционный диск, а также на положение и ориентацию диска. В результате ось вращения черной дыры не может совпасть с осью вращения окружающего аккреционного диска, и это рассогласование приводит к тому, что джет слегка колеблется, — это и было обнаружено группой исследователей.

Соответствующая статья опубликована в журнале Nature [6].

6. nature.com/articles/s41586-023-06479-6.epdf

Сливающиеся галактики Arp 107

Далекая система из двух сливающихся галактик, каталогизированная как Arp 107, находится от нас на расстоянии около 142 Мпк (465 млн световых лет). Между двумя галактиками отчетливо виден «мостик» из газа, образовавшийся благодаря гравитационному взаимодействию двух гигантов в процессе их слияния. Снимок был сделан инструментом Advanced Camera for Surveys (ACS) космического телескопа «Хаббл».

Галактика слева более крупная, имеет выраженный спиральный рукав, а также активное яркое ядро, где скрывается сверхмассивная черная дыра, находящаяся в стадии интенсивного поглощения окружающего ее материала (такой тип активных галактик называют сейфертовскими). Спиральный рукав имеет множество областей звездообразования, вызванного гравитационным взаимодействием с соседкой. Их подпитывает газопылевой материал, перетекающий из той же соседней более мелкой галактики.

Arp 107 включена в каталог из 338 галактик, известный как «Атлас необычных галактик», который был составлен в 1966 году Хэлтоном Арпом. Arp 107 изучалась телескопом «Хаббл» в рамках обзора, призванного заполнить некоторые пробелы путем проведения ограниченных по времени наблюдений за объектами из каталога Arp [7].

7. esahubble.org/images/potw2338a/

Грунт доставлен

Капсула с образцами грунта, добытыми американской АМС OSIRIS-REx, успешно доставлена на Землю [8]. Миссия стоимостью почти 2 млрд долл. стартовала 8 сентября 2016 года, когда к околоземному астероиду

(1999 RQ36) была отправлена эта автоматическая станция. Зонд достиг цели 31 декабря 2018 года и в течение почти двух лет исследовал и картографировал астероид.

В 2020 году OSIRIS-REx спикировал к поверхности Бенну и собрал примерно 250 г грунта. Последовательность действий выглядела так: после того, как команда управления определилась с местом забора грунта, станция OSIRIS-REx коснулась пробоотборником поверхности астероида, от удара поднялись пыль и осколки, которые в результате и оказались в емкости.

Однако в скором времени было обнаружено, что один из осколков заклинил дверцу камеры. Это привело к тому, что началась потеря уже собранных образцов. Поэтому было принято решение втянуть пробоотборник в аппарат раньше намеченного срока.

Капсула OSIRIS-REx, несущая образцы астероида Бенну, приземлилась на парашюте на испытательном полигоне в штате Юта 24 сентября 2023 года в 10:52 утра по восточному времени и была доставлена в Космический центр им. Джонсона в Хьюстоне. Зонд OSIRIS-REx между тем направили на другой, потенциально опасный астероид — Апофис (99942). Прибытие ожидается в апреле 2029 года.

Пока зонд летит к новой цели, в центре NASA в Хьюстоне вскрыли капсулу. Первое, что увидели ученые, — черная пыль. «Мы надеемся, что это материал с Бенну», — заявили исследователи.

Эти образцы уже отправлены на анализ в одну из лабораторий NASA, и там в скором времени дадут точный ответ на вопрос, что это за пыль, — собрана ли она с астероида, или это что-то другое. Помимо этого материала в капсуле находится также пробоотборник TAGSAM, который предстоит аккуратно достать из крепления, и этот этап довольно непрост, так как надо исключить загрязнение образцов, — на это уйдет до двух недель. Все эти операции выполняются в новой лаборатории, спроектированной специально для миссии OSIRIS-REx.

11 октября NASA планирует организовать прямую трансляцию, на которой покажет, что именно доставил на Землю аппарат OSIRIS-REx.

8. blogs.nasa.gov/osiris-rex/

Алексей Кудря