Химия

В сентябре надо смотреть на звездное небо. Зачем? Чтобы увидеть появление Новой, имеется в виду новой звезды.

Короткие всплески гамма-излучения отражают формирование новых звезд, возникающих при слиянии нейтронной звезды с такой же звездой или с черной дырой. Международная группа ученых исследовала необычные черты всплеска GRB230307A 2023 года, который не вписывается в прежние схемы явлений. На спектрах космического телескопа имени Джеймса Уэбба астрономам удалось обнаружить эмиссионную спектральную линию 2,15 мкм и интерпретировать ее как след теллура с атомным весом 130, одного из самых редких элементов на Земле. Ранее это предполагали теоретики, считающие процесс быстрого захвата нейтронов ключевым в нуклеосинтезе тяжелых элементов во Вселенной.

С целью уточнения цикла образования звезд астрофизики с высоким разрешением наблюдали галактику NGC 4383 в близком к Млечному пути скоплении Девы. Они обнаружили у галактики отток газа толщиной 20000 световых лет. Масса газа в потоке, состоящем из отдельных глыб, превышает 50 миллионов солнечных масс. Спектры позволили выделить в нем кислород, азот, серу и другие химические элементы. Соотношения величин их эмиссионных линий заставляет предполагать, что возбужденное состояние газа вызвано фотоионизацией. Содержание кислорода говорит о смешивании между газом, выброшенным взрывом и увлекаемым из окружающей галактику среды.

Самые дальние галактики, которые по теории Большого взрыва родились на раннем этапе развития Вселенной, в телескоп Джеймс Уэбб выглядят гораздо ярче, чем предсказывают модели их образования. Они обнаруживают необычно большое количество молодых звезд и сверхмассивных черных дыр. Астрофизики полагают, что черные дыры и галактики сосуществовали уже в течение ста миллионов лет после Большого взрыва. Хотя галактики и формировались при распаде гигантских газовых облаков по общепринятой схеме, но внутри содержали зародыши черных дыр. Исследование переворачивает классические представления галактической астрономии.

Температура замерзания воды и таяния льда падает с давлением. Это приводит к выравниванию рельефа льда, погруженного в воду. Ученые изучили это явление под шельфовым ледником Росса в Антарктиде с помощью специализированного робота, а затем применили новые знания к ледяным спутникам Юпитера и Сатурна. Для них астрофизики составили карту возможных толщин ледяных оболочек, рассчитали точки замерзания воды при различных давлениях и солености и оценили температуру подледных океанов. Исследователи надеются, что космические миссии ближайших десятилетий проверят их выводы.

Астрономы обнаружили две совершенно разные экзопланеты у звезды HD88986, близкого к нам светила больше Солнца, но с такой же температурой поверхности. На расстоянии в десятки а.е. от звезды находится крупная планета массой на порядок больше массы Юпитера. Рядом с ней, на орбите радиусом 0,6 а.е. — другая маленькая и холодная планета в 2,5 земных радиуса и массой около полутора десятков земных. Ученые сделали заключение о неизменности ее химического состава. Они считают, что маленький Нептун между орбитами Меркурия и Венеры в будущем может стать прародителем планет типа Земли.

С помощью телескопов TESS и CHEOPS ученые обнаружили у звезды HD110067 удивительную планетную систему. Все ее шесть планет радиусами в два-три земных обращаются в резонансах друг с другом. Астрофизики рассчитали гравитационные взаимодействия между планетами, что позволило определить основные характеристики очень редкой системы. У половины из них удалось измерить массы. Ученые работают над выяснением состава планетных атмосфер. Гармоничная связь периодов заставляет предполагать, что архитектура системы не менялась с момента рождения.

С орбиты Красной планеты можно увидеть ее рельеф и выявить отложения различных пород, но трудно понять их геологическую историю. Марсоход Perseverance с семью научными приборами с 2021 года собирает материал поверхности Марса и анализирует ее строение и состав у кратера Джезеро в десятки километров размером. С мая по декабрь 2022 года ровер съезжал со дна кратера на прилежащую к нему дельту реки с осадочными отложениями. Астрофизики смогли судить о залегании слоев местного грунта, их структуре и составе до глубины 20 метров. Ученые выяснили геологическую историю местности с озерными отложениями. Образцы грунта и горных пород будут доставлены на Землю.

Не видно следов внеземной жизни. Однако страдающее от одиночества человечество упорно ищет это невидимое. Например, исследователи из Свободного университета Берлина думают, что удачу принесет тщательное изучение ледяных частиц на Европе и Энцеладе.

Согласно Стандартной космологической модели Вселенная расширяется, а галактики удаляются друг от друга со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними. Коэффициент пропорциональности, постоянную Хаббла ученые оценивают разными способами и часто получают разные результаты, противоречащие данным коллег. Группа астрофизиков предлагает новое объяснение для расхождения в измерениях постоянной Хаббла. Оно базируется на недавнем наблюдении, что Солнце находится в области космоса, где материи относительно мало. Подход позволяет разрешить несколько проблем космологии одновременно. Правда, если отказаться от Стандартной модели.

Центр Млечного пути находится в 25 тыс. световых лет от Солнца. Звезды здесь изучать трудно, поскольку они скрыты за огромными облаками пыли и газа, которые блокируют свет. Международная команда астрофизиков использовала данные телескопа Keck II на Гавайях. Это один из крупнейших в мире приборов с зеркалом диаметром в 10 метров. Результаты подтвердили прежнюю гипотезу о возрасте местных звезд. Ученые также измерили содержание железа в звездах и пришли к выводу, что внутренние части галактики сильно неоднородны и не смешиваются.

В учебниках астрономии Уран обычно изображают бледно-голубым, Нептун — глубокой лазурью. Однако специалисты давно знают, что большинство изображений не совсем точно передают истинные цвета этих планет. В прошлом веке помнили об их искусственных цветах, поэтому картинки публиковали с поясняющими подписями. Новое исследование астрофизиков поставило все точки над i в вопросах окраски ледяных гигантов. В нем ученые применили свою модель цвета к прежним данным, а также использовали данные телескопа Хаббл и Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории. Астрофизики также ответили на вопрос о том, почему цвет Урана регулярно немного меняется за 84 года его обращения вокруг Солнца.

Российская астрофизическая обсерватория Спектр-РГ оснащена зеркальными телескопами, изучающими небо в мягком и жестком диапазонах рентгеновского спектра. Недавно ученые проследили, как изменялась рентгеновская яркость нескольких тысяч квазаров, найденных с помощью оптических телескопов, и выявили связь между физическими параметрами сверхмассивных черных дыр и переменностью рентгеновских сигналов. Отношение их потоков от квазара в разные моменты времени растет с увеличением интервала между наблюдениями. Астрофизики связывают это с развитием неустойчивых процессов в аккреционном диске. Результаты открывает возможность использовать квазары для измерения расстояний на космологических масштабах.

Астрофизики построили уникальный инфракрасный спектрограф для поиска планет в обитаемых зонах звезд, то есть там, где возможна жидкая вода. Прибор обнаруживает допплеровские сдвиги спектральных линий звезды и планеты, связанные с их обращением друг относительно друга. Ученые изучают сравнительно холодные звезды с массой значительно меньше солнечной. Это облегчает детектирование, так как на коротких орбитах удобнее засечь быстрые изменения спектров. Спектрограф уже открыл несколько планет, но последняя из них вызвала сильное удивление и поставила под вопрос все, что известно об образовании звездно-планетных систем.

С помощью комплекса радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама астрофизики впервые зафиксировали признаки пылевого диска у звезды другой галактики. Наблюдатели явно увидели джет, присутствие которого говорит об аккреции, то есть падении вещества на звезду. Движение центральной части диска и газа вокруг звезды выявил спектроскоп Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории. Диск резко отличается от дисков Млечного пути тем, что его можно прямо из-за отсутствия заслоняющей его пыли. Это означает, что общепринятые теории образования и эволюции звездно-планетных систем требуют уточнения.

Астрофизики уверены, что тяжелые элементы рождаются в реакциях захвата при слиянии нейтронных звезд и взрывах некоторых типов сверхновых. Однако такие реакции сложно изучать в лабораторных условиях, их неясные детали обычно экстраполируют на основе теоретических представлений. Ученые изучили коллективную статистику тяжелых элементов, образовавшихся в результате ядерных распадов в 42 старых звездах Млечного Пути, и выявили новые корреляции концентраций элементов вблизи середины Периодической системы. Эти элементы могли возникнуть при делении более тяжелых, пока неизвестных науке элементов с массой не ниже 260, которые появились в результате быстрого нейтронного захвата.