Вулканическая история Моря Изобилия
Микроскопические фрагменты базальтов из реголита, доставленного советской станцией «Луна-16» в 1970 году, позволили установить два хронологически разделенных эпизода вулканической активности в Море Изобилия. Применение свинцового изотопного датирования Pb–Pb к 17 образцам размером 0,45–0,9 мм выявило четкую стратиграфию: нижний слой базальтов возрастом 3919 ± 27 млн лет и верхний пласт пород возрастом 3590,3 ± 9,4 млн лет. Разрыв в 330 млн лет между этими событиями отражает ключевой этап термической эволюции лунной мантии. Результаты исследования были опубликованы в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta (Demidova et al., 2025) [1].
Геохимические различия между группами базальтов фундаментальны. Базальты Lunar mare обычно делятся на три основные группы в зависимости от содержания в породах TiO2 (<1 мас.% — низкий уровень Ti; 1–6 мас.% — средний уровень Ti; > 6 мас.% — высокий уровень Ti). Образцы с содержанием TiO₂ < 1 мас.% указывают на глубинные мантийные источники с температурами плавления > 1673 К. Напротив, образцы базальтов с содержанием Ti (4–6% TiO₂) более характерны для дифференцированных магм, кристаллизовавшихся при ~ 1423 К в приповерхностных резервуарах.
Стратиграфическая модель предполагает, что базальты представляют и определяют вулканическую историю Моря Изобилия. Их состав аналогичен лавам Океана Бурь (образцы Apollo 12), что подтверждает глобальный характер раннего лунного магматизма. Более молодые базальты с высоким содержанием соответствуют заключительной фазе вулканизма, сформировавшей видимую сегодня поверхность Моря Изобилия. Перерыв в активности коррелирует с данными геологических и геодезических изучений Луны с помощью космических аппаратов: 3,8–3,3 млрд лет назад тепловой поток Луны снизился на 60%, что замедлило парциальное плавление мантии [2].
Для будущих миссий (Artemis, «Луна-28») базальты с различным процентным содержанием TiO₂ — потенциальные маркеры глубинных слоев. Их изучение может помочь в картировании древних лав из других лунных морей. Также исследование подтверждает, что Море Изобилия хранит уникальную летопись термической эволюции Луны — от раннего интенсивного магматизма до его затухания.
1. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016703725001000;
portal.geokhi.ru/SitePages/News_557.aspx
2. earth-planets-space.springeropen.com/articles/10.1186/s40623-022-01631-4
Магнитный карлик или старый магнитар?
Астрономы впервые зарегистрировали рентгеновские лучи, сопутствующие радиоизлучению от представителя класса долгопериодических радиотранзиентов (Long-Period radio Transients, LPT) — источника ASKAP J1832–0911. Это открытие, сделанное в ходе мультиволновых наблюдений, имеет принципиальное значение для понимания природы данного класса астрофизических объектов, механизмы излучения которых остаются неустановленными. LPT характеризуются периодическими радиоимпульсами с периодами от минут до часов, на порядки превышающими периоды типичных радиопульсаров, что указывает на иные, чем у вращающихся нейтронных звезд, физические механизмы генерации излучения. Теоретические модели, такие как нейтронные звезды с экстремальным магнитным полем (магнитары), магнитные белые карлики или тесные двойные системы с белым карликом, предсказывали возможность рентгеновского излучения от LPT, а теперь его удалось зарегистрировать. Статья «Обнаружение рентгеновского излучения от яркого долгопериодического радиоисточника» опубликована в Nature [3].
Объект ASKAP J1832–0911 был первоначально идентифицирован радиотелескопом ASKAP как яркий транзиент с периодом 2654,2 ± 0,3 с (44,237 минуты), демонстрирующий высокую степень линейной (до ~40%) и круговой (~20% в пике) поляризации радиоизлучения. Оценка дистанции по дисперсии радиосигнала составила 14,67 ± 0,41 кпк (~47 800 световых лет), а размер излучающей области был ограничен сверху величиной 150 тыс. км, что указывает на компактный объект. Источник активизировался после ноября 2023 года, достигнув двух пиков плотности потока радиоизлучения (декабрь 2023-го, февраль 2024-го) с последующим затуханием, при этом импульсы демонстрировали значительную вариабельность по морфологии, плотности потока и спектральному индексу [4].
Рентгеновское излучение от ASKAP J1832–0911 было впервые зарегистрировано космической обсерваторией «Чандра» в феврале 2024 года в ходе наблюдений остатка сверхновой SNR G22.7–0.2, пространственная близость к которому признана маловероятной для физической связи. Последующие наблюдения «Чандры» и Einstein Probe в августе 2024 года подтвердили рентгеновскую природу источника. Ключевыми результатами являются строгая корреляция периодов радио- и рентгеновских импульсов и корреляция светимостей в радио- (L_radio) и рентгеновском (L_X) диапазонах. Наблюдалась экстремальная переменность потоков: в феврале 2024 года светимость в диапазоне 0,5–8 кэВ составляла L_X ≈ 1,3 × 1031 эрг/с при экстремально высокой радиосветимости; к августу 2024 года потоки уменьшились на один порядок в рентгеновском диапазоне (L_X ≈ 1,7 × 1030 эрг/с) и на три порядка — в радиодиапазоне. Спектральный индекс рентгеновского излучения в августе (Γ ≈ 1,5) соответствовал тепловому излучению с kT ≈ 0,8 кэВ.
Сравнение наблюдательных характеристик источника с теоретическими моделями выявило их неполное соответствие. Модели классического радиопульсара, изолированного протобелого карлика или изолированного магнитного белого карлика исключаются. Модель тесной двойной системы с ультрамагнитным белым карликом (аналогичная AR Скорпиона) может объяснить длительный период, но предсказывает соотношение светимостей L_X/L_radio ~1, тогда как у ASKAP J1832–0911 L_X/L_radio ~ 10–5–10–4, а также более высокую круговую поляризацию. Для согласования с наблюдаемым радиоизлучением требуется рекордно высокое магнитное поле белого карлика (> 5 × 109 Гс). Альтернативная модель изолированного старого магнитара с полем > 1014 Гс может объяснить высокую поляризацию и компактность, но стандартные модели предсказывают для наблюдаемого темпа потерь вращательной энергии рентгеновскую светимость на порядки выше (L_X > 1032 эрг/с). Низкая наблюдаемая L_X требует нетривиального механизма генерации излучения, возможно, связанного с процессами в ядре, а не в коре звезды, что указывает на необходимость пересмотра моделей эволюции магнитного поля нейтронных звезд.
Таким образом, первое детектирование рентгеновского излучения от LPT ASKAP J1832–0911 является интересным открытием, но его свойства не находят полного объяснения в рамках существующих моделей компактных объектов. Каждая из рассмотренных моделей — двойная система с экстремально магнитным белым карликом или изолированный старый магнитар — требует введения экстремальных параметров или модификации представлений, подтверждая статус LPT как уникальной лаборатории в области экстремальной астрофизики и магнетизма.
3. nature.com/articles/s41586-025-09077-w
4. Препринт статьи arxiv.org/abs/2411.16606
Разрушение звезды в системе галактик
Международная группа астрономов представила результаты комплексного изучения события приливного разрушения звезды (TDE) AT 2022wtn, обнаруженного в рамках обзора Zwicky Transient Facility (ZTF) в галактике SDSS J232323.79+104107.7 [5]. Эта галактика находится на красном смещении z = 0,051 (расстояние ≈700 млн световых лет) и является меньшим компонентом взаимодействующей пары, демонстрирующим признаки ранней стадии слияния (приливные хвосты, асимметрия, разброс скоростей). Данное событие представляет особый интерес, поскольку очень мало известных TDE зарегистрированы в сливающихся галактиках, что контрастирует с теоретическими предсказаниями повышенной частоты TDE в таких условиях. Статья опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society [6].
Световая кривая AT 2022wtn в оптическом диапазоне демонстрирует атипичное поведение: после достижения пиковой болометрической светимости L_peak ≈ 3 × 1043 эрг/с (абсолютная величина g = –19,2 mag) наблюдается продолжительное плато длительностью 30 ± 3 дней, за которым следует экспоненциальный спад в 43 дня. Спектроскопические наблюдения выявили доминирование линий ионизированного гелия He II λ4686 и азота N III λ4100 при полном отсутствии водородных линий Бальмера. Зафиксировано синхронное смещение эмиссионных линий со скоростью ≈ 3400 км/с на фазе плато и резкое снижение эффективной температуры фотосферы с ≈ 35 000 K до 15 000 K за 40 дней.
Радионаблюдения (VLA на 5,5 ГГц) зарегистрировали синхротронное излучение с пиковой светимостью = 1038 эрг/с через 75 дней после открытия, интерпретируемое как следствие ударного ускорения электронов в изотропно расширяющейся оболочке. Рентгеновские наблюдения (Swift/XRT) показали верхний предел светимости < 1041 эрг/с в диапазоне 0,3–10 кэВ, что ниже типичных значений для TDE.
Физические параметры системы были определены следующим образом: масса сверхмассивной черной дыры оценена как (1,1 ± 0,3) × 106 M⊙, масса разрушенной звезды ограничена величиной < 0,5 M⊙ на основе кинематики выброса и отсутствия водородных линий. Энергия выброса составила ≈ 1051 эрг (по моделированию радиоизлучения), а отношение массовой скорости аккреции к темпу падения материала указывает на низкую эффективность аккреции.
Преобладание He/N-линий свидетельствует о разрушении эволюционно продвинутой звезды — вероятно, гелиевого ядра красного гиганта после потери водородной оболочки. Формирование сферической оболочки вместо релятивистских струй объясняется полным разрушением звезды. Длительное плато световой кривой обусловлено перераспределением энергии в оптически толстой оболочке.
Наблюдаемая частота TDE в сливающихся системах (два события) на порядок ниже предсказаний моделей, что требует более тщательного поиска и изучения подобных транзиентов. Почти полное отсутствие рентгеновского излучения и низкая болометрическая поправка делают подобные TDE ключевыми инструментами для поиска «тихих» сверхмассивных черных дыр в галактиках с низкой активностью ядра. Перспективы статистического анализа связи параметров TDE со стадиями галактических взаимодействий обусловлены обзорами Обсерватории им. Веры Рубин (LSST), где ожидается обнаружение до тысячи событий в год.
5. astronomerstelegram.org/?read=15972
6. academic.oup.com/mnras/article/540/1/498/8127236;
препринт статьи: arxiv.org/pdf/2504.21686
Прошлое Вселенной в гравитационной линзе
Новый снимок от космического телескопа «Джеймс Уэбб» впечатляет: огромный кластер галактик Абель S1063, расположенный на расстоянии почти 4,5 млрд световых лет от Земли в направлении созвездия Журавля. Центр внимания занимает яркая эллиптическая галактика, окруженная мерцающими красными линиями — этими яркими нитями являются изображения древних галактик, видоизмененные гравитационным линзированием [7].
Ранее кластер Абель S1063 наблюдал в рамках программы Frontier Fields телескоп «Хаббл» [8]. Кластер является мощной гравитационной линзой: массивность скопления настолько велика, что оно искривляет путь света удаленных галактик, расположенных позади него, создавая наблюдаемые нами искаженные дуги. Подобно стеклянной линзе, оно фокусирует свет этих далеких объектов, что позволяет наблюдать слабые и ранние галактики, которые иначе были бы практически незаметны даже для современных приборов.
Новые данные, полученные камерой ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Camera, NIRCam) космического телескопа «Джеймс Уэбб», позволяют заглянуть еще глубже в историю Вселенной. Изображение демонстрирует удивительное разнообразие линзированных дуг вокруг Абеля S1063, выявляя искаженные фоновые галактики на различных космических расстояниях, включая множество тусклых галактик и ранее невидимых деталей.
Это изображение относится к категории «глубоких полей» (deep field) — длительных экспозиций одной области неба, собирающих максимальное количество света. Наблюдения общей продолжительностью около 120 часов проводились в девяти отдельных спектральных полосах ближнего ИК-излучения.
Исследование скопления Абель S1063 открывает уникальные возможности для изучения ранних этапов формирования галактик и служит важным вкладом в фундаментальную астрофизику.
7. esawebb.org/images/potm2505a/
8. esahubble.org/news/heic1615/
Изображение номера — галактика в Чаше
На этом снимке, сделанном космическим телескопом «Хаббл», можно увидеть величественную наклонную спиральную галактику NGC 3511. Она находится на расстоянии 43 млн световых лет от нас в созвездии Чаши. Относительно линии наблюдения телескопа, который находится на орбите Земли, NGC 3511 наклонена примерно на 70°. Это промежуточное значение между галактиками, которые обращены к нам «плоскостью», у которых виден весь диск спирали и ее рукава, и галактиками, которые обращены к нам «ребром» — у которых виден только плотный уплощенный диск.
Астрономы изучают NGC 3511 в рамках исследования процесса формирования звезд в близлежащих галактиках. В ходе этой программы наблюдений «Хаббл» будет фиксировать внешний вид 55 ближайших галактик с помощью пяти фильтров, которые пропускают свет с разной длиной волны.
Алексей Кудря
Загрузка...