#ВзрывМозга
ТОП-7 астрономических открытий 2014 года по версии Сергея Попова

Ежегодно в мире делаются сотни астрономических открытий. Большая часть из них не выходит за рамки узкоспециализированных изданий, и уж точно непонятна широкой публике без перевода с научного языка на «русский».

Выделить главные открытия прошлого года и хотя бы немного разобраться в их сути нам помог астрофизик Сергей Попов. В конце марта он приезжал в Томск с циклом лекций, темой одной из которых как раз были новости астрофизики.

Фотография года

Cамый красивый астроснимок прошлого года — протопланетный диск вокруг звезды HL Тельца. Появление темных колец, ясно видимых на снимке, связано с тяготением планет. Либо планеты вращаются по орбитам, указанным этими кольцами, либо они создают своеобразные приливные силы, заставляющие вещество распределяться таким образом. Изображение протопланетного диска в таком отличном качестве получено впервые.

HL Тельца — молодая звезда, ей всего около 100 000 лет (нашему Солнцу более 4,5 миллиардов), и планетная система у нее только формируется. Тщательное изучение изображения поможет астрофизикам лучше понять механизм возникновения планетных систем, в том числе, и нашей.

Здесь можно почитать об этом открытии более подробно.

Симуляция года

В 2014 году публике явили симуляцию эволюции Вселенной, смоделированную на сверхмощном компьютере. Не всей, но достаточно приличного куска, чтобы модель могла считаться репрезентативной: куб с длиной стороны 350 миллионов световых лет! (До ближайшей к нам галактики — 2,5 миллиона световых лет). В компьютер были введены начальные данные, а дальнейшие вычисления шли без участия человека (персональному компьютеру для этого понадобилось бы 2000 лет), после чего исследователи получили результат.

Удивительно, что результат моделирования очень точно совпал с наблюдениями реальной Вселенной. Речь не просто о внешнем сходстве, совпадает и большинство количественных показателей. Это означает, что современные астрофизики очень хорошо понимают, как формировались галактики разных типов. Для всех прочих людей, которые не очень хорошо или совсем это не понимают, Illustris сделал красивые картинки и видеоролики.

Неожиданный поворот года

Уже 20 лет люди наблюдают очень мощные источники рентгеновского излучения в космосе, и все 20 лет идут споры о том, что это такое. Как правило, космические рентгеновские источники — это двойные звездные системы, один из компонентов которых — чёрная дыра. Когда вещество со звезды падает на свою соседку — черную дыру, последняя испускает рентгеновское излучение. Почему, можно прочитать здесь. По мощности этого излучения и другим параметрам можно вычислить массу чёрной дыры.

Современная астрофизика считает, что черные дыры могут быть двух типов: обычные, 4–20 масс Солнца и сверхмассивные в центрах галактик, обычно от сотни тысяч масс Солнца и выше. Ультрамощные рентгеновские источники излучают столько, сколько могла бы излучать черная дыра массой в сотни масс Солнца, хотя существование таких объектов до сих пор не удалось обосновать. Другая версия состоит в том, что под такими источниками скрывается обычная черная дыра, но ее излучение направлено в сторону наблюдателя узким лучом, а потому кажется таким мощным.

В 2014 году появилась еще одна версия. Оказалось, что как минимум один источник — это вовсе не черная дыра, а нейтронная звезда. Теперь теоретикам придется ломать головы над тем, каким образом вещество должно течь на нейтронные звезды, чтобы они казались нам настолько мощными.

Самый странный объект года

Некоторые двойные звездные системы эволюционируют в довольно странные объекты. Например, красный гигант с нейтронной звездой вместо ядра. Существование таких объектов было предсказано еще в 70-е годы астрофизиком Кипом Торном (тем самым, который придумал «Интерстеллар»), совместно с его коллегой Анной Житков. Собственно, они так и называются: объекты Торна-Житков.

Получаются эти объекты так: сначала одна из звезд в парной системе, более тяжелая, на очередном этапе своей эволюции взрывается как сверхновая и превращается в нейтронную звезду. Более легкая звезда взрываться не будет; она раздуется до невероятных размеров и превратится в красного гиганта. В некоторых случаях она может стать настолько большой, что поглотит свою соседку — нейтронную звезду.

Теоретически таких объектов должно быть довольно много, но их очень сложно обнаружить, так как разреженная, но толстая атмосфера красного гиганта экранирует все, что происходит внутри. Догадаться о том, что перед нами объект Торна-Житков, можно по аномалиям химического состава.

В 2014 году в Малом Магеллановом облаке (соседней с нами карликовой галактике) обнаружена звезда с аномальным содержанием рубидия, лития и молибдена. Самое вероятное объяснение аномалии — что это и есть тот самый неуловимый объект.

Закрытие года

Главная сенсация прошлого года — обнаружение первичных гравитационных волн — так и не состоялась. Первичные гравитационные волны — это возмущения пространства и времени, возникшие сразу после Большого Взрыва. Если их удастся обнаружить, это станет подтверждением теории инфляции (почти мгновенного расширения новорожденной Вселенной на 50 порядков). Подробно об аргументах и контраргументах в адрес теории инфляции можно посмотреть здесь.

В марте 2014 года проект BICEP-2 объявил, что в реликтовом излучении, «эхе» Большого Взрыва (его существование было подтверждено еще в 1965 году) обнаружены следы, которые не могут быть ничем иным, кроме как первичными гравитационными волнами. Подробнее о том, чем отличаются эти волны и как можно понять, что они обнаружены, здесь.

К сожалению, при более тщательной проверке данных выяснилось, что аналогичную картинку на обследованном участке неба могла дать галактическая пыль (тут подробнее). Придется искать другое подтверждение существования первичных гравитационных волн.

Двойник года

Продолжается открытие все новых и новых планет. Этот процесс уже, можно сказать, поставлен на поток. В 2014 году командой спутника «Кеплер» надежно открыто более тысячи планет. На этом графике по вертикальной оси показан радиус планет (за единицу взят радиус Земли), а по горизонтальной — сколько энергии планета получает от своей звезды, опять же в сравнении с Землей.

Две вертикальные полосы ограничивают так называемую зону обитаемости, в которой может существовать жидкая вода и, следовательно, жизнь нашего типа. В прошлом году обнаружена планета, очень похожая на нашу, как минимум, по двум показателям.

Делаются первые попытки рассмотреть планеты более подробно. Удалось измерить скорость вращения газового гиганта из системы Бета Живописца, составить температурную карту планеты WASP-43b в созвездии Секстанта, и даже обнаружить планету.

Иллюзия года

В 2014 году астрономы наблюдали красивое и редкое явление — гравитационное линзирование. Это когда очень массивный объект искажает пространство-время таким образом, что даже лучи света в его поле тяжести отклоняются от прямого пути. Следовательно, объект, находящийся за массивным телом, выглядит искаженным.

В некоторых случаях мы можем видеть один объект размноженным в кратное число раз, — например, в четыре. Эта иллюзия предсказана Общей теорией относительности и носит название «Крест Эйнштейна».

В прошлом году было впервые получено линзированное изображение одной очень далекой и очень старой сверхновой. Астрофизики долго ждали это открытие, так как именно по таким наблюдениям удобно определять космологические параметры. В частности, многое может стать ясным в эволюции темной энергии.

Также об этих и некоторых других событиях минувшего года можно почитать в статье Сергея Попова в газете «Троицкий вариант»: «Как расширялась Вселенная в 2014 году?».

Текст: Катерина Кайгородова