Статьи в журнале «Sky & Telescope» 2024 г.

1. Моника Янг (Monica Young). «Галактический пузырь в космосе размером 1 миллиард световых лет» (Monica Young, Galaxies Outline Bubble 1 Billion Light-Years Wide in Space) (на англ.) том 147, №1 (январь), 2024 г., стр. 9 в pdf - 943 кб
   "Астрономы, составившие карту точных галактических расстояний, обнаружили тысячи галактик, образующих сферическую оболочку протяженностью в 1 миллиард световых лет. Получившая название Хо'Олейлана ("пробуждающий шепот")*, структура находится на расстоянии около 820 миллионов световых лет от нас, далеко за пределами сверхскопления Ланиакеа, которое охватывает галактику Млечный Путь, а также Местную группу, частью которой мы являемся. Р. Брент Талли (Гавайский университет) и его коллеги обнаружили в структуре при составлении карты 55 877 галактик в локальной Вселенной в рамках проекта, известного как Cosmicflows-4. (...) Возможно, скопление галактик сферической формы образовалось из-за гравитационного смешения материи. Однако Талли и его коллеги предполагают, что эта сферическая структура может быть отголоском огромных звуковых волн, которые распространялись по ранней Вселенной. Известные как барионные акустические колебания (BAO), эти волны пронизывали плазму, заполнявшую раннюю Вселенную. В конце концов ионы и электроны объединились, образовав нейтральный газ, но эффект выплескивания остался, отразившись на крупномасштабном распределении галактик. Команда Талли считает, что Хо'олейлана может быть одиночной рябью, застывшей в пространстве. Некоторые с этим не согласны, утверждая, что волны БАО накладывались друг на друга, что затрудняло их различение. (...) Талли и его коллеги утверждают, что единственный способ различить такую рябь - это если масса в центре ряби (в данном случае, сверхскопление Бутса) была исключительно плотной. Сценарий BAO можно было бы проверить, "взвесив" это сверхскопление, чтобы увидеть, достаточно ли в нем массы, чтобы породить собственную рябь".
   * "Посланный шепот пробуждения" = из гавайской песни Кумулипо о сотворении мира: Хо'олейлей ка лана а ка По улиули, "Из глубокой тьмы донесся шепот пробуждения".
   
2. Элизабет Фернандес. Темная энергия. Краткая история (Elizabeth Fernandez, Dark Energy. A Brief History) (на англ.) том 147, №2 (февраль), 2024 г., стр. 26-29 в pdf - 2,39 Мб
   "С начала 20-го века астрономы знали, что Вселенная расширяется, но будет ли она расширяться вечно? Или гравитация в конце концов сведет все это воедино в результате Большого сжатия? Для принятия решения просто не хватало данных. (...) хотя теория предполагала, что Вселенная действительно плоская, астрономы не видели достаточного количества материи, чтобы сделать это вывод. Без достаточного количества материи и, следовательно, гравитации, расширение продолжалось бы вечно. Таким образом, астрономы полагали, что определение того, сколько вещества существует на самом деле, может помочь сопоставить наблюдения с теорией и, таким образом, предсказать будущее нашей Вселенной. Чтобы ответить на эти важные вопросы, ученые обратились к взрывающимся белым карликам, которые приводят к образованию сверхновых типа Ia. Исследователи смогли рассчитать, насколько ярким становится такое событие, сравнить это с наблюдаемой яркостью и определить расстояние до него. Сопоставление расстояния с показателем того, насколько быстро галактика, в которой находится сверхновая, удаляется от нас (то есть с ее красным смещением), показывает скорость расширения в этот момент. (...) Планирование наблюдений за сверхновыми затруднено. Взрывы происходят редко, а их местоположение непредсказуемо. Чтобы избежать этих проблем, две группы ученых - космологический проект "Сверхновая" (SCP), соучредителем которого является [Сол] Перлмуттер [в настоящее время работает в Калифорнийском университете в Беркли), и команда по поиску сверхновых с высоким уровнем Z, возглавляемая Брайаном Шмидтом (в настоящее время работает в Австралийском национальном университете) и Николасом Сунцеффом (в настоящее время работает в Техасском университете A&M [University]) - мастерски скоординировал время работы нескольких телескопов по всему миру. (...) Две группы лихорадочно работали над поиском как можно большего количества жизнеспособных сверхновых, соревнуясь друг с другом. Одним из астрономов в команде High-Z был Адам Рисс (сейчас он работает в Университете Джона Хопкинса), который помогал анализировать поступающие данные. Если бы расширение Вселенной замедлялось из-за взаимного гравитационного притяжения многих галактик, то далекие сверхновые должны были бы быть относительно яркими. Но это не то, что обнаружил Рисс. Вместо этого далекие сверхновые были намного тусклее, чем ожидалось, - даже больше, чем ожидалось для открытой вселенной. (...) Команда SCP на самом деле получила тот же странный результат. (...) Они проверили, изменился ли способ эволюции сверхновых с течением космологического времени. Они проверили, есть ли там какая-то странная "серая пыль", которая рассеивает свет на всех длинах волн, затемняя далекие сверхновые, но сама по себе не обнаруживается. Они даже проверили, не искривила ли гравитация соседних галактик свет некоторых сверхновых таким образом, что он стал слабее. Или, возможно, в коде действительно была ошибка. Но если данные подтвердятся, то, по-видимому, возникнет выбор между двумя вариантами: либо Вселенная содержит отрицательное количество массы (что, очевидно, не соответствует действительности), либо что-то работает против гравитации, раздвигая космос на части со все большей скоростью. Идея о таинственной энергии, противодействующей гравитации, не нова. Альберт Эйнштейн предположил, что космологическая постоянная (обозначаемая как лямбда, Λ) может удерживать вселенную в неподвижном состоянии и препятствовать ее коллапсу под действием собственной гравитации. Однако, как только было обнаружено, что удаленные галактики удаляются друг от друга, Эйнштейн отказался от этой идеи. (...) В конце 1997 года Перлмуттер и его коллеги представили свою работу физикам из различных отделов. Желая быть осторожными, исследователи подчеркнули, что их результаты были предварительными. Но в конце одного из выступлений Перлмуттера встал физик Джоэл Примак (Калифорнийский университет в Санта-Крузе). Едва сдерживаясь, он объяснил всем присутствующим, что эти результаты были потрясающими, потому что они подразумевали существование космологической постоянной. (...) Обе команды по изучению сверхновых встретились снова в феврале [1998] на конференции. Перед притихшей аудиторией Алексей Филиппенко (Калифорнийский университет в Беркли) из команды по поиску сверхновых звезд с высоким уровнем Z заявил более простым языком, что у них есть доказательства: в космосе существует "антигравитация" - то, что мы сегодня называем темной энергией. (...) Открытие было названо Журнал Science назвал "Прорывом года", а члены обеих команд supernova были удостоены Нобелевской премии по физике за 2011 год. Оглядываясь назад, может показаться удивительным, что научное сообщество с таким рвением признало существование силы, получившей название темной энергии, хотя даже сейчас, 26 лет спустя, мы все еще не знаем, что это такое. Однако соглашение между двумя конкурирующими и чрезвычайно тщательными исследовательскими группами помогло этой идее получить признание. (...) Кроме того, вскоре после анонсов был разработан совершенно независимый метод, основанный на наблюдениях послесвечения Большого взрыва, известного как космический микроволновый фон, для подтверждения обоих предположений. низкая плотность материи во Вселенной и существование темной энергии. (...) Энергия, а не материя, управляет нашим космосом и его судьбой. Геометрия нашей Вселенной в настоящее время плоская, но это не значит, что она будет расширяться вечно. Темная энергия - это большая неизвестность, в том числе то, как она будет развиваться со временем. Вселенная может продолжать ускоряться или, если темная энергия окажется изменчивой, она может снова схлопнуться".
   
3. Хавьер Барбузано. Hope на Марсе (Javier Barbuzano, Hope at Mars) (на англ.) том 147, №2 (февраль), 2024 г., стр. 12-19 в pdf - 4,02 Мб
   "9 февраля 2021 года на орбиту Марса прибыл новый космический аппарат. (...) Он принадлежал Объединенным Арабским Эмиратам, небольшому государству на Аравийском полуострове, у которого семью годами ранее даже не было космического агентства. (...) Миссия Эмиратов на Марс (EMM), также называемая "Аль-Амаль", или "Надежда", был разработан для получения всестороннего представления об атмосфере Марса и ответа на конкретные вопросы о марсианском климате и погоде. (...) Эмиратцы не хотели просто копировать то, что другие делали в прошлом - они хотели создать новые научные разработки, которые привели бы к научному прогрессу и международному сотрудничеству. (...) В то время как другие космические аппараты на Марсе и вокруг него предоставили возможность крупным планом наблюдать за этими [погодными] процессами [и скоростью покидания Марса], разработка глобального видения, объединяющего наблюдения как за верхними, так и за нижними слоями атмосферы, была сложной задачей. (...) В ходе миссии, первоначально запланированной на целый марсианский год, исследователи ежедневно наблюдали за атмосферой в целом и отслеживали, как она менялась от сезона к сезону. (...) Чтобы получить это глобальное представление, Hope вращается вокруг Марса по эллиптической орбите на большой высоте в пределах от 20 000 до 43 000 км. Оттуда он может видеть всю атмосферу, включая поток частиц, улетающих в космос. Поскольку Марс вращается немного быстрее, чем Hope, приборы аппарата могут наблюдать за изменением глобальных погодных условий. Эта информация помогает составить полную картину марсианской атмосферы (...) Чтобы сэкономить время и свести к минимуму риски, эмиратские ученые решили перестраховаться и придерживаться того, что срабатывало в прошлом. Они наладили сотрудничество с международными партнерами по передаче знаний, как они их называют, которые могли бы научить их делать что-то новое. (...) Для EMM Космическое агентство ОАЭ сотрудничало с Университетом Колорадо в Боулдере и Университетом штата Аризона и Калифорнийского университета в Беркли для разработки космического аппарата и его приборов, включая многих исследователей из США, входящих в научную команду миссии (...) Кроме того, вместо новых приборов, разработанных с нуля, приборы наблюдения на борту Hope представляют собой обновленные версии предыдущих приборов, успешно использовавшихся в других космических миссиях. (...) EMM завершила свой первый год научных наблюдений за Марсом в апреле 2023 года, и ученым еще предстоит обобщить все результаты своих сезонных наблюдений. Однако это уже дало новое представление о том, как устроена марсианская атмосфера. (...) EMM обеспечивает глобальное представление о распределении пыли, облаков и водяного пара в любое время суток и в любое время года, причем одновременно для верхних и нижних слоев атмосферы, что важно для понимания того, как эти слои связаны между собой. Это особенно важно для понимания того, как вода из нижних слоев атмосферы переносится в верхние слои атмосферы, где она может распадаться и улетучиваться. (...) Исследователи Hope используют прибор EXI [Emirates Exploration Imager] для наблюдения за облачностью на Марсе в течение дня, почти как метеорологический спутник. Они заметили, что ледяные облака, как правило, образуются ранним утром в низких широтах, постепенно рассеиваясь к полудню. (...) Однако современные климатические модели не очень хорошо учитывают влияние облаков. Исследователи надеются, что новые данные помогут им усовершенствовать эти модели. (...) Одним из самых удивительных достижений EMM на данный момент является новое понимание марсианских полярных сияний, включая открытие нового вида. (...) У Марса нет глобального магнитного поля, но у него все еще есть атмосфера, которая может взаимодействовать с солнечным ветром. (...) Другие орбитальные аппараты ранее фиксировали несколько подобных явлений, но "Хоуп" - первый, кто представил глобальную картину. (...) Орбитальный аппарат обнаружил третий [вид полярных сияний]: змееподобные полярные сияния, которые простираются на многие тысячи километров от дневной стороны в северном полушарии до ночной. Эти извилистые дискретные полярные сияния, как их назвали исследователи, по-видимому, формируются вдали от магнитных полей земной коры. Они возникают как на закате, так и на рассвете, но в сумерках они в два раза чаще. (...) Широкая орбита "Хоуп" вокруг Марса предоставила уникальную возможность совершить облет внешнего спутника Марса, Деймоса. (...) Самое близкое сближение произошло 10 марта 2023 года, когда космический аппарат находился всего в 103 км от поверхности Деймоса. (...) "Хоуп" смог нанести на карту снимок почти всей луны с разрешением 10 метров на пиксель. Это также позволило нам впервые взглянуть на обратную сторону Деймоса. (...) Происхождение естественных спутников Марса - Фобоса и Деймоса - активно обсуждалось (...) некоторые исследователи утверждают, что они могли быть захваченными космическими камнями, которые давным-давно застряли на марсианской орбите. Однако захваченному астероиду очень трудно выйти на почти идеальную круговую орбиту, как это происходит с обеими лунами. (...) Хоуп раскрыл две важные вещи о составе Деймоса. С одной стороны, на Луне отсутствуют минералы, богатые углеродом, что не соответствует астероидам типа D. (...) С другой стороны, инфракрасный спектр поверхности Деймоса кажется похожим на базальт, вулканическую породу, в изобилии встречающуюся на Марсе. Эти данные противоречат сценарию захвата. (...) Научные результаты миссии EMM - это лишь часть амбициозного плана ОАЭ по развитию как в космосе, так и на земле. В space заявили о желании колонизировать Марс к 2117 году. На земле они используют свою космическую программу для продвижения научной карьеры среди молодежи, стремясь увеличить научные достижения и технологический потенциал страны".
   
4. Дэн Фальк. Новый трехмерный атлас космической истории (Dan Falk, The New 3D Atlas of Cosmic History) (на англ.) том 147, №2 (февраль), 2024 г., стр. 20-25 в pdf - 4,12 Мб
   "телескоп Николаса У. Мэйалла [на вершине Китт-Пик в Аризоне] (...) является основой амбициозного проекта под названием "Исследование спектроскопического прибора темной энергии" (DESI) - пятилетней попытки составить трехмерную карту Вселенной и получить самую четкую картину космической истории на сегодняшний день. DESI (...) получил свое название от таинственной силы, открытой всего четверть века назад, которая, по-видимому, заставляет Вселенную расширяться с ускоренной скоростью. Ученые назвали эту силу темной энергией, как своего рода вместилище; на данный момент никто точно не знает, что это такое и какую роль оно играло на протяжении почти 14 миллиардов лет истории Вселенной. (...) Поскольку DESI - это спектроскопический инструмент, он показывает не только расположение галактик на небе, но и их движение к нам или от нас [путем измерения их красного смещения]. (...) Благодаря этой корреляции астрономы DESI могут составить карту крупнейших структур Вселенной в различные эпохи космической истории. Наряду с гравитацией и темной энергией, есть и третий фактор, который усложняет картину: галактики получают помощь от темной материи, неизвестного вещества, которое также оказывает гравитационное воздействие, настолько сильное, что удерживает огромные скопления вместе (...) Чтобы понять космическую историю, ученым необходимо распутать связи темной энергии отталкиваясь от гравитационного притяжения, принимая во внимание, что часть этого притяжения исходит от невидимой темной материи. Данные DESI помогут исследователям разделить эти конкурирующие влияния. (...) Благодаря широкому полю обзора [чуть более 3°] DESI может регистрировать тысячи галактик одновременно; в настоящее время он собирает около 100 000 спектров за ночь. (...) его "армия роботов" состоит из 5000 миниатюрных автоматических манипуляторов, которые направляют поступающий свет от каждой галактики на один из 10 идентичных спектрографов по волоконно-оптическим кабелям, по одному волокну на галактику. После получения спектров всех галактик на определенном участке неба телескоп переходит к следующему участку (...) На момент публикации [в конце 2023 года] DESI уже внес в каталог красные смещения более 26 миллионов галактик и квазаров - больше, чем за все предыдущие исследования, вместе взятые. (...) Первые результаты были получены в результате анализа 2480 снимков, сделанных на почти 2 миллионах объектов (...) Самым захватывающим из всех результатов было точное измерение барионных акустических колебаний (БАО). (...) Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва материя и свет разделились, что позволило фотонам перемещаться свободно. Вселенная стала прозрачной для света, но больше не пропускала звук. Эти первичные звуковые волны "застыли" на месте. (...) может показаться, что расстояние между ними [любыми двумя галактиками] должно быть совершенно случайным. Но благодаря отпечатку БАО, теперь у них есть небольшое преимущество в том, что они разделены определенным образом. Наилучшая оценка этого расстояния, основанная на размере неоднородностей, наблюдаемых в космическом микроволновом фоне (CMB), составляет около 450 миллионов световых лет. (...) График [измерений DESI, представленных в апреле 2023 года] показывает характерный пик на расстоянии около 450 миллионов световых лет. "Этот "скачок" - именно то, что мы искали", - говорит представитель DESI. (...) Команда DESI утверждает, что обнаружение BAO имеет уровень достоверности пять сигм, что означает, что существует только один шанс на миллион, что корреляция является статистической случайность. Поскольку отпечаток БАО начинался с определенного физического размера и увеличивался по мере расширения Вселенной, его можно использовать для отслеживания скорости расширения Вселенной в различные периоды ее истории. (...) Остается открытым вопрос о том, что же на самом деле представляет собой темная энергия. Самое простое предположение было выдвинуто Эйнштейном в 1917 году - идея о том, что кажущееся пустым пространство содержит небольшое количество энергии. Но что, если сила темной энергии меняется в течение чрезвычайно длительных периодов времени? (...) На данный момент результаты DESI, по-видимому, согласуются с наиболее широко принятой космологической моделью, в которой Вселенная содержит неизменную космологическую постоянную наряду с холодной темной материей (так называемая модель ACDM). (...) Общая теория относительности Эйнштейна предоставляет более сложную версию этого закона [закона всемирного тяготения Ньютона], но она сохраняет основы Ньютона, по-прежнему рассматривая гравитацию как силу 1/r². Но что, если гравитация ведет себя по-разному на космологических расстояниях? На протяжении десятилетий исследователи выдвигали различные альтернативные теории гравитации, обычно объединяемые под названием "модифицированная гравитация", с предлагаемыми изменениями формулы 1/r². Если одна из этих теорий модифицированной гравитации окажется верной, то это будет означать переосмысление как темной энергии, так и темной материи. На самом деле, они могут стать ненужными. Однако пока нет доказательств того, что общая теория относительности требует доработки. Космическую историю можно рассматривать как перетягивание каната между гравитацией и темной энергией. Если гравитация победит, Вселенная может в конечном итоге сжаться в результате обратного Большого взрыва, известного как "Большой хруст". Если темная энергия окажется сильнее, Вселенная будет продолжать расширяться вечно, все быстрее и быстрее, становясь все темнее и холоднее".
   
5. Моника Янг. Как называются астероиды? (Monica Young, How Are Asteroids Named?) (на англ.) том 147, №3 (март), 2024 г., стр. 74-75 в pdf - 1,60 Мб
   "В Солнечной системе миллионы астероидов. (...) Функционально астероид - это небольшое скалистое тело, обращающееся вокруг Солнца. По сути, это остатки планетарного образования, которое произошло в Солнечной системе 4,6 миллиарда лет назад. Большинство из них мало изменились за прошедшие эпохи, хотя могут быть изменены в результате столкновений и солнечного нагрева. Технически определить понятие "астероид" несколько сложнее, поскольку, как ни странно, Международный астрономический союз (МАС) так и не предложил точного определения. (...) Большинство известных астероидов вращаются вокруг Солнца в так называемом главном поясе, который находится между орбитами Марса и Юпитера, на расстоянии 2,2-3,2 астрономических единиц от Солнца. (...) Небольшие объекты находятся гораздо дальше от Солнца, вблизи орбиты Плутона и за ее пределами, имеют скорее ледяные, чем скалистые композиции. Но все они также получают обозначения, соответствующие правилам для астероидов. (...) В канун Нового 1801 года Джузеппе Пиацци составлял каталог слабых звезд созвездия Тельца, когда наткнулся на Цереру 1 (ныне классифицируемую как карликовая планета). Годом позже Вильгельм Ольберс обнаружил 2-й астероид - Палладу (...) К 1868 году наблюдатели визуально обнаружили около 100 астероидов. Благодаря развитию фотографии к концу 20-го века число открытий увеличилось до сотен в год. Сейчас это число исчисляется тысячами. Конечно, приток новых находок означал, что астрономам необходимо было найти способ классифицировать их. Первоначально первооткрыватели называли астероиды, как правило, в честь женских греко-римских божеств, таких как вышеупомянутые Церера, Паллада, Юнона и Веста. К 1850-м годам редакторы Astronomische Nachrichten начали присваивать номера новым открытиям. (...) Начиная с 1892 года появилась новая схема, и МАС использует ее по сей день. Вот как это происходит: сначала происходит открытие, которое влечет за собой по меньшей мере две ночи наблюдений за новым объектом. Наблюдатель представляет их в Центр малых планет МАС, который присваивает предварительное обозначение в соответствии с определенным форматом: (...) Это обозначение является заполнителем, используемым для идентификации объекта, в то время как проводятся дополнительные наблюдения для определения его орбиты. (...) Как только орбита определена, Центр малых планет присваивает ей порядковый номер. На момент публикации в прессе эти цифры (начиная с 1 Цереры) достигали 640 000! (...) Как только орбита астероида будет хорошо известна, первооткрыватель может предложить название Рабочей группе МАС по номенклатуре малых тел. Его правила просты и оставляют большой простор для творчества. (Примечание: название астероида нельзя купить!) На сегодняшний день 24 534 астероида получили имена, некоторые в честь влиятельных людей, таких как 5102 Бенфранклин (...), другие в честь древних богов, таких как 433 Эрос и 99942 Апофис. (...) Другие, такие как 13681 Монти Пайтон и 88705 Картофель, сочетают в себе культурную узнаваемость с некоторой причудливостью. Однако не у каждого первооткрывателя хватает времени назвать свой астероид. Международный астрономический союз (IAU) ограничивает право первооткрывателя на присвоение имени астероиду в течение 10 лет с момента присвоения астероиду номера. По истечении этого срока Рабочая группа Международного астрономического союза (IAU) может присваивать имена из списка представленных материалов. Учитывая всплеск открытий в последние десятилетия, более 600 000 астероидов все еще могут получить названия".
   
6. Дэвид Л. Чандлер. Что ждет Хаббл дальше? (David L. Chandler, What's Next for Hubble?) (на англ.) том 147, №3 (март), 2024 г., стр. 12-17 в pdf - 3,83 Мб
   "В эпоху Уэбба [космического телескопа Джеймса Уэбба], какую важную роль все еще должен играть Хаббл - и после более чем трех десятилетий пребывания в космосе, как долго он еще сможет продержаться? За последние два года стареющий телескоп по меньшей мере полдюжины раз временно приостанавливал научную деятельность из-за проблем с блоком обработки данных, гироскопами и системой наведения солнечных панелей. Каждый из этих безопасных режимов переводил обсерваторию в автономный режим - иногда на несколько недель - и заставлял операторов изменять расписание наблюдений. Некоторые запланированные наблюдения были потеряны. И все же, по словам тех, кто руководит операциями "Хаббла" и занимается устранением множества неполадок и вредных компонентов, телескопу, вероятно, предстоит еще десять лет очень полезной работы, а возможно, и больше, если НАСА одобрит миссию по выводу его на более высокую орбиту. А стареющий оптический прицел по-прежнему обеспечивает широкий спектр возможностей и диапазон длин волн, не имеющий аналогов ни у одного существующего или планируемого прибора, включая Webb, по крайней мере, на ближайшее десятилетие. (...) Конкуренция за использование объекта остается высокой, и каждый год поступает около 1000 новых предложений о наблюдении, только около 200 из которых могут быть приняты. И все чаще эти предложения включают в себя синергетические проекты, которые объединяют возможности нескольких приборов, таких как "Хаббл" и "Уэбб", для обеспечения максимально широкого диапазона длин волн и разрешения. (...) Одной из уникальных возможностей телескопа является его способность наблюдать в расширенном ультрафиолетовом диапазоне, вплоть до 100 нанометров. (...) Такой широкий спектральный охват имеет большое значение при определении состава и состояния атмосфер планет, вращающихся вокруг ближайших звезд. (...) Его точность в ультрафиолетовом и видимом диапазонах недоступна ни одной другой современной обсерватории. (...) Это важная и растущая область исследований Хаббла. исследование заключается в отслеживании переходных явлений, обнаруживаемых другими приборами. (...) Эти открытия будут сделаны в основном в результате будущих обзоров всего неба, которые астрономы будут проводить с помощью таких новых объектов, как обсерватория Веры Рубин в Чили и космический телескоп Нэнси Грейс Роман на орбите. (...) Например, когда гравитационно-волновая обсерватория LIGO обнаружила слияние двух нейтронных звезды в 2017 году последующие наблюдения "Хаббла" позволили провести важные измерения того, как ультрафиолетовое излучение со временем ослабевает (...) Ни один другой объект не может сравниться с возможностями "Хаббла", и ни один из запланированных на данный момент не сможет сравниться с ним, по крайней мере, до 2040-х годов. (...) Что может привести к исчезновению "Хаббла"? Всегда существует вероятность сбоев в работе отдельных систем, таких как гироскопы, аккумуляторы или компьютерные чипы. (...) Сбои в работе одного из гироскопов приводили к срабатыванию нескольких безопасных режимов, причем дважды только в августе 2023 года. (...) Между тем, новый рабочий процесс, по-видимому, устранил неполадки, по крайней мере, на данный момент (...) И даже если один или два новых гироскопа выйдут из строя, телескоп сможет продолжать выполнять хорошие научные исследования. (...) Другое оборудование на борту также продолжает работать, прошло более десяти лет после последней миссии по обслуживанию. (...) два новых прибора, установленных в то время, - широкоугольная камера 3 и спектрограф Cosmic Origins (COS), - продолжают работать хорошо (...) Прибор COS постепенно теряет чувствительность (...) Еще одной возможной причиной сбоя является бортовой компьютер, который выполняет функции управления научными приборами и обработчик данных. У "Хаббла" есть два таких компьютера для резервирования. В 2021 году один из них вышел из строя, и оперативная группа перешла на использование резервного. Тем временем они работают над восстановлением функциональности основного компьютера на случай, если он понадобится им позже. (...) Но главная проблема, которая вырисовывается на горизонте, - это орбита телескопа. Запущенный в 1990 году на орбиту высотой 615 километров, "Хаббл" со временем опустился обратно к Земле из-за разреженных верхних слоев атмосферы нашей планеты, которые затягивают аппарат и заставляют его вращаться по орбите. В настоящее время телескоп находится на высоте около 530 км. Как только он опускается ниже примерно 500 км, повышается риск неконтролируемого возвращения в атмосферу. (...) В декабре 2022 года НАСА запросило информацию у компаний, чтобы предложить планы по ускорению "Хаббла" примерно к 2025 году. (...) В настоящее время НАСА оценивает представленные материалы и может принять решение о направлении официального запроса предложений в качестве продолжения. (...) Одна заявка поступила в результате сотрудничества двух компаний, Astroscale и Momentus. Их предложение - это полет без экипажа, при котором роботизированная рука захватывает телескоп и выводит его на более высокую орбиту. (...) В дополнение к восьми предложениям есть одно от SpaceX. Первоначальное исследование SpaceX, которое привело к более широкому запросу НАСА о предоставлении информации, предполагало использование капсулы Dragon с экипажем, запущенной на борту ракеты-носителя Falcon 9. Компания профинансирует миссию, возможно, в сочетании с туристической миссией или другим платежеспособным заказчиком. Поскольку на борту будут астронавты, они, возможно, смогут провести некоторые ремонтные работы, например, заменить три вышедших из строя гироскопа. Однако может возникнуть некоторый риск, поскольку в ходе миссии Dragon будет стыковаться с телескопом с помощью стыковочного узла, установленного во время последней миссии по техническому обслуживанию. Телескоп не был спроектирован таким образом, чтобы выдерживать удары и вибрации, вызванные такой стыковкой. (...) Для пользователей телескопа любое продление срока его службы было бы весьма желанной возможностью. (...) Еще одно десятилетие работы даст астрономам шанс изучить новые виды исследований, в том числе быстро развивающуюся область временной астрономии (...) Мы живем в уникальную эпоху, когда мы можем изучать вселенную, используя две фантастические обсерватории - "Хаббл" и "Уэбб"."
   
7. Кэтрин Цукер. Картографирование нашего галактического задворка (Catherine Zucker, Mapping Our Galactic Backyard, ) (на англ.) том 147, №4 (апрель), 2024 г., стр. 12-19 в pdf - 4,10 Мб
   "Поскольку мы ограничены нашей наблюдательной точкой на Земле, виды на структуру нашей галактики с высоты птичьего полета традиционно были впечатлениями художников, показывающими, как, по нашему мнению, наша галактика может выглядеть снаружи. (...) Однако, хотя эти впечатления художника кажутся совершенно очевидно, что правда заключается в том, что многие детали неизвестны. (...) Эта неопределенность сохранилась даже для той части Млечного Пути, которую мы должны знать лучше всего: окрестности Солнца, где в настоящее время находится наше Солнце. (...) Наше исследование показывает, что невиданная доселе колоссальная газообразная структура; заставляет пересмотреть форму ближайшего спирального рукава на картах нашей галактики и проливает новый свет на то, как могли образоваться молодые звезды в нашем уголке Млечного Пути. (...) В 2018 году, будучи студентом третьего курса PhD [доктора философии] в Гарвардском университете, мы задались целью определить расстояния до класса небесных объектов, которые представляли особую сложность: облаков межзвездного газа. Это огромные облака газа, занимающие пространство между звездами в пределах нашего Млечного Пути. Нашими целями были, в частности, облака межзвездного газа в окрестностях Солнца. (...) Как определить расстояния до структур, не имеющих конечных границ или острых краев? Чтобы сделать это, мне понадобилась помощь космической миссии под названием Gaia. Одной из главных целей миссии Gaia, запущенной в 2013 году, является выявление трехмерной структуры нашего Млечного Пути путем определения точных расстояний до более чем 1 миллиарда звезд, что составляет около 1% от общего числа звезд в нашей галактике. (...) Gaia предоставляет информацию о расстояниях до звезд, однако я хотел найти расстояния до того, что находится между звездами. Ключом к решению этой загадки является состав межзвездной среды. Около 99% массы межзвездной среды составляют газообразные водород и гелий, но около 1% - пыль (...) в цвете каждой покрасневшей звезды закодирована информация о том, через сколько пыли прошел свет на своем пути к Земле. И теперь, благодаря Gaia, мы знаем расстояния до многих звезд. Таким образом, каждая из этих звезд помогает определить расстояние до пылевых облаков, поскольку пыль должна находиться ближе, чем звезда, чтобы мы могли наблюдать этот эффект покраснения. Идея о том, что цвета и расстояния до звезд могут указывать нам на расстояния до межзвездных облаков, лежит в основе метода, известного как "3D-картографирование пыли". (...) Если мы сопоставим цвета звезд с их расстояниями от Gaia на этом участке неба [например, туманности Ориона], мы найдем расстояние, на котором происходит скачок в покраснении. Этот скачок должен соответствовать расстоянию до облака. (...) Благодаря огромному количеству звездных расстояний, доступных во втором выпуске данных Gaia в апреле 2018 года, у нас были все необходимые данные, чтобы впервые точно рассчитать расстояния до ближайших звездных яслей. (...) Преобразовав новые расстояния в обновленную 3D-карту газа в этой области [между туманностью Ориона и вторым звездным яслем, называемым Большой Пес (CMa) OB1], мы обнаружили, что двое яслей действительно связаны, образуя нитевидную дугу длиной 3000 световых лет, которая начинается от середины блинчатого диска нашей галактики (около CMa OB1) и опускается до самого Ориона, расположенного на 500 световых лет ниже диска. (...) В течение следующих месяцев (...) мы наносили на карту все больше и больше волокон, пока, в конечном счете, не была выявлена их полная форма: волна длиной 9000 световых лет, волнообразно входящая в диск и выходящая из него, вдоль которой формируются десятки тысяч новых звезд [названная волной Рэдклиффа]. (...) Волна, масса которой примерно в 3 миллиона раз превышает массу нашего Солнца, также представляет собой самую крупную когерентную газовую структуру, известную в нашей галактике. Солнце находится примерно в 400 световых годах от ближайшей точки этого колосса (...) Оказывается, что - по крайней мере, насколько можно судить по нашим трехмерным пылевым картам - волна Рэдклиффа является газовым резервуаром ближайшего к нашему Солнцу спирального рукава, называемого Местным рукавом. (...) Волна Рэдклиффа не является плоской, если смотреть на нее краем, а опускается выше и ниже середины центральной плоскости диска с амплитудой около 500 световых лет. Эта амплитуда примерно в три раза превышает толщину, традиционно предполагаемую астрономами для плотного газового диска Млечного Пути, из которого формируются звезды (...) Само собой разумеется, что теперь нам нужно новое представление художника о нашем галактическом дворе. (...) В отличие от второго выпуска данных Gaia, который в основном это информация о трехмерном расположении звезд, третий выпуск [в 2022 году] также содержит ограничения на трехмерные движения миллионов звезд, включая многие, которые все еще формируются внутри волны. (...) новая работа аспиранта Гарвардского университета Ральфа Конецки показывает, что волна Рэдклиффа не только выглядит как волна, но и движется как волна. Другими словами, она колеблется. (...) Сравнение особенностей этого колебания с предсказаниями компьютерного моделирования должно в конечном итоге пролить свет на то, как именно сформировалась волна. (...) Около 90% нашей галактики еще предстоит полностью изучить с помощью 3D-картирования пыли, включая всю половину галактики. Млечный Путь расположен по другую сторону от центра нашей галактики. (...) Там должно быть что-то еще, что ждет своего открытия. С космическими телескопами следующего поколения, такими как Roman [римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на конец 2026 - начало 2027 года], мы будем искать их".
   
8. Арвен Риммер. Новый каталог сверхновых, используемый для измерения интенсивности темной энергии (Arwen Rimmer, New Supernova Catalog Used to Measure Strength of Dark Energy) (на англ.) том 147, №5 (май), 2024 г., стр. 8 в pdf - 498 кб
   "На рубеже веков астрономы обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется с момента Большого взрыва. Теперь, в исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, команда астрономов предполагает, что темная энергия, сила, стоящая за этим явлением, может быть слабее, чем мы думали вначале. Темная энергия - это неизвестная величина, которая оказывает отталкивающее давление. Доказательства ее существования впервые были получены в результате изучения нескольких десятков сверхновых типа Ia, взрывающихся белых карликов. Эти сверхновые могут быть классифицированы как стандартные свечи, что означает, что они взрываются с известной яркостью. Затем астрономы могут использовать их для измерения скорости расширения Вселенной. До сих пор исследования сверхновых заставляли астрономов думать, что темная энергия проявляет одинаковую силу везде и всегда. (...) Но исследование тысяч сверхновых типа Ia в рамках исследования темной энергии (DES) предполагает, что темная энергия, в конце концов, может быть непостоянной. В ходе пятилетнего исследования астрономы использовали камеру "Темная энергия", установленную на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили, чтобы обнаружить 1635 сверхновых типа Ia. (...) Используя сверхновые в качестве стандартных свечей, команда рассчитала скорость расширения Вселенной и установила новые ограничения на темную энергию. Для описания темной энергии физики используют уравнение состояния, обозначаемое w, которое определяется как отношение давления к плотности. Величина w определяет природу темной энергии. В простейшем сценарии темная энергия является космологической постоянной и w = -1. Однако данные о сверхновых DES указывают на значение между -0,66 и -0,95; это менее отрицательное число может указывать на то, что сила отталкивания со временем ослабевает. Однако полученный результат не исключает полностью космологическую постоянную: случайные колебания в данных могут воспроизводить результаты примерно в 5% случаев".
   
9. Фабио Пачуччи. «Далекие огни во тьме» (Fabio Pacucci, Distant Lights in the Darkness) (на англ.) том 147, №5 (май), 2024 г., стр. 20-25 в pdf - 942 кб
   "Сейчас мы ежедневно получаем новые результаты от JWST [космического телескопа Джеймса Уэбба]. Некоторые из них ожидаемы. Другие являются революционными. (...) некоторые из этих странностей согласуются с нашими предыдущими теориями. Другие, напротив, останутся разрушительными и радикально изменят наше понимание того, как образовалась и эволюционировала Вселенная. (...) Мы надеемся, что это особенно верно в отношении черных дыр. Первые черные дыры образовались в течение первых нескольких сотен миллионов лет существования Вселенной. (...) как образовались первые черные дыры? И как выглядели они сами и окружающая их среда в их ранние годы? (...) Черные дыры, вопреки здравому смыслу, являются одними из самых ярких объектов в космосе. Сверхмассивная черная дыра, лихорадочно накапливающая вещество, будет излучать большое количество света - не от себя, а от чрезвычайно горячего газа, который она пытается поглотить из окружающей среды. Как правило, астрофизики используют название квазар для обозначения сверхмассивной черной дыры, которая накапливает так много газа, что становится достаточно яркой, чтобы затмить свою галактику-хозяина. (...) Самые удаленные наблюдаемые квазары уже сияли, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет (...) До JWST горизонт черных дыр, определяемый как самая удаленная черная дыра, которую мы могли наблюдать с помощью наших телескопов, находился на красном смещении 7,6, или Через 690 миллионов лет после Большого взрыва. С помощью JWST астрономы (пока что) отодвинулись на 250 миллионов лет назад, обнаружив сверхмассивную черную дыру в далекой галактике с красным смещением 10,6, или всего через 440 миллионов лет после Большого взрыва. Галактика-хозяин получила название GN-z11. (...) Спектр GN-z11 показал, что газ в самой внутренней области галактики движется со скоростью примерно 1000 км/с - отпечаток массивной центральной черной дыры. Используя эту информацию, исследователи оценили массу этой "маленькой и мощной черной дыры в ранней Вселенной", как они ее назвали, примерно в 1,5 миллиона солнечных масс. (...) Крошечная сверхмассивная черная дыра в GN-z11 стала видна в наши телескопы, потому что она излучает огромное количество энергии. (...) гигантские квазары, обнаруженные при очень высоком красном смещении, являются редкими, экстраординарными объектами. (...) В настоящее время они [астрономы] обнаруживают скопление более мелких и тусклых сверхмассивных черных дыр. (...) После тщательного спектрального анализа исследователи обнаружили, что некоторые из этих необычных источников были молодыми галактиками, в центрах которых находились черные дыры. Большинство из них наблюдалось в период между красным смещением 4 и 7, когда возраст Вселенной составлял от 770 миллионов до 1,6 миллиарда лет. Астрономы обнаружили десятки представителей этой многочисленной популяции и с любовью назвали их "маленькими красными точками" или "скрытыми маленькими монстрами". (...) Вместо миллиардов солнечных масс эти маленькие монстры обычно представляют собой черные дыры массой от 10 до 100 миллионов солнечных масс. (...) Согласно первым оценкам, JWST в результате переписи гигантских квазаров было обнаружено в 10-100 раз больше черных дыр, чем ожидалось ранее. Таким образом, один из главных выводов первого года наблюдений JWST заключается в том, что молодая Вселенная была благодатной почвой для формирования массивных, ненасытных черных дыр (...) Эти черные дыры не совсем квазары. Но, по крайней мере, некоторые из них могут стать квазарами. JWST показывает нам популяцию предшественников квазаров (...) В локальной Вселенной мы уже несколько десятилетий знаем, что масса центральной черной дыры галактики коррелирует с некоторыми свойствами галактики-хозяина. Например, масса черной дыры обычно составляет около 0,1% от массы звезды-хозяина. Другими словами, большие черные дыры находятся в больших галактиках, а маленькие черные дыры - в маленьких галактиках. (...) Десятки галактик, обнаруженных на данный момент JWST, особенно выше красного смещения 4, определенно имеют черные дыры, которые значительно превышают звездную массу их галактики. Вместо того чтобы составлять около 0,1% от массы звезд-хозяев, масса этих ранних гигантов составляет 1%, 10% или даже близка к 100%. (...) Таким образом, мы сталкиваемся с ранней вселенной, в которой отношения между черными дырами и галактиками-хозяевами далеки от тех, что существуют в привычной нам локальной вселенной, что указывает нам на лучшее понимание того, как черные дыры и галактики эволюционируют вместе. (...) Благодаря обнаружению более удаленных сверхмассивных черных дыр, расширение вселенной горизонт черных дыр в конечном итоге позволит нам точно определить механизм образования первых черных дыр, также известных как зародыши (...) Маленькие красные точки также подчеркивают противоречия между наблюдениями и теоретической работой. (...) На данный момент остается неясным, сколько из этих маленьких красных точек на самом деле являются черными дырами. (...) В заключение отметим, что за первый год работы JWST выявила огромное количество удаленных черных дыр. Некоторые из наблюдений, полученных к настоящему времени, вызывают недоумение и противоречат нашим представлениям о том, как должна была выглядеть ранняя Вселенная. (...) великолепный молодой космос, который показывает нам JWST, уже навсегда меняет историю астрономии".
   
10. Говерт Шиллинг. «Революция Рубина» (Govert Schilling, Rubin's Revolution) (на англ.) том 147, №6 (июнь), 2024 г., стр. 34-40 в pdf - 1,13 мб
    "самая большая цифровая камера в истории прибудет на Серро Пачон, горную вершину высотой 2700 метров, расположенную в труднодоступной местности к югу от долины Эльки в Чили. Инженеры объединят камеру с 8,4-метровым обзорным телескопом Симони, основным инструментом обсерватории Веры К. Рубин. Первый свет от нового объекта ожидается в начале 2025 года, а к концу этого года начнется 10-летнее исследование пространства и времени Legacy Survey (LSST), которое предоставит астрономам беспрецедентную картину космоса. (...) Еще в 1960-х и 1970-х годах американский астроном Вера Рубин, тезка обсерватории, показала, что в спиральных галактиках, таких как наш собственный Млечный Путь и близлежащая туманность Андромеды, преобладает невидимое вещество. На самом деле, еще в 1996 году, когда главный научный сотрудник Дж. Энтони Тайсон (Калифорнийский университет в Дэвисе) впервые предложил проект, который в конечном итоге станет обсерваторией Рубина, он назвал его телескопом темной материи. (...) Проект получил официальный "зеленый свет" в августе 2014 года, а 14 апреля 2015 года президент Чили Мишель Бачелет торжественно "заложила первый камень". (...) Конструкция телескопа с тремя зеркалами не похожа ни на какую другую. Его 8,4-метровое основное зеркало (M1) является одним из самых больших монолитных зеркал телескопа, когда-либо созданных, и на самом деле это два зеркала в одном: центральная часть диаметром 5 метров имеет гораздо большую кривизну и служит третичным зеркалом прибора (M3). (...) Хотя это впечатляюще большой телескоп также чрезвычайно компактен: 3,4-метровая выпуклая вторичная камера (M2) расположена менее чем на 6,5 метров выше M1, что обеспечивает очень широкое поле зрения в 3,5 градуса в поперечнике - такое же широкое, как семь полных лун. Каждое изображение, полученное с помощью Rubin, будет охватывать площадь почти в 10 квадратных градусов (...) Чтобы запечатлеть такую огромную область неба во всех деталях, камера Rubin Observatory LSST (...) оснащена фокальной плоскостью диаметром 25 дюймов, покрытой 189 ПЗС-матрицами по 16 миллионов пикселей каждая. Размером с автомобиль и весом почти в 3 тонны, это самая большая астрономическая камера из когда-либо созданных, которая имеет в общей сложности 3,2 миллиарда пикселей шириной 0,01 миллиметра и разрешение 0,2 угловой секунды на пиксель. (...) Матрица детекторов будет охлаждаться до -100°C во время работы, чтобы повысьте его чувствительность. Изображения снимаются с помощью шести широкополосных фильтров, которые позволяют регистрировать звезды до 24-й звездной величины всего за 15 секунд экспозиции. (...) Большинство крупных астрономических телескопов выполняют широкий спектр исследовательских программ, тщательно отобранных из сотен предложений астрономов по наблюдению со всего мира. В случае с Rubin все обстоит иначе. В течение первых 10 лет его единственной целью является проведение традиционного обзора пространства и времени, который позволит другим астрономам получить огромный объем данных для изучения. (...) Ожидается, что только в нашей солнечной системе "Рубин" обнаружит около 5 миллионов новых объектов, большинство из которых находятся в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера, но есть и другие в других местах, например, в поясе Койпера за орбитой Нептуна. Он также должен обнаружить тысячи новых комет. (...) Благодаря своей высокой чувствительности, исследование также позволит обнаружить гораздо больше объектов, сближающихся с Землей, и потенциально опасных астероидов (PHAs), что поможет выполнить мандат Конгресса по обнаружению 90% угрожающих Земле тел диаметром более 140 метров (...) За пределами Солнечной системы повторные снимки одной и той же области неба, полученные в рамках обзора LSST, позволят выявить множество переменных источников, взрывных явлений и других астрономических переходных процессов (...) Эти явления включают активность квазаров в далеких галактиках, "пирующие" черные дыры, последствия слияния нейтронных звезд (так называемые килоновые звезды), оптические аналоги гамма-всплесков и, конечно же, сверхновые. (...) Что касается космологии, то ожидаемое множество открытий сверхновых в далеких галактиках поможет космологам (...) лучше понять историю расширения Вселенной. (...) в 1998 году ученые объявили, что космическое расширение в настоящее время ускоряется. Добавление такого количества новых данных должно раскрыть дополнительные подробности о загадочной темной энергии в пустом пространстве, которая, как считается, ответственна за этот импульс расширения. (...) Астрономы усовершенствуют результаты измерений настолько, что смогут различать различные теоретические основы поведения Вселенной. (...) Камера сделает снимок размером 6 гигабайт всего за 15 секунд. Считывание ПЗС-файлов занимает около 2 секунд. Затем 62-тонный телескоп, который опирается на полый бетонный пирс шириной 16 метров, всего за 5 секунд переместится в новое положение на небе, чтобы начать еще одну 15-секундную экспозицию всего через полминуты после первой. Это будет продолжаться ночь за ночью, в течение 10 лет подряд. (...) Rubin будет собирать около 20 терабайт необработанных данных за ночь, что к концу исследования составит в общей сложности 60 петабайт (то есть 60 миллионов гигабайт). (...) Отец-основатель Rubin Тайсон, например, с нетерпением ждет церемонии открытия в начале 2025 года. Для него это не столько завершение проекта, сколько начало новой эры в астрономии".
    
11. Чарльз А. Вуд. Кратеры моложе, чем мы думали (Charles A. Wood, Craters Younger Than We Thought) (на англ.) том 147, №6 (июнь), 2024 г., стр. 52-53 в pdf - 525 кб
    "Среди наиболее важных данных, необходимых для понимания истории Луны, - приблизительное время формирования основных лунных объектов. Наиболее точные данные о возрасте получены на основе радиометрического анализа лунных образцов. К сожалению, образцы только с 11 объектов были возвращены на Землю в рамках лунных программ США, Советского Союза и Китая. Что касается остальной части Луны, то стандартный метод, используемый для оценки возраста кратеров и других образований, заключается в подсчете количества ударных кратеров в интересующей нас области. Этот метод предполагает, что кратеры образуются постоянно, и, следовательно, на более старых поверхностях их больше, а на более молодых участках - меньше. (...) Чтобы определить, как скорость образования кратеров менялась с течением времени, ученые подсчитали количество ударных кратеров диаметром более 1 километра на площадь в кв. км. Это называется значением N(1). В лабораториях был измерен абсолютный возраст участков, из которых на Землю были доставлены лунные образцы. (...) Астрономы определяют приблизительный возраст (называемый модельным возрастом) для любого объекта, для которого отсутствуют образцы, датированные радиометрически, путем подсчета кратеров, чтобы получить их значения N(1), а затем нанести их на график. (...) Это так же удивительно, как и возможность определить модельный возраст дело в том, что существуют неопределенности, которые иногда приводят к несопоставимым оценкам. Например, исследователи часто подсчитывают разное количество кратеров в одном и том же районе. Это может быть связано с трудностями при определении того, является ли объект кратером, разрушенным кратером или случайным рельефом. (...) Другая переменная возникает, когда исследователи по-разному математически сопоставляют значения N(1) и данные об абсолютном возрасте. В крайних случаях это может привести к разнице в возрасте модели на миллиард лет! Покойный Герхард Нойкум (Свободный университет Берлина) и его коллеги в 2001 году разработали стандартизированную подгонку, которая с тех пор широко используется. Но теперь Энтони Лаген (Университет Экс-Марсель, Франция) и его команда коллег провели переоценку орбитальных факторов и факторов, связанных с попаданием "снарядов", которые влияют на диаметр и количество ударных кратеров, образовавшихся в разных областях Луны. В своей статье [в Icarus, 2024] они обнаружили, что заданное значение N(1) дает разный возраст модели в зависимости от местоположения. Проще говоря, любая диаграмма, показывающая зависимость N(1) от возраста, верна только для мест на Луне с одинаковой частотой образования кратеров. (...) Вот три основных корректирующих фактора, предложенных Лагейном и его командой: [1] Больше столкновений происходит вблизи лунных полюсов, чем вблизи экватора. [2] Угол сближения элементов столкновения варьируется в зависимости от лунных широт. [3] Количество столкновений и их скорость варьируются в зависимости от расстояния до вершины движения Луны вокруг Земли (точки на нашей Луне, находящейся в состоянии прилива, которая всегда обращена в сторону ее орбиты). (...) Сочетание всех трех факторов приводит к смещению местоположения максимальной интенсивности образования кратеров на ±60°северной широты, 90° Западной долготы, с минимальной частотой образования кратеров на восточном экваториальном конце. В целом, частота образования кратеров в местах с максимальной интенсивностью в 1,77 раза больше, чем в районе с минимальной интенсивностью. Корректировка с учетом этих трех факторов приводит к корректировке N(1) и, следовательно, к моделированию возраста кратеров в разных местах на Луне. (...) При использовании этого нового подхода возникает несколько заметных отличий. Такие кратеры, как Карпентер, Кавалериус и Хайнцель А, находятся в зоне, где скорость соударения, по прогнозам, будет выше, чем обычно, что дает скорректированный возраст Лагейна, который на 500-600 миллионов лет моложе, чем эпохи "от Нейкума". (...) Стевинус находится в зоне, где частота образования кратеров ниже средней, а его скорректированный возраст составляет 1 миллиард лет, что немного больше предыдущего значения Нейкума в 0,9 миллиарда лет. Новая модель Lagain вскоре будет протестирована на образцах из никогда ранее не посещавшихся районов Луны".
    
    
12. Хавьер Барбузано. Гигантский вулкан, обнаруженный на Марсе (Javier Barbuzano, Giant Volcano Discovered on Mars) (на англ.) том 148, №1 (июль), 2024 г., стр. 8 в pdf - 895 кб
    "Ученые обнаружили остатки гигантского вулкана на Марсе. С 1971 года орбитальные аппараты делали снимки образования, предварительно названного "Гора Ноктис", но обширная эрозия до сих пор скрывала его природу. Расположенный недалеко от экватора, Ноктис Монс имеет ширину 250 километров и, даже будучи подверженным эрозии, достигает высоты более 9 километров (...) Сочетание трещиноватости, термальной эрозии и ледниковой эрозии привело к образованию беспорядочного ландшафта с несколькими возвышенными столовыми горами - сэндвичами из лавы, вулканических фрагментов и водяной лед прорезан сетью долин и обрушившихся участков. (...) Горный хребет огибает разрушенную вершину, посередине которой находится остаток кальдеры - разрушенного вулканического кратера. "Когда мы увидели эту дугу высоких точек, достигающую 9000 метров и уходящую вниз, мы подумали: может ли это быть вулканом?" - говорит [Паскаль] Ли (Институт Марса и SETI). "Теперь, когда мы знаем, что он там есть, очень трудно его не заметить". (...) Ли и [Сурабх] Шубхэм (Университет Мэриленда, Колледж-парк) считают, что гигантский вулкан Ноктис Монс был построен аналогично слоеному пирогу, с чередующимися отложениями льда и вулканического материала. Об этом свидетельствуют склоны столовых гор, на которых отложения соли чередуются со слоями вулканического материала. Взятые вместе, эродированный вулкан и ледникоподобные остатки наводят Ли и Шубхэма на мысль, что ледниковый покров все еще может быть скрыт под поверхностью вблизи марсианского экватора."
    
13. Дэвид Дикинсон. «Эпоха возвращения образцов» (David Dickinson, The Age of Sample Returns) (на англ.) том 148, №1 (июль), 2024 г., стр. 20-27 в pdf - 5,10 Мб
    "к нам уже давно случайно попадают образцы в виде метеоритов, и на сегодняшний день мы идентифицировали образцы с Луны, Марса и карликовой планеты-4 Весты. (...) Но эти случайные образцы загрязняются в тот момент, когда попадают в атмосферу Земли. Поэтому ученые посылают космические корабли (а иногда и астронавтов), чтобы собрать первозданный материал и доставить его на Землю для изучения. (...) Самыми первыми собранными образцами были аварийные пробы, собранные астронавтом Нейлом Армстронгом сразу после того, как он ступил на поверхность Луны. (...) программа "Аполлон" доставила на Землю 382 килограмма лунных образцов в течение шести миссий. (...) Советский Союз завершил первую роботизированную доставку образцов, когда "Луна-16" извлекла 101 грамм лунного грунта и доставила его на Землю 24 сентября 1970 года. В ходе трех миссий Россия вернула в общей сложности 300 граммов лунных образцов. (...) У Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) были свои проблемы с возвратом образцов. Его первая целевая поисковая миссия к астероиду Хаябуса столкнулась с рядом проблем на пути к астероиду 25143 Итокава и обратно на Землю. (...) Тем не менее, после того, как в 2010 году члены команды обнаружили капсулу "Хаябуса" в австралийской глубинке, исследователи JAXA обнаружили около 1500 пылинок, попавших во внутреннюю камеру для сбора пыли, поднявшуюся при приземлении космического аппарата на Итокаве. Несмотря на неудачи, "Хаябуса-2" стала первой успешной экспедицией по возвращению образцов с астероида. (...) JAXA добилась первого полномасштабного успеха в ходе миссии по возвращению образцов "Хаябуса-2". В ходе своего трех с половиной летнего путешествия миссия в июне 2018 года встретилась с астероидом 162173 Рюгу. (...) "Хаябуса-2" добился ошеломляющего успеха, вернувшись в 2020 году с 5,4 граммами образцов (включая образцы газа, попавшего в канистру). (...) Среди результатов было открытие, что, судя по химическому составу, камни, из которых сложен Рюгу, являются остатками более древнего тела, которое первоначально было сформировался во внешней части Солнечной системы, гораздо дальше от Солнца, чем пояс астероидов. (...) Происхождение, спектральная интерпретация, идентификация ресурсов и безопасность - Исследователь реголита НАСА (OSIRIS-REX) (...) в декабре 2018 года сблизился с астероидом 101955 Бенну и после тщательной разведки два года спустя извлек образцы. (...) OSIRIS-REX показал окончательный результат -121,6 грамма от астероида, что примерно равно весу двух теннисных мячей. Предварительный анализ показывает разнообразную смесь органических и углеродистых пород, размер которых варьируется от мелкой пыли до частиц размером с рисовое зернышко. К ним относятся водоносные глины и минералы, богатые серой и железом. (...) Китай также активно участвует в игре по возврату образцов с помощью программы "Чанъэ" (названной в честь китайской богини Луны). В конце 2020 года "Чанъэ-5" стал первой в стране миссией по возврату образцов "все в одном", в состав которой входили орбитальный аппарат, посадочный модуль, взлётный аппарат и капсула для возврата образцов. (...) Он доставил 1,7 кг лунного реголита, поднятого с глубины 1 метр. Первые научные результаты, полученные в результате исследований, включают подтверждение того, что возраст базальтовой лавы в этом регионе составляет около 2 миллиардов лет - молодой период с точки зрения формирования солнечной системы. (...) Совершив беспрецедентный шаг, Китай объявил, что разрешит международным исследователям, в том числе из НАСА, подавать заявки на изучение образцов, собранных "Чанъэ-5". (...) Со своей стороны, НАСА подтвердило свое намерение разрешить исследователям, финансируемым НАСА, подавать заявки на доступ к образцам "Чанъэ-5". Это сотрудничество представляет собой отход от обычного исключения Китая из усилий США в области космической науки в связи с поправкой Вольфа 2011 года. (...) В следующем десятилетии, возможно, на Землю будет доставлена новая партия внеземного материала с Луны, Марса и небольшого марсианского спутника Фобоса, по мере того как будут развивать возможности по возврату образцов. Первым прибывает китайский аппарат "Чанъэ-6", запуск которого запланирован на май 2024 года для сбора образцов с дальней стороны Луны - впервые в истории. (...) "Чанъэ-6" собирается взять пробы на участке в районе Южного полюса - бассейна Эйткен. (...) Китай также планирует запустить "Тяньвэнь-2" в 2025 году для возвращения образца астероида 469219 Камо'Оалева. (...) По другому предложению, получившему название "Тяньвэнь-3", миссия из двух кораблей отправится на Марс где-то в конце этого десятилетия, чтобы вернуться на Землю уже в 2031 году. Инициатива "Артемида" по возвращению людей на Луну, тем временем, обещает собрать большое количество лунных образцов. Полеты с экипажем более вместительны, чем роботизированные, и могут доставить на Землю больше камней. (...) "Артемида-3" совершит первую посадку с экипажем в районе южного полюса Луны, которая запланирована не ранее чем на конец 2026 года. (...) В перспективе - совместный проект по исследованию марсианских лун (MMX). миссия, возглавляемая JAXA. MMX исследует спутники Марса Фобос и Деймос, а затем приземлится на Фобосе и возьмет образцы с его поверхности. Планируется, что миссия стартует с космического центра Танегасима в 2026 году, выйдет на орбиту вокруг Красной планеты и Фобоса в 2027 году и вернется на Землю со своим ценным грузом в 2031 году. (...) Миссия НАСА по возвращению образцов с Марса (MSR), вероятно, является самой амбициозной миссией НАСА по возвращению образцов в истории. все. Согласно текущему графику, запуск орбитального аппарата запланирован на 2027 год, а спускаемого аппарата - на 2028 год, а образцы прибудут на Землю в 2033 году. (...) На момент написания этой статьи миссия может пострадать от ограничения федерального бюджета, которое сократит ее бюджет на 2024 год примерно на треть по сравнению с предыдущим годом. (...) Какова будет судьба MSR, остается неясным, но пробирки с образцами всегда будут там, в ожидании. Есть также несколько потенциальных миссий, над которыми работают другие страны. Индийская организация космических исследований (ISRO), например, планирует осуществить миссию по возвращению образцов с Луны в рамках своей следующей миссии "Чандраян-4", которая стартует примерно в 2028 году."
    
14. Камилла М. Карлайл и др. Europa Clipper (Camille M. Carlisle et al., Europa Clipper) (на англ.) том 148, №4 (октябрь), 2024 г., стр. 12-13 в pdf - 1,64 Мб
    Инфографика: "Последняя миссия НАСА во внешнюю часть Солнечной системы - Europa Clipper, запуск которой запланирован на октябрь [2024 года]. "Клипер" посетит спутник Юпитера Европу, проведет дистанционные измерения, чтобы исследовать подземный океан Луны, а также связь океана с ледяной поверхностью. Космический аппарат достигнет Юпитера в апреле 2030 года и совершит свой первый облет Европы в следующем году". - На инфографике показан путь (от запуска до выхода на орбиту Юпитера), сам аппарат ("Europa Clipper - самый большой космический аппарат, который НАСА построило на сегодняшний день для научной миссии по изучению планет"), научная ("Аппарат будет оснащен девятью научными приборами, включая две камеры. На нем также будут установлены приборы для изучения магнитного поля Луны"), орбиты ("49 облетов Европы за 3 года: ближайший проход "Клипера" пройдет на высоте 25 км над поверхностью Европы") и океана ("толщина подповерхностного океана Европы может составлять от 60 до 150 км. Это означает, что в нем может содержаться столько же воды, сколько в земных океанах".)
    
15. Эмили Лакдавалла. Столкновение с астероидом: последствия (Emily Lakdawalla, Asteroid Impact: The Aftermath) (на англ.) том 148, №4 (октябрь), 2024 г., стр. 14-21 в pdf - 1,70 Мб
    "24 ноября 2021 года НАСА запустило тест на двойное перенаправление астероидов (DART), чтобы выяснить [можем ли мы заранее изменить траекторию астероида и избежать столкновения]. (...) 26 сентября 2022 года DART врезался в Диморфос, меньшего члена пары, на большой скорости - 6 км/с. (...) Они [ученые] хотят точно знать, какой эффект оказал удар на Диморфос и его орбиту вокруг Дидимоса. (...) Наземные наблюдения дали некоторую информацию, но вскоре ученые увидят ущерб вблизи: в октябре [2024 года] стартует миссия Европейского космического агентства (ЕКА) Hera, которая изучит последствия, возникшие через четыре года после столкновения. (...) По оценкам ученых, существует около 25 000 более крупных объектов.- там более 140-метровые ОСЗ [объекты, сближающиеся с Землей]. На сегодняшний день мы обнаружили только 44% из них. (...) Чтобы предотвратить столкновение, нам нужно сделать две вещи: найти опасный астероид и переместить (или убрать) его с траектории. Две основные идеи - это разрушение и отклонение. Разрушение, то есть его подрыв, потребовало бы запуска ядерных бомб в космос. (...) Отклонение - более безопасная стратегия, но она требует заблаговременного предупреждения о потенциальном воздействии за годы. Незначительное изменение орбитальной скорости астероида, которое произойдет сейчас, может привести к тому, что через много лет он пересечет земной путь. (...) Предыдущие радиолокационные снимки, полученные радиообсерваторией Аресибо, показали, что диаметры двух тел составляют около 780 и 160 метров. Луна Диморфос, расположенная на высоте 160 м, была достаточно мала, чтобы столкновение с космическим аппаратом изменило ее орбиту, и в то же время достаточно велика, чтобы представлять класс астероидов, представляющих наибольший риск столкновения (...) Ко дню запуска они [астрономы] знали период обращения Диморфоса с исключительной точностью: 11 часов 55 минут, 17,86332 ± 0,01116 секунды. DART пришлось бы изменить этот период обращения на 73 секунды, чтобы это изменение можно было обнаружить с Земли, используя наблюдения, проведенные в течение месяца после столкновения. "Не менее 73 секунд" стало определением успеха DART. (...) Итальянское космическое агентство (...) предоставило легкий итальянский спутник CubeSat для съемки астероидов (LICIACube). DART выпустил LICIACube за 15 дней до столкновения (...) Сам DART быстро делал снимки, приближаясь к двойному спутнику. На снимках были изображены яйцевидные миры с усыпанными валунами поверхностями, а Дидимос имел неровные очертания из-за больших ударных кратеров на его поверхности. (...) На снимках LICIACube были видны впечатляющие выбросы, образовавшие широкий конус, с полосами материала, изгибающимися в пространстве. Были отчетливо видны десятки метровых валунов, уносящихся прочь от места столкновения. (...) Наземные телескопы, наблюдавшие за системой в момент столкновения, сразу же заметили шлейф пылевого вещества, движущегося со скоростью километр в секунду. (...) Астрономы подсчитали, что в хвосте образовалось более 10 миллионов килограммов (10 000 тонн) вещества. (...) Радиолокационные наблюдения (...) подтвердили, что период обращения сократился на целых 33 минуты, плюс-минус минуту, что намного больше, чем требовалось для миссии в 73 секунды. Это изменение соответствует смещению орбиты Диморфоса более чем на 30 метров. (...) Очевидно, что столкновение привело к перемещению Диморфоса. Однако для обобщения на другие астероиды ученым миссии необходимо определить величину, называемую коэффициентом усиления импульса, который для краткости называется бета (β). Мы знаем массу и скорость "ДАРТА" в момент столкновения, поэтому мы знаем, какой импульс он придал. Если бы импульс Диморфоса изменился ровно на столько, на сколько его переносил ДАРТ, бета была бы равна 1, а период Диморфоса изменился бы на 7 минут. Этого не произошло. Фонтаны выбросов и резкое замедление указывают на то, что "ДАРТ" достиг бета-версии, намного превышающей 1, что является очень хорошей новостью для планетарной обороны. К сожалению, трудно точно определить, насколько больше 1 коэффициент увеличения импульса. (...) Если нам когда-нибудь понадобится изменить траекторию опасного астероида, нам нужно будет знать это число с большей точностью. (...) Орбита Диморфоса не совсем круглая. Когда орбита имеет продолговатую форму, она прецессирует: длинная ось эллипса орбиты медленно вращается вокруг объекта, вокруг которого она вращается. (...) Астрономы обнаружили, что после столкновения с DART орбита Диморфоса стала прецессировать довольно сильно, намного быстрее, чем раньше: на 6,7° в сутки. Одно или оба тела, должно быть, изменили форму - и это был не Дидимос. СТРЕЛА попала в сплюснутое тело, которое было почти одинаковой ширины на экваторе, около 175 метров, но уменьшилось от полюса к полюсу примерно до 115 метров. (...) Диаметр от полюса к полюсу остался таким же, как и раньше. Но он растянут и сжат по экватору, его длина составляет 190 метров, а ширина - всего 150 метров (...) Как могло столкновение космического корабля размером с гольф-кар в мире размером со стадион иметь такие серьезные последствия? Короче говоря, ответ заключается в том, что Диморфос - это не единое тело, а множество валунов и зерен, едва удерживаемых вместе силой тяжести. (...) гравитация придала вращающемуся Диморфосу форму сплющенной сферы, которую можно было бы ожидать от тела, находящегося в гидростатическом равновесии, и когда "ДАРТ" попал в него, астероид расплескался, как вода. Если бы Диморфос обладал какой-либо внутренней прочностью, кратер "ДАРТ" был бы примерно 10 метров в поперечнике. Но, судя по следам выброса на изображениях, сделанных LICIACube, кратер, должно быть, был настолько большим, что первоначальная полость доходила почти до центра астероида. Удар разрушил половину Диморфоса и полностью изменил его форму. Его форма, вероятно, продолжает меняться. (...) Как только Hera прибудет [в декабре 2026 года], она проведет разведывательную миссию (...) Высокоточные измерения Hera позволят разработчикам миссии использовать тест DART в качестве руководства для будущих миссий. (...) Это радостная новость, что тест на двойное перенаправление астероидов прошел успешно. Теперь мы знаем, что можем сдвинуть астероид. Будем надеяться, что нам никогда не придется этого делать."
    
16. Моника Янг. Что такое красное смещение? (Monica Young, What Is Redshift?) (на англ.) том 148, №4 (октябрь), 2024 г., стр. 76-77 в pdf - 1,75 Мб
    "С появлением обсерваторий дальнего обзора, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба, слово "красное смещение" регулярно используется в отношении объектов в отдаленной Вселенной. Для галактик, квазаров или других удаленных небесных тел красное смещение отражает расстояние до них. Но на самом деле красное смещение - это мера скорости. (...) Термин "красное смещение" происходит от термина "Доплеровский сдвиг", который описывает изменение частоты, которое наблюдатель обнаруживает в сигнале, исходящем от движущегося источника. (...) частота света удаляющейся от нас звезды уменьшается, что означает увеличение длины ее волны. Более длинные волны краснее, чем более короткие, поэтому сдвиг в сторону красного (низкочастотного) конца спектра известен как красное смещение. Аналогично, свет от звезды, движущейся к нам, был бы смещен в сторону более коротких длин волн. (...) Но чтобы оценить величину этого смещения, нам нужны точные измерения определенных, известных длин волн поглощения или излучения в спектре источника. Например, газообразный водород может излучать свет на длине волны 121,6 нанометра. Если водород звезды излучает такой свет, но наблюдатели видят, что он смещен в красную сторону на 150 нанометров, значит, звезда удаляется от нас со скоростью, на 20% превышающей скорость света. Красное смещение стало означать нечто большее, чем скорость объекта в начале 20-го века, когда астрономы поняли, что Вселенная расширяется. Оказывается, что каждая удаленная галактика, которую мы видим, как бы удаляется от нас, при этом более удаленные галактики имеют более высокую скорость удаления, чем более близкие. Но эти галактики не летят в космосе - это пространство между ними и нами расширяется. Таким образом, более удаленная галактика имеет более высокую скорость удаления и, следовательно, более высокое космологическое красное смещение. (...) Для перевода красного смещения в разряд расстояния требуется понимание всей истории космического расширения. (...) Использование одного или часто нескольких методов для калибровки нашего понимания космического пространства, таким образом, астрономы могут определить взаимосвязь между красным смещением и расстоянием. Однако расширение пространства усложняет определение понятия расстояния. (...) Проще говоря, связь между красным смещением и любым измерением расстояния или времени зависит от полного понимания космической истории, которого у нас никогда не будет в полной мере. Эта двусмысленность является причиной того, что профессиональные астрономы обычно предпочитают использовать красное смещение, а не расстояния или обратное время, даже если соответствующие цифры менее понятны интуитивно. Красное смещение - это величина, которую мы можем получить непосредственно из спектра галактики, - это физическое измерение, которое остается в силе, даже если наши космологические теории нуждаются в изменении".
    
17. Камилла М. Карлайл. Что такое черная дыра (Camille M. Carlisle, What Is a Black Hole) (на англ.) №234 (ноябрь), 2024 г., стр. 67-71 в pdf - 1,10 кб
    - Черные дыры - это места, где материя стала настолько плотной, что поддалась внутреннему притяжению собственной гравитации и превратилась в..... ну, во что-то, мы не совсем уверены, во что именно. Огромная концентрация вещества в относительно небольшом объеме деформирует ткань пространства и времени, образуя четырехмерный карман. Этот карман и есть черная дыра. (...) По мере приближения к канаве, которую черная дыра оставляет в пространстве-времени, вы столкнетесь с более крутым склоном, с точки зрения гравитации. Чем глубже вы спускаетесь по склону, тем быстрее вам придется двигаться, чтобы подняться обратно и выбраться наружу. (...) Эта точка невозврата и есть горизонт событий. Горизонт событий - это "край" черной дыры. Это не жесткая граница; пройдя ее, вы все равно сможете оглянуться назад. Но вы не можете вернуться назад. Даже свет распространяется недостаточно быстро, чтобы убежать, когда он пересекает горизонт событий. Вот почему черные дыры черные: они поглощают свет. Поскольку черные дыры невидимы, мы находим их по их эффектам. Например, мы можем видеть свечение диска горячего газа, окружающего черную дыру (...) Мы также можем видеть гигантские струи плазмы, которые черная дыра выбрасывает, питаясь из этого диска. (...) Существуют разные виды черных дыр. Черные дыры звездной массы - это такие дыры, масса которых составляет от нескольких до нескольких десятков Солнц. Иногда они образуются, когда ядра массивных звезд коллапсируют в конце своей жизни. Они также могут образовываться при столкновении двух черных дыр - событии настолько мощном, что оно посылает волны, распространяющиеся по жесткой ткани пространства-времени. Ученые называют эту рябь гравитационными волнами. (...) Существуют также черные дыры средней массы, которые, как правило, имеют массу от сотен до десятков тысяч масс Солнца. Некоторые из них образуются в результате слияния черных дыр. Другие представляют собой уменьшенные версии сверхмассивных черных дыр. Сверхмассивные черные дыры (...) имеют массу от миллионов до миллиардов солнечных масс и расположены в пределах горизонта событий, диаметр которого соответствует размерам Солнечной системы. По крайней мере, одна из них находится в центре почти каждой крупной галактики. (...) Эти объекты растут за счет поглощения газа или слияния. Астрономы до сих пор спорят о природе семян, из которых они проросли."
    

2025 г.

назад - 2023 г.