Оумуамуа, «Паркер» и TESS: космические итоги 2018 года

О загадке Оумуамуа, новых миссиях к объектам Солнечной системы и крупном открытии в нейтринной астрономии.

В уходящем году было запущено немало космических аппаратов, которые открывают возможности для исследователей. Рассказываем о новых миссиях и интересных астрономических открытиях 2018 года.

Новые миссии к Солнцу, Марсу и Меркурию

В августе после десяти лет подготовки в космос отправился зонд NASA «Паркер», предназначенный для изучения внешней короны Солнца. В числе главных целей миссии — изучение основных характеристик солнечного ветра и солнечной атмосферы, исследование электромагнитных полей вблизи Солнца и процессов, идущих во внешних слоях звезды. С его помощью ученые надеются узнать о том, откуда берется медленный солнечный ветер, как ускоряются его частицы и как нагревается солнечная корона. Впервые «Паркер» подойдет близко к Солнцу в 2024 году.

В октябре стартовала японско-европейская миссия BepiColombo, в рамках которой на орбиту Меркурия будут выведены два аппарата — Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter. Они будут исследовать состав поверхности планеты и окружающего его пространства. Ученые надеются выяснить, как магнитное поле Меркурия взаимодействует с солнечным ветром и почему оно асимметрично, что влияет на состояние его огромного железного ядра и какова его тектоническая активность. А в конце ноября посадочный аппарат NASA InSight, запущенный в мае 2018 года, успешно сел на поверхность Марса. Он должен измерить размер, толщину, плотность и общую структуру ядра, мантии и коры Марса, а также скорость переноса тепла от ядра к поверхности — для этого потребуется пробурить пятиметровую скважину. Роботизированная рука установила сейсмограф, который будет наблюдать за тектонической активностью Марса, отдельно от аппарата. Это позволит добиться гораздо более высокой точности измерений. Также зонд записал шум марсианского ветра.

Зонды начали изучать астероиды Бенну и Рюгу

К цели прибыла и японская автоматическая станция «Хаябуса-2», которая в июне приблизилась к астероиду 162173 Рюгу и осенью сбросила на его неровную поверхность роботизированные модули, которые передвигаются прыжками и делают снимки поверхности, а также аппарат MASCOT, оснащенный спектрометром, магнитометром, радиометром и камерой.

В 2019 году станция возьмет пробы грунта с поверхности Рюгу (чтобы получить разнообразные образцы, она пробьет небольшой кратер при помощи взрывчатки) и в 2020 доставит их на Землю. А в декабре аппарат NASA OSIRIS-REx достиг астероида Бенну и успел обнаружить на нем признаки воды.

В ноябре закончилось топливо у межпланетной станции Dawn, которая более 11 лет исследовала Солнечную систему и посетила ее крупнейший астероид Веста и карликовую планету Церера. С ее помощью удалось получить детальные снимки поверхности Цереры и составить ее гравитационную карту, обнаружить на карликовой планете залежи льда, ледяной вулкан, следы органических веществ и признаки возможного наличия океана под ее поверхностью. Также ученые нашли новые доказательства геологических процессов и сезонной активности на Церере.

«Вояджер-2» пересек гелиопаузу

Второй рукотворный объект в истории человечества оказался в межзвездном пространстве: в декабре за пределы гелиосферы вышел космический аппарат «Вояджер-2», отстав от своего предшественника, «Вояджера-1», на шесть лет. В августе установленные на аппарате детекторы космических лучей зафиксировали пятипроцентный рост потока частиц высоких энергий, рождающихся за пределами Солнечной системы. Однако зонд, запущенный в космос более 40 лет назад, все еще находится в пределах гравитационной границы, которая пролегает за внешним краем облака Оорта. Ему понадобится около 300 лет, чтобы достичь облака, и несколько десятков тысяч лет, чтобы пересечь его.

Космический телескоп «Кеплер» завершил работу — но история не заканчивается

В октябре телескоп «Кеплер» навсегда прекратил работу: после девяти лет работы в космосе у него закончилось топливо. За это время он обнаружил 2681 планету за пределами Солнечной системы, не считая неподтвержденных кандидатов. Благодаря «Кеплеру» ученые нашли множество экзопланет в зоне обитаемости, близких по размерам к Земле, — среди них Kepler-452 b, которую прозвали «Земля 2.0» из-за предполагаемого сходства с нашей планетой. Кроме того, астрономы узнали больше о вспышках сверхновых. А незадолго до окончания работы телескопа было объявлено о возможном открытии первой экзолуны. Открытия, сделанные с помощью телескопа, породили множество фантастических гипотез и спекуляций. В частности, необычное «моргание» звезды Табби принимали за признаки активности внеземной цивилизации, строящей сферу Дайсона для более рационального использования энергии звезды, хотя самое вероятное объяснение этого феномена — облако пыли, окружающее Табби.

Несмотря на то что телескоп больше не будет функционировать, полученные им данные на долгое время снабдили астрономов потенциальными возможностями для исследований. Благодаря открытости информации данными «Кеплера» могут воспользоваться ученые со всего мира. Например, можно рассчитать, у звезд какого типа и возраста наиболее часто встречаются экзопланеты, продолжить поиск экзопланет у так называемых фоновых звезд, которые запечатлел телескоп и которые ранее не были выбраны как основная цель для изучения. Астрономы продолжат искать планеты у двойных звезд, исследовать объекты с необычным транзитом и анализировать звездные скопления.

На смену «Кеплеру» пришел новый телескоп TESS, который был успешно запущен в апреле 2018 года. Он будет искать каменистые экзопланеты, попадающие в обитаемую зону и удаленные от Земли не более чем на 200 световых лет. В сентябре было объявлено об открытии первой экзопланеты с помощью нового инструмента. Она находится в системе яркой звезды Пи Столовой Горы, относящейся к классу желтых карликов и находящейся на расстоянии около 60 световых лет от Земли. Эта планета интересна с точки зрения возможностей детального изучения ее атмосферы и разнообразных эффектов, наблюдаемых в экзопланетных системах.

Новые данные о черной дыре в центре Млечного Пути

В 2018 году астрономы впервые смогли рассмотреть, как вещество вращается вокруг нашей сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Они использовали инструмент GRAVITY Очень большого телескопа, работающего в режиме интерферометра (Very Large Telescope Interferometer, VLTI). Ученые наблюдали вспышки инфракрасного излучения, исходящего от аккреционного диска вокруг Стрельца А*. Так ведет себя материал, вращающийся очень близко к горизонту событий черной дыры. Ранее было обнаружено 12 рентгеновских источников, находящихся на расстоянии до трех световых лет от Стрельца А*. Они интерпретируются как двойные системы, одним из компонентов которых являются черные дыры. Это согласуется с одним из фундаментальных предсказаний звездной динамики — существованием так называемого пика плотности. Предполагается, что в окрестностях сверхмассивной черной дыры существенно увеличивается количество более мелких черных дыр, обладающих звездной массой.

Радиопульсар с рекордно длинным периодом вращения

В 2017 году был обнаружен самый медленный рентгеновский пульсар: его период вращения составил 36 200 секунд, или 10 часов. А в 2018 году с помощью радиоинтерферометра LOFAR астрономы зафиксировали самый медленный пульсар, излучающий в радиодиапазоне: его период вращения составляет 23,5 секунды. Описание эволюции этого источника может указать на интересные особенности эволюции и астрофизики нейтронных звезд.

Исследования Оумуамуа

Миллионы лет Оумуамуа странствовал в космосе и случайно залетел в Солнечную систему, где и был обнаружен в конце 2017 года на расстоянии 30 миллионов километров от Земли на основании данных телескопа Pan-STARRS, расположенного на Гавайях. В переводе с гавайского Оумуамуа означает «посланник» или «гость», но из-за вытянутой формы СМИ прозвали объект «космической сигарой». Он стал первым из обнаруженных межзвездных объектов.

Сначала астрономы решили, что это крошечная комета, но спустя неделю переквалифицировали его в астероид, так как у него не было признаков комы — облака из газа и пыли, обычно окружающего комету. Летом 2018 года ученые все-таки обнаружили у Оумуамуа признаки кометы: негравитационное ускорение, влияющее на орбиту этого объекта, было интерпретировано как результат его кометной активности. Под воздействием солнечного излучения с его поверхности выделяется газ. Новая оценка говорит о несколько меньшем количестве вещества, которое может выделяться с поверхности небесного тела. Но сомнения все равно остаются, ведь этот гость совершенно непохож на объекты, с которыми ученые сталкивались ранее. В одном из исследований утверждается, что если бы с поверхности объекта что-то испарялось, то его разорвало бы на части, так как Оумуамуа вращался бы с огромной скоростью.

Также астрономы продолжают искать родину загадочного гостя. Исследователи из Института астрономии Общества Макса Планка исходили из предположения, что Оумуамуа был выброшен из родной звездной системы во время ее формирования, в ходе гравитационного взаимодействия с крупным объектом. Используя вышедший в апреле каталог данных космического телескопа «Гайя» (Gaia DR2), который содержит информацию о расположении и параметрах движения 1,3 миллиарда звезд, астрономы вычислили четырех наиболее вероятных кандидатов — это система красного карлика HIP 3757 из созвездия Кита, HD 292249 — похожая на Солнце звезда из созвездия Единорога — и еще две звезды, о которых сегодня известно мало. Есть и другая версия происхождения этого объекта: приливной разрыв тел белыми карликами.

Все эти загадки привели к возникновению совершенно фантастических версий о происхождении объекта. Ученые даже прослушивали Оумуамуа на предмет, не звездолет ли это, на большом радиотелескопе (GBT). Ответом было молчание.

Найден внегалактический источник нейтрино высоких энергий — блазар

В июле 2018 года было опубликовано доказательство того, что один из блазаров действительно представляет собой источник нейтрино высокой энергии. Установка IceCube в Антарктиде регистрирует астрофизические нейтрино сверхвысоких энергий. В сентябре 2017 года IceCube зафиксировал след от нейтрино очень высокой энергии в сотни ТэВ, — по всей видимости, частица прилетела из далекого космоса. В направлении, откуда приходят нейтрино, астрономы заметили вспышку блазара TXS 0506+056 — активного ядра галактики, джет которой направлен на наблюдателя, то есть в сторону Млечного Пути. Наблюдения велись с помощью космического гамма-телескопа Fermi и наземных установок, таких как MAGIC. Это событие помогает уточнить природу процессов, происходящих в ядрах галактик. Возможно, блазары являются источниками самых быстрых заряженных частиц, путешествующих по нынешней Вселенной, однако это далеко не исчерпывающее объяснение. Требуются дальнейшие наблюдения.

Источник: m.vk.com