Упродовж 2018 р. в астрономії здобуто вагомі наукові результати, стали до ладу нові інструменти (як на Землі, так і в космічному просторі). Також розпочато нові й завершено деякі старі космічні місії, пов’язані з астрономічними дослідженнями. Нижче дуже коротко (але із посиланням на докладніший матеріал) ідеться про найважливіші, як на наш погляд, досягнення астрономії в 2018 році та про космічні астрономічні місії.

Матеріал підготовлено за публікаціями в розділах «Новини» на Українському астрономічному порталі, інтернет-журналі «Наше небо» та сайті «Астроосвіта».

ВІДКРИТТЯ

ALMA знаходить добре розвинені протопланетні диски навколо молодих зір

З допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) отримано дивовижні зображення 20 сусідніх з Сонячною системою протопланетних дисків. Вони вказують на те, що великі планети, подібні до Сатурна та Нептуна, утворюються набагато швидше, ніж передбачає нині визнана теорія. Окрім цього вони зазвичай формуються в зовнішній частині своїх планетних систем.

Чотири з 20 дисків, які спостерігали з допомогою ALMA: диск AS 209 віком близько одного мільйона років щільно заповнений внутрішніми кільцями, а також має два кільця на далеких відстанях від зорі; вік HD 143006 становить близько п’яти мільйонів років — диск має широкі прогалини та щільну дугоподібну ділянку в нижньому лівому куті, що може вказувати місце, де формуються комет чи інші холодні тіла; IM Lup має спіральні рукави, які можуть свідчити про нестабільність в диску або про збурення від невидимої планети; AS 205 є подвійною системою, в якій обидва компоненти оточені кільцеподібними дисками. Фото з сайту https://astronomynow.com.

Калібрування маркерів шкали космічних відстаней

Нове дослідження, виконане в рамках здійснення проекту «Наднова Карнеґі», дало змогу отримати найкращі калібрування для використання Наднових типу Ia для вимірювання космічних відстаней. Це важливо для розуміння того, як швидко розширюється Всесвіт і яку роль може відігравати в цьому процесі темна енергія.

Уявлення художника про те, що в астрономії інколи називають «космічна драбина відстані» (cosmic distance ladder), тобто про шкалу космічних відстаней. Цю шкалу визначають за низкою небесних об’єктів (до них належать і Наднові типу Ia), відстані до яких відомі, а тому їх можна використати для знаходження швидкості розширення Всесвіту. Фото з сайту www.sciencedaily.com.

Суперземля на орбіті навколо зорі Барнарда

Найближча до Сонця одинока зоря має екзопланету щонайменше в 3,2 рази масивнішу, ніж Земля, — ​​так звану «суперземлю». Одна з найбільших нинішніх спостережних кампаній, що використовує дані від телескопів з усього світу, зокрема з інструменту Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) HARPS, призначеного для пошуку екзопланет, виявила цей холодний, слабо освітлений об’єкт. Відкрита планета — друга з відомих найближчих екзопланет до Землі. Зоря Барнарда — це зоря з найбільшою швидкістю на нічному небі.

У найближчої до Сонця одинокої зорі є екзопланета масою принаймні в 3,2 рази більшою, ніж маса Землі, — так звана «суперземля». Цей холодний і тьмяний світ відкрили під час виконання однієї з наймасштабніших нині астрономічних спостережних кампаній за даними, отриманими з допомогою низки телескопів з усього світу, зокрема із відомим інструментом ESO HARPS — «мисливцем за планетами». Виявлена ​​планета — друга з найближчих до Землі екзопланет, відомих науці. Зоря Барнарда — найшвидша із зір нашого неба. Такий вигляд, на думку художника, може мати поверхня відкритої планети. Фото з сайту www.eso.org.

Молочний Шлях приховує велетенський «скелет у своїй шафі»

Залишки галактики, яка впала на Молочний Шлях приблизно 10 мільярдів років тому, виявили науковці на підставі вимірювання руху 2 млрд зір нашої зоряної системи. Ця подія, можливо, була останньою великою перебудовою Галактики за увесь час її розвитку. Нові вимірювання дали змогу астрономам ідентифікувати близько 33 000 зір, які належать до нашої галактики, але сформувалися в іншій зоряній системі. До Молочного Шляху вони потрапили під час зіткнення галактик.

Молодий Молочний Шлях в уявленні художника з позначеними зорями-залишками (їхні місцеположення та рухи показано жовтими стрілками) галактики Гайя—Енцелад. Фото з сайту www.esa.de.

Найдокладніші спостереження речовини поблизу чорної діри

Надчутливий приймач Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) GRAVITY дав змогу отримати додаткові докази стосовно давнього припущення про те, що в центрі нашої галактики Молочний Шлях лежить надмасивна чорна діра. Нові спостереження показують ― скупчення газу рухаються з швидкістю приблизно в 30% від швидкості світла по коловій орбіті одразу за межею її горизонту події. Це перше в історії спостереження речовини так близько від «точки неповернення» й найдокладніші на тепер спостереження об’єктів, що рухаються навколо чорної діри на такій близькій відстані від неї.

Це ширококутне зображення у видимому світлі показує щільні зоряні скупчення в сузір’ї Стрільця в напрямку на центр нашої галактики Молочний Шлях. Вся світлина заповнена величезною кількістю зір, але ще більшу їх кількість приховують хмари пилу й тому виявити такі зорі можна лише в інфрачервоних променях. Це зображення створено шляхом об’єднання окремих фотографій в червоному та синьому світлі з Цифрового огляду неба 2 (Digitized Sky Survey 2). Розмір поля зору становить приблизно 3,5 на 3,6 градусів. Фото з сайту www.eso.org.

Перші переконливі докази існування супутника в екзопланети

Астрономи з Колумбійського університету за допомогою Космічного телескоп імені Габбла та космічного телескопа «Кеплер» зібрали переконливі докази існування супутника в екзопланети Кеплер-1625б, що лежить на відстані 8000 світлових років від Землі.

Уявлення художника про екзопланету Кеплер-1625б, що проходить разом зі своїм супутником по диску материнської зорі. Фото з сайту www.sciencedaily.com.

Вік і хімічний вміст зір дозволив з’ясувати їхню міграцію

Визначення того, де в Молочному Шляху сформувалася така ж зоря, як Сонце, — складне завдання. Зорі в галактичному диску, зазвичай, рухаються назовні завдяки явищу, відомому як радіальна міграція. Її характер визначають давні зіткнення Галактики з іншими зоряними системами, кількість її спіральних рукавів та розмір і рух галактичного бара.

На зображенні ліворуч показано загальне розташування приблизно 600 близьких до Сонця зір. Зважаючи на вік цих зір та вміст заліза, астрономи змогли відновити місця їхнього формування в Галактиці (зображення праворуч). Старші віком зорі сформувалися ближче до центра галактичного диска, а молоді зорі виникли ближче до їх нинішніх місць. Фото з сайту https://astronomynow.com.

Виявлення джерела космічних променів — це тріумф «багатоканальної астрономії»

Космічні промені подорожують до Землі з дуже великою швидкістю із глибин Космосу і їхнє походження цікавить астрономів понад століття. Міжнародна команда науковців оголосила про відстеження високоенергетичної частинки до місця її походження, що дозволило вперше розкрити джерело космічних променів.

Блазар прискорює протони р (показані жовтим кольором) до енергетичних рівнів космічних променів, а також випускає гамма-промені g (фіолетовий). Це спричиняє низку квантових перетворень в яких виникають нейтрино n (синій), що поширюються через простір. Одночасне виявлення цих двох частинок дозволило астрономам ідентифікувати блазар як джерело космічних променів. Фото з сайту www.space.com.

Перше підтверджене зображення новонародженої планети

Перше зображення планети, відкритої на етапі її формування в газопиловому диску навколо молодої зорі, отримано з допомогою приладу SPHERE, що працює на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії. Молода планета прокладає шлях крізь первинний диск газу та пилу навколо дуже молодої зорі PDS 70. Дані свідчать — в атмосфері планети є хмари.

Цей дивовижний образ від інструмента SPHERE на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії є першим чітким зображенням планети, побаченої в момент її формування навколо карликової зорі PDS 70. Планету помітно чітко — її видно як яскраву пляму праворуч від центра зображення, затемненого коронографом, маскою, яку використовують для блокування сліпучого світла центральної зорі. Фото з сайту www.eso.org.

Знайдено вагомі докази існування чорної діри проміжної маси

Астрономи змогли довести існування чорних дір малої маси та надмасивних, але існування таких об’єктів з проміжною масою (intermediate-mass black holes, IMBHs) досі є дискусійним питанням. Нове дослідження, виконане науковцями Центру космічних досліджень університету Нью-Гемпшира (University of New Hampshire, UNH), виявило найпериконливіші дотепер докази того, що чорні діри проміжної маси існують у природі.

На знімку показано зображення, отримане Космічним телескопом імені Габбла (жовто-білий колір) та рентгенівською обсерваторією «Чандра» (фіолетовий). Фіолетово-біла пляма в нижній лівій частині — джерело рентгенівського випромінювання від залишків розірваної зорі, коли вони падали на чорну діру проміжної маси. Материнська галактика чорної діри міститься посередині зображення. Фото з сайту www.sciencedaily.com.

Диск Молочного Шляху більший, ніж досі вважали астрономи

Спіральні галактики, такі як Молочний Шлях, мають дуже тонкі диски, в яких зосереджена значна частина їхніх зір. Ці диски мають обмежені розміри, а тому на певному їх радіусі залишається дуже мало зір. Науковці з Інституту астрофізики Канарських островів (Instituto de Astrofisica de Canarias, IAC) вважають: якби ми могли подорожувати зі швидкістю світла, то знадобилося б 200 000 років, щоб перетнути диск Галактики.

Виявлено кандидатів у темні галактик

Астрономи виявили принаймні шість кандидатів у темні галактики — галактики, які містять мало зір, чи, можливо, взагалі без них. З цієї причини їх важко спостерігати за допомогою нинішніх інструментів. Нове відкриття може допомогти заповнити важливий пробіл у нашому розумінні еволюції галактики.

Один з нових кандидатів на темні галактики, виявлений шляхом поєднання спектральної інформації (ліворуч) та зображень, що показують викиди газу (середина) і зорі (праворуч). Кандидат в темні галактики обведений червоним колом. Фото з сайту www.sciencedaily.com.

Знайдено докази того, що зорі виникли вже через 250 мільйонів років після Великого Вибуху

Астрономи за результатами спостережень з допомогою Великої міліметрової/субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) та Дуже великого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) з’ясували: зореутворення в дуже далекій галактиці MACS1149-JD1 розпочалося на несподівано ранній стадії — лише через 250 мільйонів років після Великого Вибух. У цій галактиці також виявлено кисень. Це найбільша відстань, на якій коли-небудь такий газ було виявлено у Всесвіті та найвіддаленіша галактика, яку коли-небудь спостерігала ALMA або VLT.

На зображенні, отриманому з допомогою Космічного телескопа імені Габбла, показано скупчення галактик MACS J1149.5+2223. На вставці — зображення дуже далекої галактики MACS1149-JD1 (такою вона була 13,3 мільярдів років тому), отримане ALMA. Розподіл в ній кисню показано червоним кольором. Фото з сайту www.eso.org.

Місія «Гайя» створює найдокладнішу мапу положень зір нашої галактики

Місія «Гайя» (Gaia) Європейського космічного агентства (ЄКА, European Space Agency, ESA) оприлюднила найбільший тепер каталог зір, що містить результати високоточних вимірювань майже 1,7 мільярдів зір, а також інших об’єктів, які містяться в нашій галактиці та за її межами. До каталогу внесено значення координат небесних тіл, відстані до них та дані про їхній власний рух. Новий каталог допоможе краще зрозуміти будову та еволюцію Галактики.

Ця інфографіка ілюструє космічну шкалу, яку охоплює всеосяжний набір даних, отриманих місією «Гайя», і який відкриває перед астрономічною спільнотою широкий спектр тем для досліджень. Фото з сайту www.esa.int.

Для пошуків братів і сестер Сонця визначено «ДНК» 340 000 зір

Астрономи виявили «ДНК» понад 340 тисяч зір в нашій галактиці, що має допомогти їм знайти братів і сестер Сонця, які тепер розкидані по небу. Про це йдеться в першому повідомленні про результати амбітного огляду GALAH, який виконують галактичні «археологи» вже протягом трьох років (фактично оприлюднено великий набір даних). Головна мета дослідження, частиною якого є GALAH, ― розкрити таємниці формування та розвитку галактик.

Перша вікова мапа серцевини Молочного Шляху

Перша масштабна вікова мапа Молочного Шляху вказує на те, що наслідком періоду зореутворення, який тривав близько 4 мільярдів років, стала складна структура в центрі нашої галактики. Результати нового дослідження представила Марина Рейкуба (Marina Rejkuba) 3 квітня 2018 року в рамках Європейського тижня астрономії та космічної науки (European Week of Astronomy and Space Science, EWASS) в Ліверпулі (Великобританія).

Виявлено реліктову галактику неподалік від Молочного Шляху

Астрономи, скориставшись Космічним телескопом імені Габбла, відкрили дуже стару незвичну галактику (її позначають NGC 1277), яка лежить відносно недалеко від нашого Молочного Шляху. Особливість галактики в тому, що за останні 10 мільярдів років вона практично не змінилася. Цей незвичний зоряний острів дає нове важливе розуміння процесів походження та розвитку галактик мільярди років тому.

Зображення галактики NGC 1277, отримане з допомогою Космічного телескопа імені Габбла, на тлі скупчення галактик в сузір’ї Персея. Галактика унікальна тим, що є реліктовою, тобто схожою на галактики раннього Всесвіту. Вона містить старі зорі, які народилися 10 мільярдів років тому. Але на відміну від інших галактик у локальному Всесвіті вона не формувала нові зорі. Астрономи називають такі галактики «червоні й мертві», бо зорі в них старіють, а послідовних поколінь молодших зір немає. Фото з сайту NASA.

Молочний Шлях більше не «менший брат» Андромеди

Використавши новий метод для оцінки маси галактики в сузір’ї Андромеди, дослідники дійшли висновку: гігантська спіраль не стільки старший (більший) брат Молочного Шляху, скільки його майже близнюк. Дотепер існувала думка, що розміри Андромеди вдвічі—тричі більші, ніж розміри Молочного Шляху, і ця галактика поглине нашу через 5 мільярдів років.

Уперше відкрито екзопланети в іншій галактиці

Астрофізики вперше виявили екзопланети за межами нашої галактики Молочний Шлях. Метод гравітаційного мікролінзування, заснований на астрономічному явищі, — єдиний нині спосіб, що дозволяє відкривати планети на дуже великих відстанях від Землі. З його допомогою вдалося знайти в іншій галактиці об’єкти, маси яких лежать в межах від маси Місяця до маси Юпітера.

Меркурій допоміг визначити втрату маси Сонцем

Орбіти планет в Сонячній системі розширюються. Відбувається це тому, що з віком наша зоря втрачає масу і її гравітація слабшає. Науковці NASA та Массачусетського технологічного інституту визначили цю втрату маси та інші параметри Сонця, аналізуючи зміни орбіти Меркурія.

Науковці виконали аналіз дуже малих змін в русі Меркурія, щоб дізнатися про вплив гравітації Сонця на орбіту планети. Положення Меркурія з плином часу визначали за радіосигналами від зонда MESSENGER, який обертався навколо планети. Фото з сайту NASA.

КОСМІЧНІ МІСІЇ ТА НАЗЕМНІ ТЕЛЕСКОПИ

Космічний зонд OSIRIS-Rex прибув до астероїда Бенну

Автоматична міжпланетна станція NASA OSIRIS-REx, перший посланець цього космічного агентства, який має доставити зразки ґрунту з астероїда на Землю, досягла 3 грудня 2018 р. своєї мети ― астероїда Бенну. Космічний зонд OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer), який стартував із Землі у вересні 2016 р. і протягом 27 місяців подорожував Сонячною системою на шляху до Бенну, що обертається навколо Сонця між Землею та Марсом, тепер перебуває на орбіті астероїда.

Це зображення астероїда Бенну створено з восьми світлин, отриманих космічним апаратом OSIRIS-REx 29 жовтня 2018 р. з відстані близько 330 кілометрів. Фото з сайту NASA.

Нова місія до Меркурія

20 жовтня 2018 року з космодрому Куру стартувала ракета-носій «Аріан-5» (Ariane 5) з космічним апаратом «БепіКоломбо» (BepiColombo), призначеним для дослідження Меркурія. Цим стартом Європейське космічне агентство (ЄКА, European Space Agency — ESA) та Японське агентство аерокосмічних досліджень (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) розпочали свою першу космічну місію з вивчення планети, що лежить найближче до Сонця.

Уявлення художника про космічний апарат BepiColombo під час його польоту до Меркурія. На своєму 7,2-річному шляху до планети, він раз пройде повз Землю, двічі повз Венеру й шість разів обійде довкола Меркурія, перш ніж потрапить на його орбіту. Розмах сонячних зонда становить майже 30 м, довжина зонда — 7,5 м. Зображення Меркурія, показане на другому плані, отримано космічним апаратом NASA «Маринер-10» (Mariner 10). Фото з сайту www.esa.int.

Розпочато роботи із закладки фундаменту для Гігантського телескопа Магеллана

Екскаваторники, використовуючи гідравлічні свердла та молоти, почали земляні роботи на піку Лас Компанас (Las Companas) в чилійській пустелі Атакама для закладки фундаменту на якому буде встановлено Гігантський телескоп Магеллана (Giant Magellan Telescope). З майданчика на вершині гори висотою 2500 метрів планують відвезти понад 13 тис. тонн гірських порід. Щоб зберегти скелю під фундаментом незмінною, будівельники використовують відбійні молоти, а не вибухівку.

Майданчик на вершині гори Лас Компанас в чилійській пустелі Атакама де буде встановлено Гігантський телескоп Магеллана. Фото з сайту www.gmto.org.

Космічна місія Parker Solar Probe: перший політ людства до Сонця

«Сонячний зонд Паркера» (Parker Solar Probe) влітку 2018 року стартував із Землі й вирушив до Сонця. Історична космічна місія, споряджена NASA, покликана суттєво розширити наші знання про Сонце і його «поведінку», яка впливає на Землю та інші тіла Сонячної системи. Зонд пройде крізь верхню атмосферу Сонця, ближче до його поверхні, ніж будь-який космічний апарат до цього, щоб уможливити дослідження нашої зорі з близької відстані.

Юджин Паркер в жовтні 2017 р. відвідав Лабораторію прикладної фізики імені Джона Гопкінса (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory), щоб разом з інженерами та учасниками місії Parker Solar Probe оглянути космічний апарат. Фото з сайту NASA.

Новий мисливець за екзопланетами

У квітні 2018 року з космодрому на мисі Канаверал (Флорида, США) стартувала ракета-носій SpaceX Falcon 9 з космічним апаратом Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) — супутником для спостережень транзитних екзопланет. Це нова місія NASA для пошуку планет біля зір нашої галактики.

Космічний апарат TESS (можна порівняти його розміри зі зростом інженерів, які працюють біль нього) під час монтажу наукового обладнання. Фото з сайту NASA.

 

Підготував Іван Крячко