Астроновости: cтранности Хирона, в ожидании кометы Галлея, слияния черных дыр и экстремальные протопланетные диски

Алексей Кудря
Алексей Кудря
Странности вокруг Хирона

В позапрошлом номере мы писали об обнаружении удивительного двойного контактного спутника у астероида Динкинеш, посещенного миссией Lucy [1]. На этот раз интерес ученых вызвал другой небольшой объект Солнечной системы — Хирон.

Хирон был открыт 1 ноября 1977 года американским астрономом Чарлзом Ковалем из Паламарской обсерватории и получил имя кентавра из древнегреческой мифологии — друга Геракла и учителя Ясона, Диоскуров и Ахилла. В честь этого мифологического существа названо также созвездие Кентавра (Центавра).

Изначально определенный как астероид (2060) — большая полуось орбиты колеблется примерно от 8,5 до 19 а. е. с эксцентриситетом 0,38 и наклоном 7°, — он стал первым идентифицированным членом нового класса объектов, орбиты которых располагаются в промежутке между орбитами Юпитера и Нептуна, поэтому Международным астрономическим союзом было принято решение, что и все прочие объекты этого класса в дальнейшем будут именоваться в честь кентавров.

Более поздние исследования этого относительно небольшого объекта диаметром около 120 км позволили выявить его кометную природу, что привело к изменению в классификации — 95P/Chiron (Хирон).

Интересно, что наблюдения за данным планетоидом — в частности, покрытие им ярких звезд — дали основание полагать, что вокруг Хирона вращаются как минимум два ледяных кольца [2] — также, как и у другого похожего планетоида — Харикло [3].

«Покрытиями» называются астрономические явления, в ходе которых (с точки зрения наблюдателя из определенной точки) одно небесное тело проходит перед другим, заслоняя его полностью или частично. Во время «затмения» 2011 года было замечено, что свет звезды слегка потускнел — дважды до того, как Хирон сам закрыл звезду, и еще два раза после того, как Хирон прошел мимо звезды. Это наблюдение и было интерпретировано как наличие у Хирона системы из двух колец пыли.

В конце ноября 2023 года в The Planetary Science Journal вышла статья [4], где говорится, что вокруг Хирона наблюдается некая странная эволюция материала и, возможно, колец у него не два, а три.

Дело в том, что 28 ноября 2018 года Хирон закрыл другую звезду — и данное событие наблюдалось группой исследователей в Южноафриканской астрономической обсерватории в Сазерленде. Их результаты, опубликованные ровно пять лет спустя, и привели к корректировке данных 2011 года.

В частности, когда Хирон перемещался перед звездой, астрономы увидели провалы в звездном свете на радиусах 352, 344 и 316 км от центра Хирона. Но после того, как Хирон отошел от звезды, ученые стали свидетелями всего двух таких падений — на расстояниях 357 и 364 км от центра Хирона. Если бы у Хирона было только два стабильных кольца, можно было бы ожидать две пары симметричных провалов в световом потоке по обе стороны от Хирона. Аномальный третий провал с одной из сторон «кентавра» весьма озадачил исследовательскую группу.

Ученые выдвинули гипотезу, согласно которой изменение распределения и количества материала, обнаруженного ранее возле Хирона, заметно отличаются от предыдущих наблюдений, поэтому можно утверждать, что кольцевая система нестабильна и, скорее всего, в настоящее время она испытывает сложную эволюцию.

Очередное звездное затмение Хирона наблюдалось 15 декабря 2022 года в Обсерватории Коттамиа в Египте командой астрономов из Андалусийского института астрофизики в Испании. Было обнаружено, что распределение материала вокруг Хирона снова изменилось: найдены уже три симметричные структуры по обе стороны от Хирона. Две из этих особенностей узкие, а одна широкая; вместе они, кажется, образуют обширный диск диаметром порядка 580 км.

Чем вызвана подобная эволюция и каков состав материала, окружающего таинственный Хирон, пока остается загадкой. Возможно, как предполагают астрономы, всё это как-то связано с кометной природой планетоида. Несмотря на то, что в своем перигелии (ближайшем положении на орбите) он проходит слишком далеко от Солнца, чтобы сильно нагреваться, какие-то процессы там всё же протекают — так и в феврале 2021-го наблюдалось краткое изменение яркости планетоида, возможно, это менялось окружение Хирона.

Затмения слабых звезд Хироном происходят довольно регулярно, и перед будущими наблюдениями стоит теперь задача объяснить, что же происходит вокруг далекого и, по-видимому, трансформирующегося «кентавра».

1. trv-science.ru/2023/11/astronovosti-14-nov/

2. arxiv.org/abs/1501.05911

3. nature.com/articles/nature13155

4. iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ad0632

Комета Галлея возвращается. Надо только немного подождать

Знаменитая комета Галлея прошла афелий (самую удаленную от Солнца точку орбиты) и начала свое движение обратно к центральной части Солнечной системы. Таким образом, на декабрь 2023 года приходится ровно половина периода между последним появлением кометы в 1986 году и следующим, которое ожидается в 2061 году.

Комета Галлея в 1986 году
Комета Галлея в 1986 году

Этот момент наступил в 1:00 по всемирному времени (UT) 9 декабря. В этот момент комета Галлея находилась на расстоянии 35,14 а. е. (5,3 млрд км) от Солнца. Точка афелия находится за орбитой Нептуна. В настоящий момент комета движется с самой низкой скоростью — порядка 0,91 км/с относительно Солнца.

Орбита кометы Галлея
Орбита кометы Галлея

Расчетная видимость 1P/Галлея составляет +35 звездной величины, а располагается она в созвездии Гидры, и это в настоящий момент не оставляет шансов как любителям астрономии, так и крупным профессиональным телескопам заметить комету. И, к сожалению, в программах «Хаббла» и «Джеймса Уэбба» также отсутствуют планы наблюдения за кометой.

Объект знаменит тем, что это первая обнаруженная периодическая комета. Прежде считалось, что кометы — это объекты, пролетающие сквозь Солнечную систему. Эдмунд Галлей первым отметил периодичность появления кометы в 1696 году, проанализировав сообщения о более ранних ее наблюдениях с разницей в 75–76 лет. Он успешно предсказал возвращение кометы в 1758 году. Возвращение кометы в предсказанный срок стало триумфальным подтверждением теории тяготения Ньютона и прославило имя самого Галлея, хотя астроном и не дожил до этого события.

Китайские наблюдения кометы Галлея датируются 467 годом до н. э. Также появление кометы было отмечено в 1066 году. Использование свежеоткрытого метода спектроскопии в 1910 году при анализе химического состава хвоста кометы привело к обнаружению там ядовитого газа циана. В 1986 году к комете Галлея были отправлены три космические миссии для первого в истории сближения с кометой. Это были советские «Вега-1» и «Вега-2», а также европейская АМС «Джотто». Также с кометой связаны два ежегодных хорошо заметных метеорных потока — η-Аквари́ды в апреле — мае и Ориониды в октябре.

Комета Галлея достигнет перигелия 28 июля 2061 года. А в сентябре 2061-го она будет видна наблюдателям Северного полушария низко на северо-западе в сумерках. Осталось только немного подождать.

Слияния в ранней Вселенной

Группа исследователей, известных под аббревиатурой GA-NIFS, опубликовала интересные результаты, полученные с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» [5].

Астрономы проанализировали данные по наблюдениям галактики с красным смещением z = 7,15, что соответствует возрасту примерно 740 млн лет после Большого взрыва. Были обнаружены доказательства того, что в центре этой галактики находится умеренно массивная черная дыра, масса которой равна порядка 50 млн солнц. Эта черная дыра находится в активной фазе поглощения окружающего вещества за счет аккреции с формированием соответствующего диска. Проще говоря, ученые наблюдали активное ядро галактики (AGN) в ранней Вселенной. Но всё оказалось не так просто.

Система галактик ZS7, идентифицированных как AGN. Слева вверху — цветное составное изображение ZS7 и их непосредственного окружения. Вверху справа — окрестности ZS7 с увеличением, очерченные белым прямоугольником на предыдущем изображении. Пунктирными серыми кружками указаны положения двух компаньонов, обнаруженных спектрально при одном и том же красном смещении. Внизу — детальное изображение изученных спектров
Система галактик ZS7, идентифицированных как AGN. Слева вверху — цветное составное изображение ZS7 и их непосредственного окружения. Вверху справа — окрестности ZS7 с увеличением, очерченные белым прямоугольником на предыдущем изображении. Пунктирными серыми кружками указаны положения двух компаньонов, обнаруженных спектрально при одном и том же красном смещении. Внизу — детальное изображение изученных спектров

Изучая изображения, исследователи обнаружили очень недалеко (по астрономическим меркам, конечно же), примерно в 2200 световых годах от наблюдаемой черной дыры, еще одну аккрецирующую черную дыру, и на основании проведенного анализа выдвинули предположение, что две наблюдаемые черные дыры находятся в процессе слияния. По мнению членов группы, это открытие может оказать влияние на оценки свойств сигналов от гравитационных волн из ранней Вселенной, которые в будущем смогут регистрировать обсерватории типа LISA.

Исследования, проведенные с помощью «Джеймса Уэбба», в настоящее время обнаружили большое количество активных ядер галактик, связанных с растущими сверхмассивными черными дырами в первый миллиард лет после Большого взрыва при z > 5. Также данные наблюдения показали, что часть из найденных черных дыр является потенциально двойными AGN. Подтверждение этих открытий поможет объяснить быстрый рост черных дыр в ранней Вселенной.

5. arxiv.org/abs/2312.03589v1

«Уэбб» наблюдает экстремальные протопланетные диски

В новой статье, выложенной на сервере электронных препринтов arXiv.org [6], представлены результаты исследований, проведенных с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), который изучал протопланетные диски в туманности NGC 6357 из созвездия Скорпиона, известной также как туманность Омар (Lobster Nebula).

Согласно существующей модели, описывающей рождение звезд, их эволюцию и гибель, вокруг молодых звезд формируются протопланетные диски, где постепенно слипаются эмбрионы-планетезимали, из которых впоследствии «вырастают» планеты. Протопланетные диски вокруг солнцеподобных звезд и красных карликов формируются не только в относительно «спокойных» областях звездообразования, но и там, где присутствуют массивные звезды и материал протопланетного диска вследствие этого подвергается интенсивному облучению ультрафиолетовым излучением (от звезд OB-типа). Это в свою очередь может вызывать потерю массы протопланетным диском и подавлять образование и рост планетезималей из частиц пыли внутри диска, что в итоге тормозит образование протопланет не только земной группы — может остановить даже рост газовых гигантов.

Команда астрономов направила инструмент JWST MIRI на NGC 6357, чтобы исследовать внутренности туманности. Данная область звездообразования расположена в созвездии Скорпиона на расстоянии примерно 6000 световых лет от Земли. Ее возраст оценивается в пределах 1–1,6 млн лет. Особый интерес ученых вызван тем, что в исследуемой области находится множество массивных OB-звезд. Команда выбрала 15 протопланетных дисков в трех областях, надеясь, что это поможет изучить влияние окружающей среды на формирование планет. В опубликованной статье описываться, в частности, система, обозначенная как XUE1, с солнцеподобной молодой звездой, которая расположена неподалеку от массивных звезд — вследствие чего подвергается интенсивному облучению. Возраст системы оценивается в 0,7 млн лет.

Слева — составное изображение окрестностей XUE 1; оптическая часть — данные «Хаббла», пурпурный кружок — данные «Чандры», голубым кружком обведена молодая звезда. Справа — снимок XUE 1, полученный «Уэббом»
Слева — составное изображение окрестностей XUE 1; оптическая часть — данные «Хаббла», пурпурный кружок — данные «Чандры», голубым кружком обведена молодая звезда. Справа — снимок XUE 1, полученный «Уэббом»

В своей статье ученые сообщают об обнаружении воды, окиси углерода, цианистого водорода и ацетилена в пределах нескольких астрономических единиц от центральных звезд соответствующих систем. Полученные данные показывают, что вода и другие молекулы присутствуют во внутренних областях диска, где могли бы образовываться планеты земной группы.

Кроме того, в дисках присутствует мелкая, частично кристаллическая силикатная пыль. Полученные значения плотности, химический состав и концентрация силикатной пыли сравнимы с теми, что обнаружены во внутренних частях дисков, расположенных в близлежащих, относительно изолированных областях звездообразования с низкой массой звезд типа T Тельца. «Наши результаты подразумевают, — пишут авторы статьи, — что внутренние области сильно облученных дисков могут сохранять сходные физические и химические условия, сравнимые с дисками в областях звездообразования малой массы, таким образом расширяя диапазон сред с аналогичными условиями для формирования каменистых планет во внутренних частях дисков до самых экстремальных областей звездообразования в нашей галактике».

6. arxiv.org/abs/2310.11074

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest

0 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (3 оценок, среднее: 4,33 из 5)
Загрузка...