andriyl

Астрофізики виявили надмасивну чорну діру, яка повільно морить свою галактику голодом

Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) нещодавно допоміг розкрити космічне «вбивство» – передчасну смерть Галактики Пабло, офіційно відомої як GS-10578 та розміром приблизно з наш Чумацький Шлях. І вона мертва лише всього через 2 мільярди років після Великого вибуху.

Про це розповідають OstanniPodii.com з посиланням на пресреліз Кембридзького університету – https://ostannipodii.com/a/202409/vebb-stav-svidkom-yak-chorna-dira-vimoryue-golodom-svoyu-galaktiku-100032554/

Світло від цієї далекої галактики почало свою подорож через космос приблизно через 2 мільярди років після Великого вибуху, щоб досягти Землі та дати нам знімок раннього Всесвіту. Але знімок, який дійшов до нас, по суті, є фотографією з місця злочину, тому що з галактичної точки зору Галактика Пабло мертва, тобто вона перестала утворювати нові зорі. Використовуючи інструменти JWST, астрофізик Кембриджського університету Франческо Д’Євгеніо та його колеги спіймали на гарячому надмасивну чорну діру, яка повільно морила галактику голодом до смерті.

«Ми знайшли винуватця: чорна діра вбиває цю галактику», – говорить Д’Євгеніо, який очолював нещодавнє дослідження. Він та його колеги опублікували свою роботу в журналі Nature Astronomy.

Д’Євгеніо та його колеги використовували чутливі інфрачервоні інструменти JWST, щоб помітити те, що інші дослідники пропустили: щільні потоки холодного газу, що мчать геть від галактики. Надмасивна чорна діра, що ховається в самому серці Галактики Пабло, викидає газ — який в іншому випадку міг би стати сировиною для мільярдів нових зірок — у космос зі швидкістю близько 1000 кілометрів на секунду. Без щільних хмар міжзоряного газу галактика не може утворювати нові зорі, а це означає, що коли зорі, які зараз освітлюють Галактику Пабло, вигорять через кілька мільярдів років, вона назавжди згасне.

Згідно з розрахунками Д’Євгеніо та його колег, чорна діра викидає в космос більше матеріалу, ніж потрібно галактиці для виживання. Попередні дослідження помітили, що Галактика Пабло вмирає, але вони помітили лише слабкі клапті теплого газу, що витікають з центру галактики. Ці набагато менші потоки газу не були достатньою втратою, щоб пояснити, чому галактика перестала утворювати нові зірки. Але коли Д’Євгеніо та його колеги подивилися на цю галактику за допомогою інструментів JWST, вони зрозуміли, що галактика, по суті, кровоточить міжзоряним газом.

«Якщо у неї було достатньо часу, щоб досягти такого величезного розміру. Який би процес не зупинив зореутворення, він, ймовірно, стався відносно швидко», – говорить астрофізик Кембридзького університету Роберто Майоліно, співавтор дослідження. «У ранньому Всесвіті більшість галактик утворюють багато зірок, тому цікаво побачити таку масивну мертву галактику в цей період часу».

Виявляється, що більша частина газу, який витікає з Галактики Пабло, настільки холодна, що не випромінює ні світла, ні навіть тепла. Астрономам знадобилися дуже чутливі інструменти JWST, щоб виявити дуже слабке інфрачервоне випромінювання, яке надходить від газових потоків — і помітити, що ці потоки блокують частину світла від зірок позаду них.

Надмасивна чорна діра в центрі Галактики Пабло прискорює газ до швидкості достатньо великої, щоб уникнути потужної гравітації галактики.

Д’Євгеніо та його колеги планують ще раз поглянути на Галактику Пабло за допомогою Атакамської великої міліметрової/субміліметрової решітки — масиву мікрохвильових антен високо в пустелі Атакама в Чилі. ALMA може зазирнути у далекі галактики у ще довших довжинах хвиль світла, ніж JWST. Це означає, що радіотелескоп дозволить астрономам побачити найтемніші, найхолодніші ділянки газу в Галактиці Пабло, побачити, де паливо для зореутворення все ще може бути заховане, поза смертоносною досяжністю надмасивної чорної діри.

Чи теорія “втомленого світла” зможе заперечити Великий вибух?

Ідея про те, що Всесвіт розширюється, була вперше запропонована Едвіном Габблом наприкінці 1920-х років і неодноразово підтверджувалася емпіричними спостереженнями протягом останнього століття. Попри це, альтернативна концепція, відома як теорія втомленого світла, здається, не зникне повністю, оскільки деякі вчені чіпляються за ідею про те, що космос не розширюється.

Обидва сценарії ґрунтуються на тому, що більш віддалені галактики виглядають червонішими, ніж ті, що ближче до Землі – явище, відоме як червоне зміщення. Це відбувається тому, що довжина хвилі світла збільшується, коли об'єкти віддаляються один від одного, таким чином зміщуючи його до червоного кінця спектра.

Ці знахідки підтверджують, що Всесвіт розширюється, і надихнули бельгійського фізика Жоржа Леметра запропонувати ідею Великого вибуху в 1931 році. За сучасними оцінками, цей космогонічний вибух стався близько 13,8 мільярда років тому та поставив Всесвіт на шлях невпинного зростання.

Червоне світло, що випромінюється далекими галактиками, привернуло увагу сучасника Габбла Фріца Цвіккі, який запропонував альтернативне пояснення цієї таємниці. На думку Цвіккі, червоне зміщення, яке ми бачимо з Землі, виникає через те, що фотони втрачають енергію, долаючи величезні відстані, тому їхня частота зменшується й вони набувають рум'яного відтінку.

https://amzek.blogspot.com/2024/09/blog-post_17.html

Ця так звана теорія “втомленого світла” стверджує, що більш віддалені об'єкти виглядають більш червоними, тому що світло, яке вони випромінюють, пройшло довший шлях і, відповідно, втратило більше енергії. Таким чином, ця гіпотеза заперечує ідею про те, що більш віддалені галактики рухаються швидше, ніж ближчі, і використовується для підтримки статичного всесвіту, а не того, що розширюється.

З одного боку, жодні емпіричні спостереження ніколи не показували, що фотони втрачають енергію під час подорожі крізь простір, і коли в 1931 році Альберта Ейнштейна запитали про теорію “втомленого світла”, він відповів, що “жодна людина не може зрозуміти, як це відбувається”.

Зовсім недавно відкриття енергетичних залишків Великого вибуху, відомих як космічний мікрохвильовий фон, а також спостереження за світловими флуктуаціями від наднових практично вирішили суперечку на користь Габбла.

І все ж, попри те, що її ретельно відкидали протягом десятиліть, теорія втомленого світла зараз намагається знову заявити про себе. Теорія привернула до себе увагу завдяки спостереженням JWST за найдавнішими галактиками у Всесвіті.

Відзначаючи, що ці галактики є більш складними й розвиненими, ніж можна було б очікувати від структур, які сформувалися так скоро після Великого вибуху, деякі коментатори намагалися відродити статичну теорію Всесвіту. Однак у “Втомленому світлі” занадто багато дірок, щоб забезпечити альтернативну основу, та, ймовірно, існує інше пояснення стану цих ранніх галактик, яке не вимагає від нас відмови від законів космології.

Телескопи NASA виявили найближчу підтверджену пару надмасивних чорних дір

NASA виявило найближчу підтверджену пару надмасивних чорних дір у галактиці MCG-03-34-64, які знаходяться на відстані 300 світлових років одна від одної.

Ці чорні діри є активними галактичними ядрами, що живляться газом і пилом, розповідають OstanniPodii.com: https://ostannipodii.com/a/202409/znaydeno-duet-nadmasivnih-chornih-dir-yakiy-e-nayblizhchim-u-bagatohvilovih-spos-100032520/

Дует, який досить поетично описується як “два борці сумо, що зійшлися у двобої”, був виявлений за допомогою багатохвильових (видиме й рентгенівське світло) спостережень космічного телескопа “Габбл” та рентгенівської обсерваторії “Чандра”.

Чорні діри поховані глибоко всередині багатої на газ галактики MCG-03-34-64 та зблизилися внаслідок процесу злиття, що триває, між цією та іншою галактикою.

Чорна діра — це величезна концентрація матерії, упакована в крихітному просторі — настільки щільна, що гравітація під її поверхнею не дозволяє нічому (включно зі світлом) вирватися назовні. Чорні діри можуть бути оточені кільцями газу й пилу, так званими акреційними дисками, які випромінюють світло в різних діапазонах довжин хвиль, включно з рентгенівськими променями.

Згідно з останніми даними NASA, подібні подвійні активні галактичні ядра, ймовірно, були більш поширені в ранньому Всесвіті, коли злиття галактик відбувалися частіше.

“Зображення високої роздільної здатності Габбла виявили три оптичні дифракційні піки, вкладені всередині материнської галактики, що вказує на велику концентрацію кисневого газу, що світиться, на дуже малій площі”, – пояснюється в пресрелізі NASA.

Досі астрономи спостерігали за допомогою радіотелескопів одну пару бінарних чорних дір ще ближче, ніж у MCG-03-34-64. Однак це ще належить підтвердити за допомогою інших довжин хвиль.

“Ми не очікували побачити щось подібне. Такий вид не є поширеним явищем у найближчому всесвіті, і він підказав нам, що всередині галактики відбувається щось ще. Коли ми подивилися на MCG-03-34-64 в рентгенівському діапазоні, то побачили два відокремлених потужних джерела високоенергетичного випромінювання, що збігаються з яскравими оптичними точками світла, які ми бачили за допомогою Габбла. Ми склали ці фрагменти разом і дійшли висновку, що, ймовірно, ми дивимося на дві близько розташовані надмасивні чорні діри”, – сказала провідна авторка дослідження Анна Тріндаде Фалькао.

Земля могла зіткнутися з міжзоряною хмарою мільйони років тому

Кілька мільйонів років тому наша планета могла бути відкритою для небезпечного міжзоряного середовища, коли захист Сонця послобився під час проходження навколо центру галактики.

Про це розповідають OstanniPodii.com – https://ostannipodii.com/a/202406/kilka-milyoniv-rokiv-tomu-zemlya-mogla-visliznuti-z-pid-zahistu-soncya-100032155/.

Близько двох мільйонів років тому на Землі вже існували давні предки людини, які жили поруч із шаблезубими тиграми, мастодонтами та величезними гризунами.

Наша планета пережила кілька льодовикових періодів, спричинених такими факторами, як нахил Землі, обертання, тектоніка, вулканічна активність та рівень вуглекислого газу в атмосфері. Однак нове дослідження, проведене Бостонським університетом (BU), припускає, що розташування Сонця в галактиці також могло відіграти значну роль.

Дослідження опубліковане в журналі Nature Astronomy.

Експерти виявили, що близько двох-трьох мільйонів років тому Сонячна система зіткнулася з міжзоряною хмарою, достатньо щільною, щоб відштовхнути сонячний вітер, який формує захисний міхур навколо Сонячної системи, званий геліосферою.

Геліосфера захищає Землю від шкідливої космічної радіації та галактичних променів, які навіть можуть змінювати ДНК. Щільна хмара стиснула геліосферу, ненадовго відкривши Землю міжзоряному середовищу.

“Ця робота вперше кількісно показує, що між Сонцем і чимось поза межами Сонячної системи відбулася зустріч, яка могла б вплинути на клімат Землі”, – сказала провідна авторка нового дослідження Мерав Офер з BU.

Моделі Офер, які припускають, що геліосфера має форму пухкого круасана, значно вплинули на розуміння того, як сонячний вітер взаємодіє з міжзоряним середовищем.

Щоб дослідити ці явища, Офер та її команда використовували складні комп'ютерні моделі для простежування положення Сонця два мільйони років тому.

Вони нанесли на карту шлях системи Місцевої стрічки холодних хмар — серії великих, щільних і холодних хмар, що складаються переважно з атомів водню.

Моделювання показало, що частина цієї стрічки, Локальна Рись Холодних хмар, могла зіткнутися з геліосферою.

Якби таке зіткнення відбулося, Земля зазнала б впливу міжзоряного середовища, яке містить газ, пил і радіоактивні частинки від зірок, що вибухнули. Зазвичай геліосфера відфільтровує ці частинки, але без неї вони можуть досягти Землі.

Цей сценарій узгоджується з геологічними даними, що свідчать про підвищення рівня ізотопів заліза-60 і плутонію-244 в океанічних відкладеннях, місячних зразках, антарктичному снігу та крижаних кернах того періоду, що збігається з фазою похолодання на Землі.

Залізо-60 і плутоній-244 — дуже рідкісні важкі метали, які утворюються при вибухах масивних зірок.

“Вони є скрізь: у глибокому океані, на Місяці, в льодах Антарктиди”, – каже Офер. “Ці статті описують глобальне явище. Щось сталося. І залізо-60 не виробляється на Землі. Тому я знала, що якимось чином це залізо-60 потрапило в пастку пилу, і якось, 2-3 мільйони років тому, до нас потрапило більше пилу”.

“Лише зрідка наше космічне сусідство за межами Сонячної системи впливає на життя на Землі”, – каже співавтор дослідження Аві Лоеб, директор Інституту теорії та обчислень Гарвардського університету. “Захопливо виявити, що наше проходження крізь щільні хмари кілька мільйонів років тому могло піддати Землю набагато більшому потоку космічних променів і атомів водню”.

Тиск Локальної Рисі Холодних Хмар міг утримувати геліосферу в стиснутому стані від сотень років до мільйона років, залежно від розміру хмари. Як тільки Земля віддалилася б від хмари, геліосфера знову розширилася б, охопивши всі планети.

Хоча важко визначити точний вплив цих холодних хмар на клімат Землі, Офер стверджує, що Сонце, ймовірно, зустрічалося з іншими холодними хмарами протягом мільярдів років і буде робити це знову в майбутньому.

Зараз її команда працює над картуванням розташування Сонця сім мільйонів років тому і далі, використовуючи дані місії Gaia Європейського космічного агентства, яка створює найбільшу тривимірну карту галактики.

“Ця хмара дійсно була в нашому минулому, і якщо ми перетинали щось настільки масивне, ми піддавалися впливу міжзоряного середовища”, – зазначила Офер.

Її команда в науковому центрі SHIELD (Сонячний вітер з іонним обміном водню і великомасштабною динамікою) DRIVE, що фінансується НАСА, зараз вивчає потенційні наслідки для радіації, атмосфери і клімату Землі.

“Це тільки початок”, – каже Офер. Вона сподівається, що це дослідження призведе до подальшого вивчення того, як зіткнення Сонячної системи з міжзоряними силами сформували історію Землі та життя на ній.

Дослідники відкрили рідкісне видовище між 6 планетами однієї системи

Відкриття нових планет, які мають “первісні” орбіти, може стати ключем до розгадки таємниць планет нашої Сонячної системи, стверджують дослідники у роботі, недавно опублікованій в журналі Nature.

За матеріалами: https://ostannipodii.com/a/202312/vidkrito-sistemu-v-yakiy-shist-planet-obertayutsya-navkolo-svoeyi-zori-v-ritmich-100030982/

Астрономи, спостерігаючи за планетарною системою, яка знаходиться за 10 світлових років від Землі у сузір'ї Волосся Вероніки, зробили дивовижне відкриття: група із шести планет рухається навколо схожої на Сонце зорі у, здавалося б, ідеальному космічному танці.

За оцінками, цьому планетному утворенню мільярди років, і воно може допомогти розгадати деякі таємниці нашої Сонячної системи.

Нові планети можуть стати ключем до розуміння того, як формуються планети й чому так багато з них мають розмір між Землею та Нептуном. За словами Рафаеля Луке, астронома з Чиказького університету, який очолював міжнародну команду дослідників, про цей клас планет – “субнептуни” – відомо небагато, попри те, наскільки вони поширені в нашій галактиці Чумацький Шлях.

“Це відкриття стане еталонною системою для вивчення того, як субнептуни утворюються, еволюціонують, з чого вони складаються”, – сказав Луке.

Для своїх спостережень команда астрономів звернулася до пари супутників для виявлення екзопланет – TESS НАСА та Cheops Європейського космічного агентства.

У 2020 році TESS виявив провали в яскравості зорі, відомої як HD110067, які вказували на те, що перед її поверхнею проходять планети. Заінтриговані, дослідники проаналізували дані TESS і Cheops, щоб виявити, за їхніми словами, першу у своєму роді планетарну конфігурацію.

Хоча наша галактика рясніє багатопланетними системами, набагато рідше зустрічаються системи з планетами, що обертаються в ідеальному резонансі, тобто кожна планета обертається навколо головної зорі в точний, впорядкований спосіб. У цьому випадку чотири найближчі до зорі планети роблять по три оберти на кожні дві наступні планети, а дві найвіддаленіші планети роблять по чотири оберти на кожні три наступні планети.

Така синхронність може спостерігатися, коли планети тільки формуються, але астрономи припускають, що з часом орбіти, швидше за все, будуть вибиватися з ритму. Близьке проходження біля іншої зорі, утворення масивної планети та зіткнення між планетами – все це може порушити гравітаційний баланс системи.

Але команда астрономів вважає, що ці шість планет, які обертаються навколо зорі HD110067, дивовижним чином виконують той самий ритмічний танець відтоді, як система сформувалася мільярди років тому.

“Це показує нам первозданну конфігурацію планетної системи, яка збереглася недоторканою”, – зазначив Луке.

Інші планети в системі можуть бути ще не виявлені, тому астрономи закликають до додаткових спостережень.

Про склад планет та їхні атмосфери також мало що відомо, окрім того, що вони газоподібні та – через близькість до своєї зорі – надзвичайно гарячі.

Малоймовірно, що планети, розташовані за межами так званої зони життєпридатності, підтримують життя, але більше даних може пролити світло на те, чи є на них умови для існування рідкої води на поверхні.

Подальші дослідження також допоможуть астрономам розгадати більше таємниць про те, які дійства могли вибити планети нашої Сонячної системи зі схожої гармонії.