Эволюция космоса новости исследований и экзожизнь

[Шаройко Лилия]

Пока мое внимание было приковано к вспышкам на Солнце Спектр РГ составил новый каталог ренгеновских источников наблюдаемой Вселенной.

17.05.2024 13:17

https://www.roscosmos.ru/40558/

Новый каталог рентгеновских источников на небе составлен по данным телескопа ART-XC космической обсерватории «Спектр-РГ»

С 12 декабря 2019 года по 7 марта 2022 года телескоп ART-XC имени М.Н. Павлинского, входящий в состав российской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», практически непрерывно сканировал небесную сферу в жестких рентгеновских лучах, совершая полный обзор каждые полгода.

В результате все небо было осмотрено как минимум четырежды, а 40 процентов неба — пять раз. Затем в течение полутора лет до октября 2023 года телескоп ART-XC проводил глубокий обзор плоскости Галактики, после чего сканирование всего неба было возобновлено.

Во время этих полутора лет ученые Института космических исследований Российской академии наук трудились над построением рентгеновской карты неба на основе данных, полученных до марта 2022 года, и детектированием источников на этой карте.

Итогом этой работы стал каталог рентгеновских источников, обнаруженных в ходе обзора в 2019-2022 годах, — «Каталог пяти обзоров» (ARTSS1-5). Новый каталог по своим характеристикам значительно превосходит предыдущий (первый) каталог источников обзора всего неба, основанный на данных первых двух сканов неба (с декабря 2019 года по декабрь 2020 года). Главная причина — более чем удвоенное количество зарегистрированных рентгеновских фотонов.

«Помимо существенного увеличения используемой научной информации важную роль сыграли усовершенствования, внесенные в алгоритм регистрации источников», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Родион Буренин, ответственный за обработку данных обзора и построение рентгеновской карты неба.
Каталог включает 1545 источников рентгеновского излучения. Значительная часть из них была известна из предыдущих обзоров неба разными космическими обсерваториями. Однако примерно 10% из зарегистрированных источников — новые, и они представляют особый интерес.

«Одной из главных целей, которые мы ставили перед собой, было добиться максимально полного отождествления источников каталога. В рентгеновской астрофизике важно не только найти новый объект, но и определить его природу, а это можно, если мы этот же объект обнаружим на небе в видимом диапазоне. Телескоп ART-XC может определять положения рентгеновских источников на небе с очень высокой точностью — порядка четверти угловой минуты, поэтому мы можем легко отыскивать на небе их вероятных оптических компаньонов», — говорит ведущий научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН, первый автор статьи, профессор РАН Сергей Сазонов.
При необходимости для таких объектов проводится оптическая спектроскопия на 1.6-метровом телескопе АЗТ-33ИК Саянской обсерватории и 1.5-метровом Российско-турецком телескопе. К настоящему моменту значительная часть источников (1463) в каталоге ARTSS1-5 уже отождествлена и классифицирована. Остальные в основном находятся на южном небе, до которого «не дотягиваются» российские оптические телескопы.

Большинство классифицированных объектов в новом каталоге — активные ядра галактик (АЯГ), их около 900. Это сверхмассивные черные дыры в центрах далеких галактик, которые активно аккрецируют окружающее их вещество. Стоит отметить также присутствие в каталоге почти 200 катаклизмических переменных (КП) — двойных систем, в которых происходит аккреция вещества на белый карлик. Они находятся уже в нашей Галактике.

«Именно выборки АЯГ и КП кажутся нам особенно интересными, так как позволяют исследовать статистические свойства таких объектов в близкой Вселенной и в нашей Галактике соответственно», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Роман Кривонос.
В каталоге есть и много других интересных объектов: аккрецирующие нейтронные звезды и черные дыры, звезды с горячими коронами, остатки сверхновых, скопления галактик. Максимально полная информация об источниках будет вскоре представлена на специальном общедоступном сайте каталога.

В соответствии с текущей программой обсерватории «Спектр-РГ» обзор всего неба телескопом ART-XC будет продолжаться до конца 2025 года. Это позволит ученым еще раз обновить каталог источников, уже используя данные восьми сканов неба. Ожидается, что размер итогового каталога увеличится еще примерно вдвое.

Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в Научно-производственном объединении имени С.А. Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 года ракетой-носителем «Протон-М» с разгонным блоком ДМ-03 с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC имени М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3—8 кэВ) и жестком (4—20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» — академик Рашид Сюняев.

Также я наконец нашла то, что Попов в своих итогах года описывает как достижения телескопа «Джеймс Уэбб» за 2023 год

https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a45892684/top-james-webb-discoveries-2023/

так как статья длинная и в основном состоит из восторженных фразеологических оборотов, то я взяла изложение нейросетей

8 потрясающих открытий с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, сделанных в 2023 году
•
Телескоп Джеймса Уэбба сделал крупные открытия в астрономии в 2023 году.

•
Обнаружены шесть "невозможных" галактик на заре времен, вызывающих вопросы о эволюции галактик.

•
Телескоп укрепил старый кризис Хаббла, измеряя скорость расширения Вселенной.

•
JWST обнаружил старейшую черную дыру во Вселенной и пары гигантских объектов, дрейфующих в космосе.

•
Телескоп обнаружил потенциальные признаки жизни в экзопланете K2-18b, вращающейся вокруг обитаемой зоны звезды красного карлика.

•
JWST обнаружил самую раннюю из когда-либо виденных нитей космической паутины, состоящую из 10 плотно расположенных галактик.

•
Телескоп открыл самый удаленный объект с гравитационной линзой из когда-либо виденных - "кольцо Эйнштейна".

.

Первые две привожу целиком

Вскоре после выхода в сеть JWST сразу же обнаружил шесть огромных галактик-"разрушителей вселенной",содержащих, казалось, почти столько же звезд, сколько Млечный Путь, и датируемых всего 500 миллионами лет после Большого взрыва.

Находка вызвала переполох в астрономическом мире, и некоторые ученые предположили, что она поставила под сомнение наш нынешний взгляд на эволюцию галактик или даже наше понимание Вселенной.

По теме: Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил "исчезающую" галактику времен зарождения Вселенной

Странное открытие указало на растущую загадочность того, как в нашей вселенной впервые возникли большие галактики. После проведения моделирования другие астрономы предположили, что в галактиках может быть не так много звезд, как казалось на первый взгляд, и вместо этого они могут просто светиться необычно ярко. Каким бы ни был ответ, необходимы последующие наблюдения за загадочными галактиками, прежде чем ученые смогут быть уверены.


Ставящие под сомнение стандартную модель космологии

Помимо того, что телескоп посеял семена потенциальных новых кризисов в астрономии, он также закрепил старый: напряженность Хаббла.

Проще говоря, Вселенная расширяется, но в зависимости от того, куда смотрят космологи, это происходит с разной скоростью. В прошлом двумя лучшими экспериментами по измерению скорости расширения были спутник Европейского космического агентства "Планк" (который дал наиболее вероятную скорость расширения 67 километров в секунду на мегапарсек) и космический телескоп "Хаббл", который изучал пульсирующие звезды, называемые Цефеидами, и обнаружил более высокое значение 73 км / с / Мпк.

Космологи думали, что это напряжение может быть вызвано неопределенностью, вызванной тем, что Хаббл не различает цефеиды и фоновые звезды, но JWST опроверг эту надежду результатом 74 км / с / Мпк.

С тех пор космология все глубже погружалась в "кризис", который может раскрыть новую физику или даже сломать стандартную модель. Что могло бы ее разрешить? Конечно, больше измерений с помощью JWST

Это к вопросу о Большом взрыве и датировании наблюдаемой Вселенной,  в ракурсе того, что мы вообще не знаем какой фрагмент всей Вселенной мы наблюдаем и нет версий того что находится сразу за пределами доступных нам для фиксации мест.

Много красивых снимков здесь,

https://volgogradplanetarium.ru/news/14550.news
привожу один.



Ну в смысле как минимум оптический телескоп доказывает, не только что мы как бэ не совсем понимаем как Вселенная  устроена, но и что это не просто красиво, а очень красиво.

Фраза старейшая черная дыра значит -  старейшая из фиксированных.

Возможно, предыдущие подсчеты сменятся следующими, пока до нас наконец не дойдет, что мы эээ... видим не все.  Ну то есть вначале у нас потрясающее открытие времени существования наблюдаемой вселенной сменится не менее потрясающим открытием, что возраст не совпадает с новыми наблюдениями. И может быть начнут возникать мысли, что все таки окончательные размеры и историю Вселенной вычислять пока рано.
Особенно, если мы видим триллионную часть всей картины, мы даже не знаем какую. Потому, что на данном этапе науки скорость света наш потолок. Это вроде все астрофизики знают и все признают.

[василий андреевич]

Это к вопросу о Большом взрыве и датировании наблюдаемой Вселенной,

Астрофизикам побольше бы влезать в "биологию под ногами", легче было бы альтернативить с Большим Взрывом, как мы альтернативим с Божьей Волей. Вроде давно наблюдение далеких (а потому, как бы молодых) галактик не укладывается а "теорию зари" Вселенной - эти, якобы, молодые галактики столь же стары, как и наша.

[Шаройко Лилия]

Я думаю может я пока не исчезну совсем, и не буду растекаться как Вы и предлагали, а сосредоточусь временно на каком то одном направлении. Так как я параллельно расписываю внутри свой дом, общие территории коридоров, рекреаций и тамбуров, сдаваемый в аренду(водопровод мы победили и теперь у нас новые сети и я отвезла маму за город где она обычно проводит лето и начало осени, это тоже была мегаэпопея с полным выносом мозга, поэтому мысли были упрощенного типа, без мозга с этим сложно, но сейчас уже так думать не обязательно), то времени у меня теперь немного но внезапных авралов меньше(я надеюсь).

Думаю, чтобы ориентироваться в том как именно астрофизики вычисляют возраст галактик  и других космических объектов (возраст вселенной вычислялся другим методом, но мы позже к этому вернемся) придется погрузиться в методологию. Думаю начать можно с лекций Сейфиной, по радиоастрономии, потом попробовать смотреть другие методы, по крайней мере сколько сил хватит. Я буду периодически краткие выжимки делать и с помощью нейросетей и используя личный мозг. Может это изменит ситуацию с аудиторией, если она вообще от содержания форума зависит.

Лекциям 4 года, это не так уж много, не так быстро меняется сама методика вычислений.

0:00:10 1. Введение
0:03:09 2. Рентгеновское небо
0:08:23 3. Природа рентгеновского фона Галактики
0:10:47 4. Программа курса
0:20:00 5. Микроквазары
0:21:38 6. Шкала электромагнитных волн
0:22:44 7. Рентгеновский диапазон
0:23:34 8. История открытия
0:29:58 9. Космические обсерватории
0:30:26 10. Зеркала косого падения
0:31:42 11. Пропорциональные счётчики и коллиматоры
0:33:45 12. Кодирующие маски
0:36:55 13. Космические источники рентгеновского излучения
0:37:44 14. Гравитация
0:39:03 15. Образование чёрных дыр
0:42:09 16. Анализ данных
0:45:45 17. Основные процессы излучения в горячей плазме
0:47:09 18. Отличие чёрной дыры от нейтронной звезды
1:11:50 19. Предсказания теории гравитации
1:14:59 20. Пузыри Ферми
1:15:43 21. Приливное разрушение звёзд черными дырами
1:18:13 22. Рекомендуемая литература

Наверное сегодня вечером или завтра попробую сделать первый анализ по возрасту Вселенной и ее объектов среднего и макроуровня, точнее по истории как это происходило, с подключением и других справочных материалов.

О лекторе
доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела звёздной астрофизики Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга при МГУ имени М.В. Ломоносова Сейфина Елена Викторовна

[Шаройко Лилия]

Я так понимаю, что мне пока одной стало интересно, поэтому все таки останавливаюсь для более глубокого спокойного изучения. Сейчас в середине лекции(только добралась до этого времяпрепровождения, вчера очень устала, рисовать на стремянке под потолком это не фунт изюма,я  вообще впервые так делаю, как несчастные расписывали потолки храмов вообще не представляю, почти ничего не видно вблизи на крупном полотне отходить часто невозможно, работаешь почти вслепую) и пока думаю, что полезно было бы мне прослушать весь курс. Там кроме прочего описывается работа Спекстра РГ и его двух телескопов , в том числе первые снимки 20-го года.

Вообще уже пора поглубже погружаться в механизмы получения астрономической информации, эта лекция кажется легко воспринимается.

 До этого моя тема в основном была в основном описанием космоса без особых попыток понять как именно происходит формирование вывода о том как устроен космос, лекции Сейфиной заполнены на мой взгляд очень хорошим сочетанием описанием выводов одновременно с механизмами их получения.

Здесь еще пригодится тема про фотоны, (например косые зеркала телескопов построены на их свойствах) и я некоторые вещи буду переносить туда или дублировать.

Конечно рентгеновский диапазон только одна из многих методик, но когда погружаешься в одну другие воспринимаются потом намного проще.

Из методик определения возраста галактик нашла еще астросейсмологию и несколько отдельных разовых исследований:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Астросейсмология

Астросейсмоло́гия (от греческого греч. ἀστήρ «звезда», σεισμός «землетрясение» и -λογία «учение»), также известная как звёздная сейсмология[2][3] — наука, которая изучает внутреннюю структуру пульсирующих звёзд путём исследования частотных спектров их пульсаций. Различные осцилляционные моды проникают на разные глубины внутрь звезды. Из этих колебаний можно извлечь информацию о ненаблюдаемых иными способами внутренних слоях звёзд таким же образом, как сейсмологи исследуют недра Земли (и других твёрдых планет) с помощью осцилляций, вызываемых землетрясениями[3][4

Волны в солнцеподобных звёздах могут быть разделены на три различных типа.

Акустические моды или моды давления (p)[3] возбуждаются внутренними флуктуациями давления внутри звёзд; их динамика определяется локальной скоростью звука.
Гравитационные (g) моды (не путать с гравитационными волнами из ОТО) возбуждаются всплыванием более лёгких и погружением более тяжёлых элементов газа[5],
Поверхностно-гравитационные (f) моды сродни океанским волнам, распространяющимся вдоль звёздной поверхности[6].

Мощная солнечная вспышка, произошедшая на активной области AR 10930 размером с Землю, вызвала появление и дальнейшее распространение похожей на цунами ударной волны. Изображения были получены на телескопе Сети оптического слежения за Солнцем (Optical Solar Patrol Network — OSPAN)
В недрах солнцеподобных звёзд, таких как Альфа Центавра, p-моды выражены, тогда как g-моды в основном привязаны к ядру конвективной зоной. Однако g-моды были отмечены в белых карликах

Чтобы выяснить, насколько толстый диск старше тонкого, и в конце концов определить возраст галактики, ученые использовали метод, известный как астросейсмология, — способ определения внутренней структуры звезд путем измерения их колебаний в результате сейсмических событий. «Землетрясения генерируют звуковые волны внутри звезд, которые заставляют их вибрировать, — объясняет соавтор работы Деннис Стелло (Dennis Stello) из Университета Нового Южного Уэльса. Полученные колебания и их частоты рассказывают нам о свойствах звезд, в том числе об их возрасте. Это похоже на определение скрипки Страдивари по ее звучанию»

Чтобы выяснить, как из кусков тёмной материи Вселенной смогли эволюционировать искрящиеся современные галактики, ученые должны вначале решить центральную проблему – определить возраст галактики. Астроном Джейсон Калирай (Jason Kalirai)  предпринял большой шаг на пути к разгадке этой тайны. Он использовал недавно погибшие звезды, которые когда-то были похожи на Солнце, как ключ для определения возраста галактики. Проанализировав 4 таких мертвых звезды, Калирай определил, что внутреннее гало звезд Млечного Пути имеет возраст около 11,4 миллиарда лет.

В общем по этому направлению я пока в начале пути, думаю вначале стоит немного подробнее разобраться и потом уже что-то излагать как результирующие выводы.