Космология

Новостной дайджест #3 (6 – 12 ноября 2017)

Отправлено: Ноябрь 12, 2017 в 23:31

Категория: «Новости»

Главные новости астрономии и космологии за прошедшую неделю: вероятно, океаны под поверхностью Энцелада существуют уже миллиарды лет; новое исследование процесса аккреции материи формирующимися звездами; сверхновая iPTF14hls, которая взорвалась повторно спустя 60 лет.

Внутренний океан Энцелада существует миллиарды лет

В 2004 году космический аппарат Кассини сделал удивительную находку в южном полушарии Энцелада — шестого по размеру спутника Сатурна. Из сотен трещин, расположенных в полярной области, периодически пробивались фонтаны воды и органических молекул. Это наблюдение стало первым признаком того, что спутник Сатурна может иметь внутренний океан, причина формирования которого лежит в гидротермальной активности на границе ядра и мантии. Согласно новому исследованию, основанному на данных Кассини, которые он получил до погружения в атмосферу Сатурна 15 сентября, данная активность, вероятно, может длиться уже достаточно длительный период времени. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, дает надежду на то, что под поверхностью Энцелада может существовать жизнь.

Энцелад в разрезе, гейзеры
Демонстрация вероятной гидротермальной активности, которая вызывает гейзеры на поверхности спутника.
NASA/JPL

Годами предполагалось, что за формирование океанов ответственны приливные силы (те же, что вызывают приливы и отливы на Земле), но расчёты показывали, что выделяемого тепла оказывается недостаточно для существенного нагрева больших объемов воды. В новом исследовании ученые провели компьютерную симуляцию и обнаружили, что для объяснения наблюдений Кассини, ядро спутника должно быть сформировано из легко деформируемой, пористой породы. Такое ядро может «впитать» в себя некоторое количество воды, которая впоследствии будет нагрета трением окружающей породы, деформируемой под воздействием приливных сил Сатурна. Когда жидкость нагревается достаточно, она устремляется вверх из-за большой разницы температур, что и вызывает плавление поверхностного слоя льда и возникновение гейзеров, часть воды из которых впоследствии оседает в кольцах планеты. Исследовательская группа пришла к выводу, что ядро Энцелада может поддерживать внутренний океан уже несколько миллиардов лет.

Аккреция материи молодыми звездами

Разрешающей способности современных телескопов недостаточно для того, чтобы говорить о ранних этапах процесса звездообразования основываясь лишь на данных, полученных путем прямого наблюдения. Новое исследование, в основе которого лежат лабораторные эксперименты, может объяснить почему рентгеновское излучение у молодых звезд значительно слабее ожидаемого. Жюльен Фукс (Julien Fuchs) и его коллеги из Политехнической школы в Париже воссоздали процесс формирования звезды в лаборатории. Они направили узкий поток разогретой лазером плазмы на поверхность твердого тела в присутствии сильного магнитного поля. Эксперимент показал, что молодые звезды могут удерживать излучение в «коконе», образующемся в результате активного поглощения вещеста.

Молодая звезда V1331 Cyg
Молодая звезда V1331 Cyg, запечатленная телескопом Хаббл, находящаяся в стадии формирования.
ESA/Hubble, NASA, Karl Stapelfelldt/GSFC/B. Stecklum/A. Choudhary

Чтобы провести симуляцию аккреции реальной звезды, ученые направляли потоки плазмы толщиной в 1 миллиметр, разогнанные до скорости в 2,7 миллиона км/ч на цели, сделанные из пластика и тефлона. Так как имитация огромной площади, над которой происходит поглощение вещества в рождающейся звезде, невозможна по понятным причинам, ученые прибегли к созданию чрезвычайно мощного магнитного поля в 20 тесла (примерно в 400 000 раз сильнее, чем у Земли). Когда потоки плазмы поражают такую цель, «мы видим плотную оболочку или кокон, возникающую в месте столкновения», – говорит Фукс. Исследователи считают, что это может служить хорошим объяснением пониженного рентгеновского излучения звезд, находящихся на стадии формирования.

Звезда, которая не хотела умирать

Мощный взрыв, известный как сверхновая, обычно означает смерть звезды. Но 8 ноября 2017 года астрономы объявили о сверхновой, которая взорвалась несколько раз за последние 50 лет. Возможно, это врыв самой массивной звезды из тех, что нам доводилось наблюдать; теоретически он может быть вызван встречей материи и антиматерии в ядре звезды. Исследование, посвящённое этому событию, опубликовано в журнале Nature, подробности по ссылке.

В сентябре 2014 года телескоп возле Сан-Диего, входящий в программу Intermediate Palomar Transient Factory, обнаружил взрыв сверхновой. Звезда получила обозначение iPTF14hls и согласно проведенному спектральному анализу была отнесена к типу II-P. Как и ожидалось, сверхновая начала исчезать. Обычно все событие занимает по времени около 100 дней, но несколько месяцев спустя астрономы из обсерватории Las Cumbres заметили, что iPTF14hls опять набирает яркость. Сверившись с архивными данными ученые обнаружили, что в 1954 году в том же регионе уже взрывалась сверхновая. Расчёты показали, что с вероятностью от 95 до 99% – это та же самая звезда, каким-то образом ей удалось пережить первый взрыв.

Уровень яркости iPTF14hls за 2 года
Сверхновая iPTF14hls существенно меняла яркость не менее 5 раз в течение 2 лет.
LCO/ S. Wilkinson/ CarnegieScience.edu

На данный момент ученые предполагают, что iPTF14hls самая массивная из звезд, чьи взрывы мы наблюдали ранее, как минимум в 50 раз тяжелее Солнца. Вероятно, масса звезды и является ключом к ее странному поведению. Согласно теории, ядра столь массивных звезд становятся настолько горячими, что энергия превращает вещество в антивещество. Это приводит к первому взрыву, который срывает верхние слои, но оставляет ядро в целости. Процесс образования антивещества может повториться спустя десятилетия и привести к финальному взрыву и коллапсу звезды в черную дыру. Теория еще далека от совершенства, а iPTF14hls все еще остается яркой, спустя три года после взрыва.