Галактики в ранней Вселенной
За три года, прошедших с момента запуска «Джеймса Уэбба» (JWST), астрономы обнаружили с его помощью уже несколько далеких галактик в ранней Вселенной. Чтобы появилась возможность увидеть их с расстояния свыше 13 млрд световых лет, такие галактики должны быть чрезвычайно яркими и, следовательно, обладать мощным источником энергии — обычно это либо активные сверхмассивные центральные черные дыры, известные как активные ядра галактик (AGN), либо очень интенсивное звездообразование, вызывающее вспышки звездного света.
Самые ранние галактики во Вселенной — это практически астрономические окаменелости, которые дают представление о том, какими в далеком прошлом были и наши близлежащие, «современные» галактики, как они эволюционировали до своего нынешнего состояния. Эти протогалактики с большим красным смещением могут быть прародителями не только самих галактик, но и шаровых скоплений — объектов, происхождение которых до конца не понято. Дальнейшее изучение недавно открытых галактик на высоких значениях красного смещения может показать, как они появились в наблюдаемой Вселенной.
Одна из таких галактик с большим красным смещением — недавно обнаруженная с помощью «Уэбба» GHZ2, находящаяся от нас на расстоянии, соответствующем ~400 млн лет после Большого взрыва [1]. Цель наблюдений — регистрация линий излучения в дальнем инфракрасном диапазоне, что имеет большое значение для выяснения того, что служит ее источником энергии — звездообразование или AGN. Используя обсерваторию ALMA, авторы нацелились на линию излучения дважды ионизированного кислорода, которая коррелирует с активным звездообразованием в галактиках. Обнаружив эту линию, группа оценила красное смещение, которое согласуется с красным смещением, полученным с помощью JWST.
Используя наблюдения ALMA и предыдущие данные JWST, авторы сравнили GHZ2 с другими галактиками. Выяснилось, что она обладает сходными характеристиками с теми из них, где присутствует активное звездообразование. Кроме того, эта галактика с очень высоким красным смещением, по-видимому, имеет общие характеристики с областями самого бурного рождения звезд, и это еще раз доказывает, что именно этими процессами обусловлена видимость GHZ2 для земных наблюдателей. Впрочем, авторы не исключают и некоторую долю вклада во всё это и AGN.
В эпоху GHZ2 преобладали бедные «металлами» молодые звездные популяции. Хотя подробности эволюции GHZ2 остаются непроясненными, это исследование всё же подчеркивает важность совместной работы ALMA и JWST как мощной пары инструментов, способных изучить самые далекие галактики во Вселенной. Будущие наблюдения с их помощью позволят лучше понять, как выглядела ранняя Вселенная и как она развивалась с течением времени.
1. iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad8f38
«Зеленый Монстр» в мелкую дырочку
Звезды, которые по своей массе значительно превосходят Солнце, завершают свой жизненный путь чрезвычайно эффектно. В финале своего яркого, но довольно короткого существования они, не способные уже вырабатывать достаточного количества энергии, чтобы противостоять сокрушительному давлению гравитации, испытывают коллапс. В ходе взрыва, который можно наблюдать с больших расстояний, их внешние слои сбрасываются, оставляя в центре сжавшееся ядро, а вокруг него — замысловатый красочный остаток сверхновой, который медленно расширяется, охватывая пространство в сотни световых лет.
Одним из самых известных и хорошо изученных остатков сверхновых со сколлапсировавшим ядром в центре считается Cas A, который с момента своего открытия в 1948 году стал героем бесчисленного множества астрономических снимков. Недавно данные JWST позволили выявить не встречавшуюся ранее особенность, протянувшуюся через Cas A. Из-за своего зеленоватого оттенка на цветных изображениях JWST эта особенность получила наименование «Зеленый Монстр» [2].
Что могло сотворить подобные формы? Группа исследователей предложила несколько сценариев, каждый из которых основан на сложном взаимодействии между быстро движущимися выбросами взорвавшейся звезды, окружающим ее околозвездным веществом и ударными волнами, которые распространяются наружу и внутрь при взаимодействиях различных звездных компонентов.
Согласно наиболее вероятному сценарию, «Зеленый Монстр» состоит из околозвездного вещества, которое было потеряно еще до того, как звезда взорвалась как сверхновая. Этот материал сброшенных предварительно звездных оболочек наблюдается перед остатком сверхновой, подвергаясь воздействию ударной волны. Каверны в нем образовались в результате того, что выброшенный материал дырявил «Зеленого Монстра».
Впрочем, пока еще не ясна вся последовательность событий: до или после поражения «Зеленого Монстра» ударной волной произошло столкновение между ним и выброшенными наружу обломками. Как показало моделирование, возможен любой порядок этих событий, а для изучения всей их последовательности и их временных рамок необходимы дополнительные данные и моделирование.
В сочетании с другими сложными структурами Cas A «Зеленый Монстр» дает исследователям представление о бурных последних годах жизни взорвавшейся звезды. Данные указывают на то, что примерно за 30–100 тыс. лет до вспышки сверхновой произошел обширный асимметричный эпизод потери массы — по астрономическим меркам, незадолго до финального взрыва. Сходство между «Зеленым Монстром» и ранее обнаруженными структурами, называемыми квазистационарными сгустками, — плотными, медленно движущимися скоплениями околозвездного вещества — позволяет предположить, что они могли образоваться в результате одного и того же эпизода потери массы.
Последующие наблюдения JWST, несомненно, подарят нам новые открытия: в ходе будущих наблюдений будут изучены спектры нескольких областей «Зеленого Монстра» и нескольких квазистационарных скоплений, что поможет реконструировать последние годы жизни звезды-прародительницы Cas A.
2. iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad855d
Бледно-голубая точка
На фотографии, сделанной с помощью телескопа «Хаббл», запечатлена галактика LEDA 22057, расположенная в созвездии Близнецов на расстоянии примерно 650 млн световых лет от нас [3].
На снимке можно видеть вспышку сверхновой в нижней части этой галактики, несколько правее ее ядра. На фоне призрачных спиральных рукавов галактики выделяется бледно-голубая точка — SN 2024PI.
Снимок был сделан примерно через полтора месяца после события, поэтому на фотографии место взрыва видится во много раз более тусклым, чем в момент максимальной яркости.
SN 2024PI относится к типу Ia, обусловленного наличием белого карлика — ядра выгоревшей звезды, масса которого меньше восьми масс Солнца. Когда звезда такого размера исчерпывает запасы водорода в своем ядре, она раздувается до красного гиганта, становясь гораздо более холодной. Со временем пульсации и звездные ветры заставляют звезду сбросить свои внешние слои, оставляя после себя белого карлика и красочную планетарную туманность. Белые карлики могут иметь температуру поверхности свыше 100 000° при большой плотности.
Наше Солнце ожидает судьба белого карлика через 5 млрд лет, однако ему не суждено взрываться в виде сверхновой типа Ia. Для этого белый карлик должен быть частью двойной звездной системы и поглощать вещество своего партнера, испытывая по мере его накопления мощный термоядерный взрыв. Яркая вспышка от него видна с расстояний в миллионы световых лет.
3. esa.int/ESA_Multimedia/Images/2025/01/Pale_blue_supernova_dot
BepiColombo в шестой раз посетил Меркурий
ESA опубликовало фотографии [4], переданные миссией BepiColombo в ходе пролета Меркурия 8 января. В 06:59 по центральноевропейскому времени аппарат прошел всего в 295 км над поверхностью ближайшей к Солнцу планеты над ее холодной и темной ночной стороной. Примерно через семь минут он пролетел и прямо над северным полюсом Меркурия, прежде чем получил четкое изображение освещенной светилом северной стороны планеты.
Это был шестой и последний облет Меркурия космическим аппаратом BepiColombo с момента его запуска в 2018 году. Маневр вывел космический аппарат на траекторию выхода на орбиту Меркурия в конце следующего года.
BepiColombo — это связка из двух отдельных аппаратов (европейского MPO и японского MMO), а также перелетного модуля. У MPO есть набор камер, но пока модуль находится в собраном состоянии, аппарат не может их использовать, поэтому для съемки остаются только камеры, установленные непосредственно на корпусе перелетного модуля. Они могут делать черно-белые фото с разрешением 1024 × 1024 пикселя.
Но даже при таких технических ограничениях получаются весьма эффектные кадры. На фото выше можно увидеть северный полюс Меркурия и кратеры, дно которых никогда не освещается Солнцем. Есть косвенные свидетельства того, что в этих темных кратерах присутствует замерзшая вода. Но существует ли на самом деле вода на Меркурии — это одна из важнейших загадок, которую BepiColombo должен будет разрешить как только выйдет на орбиту планеты.
Фото выше демонстрирует северные равнины, известные как Borealis Planitia, образовавшиеся в ходе грандиозных извержений древности, когда лава затапливала кратеры, «сглаживая» их очертания. В левом нижнем углу изображения находится огромный бассейн Caloris — самый большой ударный кратер на Меркурии, диаметр которого составляет более 1500 км. Удар, породивший этот кратер, оставил следы на поверхности Меркурия на расстоянии до тысяч километров, о чем свидетельствуют расходящиеся от него лучи впадин.
В верхней части последнего снимка выделяется яркое пятно вулканического образования. Его диаметр составляет 300 км, оно состоит из относительно свежих вулканических отложений. А слева находится относительно молодой кратер Fonteyn, образовавшийся «всего» 300 млн лет назад.
Изображение номера — спиральная галактика NGC 2997
NGC 2997 относится к классу SAB(rs)c по классификации Хаббла.
Расположена в южном созвездии Эридан.
Среднее расстояние до этой галактики составляет 12,2 Мпк.
Угловые размеры: 8,90’×6,8’.
21 июля 2008 года там была зарегистрирована сверхновая SN 2008eh, достигшая 15-й звездной величины.
Алексей Кудря
Загрузка...