Новости космических телескопов: Хаббл, Джеймс Уэбб, Чандра и другие

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» готовят к исследованию объектов в Солнечной системе

Космический телескоп James Webb («Джеймс Уэбб») не только поможет заглянуть во времена юной Вселенной, но также откроет путь к детальному изучению закоулков нашей Солнечной системы. Этот удивительный инструмент умеет захватывать относительно близко расположенные и быстро движущиеся объекты. Не так давно этот механизм был успешно проверен на небольшом астероиде 6481 Tenzing («Тенцинг») в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Планетологи давно планируют исследования планет, лун, комет и астероидов нашей системы с помощью «Уэбба». В первый год работы телескопа на исследование объектов в Солнечной системе будет отдано до 7 % рабочего времени. Телескоп с помощью инфракрасных камер и двух своих спектрометров будет исследовать кольца Сатурна, луны Юпитера, далёкие Уран и Нептун и многое-многое другое, куда не дотянулись автоматические зонды. Например, астрономов очень интересуют подлёдные океаны Европы, спутника Юпитера. Спектрометры «Джеймса Уэбба» способны будут провести анализ газовых выбросов из расщелин и трещин на его поверхности.

«Для подготовки к предстоящим наблюдениям за Солнечной системой Webb успешно завершил свой первый тест по отслеживанию движущегося объекта!», — сообщила команда телескопа в своей лента Twitter.

В настоящий момент телескоп «Джеймса Уэбб» проходит проверку научных приборов — двух спектрометров и двух инфракрасных камер. Зеркало и оптическая системы телескопа полностью сфокусированы, и полученная резкость превышает все смелые ожидания. Научная работа телескопа начнётся в конце июня или в июле. План научной работы на первый год уже утверждён. Телескоп начнёт следить за ближайшими к нам галактиками и галактическими объектами. Разрешения телескопа должно хватить для того, чтобы заглянуть во времена образования первых звёзд и галактик — так далеко человек ещё не смотрел.

Телескоп «Хаббл» заглянул в таинственное «игольное ушко» карликовой спиральной галактики NGC 247

NASA опубликовало новое изображение карликовой спиральной галактики под именем Игольное ушко, официально называемой NGC 247 или Caldwell 62 — довольно небольшой в сравнении с Млечным Путём. Данная галактика интересна тем, что в ней есть «отверстие» (относительно пустая часть на фото), представляющее загадку для астрономов.

По данным NASA, в этой «пустой» части галактики мало газа, поэтому материала для формирования звёзд тоже немного. «Поскольку формирование звёзд в этой зоне прекратилось, в пустоте расположены старые, слабые звёзды. Учёные не знают, как сформировалась такая странная структура, но результаты исследований косвенно свидетельствуют о гравитационных взаимодействиях с другой галактикой в прошлом», — сообщает NASA.

«Отверстие» — не единственная загадка галактики. За её диском, по космическим меркам расположенным относительно близко от Земли — в 11 млн световых лет, можно разглядеть более мелкие и отдалённые галактики, которые астрономы тоже хотели бы изучить. По их словам ярко-красные зоны свидетельствуют о газопылевых скоплениях большой плотности, а ближе к краю галактики происходит активное формирование звёзд. Кроме того, на переднем плане имеется чрезвычайно яркая звезда.

Более того, в сердце галактики находится крайне интенсивный источник рентгеновского излучения, но пока неизвестно, чем оно генерируется. Возможно, это чёрные дыры относительно небольшой массы, поглощающие огромное количество газа. Или, среднемассивные чёрные дыры, при этом более лёгкие, чем огромные чёрные дыры в центрах большинства галактик.

Независимые исследования галактики с регистрацией невидимых человеческому глазу оттенков цвета — в частности, рентгеновского излучения с помощью космической обсерватории Чандра (NASA), позволяют предположить, что рентгеновское излечение испускается диском чёрной дыры средней массы. Для того, чтобы определить, что происходит на самом деле, потребуются дополнительные работы.

Китай намерен создать телескоп для поиска инопланетной жизни на расстоянии до 32 световых лет от Земли

В Китае разрабатывается целый ряд проектов, которые помогли бы ответить на вопрос об уникальности или массовом распространении биологической жизни во Вселенной. Один из таких проектов предполагает поиск с помощью космического телескопа двойников Земли вокруг солнцеподобных планет в относительной близости к нашей звёздной системе. Если проект будет утверждён, подходящий телескоп может быть создан и выведен космос в 2027 году.

Китайские учёные отобрали около ста звёзд в кандидаты на поиски суперземель в их обитаемой зоне — там, где температуры умеренные и вода может находиться в жидкой форме. Все выбранные звёзды удалены от нас не дальше, чем на 32 световых года. Каждая из звёзд-кандидатов похожа по характеристикам на наше Солнце, чтобы считать вероятность возникновения жизни рядом с ними достаточно высокой (с учётом потока тепла, радиации, гравитации и других факторов).

На сегодняшний день теми или иными способами обнаружено свыше 5000 экзопланет (планет вне Солнечной системы). Большинство из них намного превышают размеры Земли и находятся вне пригодной для возникновения жизни зоне. Китайский проект Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES) позволит искать экзопланеты с массой Земли или несколько больше и находящихся на любой орбите. Почему это важно?

Сегодня астрономические средства наблюдения позволяют уверенно обнаруживать только те экзопланеты, которые пересекают диск звезды наблюдаемой системы. Это всего 0,5% из всех возможных орбит. Иначе говоря, планет может быть гораздо больше даже там, где они до сих пор не обнаружены. Помочь в их поиске должны тончайшие измерения положения звёзд в небе. Какой бы малой по сравнению со звездой ни была бы планета, она всё равно оказывает гравитационное воздействие на свою звезду.

Это значит, что звёзды с планетарными системами постоянно совершают в небе небольшие движения. Зафиксировав эти движения, можно достаточно точно рассчитать размеры невидимой с такого расстояния планеты и вычислить её орбиту. И эта орбита может быть практически любого наклонения по отношению к нашему полю зрения.

Новая лазерная методика измерения, положенная в основу телескопа CHES, будет обладать в 10 раз большей точностью, чем какая-либо современная система для подобных целей. Точность измерения такая, что система позволит с Земли различить перемещение объекта на Луне на один миллиметр. Если проект телескопа будет утверждён экспертами в этом году, в космос его смогут вывести через пять лет. Расположить телескоп CHES учёные планируют в точке Лагранжа L2 на удалении 1,5 млн км от Земли. Именно там сейчас находится телескоп «Джеймс Уэбб».

Телескоп CHES не единственный китайский проект по поиску признаков биологической жизни во Вселенной. Научное сообщество Китая изучает ещё как минимум три предложения, связанных с обнаружением экзопланет. Так, проект Earth 2.0 будет использовать семь телескопов для исследования экзопланет в галактике Млечный Путь, с транзитным подходом, аналогичным телескопу Kepler, но с полем зрения в 10 раз большим. Как и CHES, Earth 2.0 также должен пройти экспертизу в июне, и в случае одобрения его запуск запланирован на 2026–2027 годы.

На стадии концептуальной разработки находится проект Miyin, в рамках которого планируется использовать несколько небольших телескопов для поиска пригодных для жизни планет. Также есть очень амбициозный космический телескоп под названием HABITATS (HABItable Terrestrial planetary ATmospheric Surveyor). Этот аппарат с 6-метровой апертурой предназначен для обнаружения молекул воды, кислорода и озона в атмосфере экзопланет и должен начать работу в течение 15–20 лет.

Космический телескоп «Хаббл» помог уточнить скорость расширения Вселенной и добавил работы учёным

Три десятка лет работы орбитальной обсерватории «Хаббл» (Hubble Space Telescope) позволили с высокой точностью оценить скорость расширения нашей Вселенной. Это привело к появлению новых теорий в астрономии и физике, включая представление о тёмной энергии — неизвестной силе, расталкивающей материю во Вселенной. Казалось бы, что мы стали понимать, как устроен этот мир. Но это оказалось далеко не так.

Факт расширяющейся Вселенной открыт и изучается около ста лет. Одной из задач орбитального телескопа «Хаббл» было изучение «верстовых столбов» в космосе — сначала цефеид, а затем сверхновых типа Ia. Цефеиды и сверхновые типа Ia хорошо изучены с точки зрения физики процессов, что делает их своеобразными маяками во Вселенной. Астрономы легко и с высочайшей точностью могут определить расстояние до этих объектов и создать на основе этих данных карту Вселенной в динамике.

Изучение цефеид «Хабблом» позволило к середине 90-х годов прошлого века определить постоянную Хаббла с погрешностью чуть выше 10 %. Постоянная Хаббла — это коэффициент, который даёт возможность связать расстояние до объекта во Вселенной с его скоростью. На конец 90-х это число было 72 км/с плюс-минус 8 км/с. на мегапарсек. После модернизации камер на «Хаббле» к 2010 году начались новые измерения, часть которых проводило объединение SH0ES. Группа заново проанализировала все данные «Хаббла» за более чем 1000 орбит и провела новые измерения — всего около 40 сверхновых типа Ia.

Группа SH0ES почти удвоила число «верстовых столбов» в наблюдаемой Вселенной, что позволило уточнить значение постоянной Хаббла до почти 1 % погрешности или до 73 км/с плюс-минус 1 км/с. на мегапарсек. Астрономы уверены, что ошибки быть не может и в этом есть проблема.

Дело в том, что проект «Планк» по наблюдению реликтового космического микроволнового фона, оставшегося от событий во Вселенной 13,8 миллиардов лет назад, выдаёт иное значение постоянной Хаббла в ранней Вселенной, а именно 67,5 км/с плюс-минус 0,5 км/с на мегапарсек. Обе цифры получены из наблюдаемых данных и с высокой вероятностью отображают верный результат. Это означает, что физика процессов в ранней Вселенной и нашей заметно отличается, но пока этому нет объяснения. Для учёных подобные противоречия — это самое захватывающее в науке, вызов, на который необходимо ответить силой разума.

Одно из зеркал космической обсерватории NASA «Джеймс Уэбб» пережило удар крупного микрометеороида

Новая мощная космическая обсерватория NASA — телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) в конце мая пережила удар микрометеороида большего размера, чем ожидали учёные. Пострадал один из 18 основных сегментов зеркала телескопа. Хотя космическому агентству придётся скорректировать искажения, вызванные ударом, по мнению учёных, телескоп всё ещё вполне функционален и демонстрирует показатели на уровне, «превышающем все требования к миссии».

JWST представляет собой проект нового поколения и предназначен для исследования космического пространства, включая самые далёкие галактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва. На реализацию проекта NASA потребовалось 20 лет и порядка $10 млрд, а в декабре 2021 года телескоп наконец отправился в космос и начал функционировать на расстоянии более миллиона километров от Земли.

С момента запуска обсерватория подверглась ударам как минимум четырёх микрометеороидов, но их размер вполне соответствовал ожиданиям и требованиям к безопасности, предусмотренным NASA при проектировании. Обычно микрометеороид представляет собой частицу размером менее песчинки, но вариант, поразивший зеркало в мае, оказался значительно больше. Инцидент произошёл между 23 и 25 мая, и оказал «слабо выявляемый эффект» на передаваемые данные — инженеры продолжают анализировать последствия воздействия.

В NASA ожидали, что «Джеймс Уэбб» будет бомбардироваться космическими частицами — они довольно часто встречаются в пространстве и агентство при проектировании позолоченных зеркал предполагало возможность того, что время от времени телескоп будет подвергаться воздействиям микрочастиц, ультрафиолета и космической радиации. Тем не менее при моделировании подобных ситуаций на Земле не рассчитывали на удар фрагмента такого размера.

В арсенале инженеров NASA имеется возможность управлять «маневрированием» зеркала и инструментов JWST для того, чтобы избежать возможных потоков космического мусора. Впрочем, данный микрометеороид не был частью потока, поэтому обнаружить его было бы чрезвычайно трудно. Известно, что сейчас формируется команда инженеров, которая будет искать способы избежать эффектов от воздействия микротел таких размеров. Кроме того, косвенно сверхчувствительный «Джеймс Уэбб» поможет оценить, насколько много микрометеороидов находится в глубоком космосе.

Инженеры уже приняли меры к тому, чтобы нивелировать искажение получаемых данных, вызванное неожиданным воздействием, и будут работать в этом направлении и в дальнейшем. Тем не менее в NASA отмечают, что специалистам не удастся свести к нулю последствия удара.

В отличие от телескопа «Хаббл», который предназначался для эксплуатации на земной орбите с периодическим обслуживанием и ремонтом с помощью сервисных команд, «Джеймс Уэбб» изначально проектировался, как более прочная и автономная конструкция — его посещение земными командами пока невозможно, поэтому в случае поломок и повреждений придётся искать дистанционные способы восстановить работоспособность обсерватории. В частности это означает, что телескоп будет использовать повреждённое зеркало в течение всей миссии. Также в NASA допускают, что объект ещё неоднократно будут бомбардировать фрагменты космического мусора.

Тем не менее, попадание по зеркалу не повлияло на расписание наблюдений. После длительной калибровки команда должна представить первые полноцветные изображения 12 июля.

Обсерватория «Спектр-РГ» осмотрела четверть Млечного Пути
Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) сообщает о том, что телескоп ART-XC им М.Н.Павлинского на борту космической обсерватории «Спектр-РГ» осмотрел четверть нашей галактики Млечный Путь.

Напомним, что запуск аппарата «Спектр-РГ» был успешно осуществлён в июле 2019 года. Обсерватория несёт на борту два рентгеновских телескопа с оптикой косого падения — eROSITA и ART-XC, которые созданы в Германии и России соответственно.

Главная задача аппарата — построение самой детальной карты нашей галактики в жёстких рентгеновских лучах и наблюдения наиболее интересных областей неба и отдельных источников.

Как сообщается, по состоянию на 12 июня нынешнего года аппарат «Спектр-РГ» проинспектировал немногим более четверти галактической плоскости — самого богатого участка рентгеновского неба. Наблюдения велись преимущественно в северном полушарии, а сейчас продолжается сканирование в южном полушарии.

Чёрным показан «вид сверху» на галактику, хорошо видна центральная часть и спиральные рукава. Красным показана область, наблюдающаяся телескопом ART-XC, синим — границы рекордного на сегодня обзора астрофизической обсерватории «Интеграл» (ESA) / Источник изображения: ИКИ РАН
«Чувствительность текущего обзора такова, что для источников со светимостью 5 × 1034 эрг с-1 галактику видно "насквозь", вплоть до самого далёкого края от Солнца — это примерно 25 килопарсек или 80 тысяч световых лет. Такой уникальный обзор позволит найти и исследовать множество новых, слабых источников, которые не удалось "разглядеть" в других обзорах галактической плоскости в жёстком рентгене», — отмечается в публикации.

Зафиксированы магнитные катаклизмические переменные, симбиотические рентгеновские двойные, слабые рентгеновские системы с молодыми голубыми звёздами-гигантами, рождающиеся светила и другие объекты. Впереди предстоит глубокий обзор оставшихся трёх четвертей галактики, наблюдения ближайших к нам галактик Магеллановы Облака, скоплений галактик и пр.

Космический телескоп Gaia помог создать самую подробную карту Млечного Пути и позволил изучить историю галактики

Космический телескоп Gaia Европейского космического агентства (ESA) помог астрономам создать самую полную карту нашей галактики — Млечного Пути. С момента запуска в 2013 году с помощью аппарат было получено три набора данных, содержащий информацию о расположении, скорости и траектории движения примерно 2 млрд звёзд. Благодаря этому астрономы могут не только видеть галактику в её нынешнем состоянии, но и смоделировать её облик на миллиарды лет в прошлое или будущее.

Хотя Gaia не так известен, как другие космические телескопы, такие как Хаббл или Джеймс Уэбб, именно он произвёл настоящую революцию в изучении Млечного пути и позволил значительно продвинуться в понимании эволюции галактики. Последний набор данных Gaia включает в себя новую информацию о химическом составе, температуре звёзд, их цвете, массе, скорости движения и др. Кроме того, в набор данных включена информация о множестве двойных звёзд, астероидов, спутников планет, а также галактиках и квазарах за пределами Млечного Пути.

Космический телескоп оптического диапазона Gaia располагает в точке Лагранжа L₂ системы Земля-Солнце на расстоянии в 1,5 млн км от нашей планеты. Он вращается вокруг Солнца синхронно с нашей планетой, которая защищает его от бликов. Аппарат шириной 2,3 метра оснащён 10-метровым солнцезащитным экраном. Для наблюдений используются два имеющихся в конструкции телескопа. Основным научным инструментом является огромный цифровой сенсор из 106 отдельных CCD-матриц размером 4,7 × 6 см каждая. Общее разрешение сенсора составляет 938 млн пикселей. Телескопы проецируют улавливаемый свет на сенсор, а для разделения изображений задействована цифровая обработка.

Помимо телескопов в конструкции Gaia размещены синий и красный фотометры, позволяющие измерять яркость и цвет наблюдаемых звёзд. Благодаря этому астрономы могут определить температуру, массу, возраст и химический состав звёзд. Ещё аппарат оснащён прибором для измерения радиальных скоростей, который показывает, как звёзды движутся к телескопу или от него. Спектрометр также измеряет поглощаемый звёздами свет, что помогает узнать больше об их химическом составе.

Gaia видит около 2 млрд наиболее ярких звёзд, но это лишь около 1 % от их общего количества в галактике. Однако с помощью специальных алгоритмов и большого количества научных данных астрономам удалось составить карту Млечного Пути. Ежедневно Gaia передаёт на Землю от 20 до 100 Гбайт данных. Прежде чем они попадают в руки научного сообщества, Консорциум по обработке и анализу данных Gaia, состоящий из более чем 400 исследователей и инженеров из шести суперкомпьютерных центров Европы, тратит годы на обработку, калибровку и проверку получаемой от телескопа информации. По данным Немецкого аэрокосмического центра, окончательный каталог данных миссии Gaia будет состоять из более чем петабайта данных, которые, если их распечатать на бумажных листах, можно сложить в стопку высотой около 100 км.

«Это то же самое, как если бы вы пытались определить форму здания, находясь внутри него. Чтобы понять форму галактики, нужно знать, где находятся отдельные звёзды. Но звёзды находятся очень далеко друг от друга, и для фиксации их положения в трёх измерениях требуется чрезвычайно высокая точность», — рассказал один из участников проекта Йос де Брюйне (Jos de Bruijne).

Каждый набор данных Gaia сопровождается пометкой «лучшая карта Млечного Пути на сегодняшний день», и так будет впредь, поскольку данные становятся более точными. В поле зрения аппарата попадают всё более отдалённые звёзды, за счёт чего астрономы получают новые данных о них. Gaia также считается создателем галактической археологии. С помощью сложных алгоритмов учёные просеивают данные миссии в поисках закономерностей в движении звёзд. Поскольку объекты в космосе подчиняются законам физики, астрономы могут смоделировать, как Млечный Путь выглядел миллиарды лет назад или как галактика будет выглядеть через миллиарды лет.

звёзд (изменения положения на небе), а также карта химического состава звёзд / Источник изображения: ESA / Gaia / DPAC

Постепенно астрономы собирают воедино историю Млечного Пути, находя свидетельства древних столкновений, в результате которых массивная спиральная галактика с примерно 200 млрд звёзд приобрела нынешний облик. Учёные установили, что около 10 млрд лет назад зарождающийся Млечный Путь столкнулся с другой галактикой. Остатки этой галактики, которая получила название Гайя-Энцелад, дали начало Млечного Пути.

Анализ данных Gaia также показал, что диск галактики искривлён и колеблется. Предполагается, что причиной этого могло стать столкновение с карликовой галактикой Стрелец. Астрономы рассчитывают узнать больше об этом благодаря дальнейшей обработке данных, получаемых от космического телескопа. Миссия Gaia продлится до 2025 года и учёные уверены, что впереди их ждут новые открытия.

Телескоп ART-XC космической обсерватории «Спектр-РГ» просканировал более четверти Млечного Пути
Несмотря на отключение немецкого телескопа eROSITA, размещённого на космической обсерватории «Спектр-РГ», российский телескоп ART-XC продолжает работать над составлением карты Млечного Пути. Согласно имеющимся данным, он уже успел просканировать более четверти галактики по обновлённой программе.

«Российский телескоп ART-XC имени М.Н. Павлинского, установленный на астрофизической обсерватории "Спектр-РГ", осмотрел чуть более четверти нашей Галактики», — говорится в сообщении «Роскосмоса».

Телескоп ежедневно передаёт массу данных, благодаря которым учёные регистрируют новые источники жёсткого рентгеновского излучения. Главная цель обсерватории «Спектр-РГ» заключается в составлении карты Вселенной, для чего осуществляется фотографирование в высоком разрешении всего неба в рентгеновском диапазоне. Всего планируется построить восемь карт, на составление каждой из которых потребуется полгода.

Напомним, обсерватория «Спектр-РГ» разработана специалистами НПО им. С.А. Лавочкина (входит в состав «Роскосмоса»). Проект реализовывался совместно с Германией в рамках Федеральной космической программы России по заказу РАН. На борту обсерватории находятся два телескопа: российский ART-XC и немецкий eROSITA. Ранее Германия уведомила об отключении своего телескопа по причине обострения ситуации на Украине. Однако в этом месяце глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин принял решение о восстановлении работы eROSITA, для чего может потребоваться несколько месяцев.

Китай создаст космический телескоп для поиска тёмной материи

Китай стремится стать пионером в исследовании тёмной материи — загадочной субстанции, составляющей порядка четверти массы-энергии Вселенной. Сегодня тёмную материю изучает гамма-телескоп NASA Fermi («Ферми»). Если проект китайского телескопа получит одобрение властей, то уже в начале 30-х годов на орбиту будет выведена установка с увеличенной на порядок чувствительностью к гамма-излучению.

Напрямую учёные не могут наблюдать тёмную материю, поскольку она слабо взаимодействует с обычным веществом, никак не реагирует на электромагнитное воздействие и не излучает в этом диапазоне. Учёные надеются обнаружить тёмную материю с помощью косвенных наблюдений, например, улавливая гамма-излучение.

Предполагается, что частицы тёмной материи как и обычные частицы сталкиваются во Вселенной со своими античастицами, что ведёт к аннигиляции и испусканию гамма-лучей различной интенсивности. Отслеживая энергию гамма-лучей, можно определить к каким событиям они относятся.

Проект китайского гамма-телескопа Very Large Area (VLAST) предлагает отслеживать спектр космического гамма-излучения в диапазоне от 0,3 гигаэлектронвольт до 20 тераэлектронвольт с беспрецедентным энергетическим разрешением. Искать тёмную материю будут три типа детекторов: сначала фильтруя гамма-частицы, затем определяя их траекторию и, наконец, оценивая энергию.

На подготовку к запуску гамма-телескопа весом не менее 16 т потребуется минимум 10 лет, сообщают разработчики проекта. Проект подан на рассмотрение регулятору в марте этого года.

Космический телескоп «Хаббл» запечатлел необычное шаровое звёздное скопление Ruprecht 106

Космический телескоп «Хаббл» продолжает делать впечатляющие снимки разных объектов Вселенной. На этот раз команда астрономов, работающая с телескопом, получила изображение шарового звёздного скопления Ruprecht 106, находящегося в нашей галактике Млечный Путь.

По данным учёных, большая часть звёзд упомянутого шарового скопления появилась примерно в одно и то же время. Отмечается, что в этом образовании присутствуют звёзды, обладающие уникальным химическим составом, за счёт чего они в значительной мере отличаются друг от друга. Астрономы предполагают, что такие звёзды образовались позже из газа и пыли, которые остались после образования звёзд первого поколения.

Редкие шаровые звёздные скопления, в которых большое количество звёзд связано гравитацией, вращающихся вокруг галактического центра в качестве спутника, чаще всего лишены таких особенностей. Обычно они заносятся в каталог как однополюсные скопления, в которых никогда не формировались звёзды второго или третьего поколения. Учёные надеются, что более детальное исследование Ruprecht 106 поможет обнаружить причины того, почему в этом скоплении присутствуют звёзды с отличающимся химическим составом.

Что касается самого скопления Ruprecht 106, то оно также известно как C 1235-509. Шаровое скопление располагается в нашей галактике Млечный путь на расстоянии около 69,1 тыс. световых лет от Земли в созвездии Центавра. Его впервые обнаружил чешский астроном Ярослав Рупрехт (Jaroslav Ruprecht) в 1961 году.

📺Пикник ТВ👍