Credit: NASA, ESA, and H. Hammel(Space Science Institute, Boulder,  Colorado) and the Jupiter Comet Impact Team

Тази снимка направена от Хъбъл на 23 юли  миналата година е най-ясната снимка в диапазона на видимата светлина, направена  в атмосферата сред отломките на кометата или астероида, сблъскал се с Юпитер на  19 юли 2009 г.  Това е първото научно наблюдение на Хъбъл след ремонта и  обновяването му през май. Изображението е заснето с новата WFC3.

WFC3 е камера с широк честотен  диапазон на приеманите електромагнитни вълни и с голям зрителен обхват

Credit:  H.A. Weaver, T. E. Smith (STScI), NASA

Бяха комбинирани шест снимки от космическия телескоп Хъбъл за да бъде създадена тази мозайка на  кометата Шумейкър – Леви 9 на 17 май 1994 г. По време на наблюдението на  кометата, в опашката и имаше 21 ледени парчета, на разстояние 1.1 милиона  километра или 3 пъти разстоянието между Земята и Луната.
Юпитер вече има  изобилие от луни, но от 1949 г. до 1961 г. е имал още един, временен спътник  под формата на комета, уловена в капан от гравитационната прегръдка на газовия  гигант.
Днес (14 септември 2009) бе обявено от астрономи, че кометата 147P/Кушида-Мурамацу е заловена като  временна луна на Юпитер в средата на 20-ти век и останала в капан движейки се  по неправилна орбита за около 12 години.
Известни  са само шепа комети, при които е наблюдаван този феномен – превръщането им във  временни сателити, като има само два случая с продължителност по-голяма,  отколкото при Кушида-Мурамацу.
Дейвид Ашър от Обсерваторията Армах в Северна Ирлания  обяви откритието пред Европейския конгрес за планетарни науки в Потсдам,  Германия.
Международен екип ръководен от Кацухито Охцука  от Токийската метеорна мрежа е моделирал траекториите на 18 „квази-Хилда  комети” – обекти, които е възможно временно да бъдат уловени за  спътници на Юпитер, като в резултат те се  присъединяват към или напускат групата „Хилда” съставена от обекти в  астероидния пояс.

Група астероиди, намират се в  астероидния пояс, правят три обиколки около слънцето за времето, за което  Юпитер прави две.

Повечето случаи са  били прелитания, при които кометите не са извършвали пълно завъртане.

Но  Кушида-Мурамацу е различна. Екипът е използвал неотдавнашни  наблюдения за положението на кометата в рамките на девет години, за да изчисли  стотиците възможни орбити за предишното столетие. Според всички сценарии  Кушида-Мурамацу е направила две пълни обиколки около Юпитер, което я прави едва  петия познат обект уловен за спътник.
„Нашите резултати демонстрират някои от  маршрутите на кометите през междупланетното пространство, които им дават  възможност да попаднат или да избегнат ситуация, при която те навлизат в орбита  около Юпитер” каза Ашър.
Астероидите  и кометите понякога могат да бъдат изкривени или парчета от тях да бъдат  откъснати от приливните ефекти причинени от гравитационното поле на уловилата  ги планета, а дори могат да се сблъскат с планетата. Най-известната жертва на  тези ефекти стана кометата D/1993 F2 (Шумейкър – Леви 9),  която бе разкъсана при преминаването си близо до Юпитер и чиито фрагменти след  това се сблъскаха с планетата през 1994 г. Предишни изчисления показаха, че  Шумейкър – Леви 9 може да е била квази-Хилда комета преди да бъде уловена от  Юпитер.
„За наше щастие Юпитер, като най-масивна  планета, т.е. с най-силна гравитация, привлича обекти към себе си по-често от  другите планети и ние очакваме да наблюдаваме значителни сблъсъци там по-често  отколкото на Земята. Кометата Кушида-Мурамацу е избягала от гигантската планета  и ще избегне участта на Шумейкър – Леви 9 в обозримото бъдеще” каза Ашър
Обектът,  който се сблъска с Юпитер през юли тази година и причини ново тъмно петно и  който бе открит от австралийския любител-астроном Антъни Уесли, може също да е  бил член на този клас обекти, дори ако за разлика от Шумейкър – Леви 9 не е  пострадал от приливно разрушение.
„Нашата работа отново стана актуална тема  след откриването през юли на разширяващи се прашни облаци, създавани от праха  от навлезлия в атмосферата на Юпитер обект, като това бе  доказателството за удара. Резултатите от нашето изследване сочат, че е възможно  сблъсъци между Юпитер и временни спътници да се случват по-често отколкото се  считаше досега”
Екипът  потвърди, че в бъдеще Юпитер ще има още една луна – кометата  111Р/Хелин-Роман-Крокет, която вече е обиколила Юпитер 3 пъти в периода между  1967 г. и 1985 г. ще направи шест пълни завъртания около газовия гигант между  2068 г. и 2086 г. каза Ашър.

Звезди с черни дупки: Решение на космическа загадка

Представете си звезда с толкова невероятни размери, че спокойно може да побере цялата Слънчева система. Тази чудовищна звезда е по-ярка от цяла галактика с трилион звезди в нея, а в нейното ядро се намира огромна масивна черна дупка. Звучи невероятно, нали? Само няколко стотин милиона години след Големия взрив такива космически обекти може би са съществували и са ключът към една от най-големите мистерии в космологията.

Идеята за звезда с черна дупка в центъра изглежда шантава и противоречи на стандартния модел за формирането на черни дупки. Според общоприетата теория, черните дупки се образуват, когато голяма звезда изчерпи горивото си и ядрените реакции вече не могат да удържат на гравитацията. Последното място, където бихме очаквали да намерим черна дупка, е в ядрото на функционираща звезда.

Загадката на ранните свръхмасивни черни дупки

Едва милиард години след началото на Вселената вече е имало свръхмасивни черни дупки с маса 10 милиарда пъти по-голяма от тази на нашето Слънце. За тях знаем благодарение на квазарите – изключително ярки космически обекти, чиято светлина е излъчена от нагорещения газ, потъващ в свръхмасивна черна дупка. Тази светлина пътува до нас близо 13 милиарда години.

Големият въпрос, който озадачава учените от десетилетия, е: как тези невероятни черни дупки са имали време да се формират толкова скоро след Големия взрив? Множество научни екипи се опитват да отговорят на този въпрос, но според никоя компютърна симулация няма как за само един милиард години черна дупка да достигне маса милиарди пъти по-голяма от тази на Слънцето по конвенционалните механизми.

Нова теория на Митчел Бегелман

Търсейки отговор на тази загадка, Митчел Бегелман от Университета Колорадо се обръща към идея, първоначално предложена от Фред Хойл и Уили Фаулър още през 1963 година. Те са се опитвали да обяснят радиолъчението от някои галактики с наличието на гигантски звезди в центровете им. Макар че тяхната конкретна хипотеза се оказала грешна, идеята за чудовищно голяма звезда вдъхновила Бегелман за нови изследвания.

Изучавайки теоретичната еволюция на такава потенциална звезда, Бегелман открива нещо невероятно. Всички математически уравнения доказват, че ако материалът, образуващ звездата, започне да се свива под силата на гравитацията прекалено бързо, може да се формира звезда с черна дупка в ядрото.

Механизъм на формиране

Ключът към формирането на такъв необичаен обект е скоростта на свиване на звездния материал. Когато веществото потъва навътре, то произвежда шокова вълна, която загрява околните газове. Тези газове се разширяват към външните региони на звездата и изстиват. Заради рязко спадащата температура се образуват два обекта в един – зародиш на звезда в центъра и външна обвивка от по-студен газ.

Когато външният материал продължава да потъва навътре, новата маса смачква още повече звездата и температурата се покачва допълнително. Когато тя достигне критичните 500 милиона градуса по Целзий, звездата става достатъчно гореща, за да позволи на фотоните светлина спонтанно да се превръщат в двойки електрони и позитрони.

От звезда към черна дупка

Двете противоположни частици – електроните и позитроните – се анихилират взаимно, при който процес също се образуват частици и античастици. Сред тях са неутрино и антинеутрино. Тези частици почти не взаимодействат с обикновената материя и затова бързо отнасят топлината от звездата.

Охлаждането спира ядрените реакции и звездата вече не може да удържа собствената си гравитация. Така се формира черна дупка, вградена в газова обвивка. Когато тази обвивка започне да потъва в черната дупка, се излъчва изключително ярка светлина – това, което ние наблюдаваме и наричаме квазар. Същевременно черната дупка расте с невероятна скорост. Според изчисленията на учените, черна дупка в центъра на звезда ще може да увеличава масата си 10 до 100 пъти по-бързо от обикновена черна дупка.

Еволюция на звездите с черни дупки

Естествено, черната дупка не остава завинаги в своята звездна обвивка. Когато газът вътре се охлади до около 4000 градуса, падът на йонизацията предизвиква експлозия, която изхвърля обвивката и разкрива гола свръхмасивна черна дупка. На този етап тя вече има маса 1000 до 10 000 пъти по-голяма от тази на Слънцето и продължава да се храни от обикновен междузвезден газ.

Бегелман си представя звезди с черни дупки, достигащи маса от 100 милиона до милиард слънчеви маси. Такова космическо чудовище би имало радиус, простиращ се отвъд орбитата на Плутон, и би било по-ярко от целия Млечен път. Тези обекти биха могли да обяснят как само за милиард години след Големия взрив вече са съществували свръхмасивни черни дупки.

Критики и предизвикателства пред теорията

Макар теорията на Бегелман да има своите поддръжници, не всички учени са еднакво ентусиазирани. Един от основните проблеми е въпросът къде биха могли да се формират такива необичайни обекти. Според общоприетия космологичен модел, първите звезди са се появили в малки газови ареоли, които впоследствие еволюират в първите галактики. Такъв газов облак обаче не би имал нужното гравитационно привличане, за да концентрира газ достатъчно бързо за формирането на звезда с черна дупка.

Критиците посочват и други предизвикателства пред хипотезата. Въпреки това, най-добрият начин Бегелман да убеди скептиците е просто да открие такива звезди. Това обаче няма да е лесна задача и изисква мощни телескопи, способни да наблюдават ранната Вселена.

Търсене на доказателства

Наблюдателните доказателства за съществуването на звезди с черни дупки биха могли да дойдат от космическия телескоп „Джеймс Уеб“, който бе изстрелян през 2021 година. Според Бегелман, би трябвало да се вижда поне по една такава звезда във всяко наблюдение на дълбокия космос с този телескоп. Проблемът е да се различат от други обекти, като близки кафяви джуджета, силно изместени към червения спектър стари звезди или всичко, което излъчва силно в инфрачервени вълни.

Съществува и друга възможност за откриване на тези загадъчни обекти. Според Бегелман, в първите 100 000 години от живота на тези звезди, преди да се формира самата черна дупка, ултравиолетовата светлина от тях би могла да йонизира околния водороден газ, който не излъчва радиовълни, за разлика от самата звезда. Така звездите с черни дупки биха изглеждали като „дупки“ в радиокартата на небосвода. За такива наблюдения обаче са необходими мощни радиотелескопи като проекта Square Kilometre Array.

Значение за съвременната космология

Рядко в съвременната астрономия някой предлага изцяло нов тип космически обект, но звездите с черни дупки биха могли да бъдат именно това – липсващото звено в космологията. Те биха предложили правдоподобно обяснение за наличието на свръхмасивни черни дупки в прекалено ранен стадий на Вселената.

Ако теорията на Бегелман се потвърди, това не само ще разреши една от най-дълготрайните загадки в космологията, но и ще промени фундаментално разбирането ни за еволюцията на Вселената. Звездите с черни дупки представляват напълно нов клас астрономически обекти, които биха могли да изиграят решаваща роля в историята на космоса.

Докато чакаме нови наблюдателни данни от съвременните телескопи, теорията за звездите с черни дупки продължава да интригува учените и да предлага елегантно решение на един от най-сложните астрономически проблеми.

Какво е имало преди нашата Вселена да започне? Според двама теоретични физици, ако е имало вселена преди нашата, тя вероятно е била невероятно близка по облик с тази. Също има вероятност да можем да открием бледи отпечатъци от предишната Вселена в небето.

Преди въпроси за това, какво е имало преди Големия Взрив, са се считали за безсмислени, защото според теорията на относителността на Айнщайн, Вселената е започнала в сингулярност – точка с безкрайна плътност, където всички математически изчисления спират да работят.

Сега обаче физиците смятат, че теорията на относителността е ограничаваща и че в този първи момент на Вселената плътността й не е била безкрайна. Ако това е така, то вероятно можем да разберем, как се е стигнало до този момент.

Според космологичните модели, базирани на така наречената теория на Затворена Квантова Гравитация (LQG – loop quantum gravity) нашата Вселена има родител. LQG се опитва да обедини теорията на относителността и квантовата механика, описвайки време-пространството като непрекъснато пренареждаща се тъкан от връзки. При най-малките размери около 10-25 метра тази тъкан е заплетена бъркотия, но при много по-големите мащаби на междузвездното пространство тъкънта изглежда гладка.

Според тази теория, когато тъкънта на време-пространството се свива, тя става така да се каже „скоклива“. Така че ако Вселената преди нашата се е свила до максимална плътност, може просто после да е „отскочила“ в един Голям Взрив.

Как ли е изглеждал родителя на нашата Вселена? За да отговорят на този въпрос, Parampreet Singh от Института по Теоретична Физика в Онтарио, Канада и Алехандро Коричи от Националния Независим Университет на Мексико са приложили уравненията на затворената квантова гравитация за доста упростен модел на Вселената. Те са открили, че характеристиките на пространството, като количеството материя и енергия, които тя съдържа, почти не се променят, когато тя преминава през големия „скок“.

Това повдига възможността, да открием отпечатък от предишната Вселена. Singh предполага, че семената на големите структури на вселената ни, като супер галактически купове трябва да са съществували и в предишната Вселена. Мозайката на тези семена би трябвало да е запазена в Космическата Фонова Радиация – радиационния отпечатък от Големия Взрив. „Ако това заключение се окаже вярно, тогава е възможно да открием следи от предишната Вселена“, казва Singh.

Повечето астрономи и физици са въодушевени от работата на двамата учени и гледат оптимистично на идеята за предишна Вселена, но не всички са толкова позитивно настроени.

Martin Bojowald, теоретик по затворена квантова гравитация от Университета на Пенсилвания смята, че изчисленията им не са убедителни. Той не е съгласен с тяхната интерпретация на изчисленията и изтъква, че техните модели все още са твърде опростени.

Bojowald смята, че вселената преди Големия Взрив може да е била изключително по-различна от нашата.

Оригинална статия: Did pre-big bang universe leave its mark on the sky?

Източник: nauka.bg

Според общото мнение на учените, Марс може да е имал активен климат и течаща вода преди около 3,5 милиарда години, но от тогава червената планета е мъртва. Според ново проучване на геолози от Университета Браун, Марс може да е имал доста по-динамичен климат в близкото минало, от колкото хората си мислят. Това може да помогне за разбиране, дали Марс някога е бил подходящо място за живот.

Джей Диксън, геолог от Университета Браун и неговите колеги изследват супер-детайлни снимки на апарата на НАСА Марс Риконисънс Орбитър от миналата година. Учените главно са се фокусирали въху средни географски ширини и по-точно област наречена Protonilus Mensae-Coloe Fossae, която е осеяна със скалисти плата, каньони и дълбоки долини.

От внимателно изследване на супер-детайлните снимки на MRO учените са стигнали до извода, че Марс е преминал през поне няколко ледникови периода, най-скорошният от които може да е бил преди 10 до 100 милиона години. Вероятна причина е промяна в наклона на оста на планетата, съответно промяна на ъгъла, под който падат слънчевите лъчи.

Още по-интересен е факта, че каньона, който основно са изследвали, има морени (скални образувания, бележещи края на ледниково движение) разположени така, че сякаш тамошният глетчер се е движил на горе, което физически не може да стане. Екипът е стигнал до извода, че просто ледът е станал твърде висок и е „прелял“ в околността около каньона. Според тях ледникът там е бил около 1км. дебел, а в определени ледникови периоди може да е стигал 2,5км. дебелина.

Това откритие е силен аргумент за теорията за течащата вода на Марс. Ледът може да се топи по два начина: чрез затопляне или от налягане. Вярва се, че ледът на Марс основно сублимира, т.е. превръща се от твърдо директно в газообразно състояние, но в случая е възможно от големия натиск на километри лед в основата да се образува течна вода.

В други долини наоколо също са открити кръгли морени, ясна индикация за ледникова дейност. Макар че планетарните геолози не могат да определят точна възраст само от снимки, ясно твърдят, че това е било много по-скоро от предишното мнение за 3,5 милиарда години.

Източник: nauka.bg

Автор: Радослав Станчев raddo@mail.bg
IAU – A79

Една звезда се ражда в резултат от гравитационно свиване на чудовищен газов облак. Подобни облаци изпълват част от нашата Галактика и се появяват (в телескопите) като тъмни слабо тлеещи мъглявини, които затъмняват намиращите се зад тях звезди. Където и да съществуват тези облаци, от тях се раждат звезди