Какво необичайно откриха учените в Космоса

След като преди дни стана ясно, че „Божествената частица” е научното откритие на отиващата си година според сп. Science и ви запознахме какви са очакваните тенденции за идващата година според РИА Новости, сега ви предлагаме да надникнем в Космоса заедно с друго руско издание – „Компюлента”. Харесахме го, понеже в „Мегавселена” имаме необяснима слабост към Космоса, която бихме искали да споделим с вас.

Черни дупки

Много ги обичаме всички. Тези „космически чудовища” продължават да са толкова вълнуваща загадка за учените, които откриват тяхното наличие по косвени методи или докато някоя черна дупка не „засвети”, докато безмилостно разкъсва попаднала наблизо звезда.

Сега ще „надникнем” към свръхмасивната черна дупка, живееща в лещовидната галактика NGC 1277 в съзвездието Персей – най-странната и едновременно най-голямата от известните ни черни дупки. Тя е с 14–20 млрд. слънчеви маси, или 4000 маси на Стрелец А* (нашата си масивна черна дупка в центъра на Млечния път).

Та това невиждано космическо чудовище е четири пъти по тежко от най-тежките известни ни черни дупки досега. Всичко това изглежда доста странно на фона на нейната родна галактика NGC 1277 (на 220 млн. светлинни години от Земята), която десет пъти отстъпва по маса на Млечния път.

Дисонансът е толкова силен, че 11–14% от масата на цялата галактика и 56% от масата на нейното ядро се падат на въпросната черна дупка. И нито причината, нито следствието за образуването на такъв невиждан обект са ясни докрай – ако черната дупка расте, поглъщайки веществото на своята галактика, то как тогава NGC 1277 е успяла да я „изхрани”?

Не по-малко загадъчна е и най-древната от черните дупки, която също е открита през 2012 г. по рентгеновото излъчване, изгубило 13,2 млрд. години, за да стигне до Земята от района на квазара GB 1428. Смята се, че този квазар вероятно е огромна черна дупка в центъра на галактиката, която поглъща веществото с колосална скорост, нагрявайки го до такава степен, че то успява да изпуска излъчване в рентгеновия диапазон.

От горе на долу: най-древната галактика; Млечният път и Андромеда, както и техния сблъсък; най-древната свръхнова и планета около син гигант.
ESO, ESA, NASA, RoPACS

Загадъчното на тази черна дупка е в това, че според стандартния космологичен модел Вселената е на 13,7 млрд. години, а това означава, че откритата черна дупка вече е съществувала само 500 млн. години след Големия взрив. Ето какво е трябвало да се случи за това време: а) рейонизация на газа, след което – възможно активно звездообразуване; б) животът и смъртта на звезди или на огромния облак междузвезден прах, от който е колапсирала черната дупка в центъра на GB 1428; в) набиране на огромна маса и нагряване на попадащото в дупката ново вещество до огромни температури.

Преди няколко години мнозина биха казали, че всичко това е невъзможно и че квазарът не би трябвало да е имал време. Преди най-древният квазар можеше да се похвали „само” с 12,4 млрд. години живот, тоест той е имал значително време. Но фактите са си факти – квазарът старейшина е избухнал, преди да приключи епохата на рейонизацията. Всичко това е толкова странно, че в опит да обясни явлението един белгийски физик дори заяви, че гравитацията на веществото във Вселената „свива” нейното време (теория за вселенската относителност) и на нас само ни се струва, че Началото на Всичко е било преди 13,7 млрд. години. Фактически, твърди Пиер Маган, са изминали поне 15,4 млрд. г., което и обяснява съществуването на обекти от типа на галактики и квазари на повече от 13 млрд. години.

Галактики

И отново ще прозвучи словосъчетанието „най-древната”, но този път по отношение на галактиките. По уточнени през 2012 г. данни галактиката UDFj-39546284, открита от космическия телескоп „Хъбъл”, е видна за нас такава, каквато е била само 380 млн. години след Големия взрив. Преди възрастта й е оценявана с 200 млн. г. по-скромно. И излиза така, че рейонизацията на Вселената (от гледна точка на сегашната хронология) все още не си е и помисляла да завърши, а първата галактика вече е съществувала…

Друго интересно откритие засяга не обектите, отдалечени от нас на десетки милиарди светлинни години, а галактиката, в която се намираме. Млечният път, оказва се, тежи не 0,58–1,5 трлн. слънчеви маси, както се смяташе, а 1,6 трлн. В крайна сметка оценката се оказала по-голяма от тази на галактиката Андромеда, в която има трилион звезди срещу 200-400 млрд. в Млечния път.

В средата на годината беше направена първата точна оценка на скоростта и траекторията на Андромеда. И се смята, че след 4 млрд. години тя ще се сблъска с нашата галактика, след което те ще се слеят в Млекомеда, а още по-скоро (след 3–4 млрд. години) – с галактиката Триъгълник, което ще доведе до живота на още по-голям гигант.

Накрая е открит цял нов клас галактики (което се случва не всяка година). Става дума за зелените галактики, наричани още „зелен фасул”. J2240, чиято светлина достига до нас за 3,7 млрд. г., е била първата от този род, за което можем да благодарим на канадско-френско-хавайския телескоп. Последващите търсения са дали още 16 зелени галактики. Отчитайки слабостта на сегашните средства за наблюдение, те вероятно са повече, но като цяло са рядко явление – по една „фасулска” галактика на 2,2 октилиона кубически светлинни години.

Зелени галактики – що е то?

Причината за странния им цвят все още остава загадка – обикновено в зелените галактики светят малки участъци йонизиран кислород в междузвездната среда. Но защо този кислород се е „разпълзял” из цялата галактика? Кой е източникът на неговата йонизация? Не знаем. Активността на свръхмасивните черни дупки в центъра на такива галактики е по-ниска, отколкото се изисква за йонизация на цялата галактика.

Ах, да, открита е още най-голямата от всички известни галактики –A2261-BCG (Abell 2261 Brightest Cluster Galaxy), чиято светлина е достигнала до нас за три милиарда години. Тя не просто е грамадна (един милион светлинни години в диаметър, което е десет пъти повече от нашата галактика) и масивна, но и любопитна с това, че учените още не са открили свръхмасивната й черна дупка – нещо, което се смята за необходимо в големите галактики. Без гравитацията на свръхмасивната черна дупка не е лесно да се задържат голямото количество звезди заедно.

Звезди

Открита е най-древната свръхнова. Особеността на SN1000+0216, обект, взривил се преди 12,1 млрд. години – само 1,6 млрд. години след Големия взрив – е в това, енергията от взрива на свръхновата е дошла не от банална термоядрена реакция в недрата й, а от сблъсък на частици и античастици в ядрото – доста по-ефективен източник. Затова и светимостта на свръхновата 10-100 пъти превишава известните случаи и я прави не само древна, но и най-мощната от всички регистрирани досега.

За да се случи процесът точно така, звездата трябва да е била почти свободна от метали и да е имала 150 до 250 слънчеви маси. Древната звезда, породила свръхновата, очевидно е удовлетворила тези нетрадиционни параметри, което само по себе си я прави уникален обект.

Най-масивната звезда, около която се върти или планета, или кафяво джудже, е открита с космическия телескоп Subaru. Този син гигант от спектралния клас B9 носи името Капа Андромеда, или HD 222439. От него ни делят 170 светлинни години. Планетата HD 222439 b, която се върти на значително разстояние (55 астрономически единици) от това светило, е необичайна. По маса тя е между нормална планета и кафяво джудже (12,8 маси на Юпитер). За да подчертаят междинния й статус, астрономите са я нарекли „суперюпитер”.

Откритието е много важно, тъй като преди се смяташе, че планетните системи около горещи сини гиганти, към които се отнася Капа Андромеда, не образуват планети, тъй като мощното им ултравиолетово излъчване предизвиква преждевременно изпарение на протопланетния диск. Но съществуването на HD 222439 b заедно с нейната планетна възраст доста ясно показва обратното – такива системи може да имат множество планети.

Най-многобройната звездна система с планети сериозно разшири нашите представи за границите на възможното. Четири звезди от различен клас в района на KIC 4862625 съставляват една система. Екип доброволци в Planethunters.org са открили в нея планетата PH1 с маса от 20 до 40 земни (малко по-голяма от Нептун). При температура на повърхността й 524–613 келвина тя едва ли е обитаема, но важен е самият факт – в системите с повече от три звезди формирането на устойчиви планети с голяма маса се смяташе за невъзможно.

Открита е също така най-тясната двойна звездна система –19b-3-06008, която представлява две червени джуджета, въртящи се едно около друго за 2 часа и 41 минути. Разстоянието между тях е толкова малко, че короните на двете звезди буквално трябва да се изсмукват. Преди теоретичните изчисления твърдяха, че орбитите на толкова близки звезди не могат да бъдат устойчиви. Но новото моделиране, проведено след откриването на 19b-3-06008, показало, че формирането на свръхтесни системи е напълно вероятно. А падането на звездите една върху друга, ако се случи, ще е след време, превишаващо жизнения цикъл на нашето Слънце.

Планетата в Алфа Центавър и екзопланети с диамантена мантия – отдавна очаквано, но не по-малко значимо откритие. Но следите от вода на астероида Веста са истинска изненада (най-долната снимка).
© ESO, NASA / JPL-Caltech.

И екзопланети

Тук е истинско море от данни. Но все пак – най-близката до нас екзопланета, открита през 2012 г., се нарича Алфа Центавър Bb. Тя е само на 4,36 светлинни години от нас, по-близки звездни системи просто няма. В пълно съответствие с моделиране отпреди две години, което засягало параметрите на възможни планети около Алфа Центавър, това е „суперземя”.

Но има един проблем – тя е много гореща, тъй като от нея до Алфа Центевър В са само 0,04 астрономически единици (около 6 млн. км), което е около шест пъти по-малко от разстоянието между Меркурий и Слънцето. Но приложеният за откриването метод е чувствителен само към планети, разположени близо до звездите си. Затова съществуването на други „суперземи” там е напълно вероятно.

Най-малките екзопланети. Те са образували нов подклас – „миниземи” (по аналогия със „суперземите”). Kepler-42 b, с и d, въртящи се около звездата Kepler-42, която е на 126 светлинни години от нас, са най-малките от всички известни ни екзопланети, а Kepler-42 d е само с 0,57 земни маси.

Откритието прекрати разговорите за изключителността на Слънчевата система с нейните четири планети със земна и по-малка маса, тъй като преди откриването на Kepler-42 извън пределите на Слънчевата система не беше съзирана нито една. Понякога може да се чуе, че „суперземите” са значително по-разпространен тип планети, отколкото „истинските земи”. Сега е ясно, че дори с наличните средства за наблюдение е напълно реално откриването на „миниземи”.

Най-необичайната от всички открити в отиващата си година екзопланети очевидно е 55 Рак e, въртяща се около жълтото джудже 55 Рак (на 40,9 светлинни години от Земята). Нейната повърхност, както смятат астрономите, е покрита с графит и диаманти, а вътрешността й като нищо може да се състои основно от диаманти. И всичко това, защото в химичния състав на местната звезда има много малко силиций (който е в изобилие на Слънцето) и много въглерод (който на Слънцето му е кът).

Затова основните планетообразуващи породи там не са силикати, както в земната мантия, а едни или други форми на въглерод. Може да става дума не само за диаманти, но и за други, неизвестни ни кристали. Разбира се, 55 Рак f, една от планетите в зоната на обитаемост, е газов гигант. А това означава, че тя може да има масивни екзолуни, на повърхността на които да съществува вода в течно състояние.

Всичко ли споменахме? Разбира се, не. Например, че в нашата Слънчева се оправдаха старите теории за наличието на лед на полюсите на Меркурий, бяха открити следи от водни потоци не само на Марс, но възможно и на астероида Веста, беше открит нов спътник на Плутон…

И вече очакваме откритията на 2013 г.