Идеальное кольцо Эйнштейна от телескопа «Евклид»
1 июля 2023 года телескоп Европейского космического агентства (ESA) «Евклид» (Euclid) отправился в космическое путешествие с целью исследования темной материи и энергии во Вселенной. Всего через два месяца после старта он передал первые изображения, среди которых астрономам удалось заметить редкое явление — кольцо Эйнштейна. Статья с анализом этих данных опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics [1].
«Мы пристально следим за каждым сигналом, получаемым от „Евклида“. Именно поэтому необычное образование на снимке привлекло наше внимание практически мгновенно. После проведения дополнительных наблюдений мы убедились, что имеем дело с идеальным кольцом Эйнштейна. Для нас, специалистов по гравитационному линзированию, эта находка стала настоящей сенсацией», — делятся представители команды миссии.
Кольцо Эйнштейна образуется тогда, когда свет отдаленной галактики искривляется под действием мощнейшего гравитационного поля массивного объекта, создавая иллюзию замкнутого круга. В данном случае речь идет о галактике NGC 6505, расположенной на удалении 590 млн световых лет от нашей планеты. Интересным фактом является то, что кольцо впервые удалось обнаружить лишь в настоящее время, хотя сама галактика была известна человечеству с 1884 года. Свет фонового источника, формирующего кольцо, приходит с расстояния 4,42 млрд световых лет.
Явление гравитационной линзы, предсказанное Альбертом Эйнштейном в рамках общей теории относительности, предоставляет уникальные возможности для изучения массивных космических тел, таких, как галактики и их кластеры. Кольцевые структуры, подобные той, что открыта в NGC 6505, позволяют глубже проникнуть в тайны расширения Вселенной, изучить воздействие темной материи и энергии, а также особенности объектов, оказавшихся под воздействием силы гравитации.
Телескоп «Евклид» ведет работу над созданием самой подробной трехмерной карты Вселенной, сканируя свыше трети небесной сферы и изучая миллиарды галактик. Ожидается, что в ходе этой миссии будет открыто порядка ста тысяч гравитационных линз, среди которых будут встречаться и столь редкие образования, как кольца Эйнштейна. Уже на ранних этапах своего функционирования аппарат демонстрирует выдающиеся результаты, прокладывая путь новым открытиям в области астрофизики.
1. aanda.org/articles/aa/full_html/2025/02/aa53014-24/aa53014-24.html
Ученые обнаружили 300 черных дыр промежуточной массы и 2500 активных черных дыр в карликовых галактиках благодаря DESI
Используя предварительные данные инструмента для спектроскопии темной энергии (DESI), ученые собрали крупнейшую в истории коллекцию карликовых галактик с активными черными дырами, а также создали наиболее обширную базу кандидатов в черные дыры промежуточной массы. Информация об исследовании была опубликована на сайте NSF NOIRLab [2].
DESI — это передовая система наблюдения, способная захватывать свет от 5 тыс. галактик одновременно. Этот инструмент установлен на четырехметровом телескопе Николаса У. Мейола в Национальной обсерватории NSF Китт-Пик. В планах проекта — наблюдение за примерно 40 млн галактик и квазаров.
На основе ранних данных DESI ученым удалось собрать спектры 410 тыс. галактик, включая приблизительно 115 тыс. карликовых галактик — небольших объектов, включающих от тысяч до нескольких миллиардов звезд и минимальное количество газа.
В отличие от крупных галактик, таких как Млечный Путь, выявление черных дыр в маломассивных карликовых галактиках представляет собой сложную задачу. Это обусловлено их небольшими размерами, состоянием активности и ограниченными возможностями современных приборов для детального изучения областей вокруг этих объектов. При этом активные черные дыры обнаружить гораздо проще по их излучению.
Исследователи выявили 2500 карликовых галактик-кандидатов с активным галактическим ядром (AGN) — это крупнейший известный на сегодняшний день набор данных подобного типа. Кроме того, были обнаружены 300 кандидатов в черные дыры промежуточной массы, что также представляет собой самую масштабную коллекцию таких объектов.
Промежуточные черные дыры представляют особый интерес, поскольку они могут оказаться реликтами первых черных дыр, сформировавшихся в ранней Вселенной, и предшественниками сверхмассивных черных дыр, ныне находящихся в центрах больших галактик. Тем не менее эти объекты остаются редкими и почти неуловимыми: ранее было известно лишь около 100–150 кандидатов. Теперь благодаря результатам DESI ученые получили богатый материал для дальнейших исследований.
Интересным открытием стало то, что только 70 из новых кандидатов в черные дыры промежуточной массы совпадают с кандидатами в карликовые AGN. Это добавляет новые вопросы относительно формирования и эволюции черных дыр в галактиках.
Таким образом, открытие множества активных черных дыр и кандидатов в промежуточные черные дыры открывает новую страницу в изучении космоса и помогает лучше понять процессы, происходящие в глубинах Вселенной.
2. noirlab.edu/public/news/noirlab2508/
Поиск пульсаров в шаровых скоплениях
Международная группа астрономов совершила открытие, выявив новый пульсар в рамках обзора шаровых скоплений GCGPS (Globular Clusters GMRT Pulsar Search). Объект получил обозначение PSR J1617-2258A и был идентифицирован в шаровом скоплении NGC 6093. Об открытии было сообщено в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org [3].
Для поисков быстровращающихся радиопульсаров в галактических шаровых скоплениях ученые из индийского Национального центра радиоастрономии (NCRA) использовали модернизированный радиотелескоп uGMRT (upgraded Giant Metrewave Radio Telescope), установленный на высоте 588 м над уровнем моря в 80 км к северу от города Пуна. Это крупнейший в мире радиотелескоп, работающий в метровом диапазоне. Уникальные характеристики этого инструмента позволяют проводить наблюдения в диапазоне частот от 300 до 850 МГц, что идеально подходит для обнаружения источников высокочастотного радиоизлучения.
Пульсары — это намагниченные вращающиеся нейтронные звезды, излучающие узконаправленные потоки электромагнитной энергии с полярных областей, преимущественно в форме радиоволн. Пульсары с периодами вращения в диапазоне от 1 до 10 мс называются миллисекундными. Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества со вторичной звезды. Из-за высокой плотности звезд шаровые звездные скопления считаются отличным местом для формирования подобных нейтронных звезд.
Ну и то, что ожидалось найти, нашли. Обнаруженная система представляет собой двойной пульсар с периодом вращения основного компонента около 4,32 мс. Орбитальный период пары составляет примерно 18,94 часа, а эксцентриситет орбиты достигает 0,54. Эти параметры позволяют считать находку одной из наиболее компактных и эксцентрических известных двойных систем с миллисекундными пульсарами.
Массу пульсара исследователи оценили в пределах 1,6 солнечной массы, тогда как минимальный вес его спутника составил 0,07 массы Солнца. Общая масса системы оценивается в 1,67 массы Солнца. Предположительно PSR J1617–2258A состоит из миллисекундного пульсара и гелиевого белого карлика, видимых под относительно малым углом наклона орбиты.
По мнению исследователей, в случае PSR J1617–2258A именно белый карлик мог сыграть ключевую роль в увеличении скорости вращения пульсара, однако не исключено, что формирование этой системы произошло также в результате взаимодействий внутри самого скопления.
«Джеймс Уэбб» запечатлел свечение центральной черной дыры Млечного Пути
Исследователи, работающие с космическим телескопом NASA «Джеймс Уэбб», сделали удивительное открытие, обнаружив активность в самом центре нашей галактики. Источником этой активности является аккреционный диск, который вращается вокруг центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, известной как Sgr A* (Sagittarius A*). Исследование было опубликовано в выпуске The Astrophysical Journal Letters [4].
«Джеймс Уэбб» смог зафиксировать изменения яркости за короткие промежутки времени, что свидетельствует о том, что эти процессы происходят во внутреннем диске черной дыры, недалеко от ее горизонта событий. Группа астрофизиков получила самое детальное изображение «пустоты», скрывающейся в самом сердце нашей галактики.
Ученые выяснили, что аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры постоянно испускает вспышки, практически не прерываясь на периоды покоя. Уровень активности меняется в широком диапазоне: от коротких вспышек до длительных периодов сияния. Некоторые из этих вспышек представляют собой слабые мерцания, длящиеся всего несколько секунд, в то время как другие — ослепительно яркие извержения, продолжающиеся длительное время.
Ученые использовали камеру Webb NIRCam (камеру ближнего инфракрасного диапазона) для наблюдений за Sgr A* в течение года. Это позволило им проследить, как черная дыра менялась со временем. Хотя команда заранее ожидала увидеть вспышки, Sgr A* оказалась гораздо более активной, чем предполагалось. Наблюдения показали, что вспышки происходят постоянно, с разной яркостью и продолжительностью. Аккреционный диск, окружающий черную дыру, генерирует от пяти до шести крупных вспышек в день и несколько небольших вспышек или всплесков между ними.
Хотя астрофизики еще не до конца понимают происходящие процессы, они подозревают, что за короткие вспышки и более продолжительные выбросы энергии отвечают два отдельных механизма. Слабые мерцания, вероятно, возникают из-за незначительных возмущений в аккреционном диске. Турбулентные колебания в диске могут сжимать плазму — горячий, электрически заряженный газ, — вызывая временный всплеск излучения. Исследователи сравнивают эти явления с солнечными вспышкам.
Большие яркие вспышки объясняются как периодические события магнитного пересоединения — процесса, при котором два магнитных поля сталкиваются, высвобождая энергию в виде ускоренных частиц.
Чтобы глубже изучить эти вопросы, исследователи надеются использовать «Джеймс Уэбб» для наблюдений за Sgr A* в течение более длительного периода времени, например 24 часов непрерывного мониторинга сверхмассивной черной дыры. Это позволит уменьшить шум и выявить еще более мелкие детали. Новые открытия дадут возможность физикам лучше понять фундаментальную природу черных дыр, то, как они питаются, а также динамику и эволюцию нашей собственной галактики.
4. iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ada88b
Изображение номера — галактика NGC 5643
Галактика NGC 5643 расположена на расстоянии около 55 млн световых лет от нас. Ее диаметр превышает 100 тыс. световых лет, и она видна в южном созвездии Волка. На снимке, сделанном космическим телескопом «Хаббл», можно увидеть ее внутреннюю часть диаметром порядка 40 тыс. световых лет.
Галактика обладает ярко выраженными спиральными рукавами, которые расходятся от центральной области, где сосредоточены старые звезды. Спиральные рукава отмечены пылевыми дорожками, молодыми голубыми звездами и красноватыми областями звездообразования.
Яркое компактное ядро NGC 5643 также известно как мощный источник радиоволн и рентгеновских лучей. Эта галактика относится к классу Сейферта, или галактикам с активным ядром (AGN), в которых огромное количество пыли и газа, как считается, падает в центральную массивную черную дыру.
Алексей Кудря
Загрузка...