Новости астрономии

[Anton_Peplov]

В центральной области Галактики обнаружена структура из звезд с низкой металличностью. Спасибо Gaia DR3. Нашлось 70 000 звезд с $\text{[M/H]} < -1$, в том числе 20 000 звезд с $\text{[M/H]} < -1{,}5$ и 4 000 звезд с $\text{[M/H]} < -2$ (что означают эти цифры?), возраст последних более 12,5 млрд лет. Они образуют вокруг центра Галактики структуру с гауссовым радиусом $\sigma \sim 2{,}7\ \text{кпк}$, общая звездная масса которой (включая не наблюдавшиеся непосредственно звезды) оценивается в $\sim 10^8 M_\astrosun$. Судя по низкому эксцентриситету орбит и некоторым другим признакам, структура родная для Галактики, а не привнесенная при столкновении. Авторы полагают, что это протогалактика, вокруг которой нарастала Галактика. Конечно, не самый первый зародыш (его вообще едва ли возможно различить), но близко к тому.

Hans-Walter Rix et al. The Poor Old Heart of the Milky Way (2022). https://arxiv.org/abs/2209.02722, submitted to ApJ.

[Anton_Peplov]

В атмосферах экзопланет WASP-76 b и WASP-121 b обнаружен барий. Это самый тяжелый элемент, когда-либо обнаруженный в атмосфере экзопланеты. Впрочем, список этих элементов довольно скуден. В атмосферах экзопланет и газовых шлейфах вокруг них обнаруживали в элементарном виде водород, гелий, железо, магний, натрий, титан, хром, скандий и иттрий, в виде соединений - воду и углекислый газ. Может быть, что-то забыл.

Вообще, спектроскопия атмосфер методом транзитов очень требовательна к качеству данных. Инструментов, способных предоставить такие данные, единицы. Поэтому и обследованных планет всего лишь десятки, хотя транзитных планет самих по себе тысячи.

Azevedo Silva et al. Detection of barium in the atmospheres of the ultra-hot gas giants. WASP-76b and WASP-121b Together with new detections of Co and Sr+ on WASP-121b. A&A 666, L10 (2022) https://doi.org/10.1051/0004-6361/202244489

Релиз: https://www.eso.org/public/russia/news/eso2213/

[Anton_Peplov]

Гипотетический магматический очаг под бороздами Цербера (Cerberus Fossae) на Марсе

Древнейшим известным следам вулканизма на Марсе порядка миллиона лет. Нет общепризнанных свидетельств существования там действующих вулканов. Однако новые данные "Инсайта" заставляют рассмотреть эту гипотезу.

Предыстория. На равнине Элизий есть система трещин под названием борозды Цербера (Cerberus Fossae). В 2021 г. вышла статья (Horvath et al, 2021) о темном пятне вокруг одной из борозд, замеченном на снимках Mars Reconnaissance Orbiter. Это пятно:
1. Визуально выглядит как вулканические отложения.
2. По спектру похоже на вулканический минерал пироксен.
3. Судя по количеству кратеров, имеет возраст всего 50–200 тыс. лет. Horvath et al. обратили внимание, что именно с Cerberus Fossae ассоциируются эпицентры двух самых сильных землетрясений, зафиксированных зондом InSight.

И вот теперь в статье (Stähler et al., 2022) проанализировано много марсотрясений. По спектру авторы разделили их на низко- и высокочастотные и обратили внимание, что низкочастотные похожи на типичные земные землетрясения с P- и S-волнами. Предполагается, что они зарождаются на глубине 15–50 км на границе коры и мантии. Для 18 из 24 низкочастотных событий удалось определить расстояние до эпицентра, и оно хорошо согласовалось с расстоянием до Cerberus Fossae. Интереснее всего, что, судя по скорости сейсмических волн, они проходили через жидкий расплав – иными словами, магму в магматическом очаге.

Литература
Horvath et al. Evidence for geologically recent explosive volcanism in Elysium Planitia, Mars. Icarus, Volume 365, 2021, https://doi.org/10.1016/j.icarus.2021.114499.
Пресс-релиз: https://www.psi.edu/news/recentmarsvulcanism

Stähler, S.C., Mittelholz, A., Perrin, C. et al. Tectonics of Cerberus Fossae unveiled by marsquakes. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01803-y
Пресс-релиз: https://ethz.ch/en/news-and-events/eth- ... ikely.html

[Anton_Peplov]

Слоупок снова в треде.

Коллаборация NANOGrav отчиталась об обнаружении наногерцовых гравитационных волн.

Метод: наблюдают 68 миллисекундных пульсаров на разных расстояниях от Земли. Гравитационные волны покачивают пульсары, чуть-чуть меняя время прихода импульса на телескоп. Это покачивание можно выделить, обработав овердофига данных и учтя овердофига погрешностей. Данные накапливались и обрабатывались 15 лет, и вот теперь опубликованы результаты: сигнал таки есть (Astrophysical Journal Letters).
Характеристики сигнала: изотропный шум, вероятно, от множества источников
Источники сигнала: вероятно, тесные пары сверхмассивных черных дыр. Возможно, реликтовые гравитационные волны времен окончания инфляции, и тогда это очень интересно для космологов: это ж десять в минус лохматой степени секунды после БВ, в отличие от нуклеосинтеза (минуты) и тем более реликтового излучения (сотни тысяч лет). Для различения этих двух гипотез пока не хватает данных, но это вопрос человеко- и телескопо-часов.
Пресс-релизы: МГУ, NANOGrav, Caltech.

[Genaa]

Возможно, найден новый кандидат на космическую струну –
«пара» галактик SDSSJ110429.61+233150.3

https://www.sciencealert.com/we-may-hav ... e-universe

Цитата:

A strange pair of galaxies several billion light-years away could be evidence of a hypothetical 'crease' in the Universe's fabric known as a cosmic string.

According to an analysis of the properties of the pair, the two galaxies may not be distinct objects, but a duplicate image caused by a trick of the light. And the reason the light is duplicated could be because of a scar in the space between us and the galaxy, creating a gravitational lens.

A paper describing this cosmic string candidate, led by Margarita Safonova of the Indian Institute of Astrophysics, has been accepted in the Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège, and is available on preprint server arXiv.

Ссылка на arXiv: https://arxiv.org/abs/2309.11831

Сабина Хоссенфельдер упомянула это как главную новость недели: Could this be the first evidence for string theory?
https://youtu.be/mxpHU0T-3ss

[Dmitriy40]

Ого! В ноябре 2023 вышла статья, закрывающая МОНД (якобы подтверждавшуюся в широких двойных системах) на уровне 16 сигма! Рассказывает С.Попов (3 минуты), ссылка на архив.орг есть на скрине. Похоже на окончательный приговор МОНД.

[Dmitriy40]

Ещё одно закрытие МОНД:

С.Попов писал(а):

http://arxiv.org/abs/2403.09555 - Проверка MOND с помощью малых тел в дальней части Солнечной системы (Testing MOND on small bodies in the remote solar system)
За последнее время только ленивый не пнул MOND. И вот опять! Куда не посмотри - не проходит она проверки. Теперь - в Солнечной системе.
В рамках очень детальной модели MOND не может описать орбиты комет и транснептуновых тел, а ньютоновская динамика - может.

[Mental]

70-мегапиксельное изображение Луны, составленное из 231 тыс. кадров:



Более детально здесь:
Ссылка на jpg

Пост на Reddit

[Mental]

Профессор Энрике Гастаньяга и его коллеги из Института космологии и гравитации в Портсмуте предложили новую космологическую модель, согласно которой Вселенная образовалась не в результате Большого взрыва, а после того, как очень плотная область материи схлопнулась в черную дыру, а затем «отскочила» обратно. Их расчеты опубликованы в журнале Physical Review D (https://journals.aps.org/prd/abstract/1 ... 111.103537). Эта теория, которую авторы называют Вселенной-черной дырой, не требует введения гипотетических полей, экзотических частиц или дополнительных измерений. Она основана только на хорошо изученных законах физики: общей теории относительности и квантовой механике.

Стандартная модель Большого взрыва предполагает, что Вселенная появилась из точки бесконечно большой плотности и температуры — так называемой сингулярности. Но это создает проблему, поскольку в сингулярности перестают работать все известные физические законы. Чтобы объяснить равномерность и плоскость Вселенной, космологи добавили в свою модель период инфляции — кратковременное сверхбыстрое расширение на начальном этапе ее существования. Позже, чтобы объяснить наблюдаемое сегодня ускоренное расширение, в модель включили таинственную темную энергию, которую до сих пор никто не наблюдал напрямую.

Профессор Энрике Гастаньяга много лет работает над изучением крупномасштабной структуры Вселенной. Его специализация включает в себя анализ того, как распределение галактик отражает скрытую массу, моделирование барионных акустических колебаний, корреляции реликтового излучения и галактик, а также разработку математических методов, необходимых для проверки различных космологических моделей на наблюдательных данных.

В своей новой работе Гастаньяга и его команда вместо традиционного подхода решили взглянуть на проблему происхождения Вселенной иначе. Они рассмотрели ситуацию, когда облако материи под действием гравитации постепенно сжимается. Обычно считается, что такое сжатие неизбежно приводит к сингулярности — к точке с бесконечной плотностью, как это происходит внутри обычных чёрных дыр. Такой результат был доказан ещё в 1965 году Роджером Пенроузом и Стивеном Хокингом, и долгое время считался обязательным.

(Продолжение)

Однако расчеты команды Газтаньяги, впервые проведенные точно и без каких-либо приближений, показывают иной исход. Когда сжимающаяся материя достигает очень высокой плотности, в силу вступает фундаментальное правило квантовой механики — принцип исключения Паули. Этот закон запрещает двум одинаковым частицам-фермионам занимать одно и то же квантовое состояние. В результате бесконечное сжатие становится невозможным. В определенный момент коллапс материи останавливается и переходит в процесс расширения — так называемый «гравитационный отскок».

Согласно точному аналитическому решению уравнений, найденному авторами, этот отскок происходит внутри гравитационного радиуса черной дыры, то есть он полностью скрыт от внешнего наблюдателя. Внешне такая система будет выглядеть как обычная черная дыра с горизонтом событий, за который ничто не может выбраться. Но внутри этой границы рождается новая расширяющаяся Вселенная.

Важная особенность модели Гастаньяги заключается в том, что она естественным образом объясняет два периода ускоренного расширения Вселенной — раннюю инфляцию и современную эпоху, которую традиционно связывают с темной энергией.

Согласно новой теории, оба эти периода являются прямыми последствиями физики самого отскока, и для их объяснения не нужно придумывать дополнительные экзотические поля или энергии.

Еще одно важное следствие модели — наличие небольшой положительной кривизны пространства. Вместо абсолютно плоской геометрии Вселенная должна быть чуть замкнутой, похожей на поверхность огромной сферы. Эта кривизна — следствие того самого начального небольшого избыточного сгустка материи, который изначально вызвал гравитационный коллапс. Это предсказание можно проверить уже в ближайшем будущем с помощью космической обсерватории Европейского космического агентства (ЕКА) Euclid. Она уже сейчас измеряет геометрию Вселенной с высокой точностью.

Кроме этого, теория Гастаньяги может помочь объяснить и другие загадочные феномены, с которыми сталкивается современная космология. Например, она предлагает сценарий возникновения супермассивных чёрных дыр в центрах галактик и может пролить свет на природу тёмной материи. Возможно, некоторые чёрные дыры и другие компактные объекты, сформировавшиеся ещё на этапе коллапса, могли выжить после отскока и стать частью наблюдаемой структуры Вселенной. Изучением таких объектов займётся будущая миссия ЕКА ARRAKIHS, которая будет исследовать гало темной материи галактик.

Таким образом, новая модель Гастаньяги предлагает не только избавиться от фундаментальных проблем стандартной теории, но и проверяемые прогнозы. С ее помощью можно получить более ясную и последовательную картину происхождения и устройства Вселенной, встроив ее в уже известные законы природы. В этой новой парадигме Вселенная — не результат уникального события, а часть более широкого космического цикла, закономерно возникающего в результате взаимодействия гравитации и квантовой механики.

[Geen]

Mental
А в чём новость?

[Mental]

Geen в сообщении #1689086 писал(а):

А в чём новость?

Недавняя публикация расчетов по новой космологической модели. Вы можете проверить их на своем калькуляторе.

[Anton_Peplov]

Mental
Альтернативных космологических моделей вагон и маленькая тележка. Будет еще одна.

Проверяемые прогнозы - это хорошо. Когда они будут проверены, тогда и будет повод для разговора.

С тем, насколько корректно решены уравнения, пусть разбираются теоретики. Скрестить черные дыры с квантовой механикой - это всегда тонкий лед. С другой стороны, Хокинг по нему прошел, и его результаты широко признаны.

Что касается очередного объяснения темной энергии. Я как-то имел честь задать вопрос на эту тему А. А. Старобинскому, ныне, к сожалению, уже покойному. Вот его ответ: "Статьи с новыми "объяснениями" темной энергии во Вселенной появляются раз в неделю, а то и чаще, но потом о них все забывают, кроме их авторов. Поэтому эксперты, вроде меня, обращают на них внимание, только если авторы, хотя бы и молодые, уже зарекомендовали себя удачными гипотезами в прошлом". В принципе, примерно это я тогда и ожидал услышать.

[epros]

Mental в сообщении #1689038 писал(а):

Важная особенность модели Гастаньяги заключается в том, что она естественным образом объясняет два периода ускоренного расширения Вселенной — раннюю инфляцию и современную эпоху, которую традиционно связывают с темной энергией.

Ну, тёмную энергию-то точно никаким отскоком объяснить невозможно. Решения с отскоком известны, но они содержат ту материю, которую содержат. Почему вдруг часть этой материи должна переродиться в тёмную энергию, ОТО сама по себе не скажет.

[Geen]

Anton_Peplov в сообщении #1689148 писал(а):

Проверяемые прогнозы - это хорошо.

Ну как сказать, верхняя граница 0, а нижняя постулирована из экспериментальных данных...

Mental в сообщении #1689144 писал(а):

Вы можете проверить их на своем калькуляторе.

не могу - у меня калькулятор не считает квантовых единорогов.

[Anton_Peplov]

Я люблю наблюдательные новости. Во-первых, я их понимаю Во-вторых, на одну верную теоретическую модель придется сто неверных, то есть случайно попавшаяся на глаза модель, скорее всего, неверная. А наблюдения - вот они, даже если их потом по-другому интерпретируют.

Итак: обнаружены рекордно энергичные вспышки, возможно, связанные с приливным разрушением массивных звезд

Hinkle et al. сообщили о новом типе транзиентов (вспышек), превосходящем любые все известные транзиенты по суммарному энерговыделению и почти все - по пиковой светимости. Они выделили три события, первоначально найденные в оптическом диапазоне, затем отождествленные в ИК, УФ и рентгене.

Пиковые светимости составили от $2 \times 10^{45}$ до $7 \times 10^{45}$ эрг/с. По этому параметру они превосходят типичную сверхновую с коллапсом ядра на три порядка, типичную сверхновую типа Ia (термоядерный взрыв белого карлика) – на два порядка, и ярчайшие сверхновые обоих типов – на порядок. Авторы нашли в архивах еще только один транзиент, способный соперничать с этими событиями по пиковой светимости.

Помимо высокой пиковой светимости, у новых транзиентов еще и медленное затухание: более 150 дней они сохраняют светимость не менее половины пиковой. В связи с этим излученная энергия составила $(5{.}2 \pm 0{.}2)\times 10^{52}$ эрг для события Gaia16aaw, $(2{.}5\pm 0{.}5)\times 10^{53}$ эрг для события Gaia18cdj, и $(2{.}2\pm 0{.}1)\times 10^{53}$ эрг для AT2021lwx. Все три энергичнее, а последние два на порядок энергичнее, чем предыдущие рекордсмены среди транзиентов.

Авторы назвали новый тип транзиентов экстремальными ядерными транзиентами (extreme nuclear transients, ENTs). Слово «ядерный» означает здесь близость к ядру галактики. Два события из трех произошли в пределах сотен парсек от центров своих галактик, для третьего не измерено.

Авторы связывают эти транзиенты с деятельностью сверхмассивных черных дыр. На всякий случай отмечу, что указанные расстояния от центра галактики не являются расстояниями до черных дыр. Само понятие центра галактики для наблюдателя достаточно условно, к тому же черная дыра не обязана находиться даже в центре масс галактики, будь он нам известен. Так что события вполне могли произойти в непосредственной близости от ЧД.

Авторы рассмотрели и сочли маловероятной гипотезу, что на ЧД упал очередной фрагмент аккреционного диска. Вместо этого они интерпретировали ENT как приливное разрушение массивной звезды. Однако ENTs отличаются по пиковой светимости и интегральной энергии от обычных событий приливного разрушения (tidal disruption event, TDE), которых наблюдались уже десятки, если не сотни. Авторы объясняют это, во-первых, большой массой разрушенной звезды (более 3 солнц), а во-вторых, большой массой самой черной дыры. Типичные TDEs происходят на ЧД массами $\lesssim 10^7$ солнц, в то время как для ЧД, ответственных за Gaia16aaw и Gaia18cdj, авторы получили оценку $10^{8{.}4}$ солнц. Правда, оценки масс ЧД модельно-зависимые, через звездную светимость родительских галактик.

С принятой интерпретацией согласуются кривые блеска и спектры событий. Тем не менее хорошо бы иметь проверяемый прогноз для будущих наблюдений, который помог бы подтвердить или опровергнуть эту интерпретацию. В статье я не нашел такого наблюдательного теста, но, возможно, его еще придумают.

Чем интересен этот результат? Прежде всего, новый класс наблюдательных объектов всегда интересен сам по себе. А если интерпретация авторов подтвердится, то ENTs могут давать новые наблюдательные ограничения как на популяцию массивных звезд, так и на популяцию сверхмассивных ЧД при $z>1$. В связи с высокой пиковой светимостью они будут видны на красных смещениях, на которых уже не видны ни сверхновые, ни TDEs. Активные ядра галактик видны, но далеко не все ядра – активные. В частности, ядра родительских галактик трех описанных ENTs в лучшем случае малоактивные.

Однако не стоит ждать от этих зондов слишком многого. Исходя из параметров обзоров Gaia Alerts и ZTF, авторы сделали вывод: раз обнаружены три ENTs, то наблюдательная оценка их частотности снизу $10^{-3}$ на кубический гигапарсек в год, что на четыре порядка меньше, чем типичные TDEs, не говоря о сверхновых. Наблюдательная оценка частотности сверху не приведена, но тот факт, что столь яркие и долгоживущие транзиенты были обнаружены только сейчас, говорит о том, что они действительно очень редкие. Эрго, любые оценки с их помощью будут очень приблизительными.

Ссылка: Jason T. Hinkle et al. The most energetic transients: Tidal disruptions of high-mass stars. Sci. Adv. 11, eadt0074 (2025). DOI:10.1126/sciadv.adt0074