«Вдруг и у нас когда-нибудь шарахнет»
Уточнение постоянной Хаббла, раскрученные черные дыры и сверхмощные звездные вспышки — в традиционном обзоре важнейших астрономических открытий октября от доктора физико-математических наук, лауреата премии «За верность науке» 2015 года Сергея Попова.
Открытие по прямому изображению экзопланеты типа Юпитера в тройной системе.
Это не первая планета в тройной. Но в данном случае интересна ее орбита. Планета крутится вокруг звезды, а на некотором отдалении вращается еще пара звезд. Так вот, орбита планеты слишком большая — не сильно меньше орбиты двойной. По всей видимости, чуда нет: орбита неустойчива, но система еще слишком молодая, а периоды обращения довольно большие (сотни лет).
В ближайшие миллионы лет планету выкинет из системы. Именно молодость и позволила ее обнаружить.
На прямых изображениях чаще видят именно молодые планеты, так как они продолжают сжатие, а потому светят больше, чем старые объекты такой же массы.
Популяция долгопериодических транзитных планет. С помощью транзитов трудно открывать планеты с большими полуосями (большими орбитальными периодами), так как мало повторных проходов. В данных телескопа Кеплер их совсем немного. Однако авторы предлагают и используют новый алгоритм, чтобы определить долю таких планет. У них получилось, что в среднем звезда типа Солнца имеет пару планет меньше Юпитера с орбитальным периодом от двух до 25 лет.
Международный глубокий планетный обзор II: зависимость частоты доступных для прямых изображений гигантских экзопланет от массы звезд.
Авторы проводят многолетний поисковый обзор планет, используя крупнейшие телескопы (Keck, Gemini) для получения прямых изображений гигантов у близких звезд. Исследовано почти три сотни молодых звезд (молодость важна, поскольку планеты в таком случае еще находятся в стадии сжатия, а потому имеют более высокую температуру и их легче увидеть). Именно в этом проекте были открыты планеты системы HR 8799.
Авторы оценили, что несколько процентов звезд имеют гигантские планеты (1–14 масс Юпитера) в диапазоне полуосей 20–300 а.е. Интересно, что частота встречаемости планет не зависит от массы звезд. При этом для близких планет такая зависимость имеется.
197 кандидатов и 104 подтвержденные планеты, по данным К2, в первых пяти полях
Как известно, на спутнике Кеплер некоторое время назад отказал еще один гироскоп, обеспечивающий ориентацию спутника. В итоге аппарат не может постоянно смотреть в направлении созвездий Лебедя и Лиры, где была его основная площадка. Но вся аппаратура работает.
Так что, хотя инструмент «колбасит» по всему небу, наблюдения продолжаются.
Проект в целом называется К2. Там есть много разных задач, но среди них, разумеется, есть и поиск экзопланет. В статье представлены результаты первого года по поиску планет. Обнаружено более сотни. Плюс почти две сотни кандидатов. Среди новых экзопланет есть довольно интересные объекты. В том числе и мелкие планеты (с радиусом менее двух земных). Некоторые — в зонах обитаемости.
Кеплер радует не только данными по экзопланетам, но и по звездам. Кеплеровский каталог звездных вспышек. В каталог попал почти миллион (точнее — 851 168) событий. Они связаны с более чем четырьмя тысячами (4041) звезд. В среднем энергия вспышек составляет 1035 эрг.
Напомню, что это все не только интересно, но и важно, потому что вдруг и у нас когда-нибудь шарахнет. Супермощная солнечная вспышка — одна из реальнейших глобальных угроз (куда вероятнее падения крупного астероида, а может быть, даже и вероятнее взрыва сверхвулкана).
От планет в двойных системах перейдем к самим двойным. Наблюдения черной дыры GS 1354-645 на NuSTAR: указание на быстрое вращение черной дыры.
Авторы исследуют тесную двойную систему GS 1354-645 с черной дырой. Моделирование показало, что у черной дыры может быть очень большой спин: a=0.998(-0.009). Это довольно интересный результат, так как наблюдения быстровращающихся черных дыр могут помочь в проверке некоторых эффектов ОТО.
Не только черные дыры, но и старые добрые белые карлики дарят сюрпризы. Белый карлик, пульсирующий в радио (A radio pulsing white dwarf binary star).
Звезда AR Скорпиона была когда-то классифицирована как переменная типа дельта Щита. Но авторы показали, что это куда более интересная система. Это двойная звезда с орбитальным периодом три с половиной часа. В систему входят красный карлик и белый карлик. Белый карлик всему виной.
Он работает как радиопульсар. Объект вращается с периодом почти две минуты.
На протяжении лет удалось увидеть, как он замедляется.
И энерговыделение системы находится в согласии с тем, что источником является вращение белого карлика. Система переменная и излучает от радио до рентгена. Оптический блеск может возрастать в несколько раз за десятки секунд (вообще же оптический блеск меняется раз в двадцать). Часть излучения приходит от красного карлика, но причиной является его взаимодействие с магнитосферой и релятивистскими частицами белого карлика.
Аккреции в системе нет. Но раньше могла быть. Возможно, что периодически аккреция раскручивает белый карлик. Затем начинается период, когда аккреции нет, и наблюдается такое пульсароподобное поведение, а потом снова включается аккреция.
Наконец, а что у нас с двойными нейтронными звездами? Мы ждем к концу года рапортов о том, что наконец-то открыты их слияния. А пока — только верхние пределы.
Верхние пределы на темп слияния двойных нейтронных звезд и нейтронных звезд с черными дырами, по данным первого научного прогона Advanced LIGO.
Обработаны данные первого научного прогона LIGO после апгрейда (сентябрь 2015 – январь 2016) на предмет поиска слияний с участием нейтронных звезд. Такие события могли наблюдаться с расстояния примерно 100 Мпк, что гораздо меньше расстояний до обнаруженных слияний двойных черных дыр (это связано с гораздо меньшей массой нейтронных звезд и сильной зависимостью амплитуды сигнала от масс сливающихся объектов).
Сигналы не обнаружены. В общем-то, это находится в соответствии с предсказаниями (кроме самых-самых оптимистичных). Ожидается, что в следующих прогонах после очередного апгрейда сигналы все-таки будут обнаружены.
В завершение, раз уж мы вышли на внегалактические просторы — кластеризация галактик в полном обзоре барионных акустических осцилляций SDSS-III: космологический анализ выборки DR12.
Барионные акустические осцилляции происходят в ранней вселенной. До рекомбинации темное вещество уже успело создать значительные флуктуации плотности, но барионы не могут их заполнять, поскольку связаны с фотонами. Как только барионы натекают в «ямку» в потенциале, туда попадают и фотоны. Их давление растет, и они выталкивают вещество обратно.
В результате происходят «акустические осцилляции».
Есть характерный масштаб, соответствующий размеру горизонта для звука в среде (скорость звука очень высока, порядка скорости света). Потом, уже после рекомбинации, вещество «запоминает» эти колебания. Когда флуктуации нарастут, вселенная расширится — мы сможем увидеть эти неоднородности в картине распределения галактик. Именно это и искали, и нашли. И тщательно измерили.
Наличие выделенного масштаба — звукового горизонта — дает в руки космологам «стандартную линейку». В итоге, по данным о барионных акустических осцилляциях, можно определять космологические параметры. С помощью новой версии Слоановского цифрового обзора неба удалось сделать это в недоступном раньше масштабе (как по числу галактик — 1,2 миллиона, так и по красному смещению — почти до 1). В итоге, используя в анализе также данные спутника Планк и данные по сверхновым Ia, авторы могут уточнить космологические параметры.
Конечно, результаты такого проекта нельзя представить в одной статье. Кроме обсуждаемой есть еще больше десятка. Все доступны в Архиве. Постоянная Хаббла равна 67–68 км/с/Мпк, доля вещества (обычного плюс темного) — 31%, вселенная плоская. Темная энергия похожа на космологическую постоянную. Все это с высокой точностью.
Источник: Газета.ru