Удивительные открытия в космосе: от чёрных дыр до лунных баз
В нашей Галактике была обнаружена новая чёрная дыра. На Луне было найдено подходящее место для жизни и работы людей. Также стало известно, когда люди снова отправятся на Луну.
Кроме того, были обнаружены звёздные пары, которые ставят под сомнение существующие астрофизические теории.
С вами на связи DJ Солнцева - эти и другие новости о Вселенной мы сегодня обсудим.
Ещё одна чёрная дыра в нашей Галактике
Эта новость вызвала шок у астрофизиков и всех, кто изучает нашу Галактику. Мы привыкли к тому, что в центре каждой крупной галактики, или почти каждой, находится сверхмассивная чёрная дыра. Наша галактика не исключение — в её центре также находится чёрная дыра массой 4 миллиона масс Солнца.
Однако мы были уверены, что эта чёрная дыра уникальна и других рядом нет. Но недавно вышла новая работа, которая говорит о том, что с большой вероятностью рядом со сверхмассивной чёрной дырой летает чёрная дыра промежуточной массы.
Что значит «промежуточной»? До сих пор мы знали только чёрные дыры очень массивные, миллионы масс Солнца, и чёрные дыры лёгкие, которые образуются после жизненного цикла обычных звёзд с массой две-три 10 масс Солнца. А теперь оказалось, что есть ещё промежуточные чёрные дыры, по массе где-то в тысячи, иногда в десятки тысяч раз превосходящие наше Солнце.
Их уже несколько раз обнаруживали в центрах богатых крупных звёздных скоплений — шаровых звёздных скоплениях. Они есть и у нас, и в соседних галактиках. Но кто мог подумать, что одна из них живёт рядом с нашей центральной чёрной дырой?
Это исследование продолжает начатую ещё в середине девяностых годов работу по прослеживанию движения отдельных звёзд вокруг нашей сверхмассивной чёрной дыры. Накопив богатый материал, астрофизики начали замечать, что рядом с нашей чёрной дырой огромной массы есть какое-то звёздное сгущение, пока ещё непонятно — звёздное скопление или просто разваливающееся, уже испаряющееся.
Чёрная дыра промежуточной массы примерно в 30 тысяч масс Солнца — не миллионы, не единицы, а десятки тысяч, как я и говорил. Как она туда попала? Как вообще скопление может выжить рядом с гигантской, давно нам известной чёрной дырой? Ведь её гравитация вызывает сильный приливной эффект, то есть разрушает все гравитационно связанные объекты. И тот, который сейчас нащупали, тоже, скорее всего, разрушается.
Но как он туда попал? Как он там сформировался? Более того, в его составе обнаружено несколько массивных звёзд. Это очень странно. Миллионы лет, чтобы попасть туда, в центр Галактики, они могли только постепенно осаждать в течение десятка миллиардов лет. Если они родились далеко от центра нашей галактики, то им нужны были миллиарды лет, чтобы туда попасть. А жизнь таких звёзд продолжается всего несколько миллионов лет. У них не было для этого времени. Они родились, чтобы звезда сформировалась, надо, чтобы газовое облако сжалось, а гравитация чёрной дыры разрушает все плотные объекты.
В общем, у астрофизиков сейчас интересная, я бы сказал, сложная ситуация. Надо объяснить эту странную ситуацию в районе центра Галактики. А речь идёт о внутреннем одном парсеке — это расстояние от нашего Солнца до нашего Солнца. Там парсек, туда парсек, туда никого нет до ближайшей звезды — Альфы Кентавра — полтора парсека. А в районе центра Галактики в центральном парсеке, кроме гигантской чёрной дыры, имеется ещё миллион звёзд. Вот это плотность! Они даже иногда, наверное, сталкиваются друг с другом и сталкиваются с чёрной дырой.
Проследив их движение, выяснили, что там не всё так легко объяснимо. Там есть маленькое звёздное скопление, в нём небольшая промежуточная массы чёрная дыра. И как всё это туда попало — неизвестно.
Хочу поделиться своими эмоциями от этой новости. Несколько десятилетий назад я выдвинул гипотезу о том, как звёздные скопления и небольшие чёрные дыры промежуточной массы попадают в центр галактики. Я предположил, что это происходит из-за так называемого эффекта динамического трения. Согласно моей идее, массивные звёздные скопления постепенно приближаются к центру галактики по спиральной орбите, стягивающей их туда.
У меня было ощущение, что эта научная новость подтверждает мою гипотезу. Я очень рад этому. Окончательное подтверждение моим идеям ожидается в ближайшее время.
Последние годы надежды учёных связаны с телескопом «Джеймс Уэбб». Он может точно измерить движение звёзд в центре галактики, так как там ничего не видно в оптическом диапазоне. «Джеймс Уэбб» хорошо видит в инфракрасных лучах, и это место для него доступно для наблюдения.
Также сейчас достраивается гигантский телескоп с диаметром объектива 40 метров, который тоже будет обладать глубоким взглядом и сможет изучить центр галактики с поверхности Земли.
Ждём новых наблюдений, которые подтвердят идею о существовании второй чёрной дыры.
Мы уже неоднократно говорили о том, что на Луне можно найти место для базы колонистов. С орбиты и с окололунной орбиты мы видим на фотографиях провалы в лунной поверхности, которые ведут вглубь лунного грунта.
Было бы замечательно, если бы это были карстовые провалы, как на Земле, где вода промывает грунт и обрушивает часть этого промытого объёма. Тогда можно было бы проникнуть в боковые ходы этой пещеры. Но уверенности в этом не было.
Почему же была надежда? Потому что на Луне очень трудно устроиться человеку для жизни и работы. Днём на поверхности Луны очень жарко, а ночью — очень холодно. Температура может достигать +120 градусов днём и -150 градусов ночью, а то и до -200. Кроме того, есть проблема радиации.
Но от всего этого можно избавиться, если выкопать метро. Тогда радиация вам будет нипочём, а колебания температуры не затронут вас, потому что на глубине их нет. Это как в метро или в землянках на Земле.
И вот эти самые провалы, которых уже обнаружено более 200, оказались входами в пещеры. Это удалось доказать с помощью радара, работающего на борту американского лунного спутника Lunar Recci Orbit. Радар не очень хороший, его угловое разрешение — несколько десятков метров, но он может прощупать эти самые длинные пещеры.
Самые известные из них находятся в районе лунного экватора. Именно туда легче всего летать с Земли, и, возможно, она станет убежищем для серьёзных космических путешественников. Там, на глубине нескольких десятков метров, можно разместить надувные модули, лаборатории и жилища для космонавтов.
Они избегнут самых больших неприятностей, которые родят тем, кто летает на Луну. У них будет стабильная температура.
Какая именно температура ожидается? Расчёты показывают, что средняя температура под поверхностью Луны на небольшой глубине, даже в районе экватора, минус 25 градусов. А если двигаться от экватора к полюсу, то ещё холоднее.
Но -25 не так уж страшно, можно согреться. Да, это не жара, как на Венере, но с большим комфортом устроиться там вполне возможно.
Недавно была сделана довольно точная электронная компьютерная симуляция того, как солнечные лучи проникают в эти колодцы и как они нагревают помещение под луной.
Компьютерная симуляция показала, что солнечные лучи прогревают не только дно колодца, но и за счёт того, что нагретое дно отбрасывает тепловые лучи дальше входа этой пещеры, средняя температура там недалеко от входа, на расстоянии нескольких десятков метров, плюс 17. Чего ещё можно желать? Это абсолютный комфорт.
Если учесть, что у вас там будет работать техника, холодильники, которые выделяют тепло, компьютеры и научные приборы, то вам обеспечены идеальные условия для работы.
А если уходить вдаль по проходам, то там, конечно, будет холоднее. Но зачем это делать? Нескольких десятков метров от входа вполне достаточно, чтобы уберечься и от радиации, и от холодных температур лунных недр, и пребывать в абсолютном комфорте, работая сколько удобно и сколько необходимо для того, чтобы изучить Луну.
Мы убедились, что на Луне можно найти удобное помещение для жилья. Однако, когда мы отправимся на Луну, нас ждёт новая задача: сложные программы доставки человека на спутник Земли осуществляются сегодня в двух странах — США и Китае.
Китайские инженеры обещают отправить своих космонавтов к 2030 году, а американские — опередить их и отправить астронавтов на поверхность Луны уже в 2024 году. Но недавно государственные органы США провели финансовый аудит НАСА и обнаружили, что планы агентства отправить астронавтов к 2026 году, скорее всего, не будут выполнены.
Программа полёта на Луну в этот раз очень сложная. Вы помните, как в конце 60-х — начале 70-х годов астронавты летали на Луну? Одна гигантская ракета «Сатурн-5» стартовала и выводила астронавтов на околоземную орбиту. Затем они стартовали в сторону Луны и через трое суток достигали окололунной орбиты. Из трёх астронавтов двое переходили в лунный модуль, садились на поверхность Луны, работали там и возвращались на орбиту. Через несколько дней они переходили в основной корабль «Аполлон» и через трое суток возвращались на Землю.
В этот раз схема полёта человека на поверхность Луны оказалась намного сложнее. Она потребует нескольких ракет с перестыковками и переходами астронавтов из одного космического корабля в другой. Программа «Артемида-3» выглядит следующим образом: с Земли стартует ракета Space Launch System — тяжёлая ракета, но не такая, как когда-то был «Сатурн-5». Она довозит астронавтов до окололунной орбиты, но не может доставить их на Луну.
Илон Маск со своей ракетой Starship может отправить её на околоземную орбиту, затем второй Starship взлетает и на околоземной орбите перекачивает топливо в первый. Только после этого Starship стартует к Луне. У него есть небольшой лунный модуль, который подлетает к Луне. Астронавты переходят в него, садятся на Луну, работают там, возможно, не три дня, а неделю. Затем на нём возвращаются на окололунную орбиту, переходят в корабль «Орион» и он довозит их до Земли.
Очень сложная схема, в которой много тонких мест, таких как переход астронавтов, заправка топлива на околоземной орбите. Проверив все этапы этой программы, аудит показал, что к 2026 году с большой вероятностью она реализована не будет. Может быть, к 2027 году.
Так или иначе, американцы постараются опередить китайских инженеров и в этот раз первыми доставить своих астронавтов на поверхность Луны. Но пока непонятно, удастся ли это сделать за 2-3 года. Например, тепловая обшивка космического корабля Starship не готова, есть проблемы со скафандрами для работы на поверхности Луны нового типа — более лёгкими и функциональными, чем были в прошлом. Их ещё не испытали. Многое ещё не готово.
Мне кажется, что американцы и на этот раз окажутся первыми на Луне, но будет ли это выглядеть так эффектно, как в конце 60-х, я не знаю.
Удивительно, но в космической отрасли тоже случаются неудачи.
12 июля этого года компания SpaceX запустила ракету Falcon 9 с 20 новыми спутниками на борту. Это был уже 70-й старт компании в этом году. За это же время Роскосмос сумел осуществить только 8 запусков.
Первая ступень ракеты сработала идеально, как и ожидалось. Однако вторая ступень не смогла выполнить свою задачу.
У многих ракет разных стран именно работа второй ступени разгонного блока иногда вызывает проблемы. Запустить реактивный двигатель во время полёта в космосе не так просто.
Из-за сбоя во второй ступени спутники не смогли достичь нужной орбиты и быстро начали тормозиться. Они упадут в ближайшее время, и многие уже упали.
Это был неудачный запуск в череде сотен успешных запусков. Даже у советских ракет, которые были хорошо отработаны десятками лет, статистика без аварийных пусков была хуже, чем у Илона Маска.
Будем надеяться, что эта неприятность была редкой, и дальнейшие сотни запусков ракеты Falcon 9 будут такими же удачными. Эта надёжная рабочая лошадка для современной космонавтики, и многие страны пользуются её услугами. Илон Маск, как правило, не подводит своих клиентов. Жаль, что для ракет такого сервиса ещё не придумали.
Пришла новость,что космический телескоп «Гайя» обнаружил звёздные пары.
**Звёздные пары бросают вызов законам астрофизики**
Современная астрофизика сталкивается с загадками, связанными со звёздными парами. Идея о том, что чёрные дыры — это не просто математические абстракции, а реальные космические объекты, требует тщательного изучения.
Чёрные дыры невидимы, они поглощают свет, не излучая его. Однако существует способ обнаружить их: наблюдение за движением звёзд в двойных системах.
Одновременно две группы астрофизиков — американские и российские — предложили идею, которая может помочь в поиске чёрных дыр. Если одна звезда вращается вокруг «пустого» места, это может быть признаком того, что она находится рядом с чёрной дырой.
Астрономы открыли множество двойных звёзд, но проследить их орбитальное движение с Земли сложно. Из-за размытости изображений звёзд, особенно если они находятся далеко друг от друга, орбитальный период звёзд может быть трудно определить.
Однако с развитием технологий появилась возможность наблюдать за звёздами с орбиты. Например, космический телескоп Gaia, запущенный около 10 лет назад, позволяет точно измерять положение звёзд на небе.
За последнее время было обнаружено несколько видимых звёзд, которые обращаются вокруг невидимого второго компонента. По их движению можно приблизительно оценить массу этого невидимого объекта. Оказалось, что массы невидимых компонентов близки к тем, которые характерны для белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр. Это ставит перед астрономами новые вопросы и вызывает интерес к изучению двойных звёздных систем.
Как происходит взрыв сверхновой звезды? Во время взрыва примерно две трети массы звезды, которая становится нейтронной звездой или чёрной дырой, сбрасываются. Это приводит к ослаблению гравитации. Второй член пары, почувствовав слабину, улетает со своей орбиты и навсегда покидает двойную систему.
Если бы он был близко к взорвавшейся звезде, её гравитация была бы сильнее. Но в этом случае ему не повезло бы. С другой стороны, перед тем как взорваться, сверхновая звезда расширяется. Её внешние слои становятся в сотни раз больше. Такие звёзды мы называем красными сверхгигантами. Расширяясь, она просто поглощает находящегося рядом соседа.
Таким образом, второй компонент либо оказывается внутри оболочки и падает туда, на центр этой расширяющейся звезды, либо улетает и покидает её навсегда.
Телескоп «Гайя» помог выявить несколько десятков двойных систем, среди которых есть те, которые не должны существовать на таком расстоянии от нейтронной звезды. Какова точная масса этого невидимого компонента, пока неизвестно. Есть предположения, что это может быть белый карлик или пара белых карликов, а также нейтронная звезда или чёрная дыра.
Безусловно, это один из трёх типов самых интересных космических объектов, которые мы изучаем сегодня. Многие из них являются нейтронными звёздами, и это ставит нас в тупик, заставляет более точно рассчитывать взаимную эволюцию звёзд и находить ситуации, когда второй видимый компонент не будет поглощён или выброшен, а всё-таки останется на орбите рядом с нейтронной звездой. Это очень интересно.
На этом мы заканчиваем наш астрономический дайджест. Следите за новостями и будьте в курсе работы астрономов, которые обещают нам много интересных открытий. Не пропустите новые интересные события!