интересный космос

1. Ученые объяснили «ошибочность» данных о фитопланктоне на экзопланете K2-18b
После наблюдений за покрытой океаном экзопланетой K2-18b с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» возникло предположение, что в ее атмосфере выделяется диметилсульфид — продукт жизнедеятельности морского фитопланктона и некоторых бактерий. Теперь ученые заподозрили, что этот вывод может оказаться последствием неверной интерпретации данных.
Экзопланета K2-18b расположилась менее чем в 22 миллионах километров от своего солнца, то есть вдвое с лишним ближе, чем Меркурий от своего. Она принадлежит маленькому и сравнительно «холодному» красному карлику, так что в этой системе такое расстояние оказалось самым оптимальным — именно там вода при ее наличии может находиться в состоянии жидкости. То есть планета находится в зоне потенциальной обитаемости.
Вода на ней действительно есть — водяной пар в атмосфере K2-18b зафиксирован в том числе данными телескопов «Хаббл», «Спитцер» и «Кеплер». Впрочем, как удалось установить, в основном воздух этого мира заполнен водородом и гелием. В любом случае K2-18b в размерах в 2,7 раза больше Земли, а по массе — в 8,6 раза.
Такое сочетание «веса» и радиуса дает довольно низкую среднюю плотность — лишь в 2,6 раза больше плотности воды. Это говорит о том, что у планеты есть твердое ядро и толстая мантия более легких, летучих веществ. Поэтому ее назвали гикеаном — hycean: это производное от слов hydrogen («водород») и ocean («океан»).
В 2023 году этот «водородный океан» наблюдали с помощью обсерватории «Джеймс Уэбб». Полученные тогда данные анализировала команда под руководством профессора Кембриджского университета Никку Мадхусудхана. Позже он признался, что после проделанной работы буквально потерял сон: данные показали наличие в атмосфере K2-18b диметилсульфида.
В принципе этот газ может выделяться в результате никак не связанных с жизнью геохимических процессов, но не в таких количествах, чтобы это было видно с расстояния в 124 световых года. Напомним, именно на таком расстоянии от нас находится система K2-18. На Земле в столь значимых концентрациях диметилсульфид производит только морской фитопланктон и некоторые бактерии, например, в канализации.
Однако с тех пор команда Мадхусудхана пребывает в океане скепсиса, сомнений и даже обвинений в безответственности. К примеру, в 2024 году другие исследователи заявили, что с таким же успехом диметилсульфид прослеживается в коме вокруг кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. Более того, в 2025 году стало известно, что он есть даже в межзвездной среде.
Недавно ученые из США решили подробно рассмотреть методику обработки данных телескопа, которые привели к выводу о возможном существовании внеземного фитопланктона. Собственными выводами они поделились в статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org . Исследователи объяснили, что данные собираются в тот момент, когда планета следует на фоне диска своей звезды: свет проходит сквозь ее атмосферу, и разные вещества в этой атмосфере по-своему поглощают часть этого света. Таким образом в полученном спектре «отпечатываются» уникальные для каждой молекулы «опознавательные знаки».
Но проблема в том, что для получения понятной картины химического состава чего-либо в космосе многочисленные данные измерений приходится усреднять, а это уже как раз вопрос методологии. После наблюдений K2-18b, по мнению авторов новой научной работы, это усреднение было слишком «неаккуратным» — могли быть «сглажены» важные детали. Как пишут ученые, диметилсульфид поглощает свет почти в том же диапазоне, что и этилен, и полученные «Уэббом» сигналы не позволяют достаточно четко отличить одно от другого. Иными словами, обнаруженное в атмосфере экзопланеты вещество с одинаковым успехом может быть и диметилсульфидом, и этиленом.
2. Астрономы объяснили природу «Ока Саурона», которое «смотрит» на Землю
Изображение блазара PKS 1424+240, полученное с помощью радиоинтерферометра VLBA, напомнило астрономам легендарное «Око Саурона» из «Властелина колец» — джет, пронизывающий кольцеобразное магнитное поле объекта, устремлен к нашей планете, а сам блазар может оказаться одним из наиболее ярких источников нейтрино в космосе.
Блазары — яркие внегалактические объекты — представляют собой активные ядра галактик с джетами, направленными в сторону наблюдателя. Они, как и квазары, связаны со сверхмассивными черными дырами в центрах гигантских эллиптических галактик и по праву считаются одними из самых высокоэнергетических явлений во Вселенной. Их изучают начиная с середины ХХ века, чтобы объяснить природу космических лучей — высокоэнергетических частиц, достигающих Земли. Особый интерес вызывают нейтрино, почти не взаимодействующие с материей и потому с трудом регистрируемые.
Настоящей загадкой для ученых стал блазар PKS 1424+240, который астрономы видят таким, каким он был примерно 6,7 миллиарда лет назад. Изучая его, исследователи столкнулись с парадоксом: данные радионаблюдений указывали на сравнительно «медленный» джет, в то время как поток гамма-квантов и нейтрино — на колоссальную скорость и мощь плазменных струй.
Еще больше вопросов возникло в 2020 году, после публикации данных нейтринной обсерватории IceCube, построенной на антарктической станции Амундсен-Скотт. Тогда исследователи установили, что PKS 1424+240 может входить в число рекордсменов по яркости в гамма-диапазоне и стать самым мощным источником высокоэнергетических нейтрино в северной части неба.
Решение пришло после объединения данных 42 наблюдений, полученных за 15 лет в рамках программы MOJAVE на сети радиотелескопов VLBA: полученное изображение позволило буквально «заглянуть» внутрь конуса джета. Результаты новой научной работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, показали, что джет на самом деле не «медленный», а кажется таковым из-за почти точной направленности на Землю — с углом менее 0,6 градуса. Такая геометрия усиливает излучение в сторону наблюдателя в десятки раз, из-за чего движения струи кажутся замедленными, что также объясняет данные, полученные с помощью IceCube.
К такому выводу исследовательская группа под руководством Юрия Ковалева из Института радиоастрономии имени Макса Планка (Германия) пришла, применив поляризационный анализ излучения в радиодиапазоне. С его помощью ученые выявили присутствие четкой тороидальной компоненты магнитного поля — признака джета, практически напрямую направленного в сторону наблюдателя.
Именно эта структура, судя по всему, играет ключевую роль в ускорении частиц до колоссальных энергий, включая протоны, порождающие нейтрино во взаимодействиях с фотонами. Встречаются такие объекты очень редко: лишь несколько процентов активных ядер галактик имеют джеты, «устремленные» к нашей планете с таким малым углом линии зрения.
По мнению астрономов, блазары, подобные PKS 1424+240, могут составлять особый класс сверхъярких источников, одинаково заметных и в гамма-лучах, и в потоке космических нейтрино. Это означает, что изображение далекого «Ока Саурона» может оказаться долгожданным решением космической головоломки, которая 10 лет не давала ученым покоя.
3. Редкая сверхновая вспыхнула дважды из-за соседства с черной дырой
Не все сверхновые похожи друг на друга. Некоторые вспыхивают дважды и озадачивают ученых необычной светимостью. Одной из таких стала SN 2023zkd, которая сперва казалась «нормальной». Как выяснилось, причина необычной эволюции сверхновой кроется в ее многолетней истории взаимодействия со скрытой соседкой.
В конце эволюции некоторые массивные звезды взрываются, сбрасывая с себя внешнюю оболочку. При этом они резко наращивают свою светимость, а потом плавно «затухают». Это явление называют вспышкой сверхновой. Ученые подразделяют сверхновые по типам в зависимости от характера и особенностей их излучения. Например, сверхновые I типа образуются из-за термоядерного взрыва, и изменения их светимости после события настолько схожи, что по ним иногда вычисляют расстояния до галактик. Сверхновые II типа гораздо разнообразнее.
Они образуются из-за гравитационного коллапса ядра звезды. Сбросив оболочку, она превращается в нейтронную звезду или черную дыру. После первичной вспышки светимость некоторых таких сверхновых меняется довольно непредсказуемо: например, они могут вспыхнуть во второй раз.
Обычные сверхновые II происходят чаще сверхновых I типа, а вот события II типа «с особенностями» встречаются ученым довольно редко. Еще реже появляется шанс их подробно изучить, ведь наблюдать необходимо с первых же дней вспышки, а еще лучше начать заранее. Такой знаковой вспышкой стала SN 2023zkd, сверхновая типа IIn.
Сверхновую SN 2023zkd заметили в июле 2023 года с помощью Установки для поиска транзиентов имени Цвикки (ZTF). Оповещение пришло от алгоритма на базе нейросетей, натренированного искать необычные вспышки. Благодаря раннему предупреждению астрономы смогли сразу начать наблюдения за быстро меняющимся объектом. На сверхновую «смотрели» и наземные, и космические телескопы.
SN 2023zkd расположена в 730 миллионах световых лет от Земли. Сперва она выглядела как обычная сверхновая, но через 240 дней вспыхнула снова почти с той же яркостью. Подняв архивные данные наблюдений, ученые восстановили поведение звезды за пять лет до превращения в сверхновую. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Оказалось, что «виновник» бурного завершения эволюции звезды — ее компаньон. Вероятно, это была черная дыра в 10 раз массивнее Солнца. Сама звезда была в десятки раз массивнее нашего светила, но во взаимодействии с черной дырой начала терять вещество. По расчетам авторов новой научной работы, в преддверии события она дважды «худела» и суммарно сбросила от пяти до шести солнечных масс.
Материя, сброшенная до события, не образовала полноценную «скорлупу» вокруг пары, а разлеталась от полюсов системы «куполами». Причина повторной вспышки сверхновой — столкновение «взрыва» с этим веществом. «Расшифровать» сложную геометрию SN 2023zkd было непросто.
«Объект 2023zkd демонстрирует самые явные признаки взаимодействия массивной звезды с компаньоном на протяжении нескольких лет до вспышки из тех, что мы видели. Мы думаем, он может быть одним из представителей целого класса скрытых вспышек, который мы сможем выявить с помощью нейросетей», — прокомментировала Эшли Виллар, астрофизик из Гарвардского университета (США), соавтор исследования.
Ученые продолжат исследовать 2023zkd с помощью космических телескопов «Джеймс Уэбб» и «Нэнси Грейс Роман». Последний будет запущен в октябре 2026 году. Впрочем, в ближайшее время у астрономов, которые занимаются сверхновыми, появится множество новых объектов для изучения. В июне 2025-го свою работу начала Обсерватория имени Веры Рубин. По оценкам, она будет находить примерно 100 тысяч сверхновых типа IIn в год.
4. Новое изображение межзвёздной кометы 3I/ATLAS от Хаббла
Его наблюдения помогли уточнить оценку размера ядра: оно составляет от 320 метров до 5,6 км. С точки зрения поведения, 3I/ATLAS пока напоминает кометы нашей Солнечной системы, в частности, она теряет пыль со схожей скоростью.
Ожидается, что наземные телескопы будут наблюдать 3I/ATLAS до сентября, после чего она скроется в сиянии Солнца. Впрочем, возможно, что в этот период её смогут увидеть какие-то из космических аппаратов, что находятся на орбите вокруг Марса. Ожидается, что 3I/ATLAS вновь появится в поле зрения земных телескопов в декабре.