Астрономы из Университета Цинхуа и обсерватории Стюарда обнаружили пару галактик, демонстрирующих значительное рентгеновское излучение, о чем сообщается в статье, опубликованной 31 июля на arXiv.

Исследование Great Observatories Origins (GOODS) объединяет данные космических обсерваторий, таких как Хаббл, "Чандра", "Спитцер" и XMM-Newton, а также наземных телескопов, включая Очень большой телескоп (VLT) и телескопы Кека. Группа под руководством Цзя Цая провела поиск звездообразующих галактик в южном поле GOODS (GOODS-S), объединив данные VLA, ALMA, JWST и HST.

В результате наблюдений была обнаружена пара галактик с красным смещением 2,54, обозначенные как UDF3 и UDF3-2. Возраст звезд UDF3 и UDF3-2 составляет 15 и 206 миллионов лет соответственно, а их звездная масса — около 5,8 и 3,3 миллиарда солнечных масс. Скорость звездообразования в UDF3 составляет 529 солнечных масс в год, что в 15,5 раз выше, чем в UDF3-2.

Астрономы предполагают, что галактики взаимодействуют гравитационно: UDF3 имеет комковатые структуры, а UDF3-2 — вытянутую морфологию. Оба объекта демонстрируют значительное рентгеновское излучение, которое, по мнению авторов, обусловлено двойными рентгеновскими системами с высокой массой (XRB), а не активными ядрами галактик (AGN).

Если гипотеза подтвердится, то эта галактическая система может стать звездообразующей парой с наибольшим красным смещением, обнаруженной с помощью рентгеновского излучения. Это также указывает на то, что рентгеновская светимость галактик с высоким красным смещением может не полностью зависеть от активности AGN.

Команда учёных впервые запечатлела превращение красного сверхгиганта в сверхновую в реальном времени.

Последний год жизни красного сверхгиганта в представлении художника. Вокруг звезды заметно облако выделяемого ей газа – это возможное доказательство того, что некоторые из звёзд этого класса перед превращением в сверхновую намного менее спокойны, чем считалось ранее.

Изображение: W. M. Keck Observatory | Adam Makarenko

Звезда, расположенная в галактике NGC 5731 на расстоянии 120 миллионов световых лет от Земли, впервые была обнаружена летом 2020 года при помощи телескопа Pan-STARRS. Ещё тогда астрономы заметили, что она излучает необычно много света. Всего через несколько месяцев светило превратилось в сверхновую, которой затем дали имя SN 2020tlf.

Это прорыв в нашем понимании того, что происходит в последние моменты жизни таких массивных звёзд. Нам никогда ранее не удавалось напрямую запечатлеть превращение красного сверхгиганта в сверхновую II типа.

Уайнн Джейкобсон-Галан, ведущий автор статьи

Учёные продолжили исследовать сверхновую при помощи инструментов обсерватории Кека. Астрономы обнаружили свидетельства того, что во время взрыва звезду окружало плотное облако газа – вероятно, его выделение и было причиной аномальной яркости незадолго до взрыва; дальнейшие наблюдения позволили определить, что масса звезды составляла 10 солнечных.

Именно высокая активность “родителя” сверхновой заинтересовала учёных: ранее все наблюдаемые незадолго до взрыва красные сверхгиганты казались гораздо стабильнее. Однако данные нового исследования показывают, что в некоторых случаях внутренняя структура подобных звёзд претерпевает значительные изменения, которые в конечном итоге приводят к бурному выбросу газа за несколько мгновений до коллапса.

Превращение красного сверхгиганта в сверхновую II типа в представлении художника. Видео: W. M. Keck Observatory | Adam Makarenko

Авторы работы предполагают, что их открытие усилит интерес научного сообщества к поиску аномально ярких красных гигантов.

Обнаружение других подобных сверхновых существенно повлияет на то, как мы представляем себе последние месяцы звёздной эволюции. Это объединит наблюдателей и теоретиков в поисках разгадки тайны того, как гигантские звёзды проводят последние моменты своей жизни.

Открытие было опубликовано в издании The Astrophysical Journal.

Источник: Обсерватория Кека

https://keckobservatory.org/dying-star/

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac3f3a

При помощи обсерватории Кека на Гавайях учёные обнаружили неподалёку от центра нашей галактики необычную планетную систему. В её состав входит похожая на Юпитер экзопланета, которая обращается вокруг белого карлика – компактного объекта, который является финальной стадией эволюции звёзд вроде Солнца. Эта пара даёт нам взгляд в будущее нашей собственной системы, показывая, какая судьба ожидает её после смерти Солнца примерно через пять миллиардов лет.

О своём открытии учёные поведали в статье, опубликованной в журнале Nature 13 октября.

Данные подтверждают, что достаточно удалённые от своих звёзд планеты могут продолжить существовать после смерти светила. Учитывая, что найденная система – аналог Солнечной, можно предположить, что у Юпитера и Сатурна есть шанс пережить превращение Солнца из красного гиганта в белого карлика, которое произойдёт, когда наша звезда исчерпает запасы ядерного топлива и сбросит внешнюю оболочку.

Джошуа Блэкмен, астроном из Университета Тасмании, ведущий автор работы.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03869-6

Превращение звезды главной последовательности сначала в красного гиганта, а затем в белого карлика в представлении художника. Газовый гигант, вращающийся на безопасном расстоянии, переживает оба катаклизма. Источник: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko.

Будущее Земли не выглядит радужно, поскольку мы находимся гораздо ближе к Солнцу. Если человечество решит переселиться на спутники Юпитера или Сатурна перед тем, как Солнце превратится в красного сверхгиганта и «поджарит» Землю, мы останемся на орбите вокруг нашей звезды, хотя и не сможем полагаться на её тепло – к тому времени она уже станет белым карликом.

Дэвид Беннетт, учёный из Университета Мэриленда и Центра космических полётов имени Годдарда.

Снимки в ближнем инфракрасном диапазоне, полученные при помощи инструментов обсерватории Кека, показывают, что масса белого карлика составляет около 60 процентов солнечной, а вращающийся вокруг неё газовый гигант примерно на 40 процентов массивнее Юпитера. Обнаружить систему помогла техника гравитационного микролинзирования: гравитация расположенной ближе к Земле звезды выступила в качестве лупы, преломив и увеличив свет от цели. Однако даже после этого излучение было слишком слабо, чтобы идентифицировать светило как звезду главной последовательности; гипотезу о буром карлике учёные тоже отклонили.

Мы также исключили возможность существования нейтронной звезды или чёрной дыры в центре системы. Следовательно, планета обращается вокруг мёртвой звезды – белого карлика. Это шанс взглянуть на то, как будет выглядеть наша система после того, как Солнце, умирая, заберёт с собой и Землю.

Жан-Филипп Больё, астрофизик из Университета Тасмании.

Обнаруженная система из экзопланеты-гиганта, вращающейся вокруг белого карлика, в представлении художника. Источник: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko.

Команда планирует использовать полученный результат в статистическом исследовании, чтобы узнать, сколько ещё есть белых карликов, вокруг которых вращаются выжившие планеты.

В будущих исследованиях учёным поможет новая космическая обсерватория NASA – телескоп им. Нэнси Грейс Роман. Он сможет получать прямые изображения экзопланет-гигантов, обеспечивая исследователей гораздо более полным набором данных о мирах, вращающихся вокруг белых карликов. Это позволит определить, насколько часто планеты, подобные Юпитеру, переживают последние дни своих звёзд.

Источник

https://keckobservatory.org/white-dwarf-system

Астрономы обнаружили в центре нашей галактики несколько необычных объектов, которые скрывают свою истинную природу за завесой пыли, демонстрируя свойства как облаков газа, так и звезд.

Впервые подобные объекты, получившие название "G-объекты" были замечены в окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути более десяти лет назад - G1 впервые был замечен в 2004 году, а G2 был обнаружен в 2012 году. Оба считались газовыми облаками, пока не оказались ближе к сверхмассивной черной дыре и смогли сохранить свою целостность - облака были бы разорваны и рассеянны гравитацией черной дыры.

Теперь же астрономы из группы GCOI (Galactic Center Orbits Initiative), использовавшие спектрограф OSIRIS (Keck Observatory’s OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph), установленный на одном из телескопов обсерватории Кека, и систему OsrsVol (OSIRIS-Volume Display) для обработки данных наблюдений, сообщили об открытии в инфракрасном диапазоне еще трех подобных объектов - G3, G4 и G5.

Предполагается, что G-объекты являются звездами с распухшими внешними слоями. В этом случае приливное воздействие со стороны черной дыры может отбирать часть вещества внешних слоев, когда звезды подлетают достаточно близко к черной дыре, не разрушая всю звезду. Возможно что такие крупные звезды являются результатом недавних слияний двух звезд в тесных двойных системах. Необычным является сильная "запыленность" подобных объектов. Чтобы отделить излучение от G-объектов от фона и понять их пространственное распределение и скорости движения и была разработана система OsrsVol.

Команда исследователей будет продолжать следить за размером и орбитальным движением G-объектов, что позволит понять их природу. Наиболее интересны моменты их максимального сближения с черной дырой, в ходе которого они могут быть разрушены. Правда для этого придется подождать около 20 лет для G3 и еще несколько десятилетий для G4 и G5.

Пресс-релиз на английском: http://www.keckobservatory.org/recent/entry/G-Objects

Перевод: Deep Space

На Гавайях есть обсерватория Кека - https://ru.wikipedia.org/wiki/Обсерватория_Кека.

На Канарах - Большой канарский телескоп - самый большой действующий "глаз" в Мире - https://ru.wikipedia.org/wiki/Большой_Канарский_телескоп

У них есть интересные исследования.

1. Образование Чёрных дыр и галактик.

http://www.keckobservatory.org/recent/entry/quasar_galaxy

Звезды, образующиеся в галактиках, оказываются под влиянием сверхмассивной черной дыры в центре галактики, но механизм того, как это происходит, до сих пор не понятен астрономам.

«Супермассивные черные дыры увлекательны, - говорит ведущий автор Шелли Райт, профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Понимание того, почему и как галактики получают влияние от их сверхмассивных черных дыр, - это выдающаяся головоломка в  формировании галактик и звёзд в них».

В исследовании, опубликованном сегодня в «Астрофизическом журнале», Райт, аспирант Андрей Вайнер, и их коллеги рассмотрели энергетику, окружающую мощные ветры из частиц, создаваемые яркой, энергичной сверхмассивной черной дырой (известной как «квазар») в центре 3C 298, расположенной примерно на 9,3 миллиарда световых лет от нас.

«Мы изучаем сверхмассивные черные дыры в самой ранней вселенной, когда они активно растут благодаря аккрецированию огромного количества газообразного материала», - говорит Райт. «В то время как черные дыры сами не излучают свет, газообразный материал, который они поглощают-втягивают, нагревается до экстремальных температур, делая их самыми светящимися объектами во вселенной».

Исследование команды UC San Diego показало, что высокоэнергетические ветры из частиц, разносятся по всей галактике и влияют на рост звезд.

«Замечательно, что сверхмассивная черная дыра способна воздействовать на звезды, образующиеся на таких больших расстояниях», - говорит Райт.

Сегодня соседние галактики показывают, что масса галактик тесно связана с массой черных дыр. Исследования Райта и Вайнера подтверждают, что 3C 298 не попадает в это нормальное масштабирующее соотношение между соседними галактиками и сверхмассивными черными дырами, которые скрываются в их центре. Но в ранней Вселенной их исследование показывает, что галактика 3C 298 в 100 раз менее массивна, чем должна быть ее сверхмассивная черная дыра.

Это означает, что масса черной дыры устанавливается задолго до галактики, и потенциально энергетика из квазара способна контролировать рост галактики.

Для проведения исследования исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали множество современных астрономических средств. Первым из них был инструмент OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph и его усовершенствованная система адаптивной оптики. Система АО позволяет наземным телескопам получать изображения более высокого качества, исправляя размывание, вызванное земной атмосферой. Полученные изображения так же хороши, как и полученные из космоса.

Второе крупное сооружение - это большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Атакама, известный как «ALMA», международная обсерватория в Чили, способная обнаруживать миллиметровые длины волн с использованием до 66 антенн для достижения изображений с высоким разрешением газа, окружающего квазар.

«Самая приятная часть исследования этой галактики собирает все данные с разных длин волн и технологий», - сказал Вайнер. «Каждый новый набор данных, который мы получили по этой галактике, ответил на один вопрос и помог нам собрать некоторые части головоломки. Однако в то же время он создал новые вопросы о природе образования галактик и сверхмассивных черных дыр ».

Райт согласился, сказав, что наборы данных были «чрезвычайно великолепны» как из Обсерватории Кек, так и для ALMA, предлагая множество новых сведений о Вселенной.

Эти результаты являются первыми результатами более масштабного исследования отдаленных квазаров и влияния их энергии на формирование звезд и рост галактик. Вайнер и команда будут продолжать развивать результаты на более отдаленных квазарах, используя новые возможности и возможности из Обсерватории Кек и ALMA.

Изображение галактики, в которой наблюдается сверхмассивная чёрная дыра. Расстояние до неё составляет ~ 9,3 млрд. световых лет. Четырехцветное изображение показывает результаты использования Обсерватории Кек и ALMA.

Зеленые цвета выделяют энергичный газ через галактику, освещенную квазаром.

Синий цвет представляет собой мощные ветры, дующие по всей галактике.

Красно-оранжевые цвета представляют собой холодный молекулярный газ в системе, как видно из ALMA.

Супермассивная черная дыра находится в центре ярко-красно-оранжевой круговой области немного ниже середины изображения.

2. Обновление классификации галактик.

http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1337&lang=en

11 января 2018 года

Сделана карта с 300-ми галактиками, близкими к Млечному Пути, которые классифицировали по методу движения звезд, а не используя морфологические классификация, используемая до сих пор. Результаты этой работы были недавно опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Объекты внутри галактик имеют два основных типа движений: вращение вокруг центра галактики на регулярном организованном диске или на орбитах, ориентированных наугад без четкого направления ротации. Если бы мы представили себе, что галактики ведут себя так же, как Солнечная система, мы могли бы думать, что по мере того, как объекты движутся дальше от центра, их орбитальные скорости уменьшаются. Однако это не обязательно для галактик, так как существует несколько факторов, влияющих на скорость вращения этих объектов, таких как размеры галактики, гравитационное притяжение других галактик и количество темной материи в данной галактике.

Международная команда астрофизиков, в том числе исследователь IAC и Universidad de La Laguna Хесус Фалькон Баррозу, координатор Rанарского Большого Телескопа - CALIFA , который является одним из авторов статьи, опубликованной в Nature Astronomy, собрал из 600 галактик в соседстве Млечного Пути с помощью спектрофотометра PMAS на 3,6-метровом телескопе в Обсерватории Калар-Альто (Альмерия, Испания). В рамках этого каталога ученые сделали карты скоростей 300 галактик, показывающих движения их звезд.

Таким образом, они определили три группы из множества звездных орбит, которые они назвали «холодными орбитами», «теплыми орбитами» и «горячими орбитами», последний типичный для звезд со случайными движениями. Когда анализировали данные, они показали, что круговые орбиты часты в галактиках с более низкой массой, а «горячие орбиты» чаще встречаются в галактиках с более высокой массой. Кроме того, нашли довольно много «теплых орбит», больше нежели ожидалось ранее для этого типа галактик.

Используя эти карты звездных движений, можно получить много информации об истории образования этих галактик. Они развиваются и растут более миллиарда лет, сливаясь с другими галактиками. Те, которые поглощали другие более мелкие галактики, обычно имеют тонкие вращающиеся диски, а когда образуются две галактики с подобными массами, образуется эллиптическая галактика, в которой орбиты расположены в случайных направлениях.

Измерение орбит в анализируемых галактиках, позволяет различать дисковые галактики (более холодные орбиты) и эллиптические галактики (с более горячими орбитами), даже если эта разница не может быть обнаружена при использовании изображений в одиночку. Это означает, что, измеряя звездные орбиты, исследователи смогут определить, является ли наблюдаемая нами галактика результатом внутренней эволюции изолированного объекта, относительно спокойной серии слияний с меньшими объектами или продуктом насильственного слияния.

CALIFA, которая с ее 300 галактиками простой стала одним из самых больших архивов данных по динамике галактик, до сих пор является «первым исследованием, предлагающим схему базы классификации галактик, до орбитального распределения их звезд, которая отличается от классической Диаграмма Хаббла, основанная на морфологической классификации », - объясняет Фалькон Баррозу. Этот исследователь также признает, что результаты этого исследования «представляют некоторые проблемы для современных теорий образования и эволюции галактик»,

Эта новая классификация была тщательно подготовлена для создания простого представителя, который поможет астрономам сделать модели эволюции галактик и показать, дают ли их симуляции достоверные предсказания.

Диаграмма статистики звездной орбиты для галактик CALIFA. Чем выше положение галактики, тем больше доля галактик горячих (очень вытянутых) орбит. Чем дальше справа положение галактики, тем больше доля холодных (почти круговых) орбит. Тот факт, что желтоватые эллиптические галактики в основном верхние левые, в то время как голубые дисковые галактики в основном внизу справа указывают на связь между статистикой звездной орбиты и историей галактики.

Четыре галактики из обзора CALIFA. Верхний ряд показывает SDSS изображения галактик. Центральная строка показывает карту средней звездной скорости в галактике; в синих регионах звезды в среднем движутся к нам, в красных регионах, вдали от нас. Нижняя строка показывает, является ли движение равномерным или смешанным: звезды в основном следуют за средним движением или имеются ли отмеченные отклонения от среднего. 

3. Инфракрасное отображение наиболее ярких галактик во Вселенной.

Трехмерная проекция почти 300 галактик в переписи в той же части неба. Третье измерение показывает, сколько миллиардов лет назад мы видим каждую галактику, определяемую наблюдениями обсерватории Кек. Наверху изображены космические телескопы Хаббла из пяти галактик в переписи.