Космология

Новостной дайджест #7 (1 февраля – 28 февраля)

Отправлено: Февраль 28, 2018 в 22:36

Категория: «Новости»

Новый выпуск нашего дайджеста с главными событиями космологии, астрономии и космонавтики за февраль. В этом выпуске: точные часы от NASA, долгожданный запуск тяжелой ракеты компании SpaceX, прошлое межзвездного астероида, неожиданно высокие темпы роста черных дыр и самая далекая сверхновая.

NASA протестировала компактные атомные часы

Знание точного времени жизненно важно для навигации в глубоком космосе, однако на большинстве современных космических аппаратов нет высокоточных часов. На сегодняшний день ориентация в пространстве базируется на связи с наземными антеннами, которые, в свою очередь, работают в паре с атомными часами. Радиосигнал посылается на космический аппарат, затем принимается обратно, а разница во времени между отправкой и приемом сигнала служит для дальнейшего расчета местоположения и скорости. Так как радиосигнал распространяется со скоростью света, то для проведения правильных вычислений точность часов должна быть предельно высока. Таким образом, аппарату необходимо регулярно выходить на связь с Землей, и он лишается возможности самостоятельного принятия решений навигационного характера в реальном времени.

В течение 20 лет в Лаборатории реактивного движения NASA разрабатывался прототип атомных часов DSAC, предназначенных для работы в космосе. На данный момент часы демонстрируют точность приблизительно в две наносекунды (0,000000002 секунды) и при этом имеют размер тостера. В дальнейшем их планируется миниатюризировать и поднять точность до 0,3 наносекунд. Запуск первого прототипа DSAC в космос назначен на этот год. Применение таких часов на будущих космических аппаратах NASA будет экономить огромное количество времени, которое сейчас тратится на ожидание ответного сигнала, и позволит более плотно сфокусироваться на основных исследовательских задачах.

SpaceX запустила сверхтяжелую Falcon Heavy

6 февраля в 23:45 по московскому времени состоялся запуск ракетоносителя Falcon Heavy – самой мощной ракеты за последние 30 лет. Ее максимально возможная полезная нагрузка составляет чуть меньше чем 64 тонны, однако на Марс она сможет доставить только около 17 тонн. Боковые блоки первой ступени удалось успешно вернуть, они синхронно приземлились на мыс Канаверал, а центральный ускоритель промахнулся мимо баржи и затонул. На этот год запланированы еще два запуска Falcon Heavy (для Саудовской Аравии и ВВС США). Стоимость запуска оценивается в 90-120 миллионов долларов, в то время как у ближайшего конкурента – Delta IV от компании ULA, цена колеблется от 164 до 400 миллионов при более чем в два раза меньшей допустимой нагрузке.

Для первого испытания NASA и военные ведомства США полезную нагрузку решили не предоставлять, а в космос отправилась красная Tesla Roadster, принадлежащая Илону Маску. Машину оснастили массой камер, а на место водителя усадили манекен в скафандре производства SpaceX. Вполне вероятно, что автомобиль (или то, что от него останется в ходе бомбардировки микрометеоритами) будет «бороздить просторы» Солнечной системы миллиарды лет. Это один из редких случаев, когда в космос отправилось нечто действительно бесполезное.

Прошлое межзвездного астероида Oumuamua

Продолжают поступать новости о межзвездном астероиде Oumuamua, который недавно посетил Солнечную систему и ошибочно был принят за комету. В журнале Nature Astronomy было опубликовано исследование, в котором высказывается предположение, что астероид был выброшен в межзвездное пространство в результате чудовищного столкновения более крупных небесных тел миллиарды лет назад. Гипотеза во много базируется на том, что состав Oumuamua значительно отличается от астероидов и комет, которые мы встречаем в нашей системе, а также на хаотическом характере его вращения. Каменистая структура, вероятно, указывает на то, что объект сформировался вблизи звезды. Это уже третья работа данной международной группы исследователей, касающаяся межзвездного гостя. Имеется теоретическая возможность, что будущем к подобным объектам можно будет отправлять роботизированные миссии и изучать их более детально.

Скорость роста сверхмассивных черных дыр больше, чем у их галактик

В журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society было опубликовано сразу две статьи от двух независимых групп астрономов, в которых сообщается, что сверхмассивные черные дыры растут быстрее, чем галактики, в центре которых они находятся. Современная же общепринятая теория предполагает их синхронный рост и объяснить возникающее противоречие ученые пока не могут. Сверхмассивные черные дыры по массе могут превышать 10 миллиардов звезд, таких как наше Солнце, и они имеются практически во всех спиральных галактиках.

Оценивая массу черной дыры по формуле, связывающей ее размер с исходящим из региона рентгеновским и радиоизлучением, астрономы получили для наиболее крупных галактик значение в 10 раз больше предполагаемого. На данный момент имеется гипотеза, что повышенные темпы роста связаны с возможностью более эффективного поглощения газа в массивных галактиках. Другая группа астрономов высказывает альтернативную версию, предполагая, что черные дыры могут формироваться раньше галактик.

Сверхновая в 10,5 миллиардах световых лет

Астрономам удалось зафиксировать взрыв сверхновой, который произошел в 10,5 миллиардах световых лет от Земли. В каталогах событие получило индекс DES16C2nm и на данный момент оно является рекордным по удаленности в своем классе. На самом деле взрыв был обнаружен еще в августе 2016 года, но на подтверждение данных о яркости и расстоянии потребовалось время и публикации начали появляться лишь совсем недавно. После открытия объект наблюдался с VLT, Магелланова телескопа в Чили и из обсерватории Кека на Гавайях. Повышенный интерес к DES16C2nm также вызван тем, что данная сверхновая относится к классу суперярких (SLSN), которые были открыты 10 лет назад. Такие взрывы чрезвычайно редки и могут быть до 100 раз ярче, чем обычные сверхновые, что обусловлено свечением материала, падающего на только что образовавшуюся нейтронную звезду.

SN DES16C2nm
Чрезвычайно удаленная и древняя сверхновая, открытая коллаборацией Dark Energy Survey.
Mat Smith and DES collaboration

Ультрафиолетовый свет от SLSN позволяет определить массу сформировавшихся в процессе тяжелых элементов, а также температуру самого взрыва, что, в свою очередь, позволяет ученым детальнее изучить физику сверхновых. Событие было зафиксировано международной группой из более чем 400 ученых из 40 с лишним стран, работающих над вопросом расширения вселенной в рамках проекта Dark Energy Survey. Их основным инструментом является 4-метровый телескоп в чилийских Андах, оснащенный 570-мегапиксельной камерой. Астрономы предполагают, что на данный момент они способны зарегистрировать еще более удаленные события такого характера.