Космос — поистине загадочное пространство Вселенной, устройство которого всегда будет будоражить умы человечества. Эпоха освоения космоса, начатая с фантастических теорий Константина Циолковского и воплотившаяся в запуске искусственного спутника Земли и полете первого космонавта Юрия Гагарина, еще только начинает приоткрывать завесу тайн мироздания. За последний год астрономы, космонавты и астронавты, руководители крупных отечественных и зарубежных космических проектов совершили значимые открытия и представили уникальные разработки в области освоения космоса. Наш портал традиционно освещал события из мира космических исследований, а сейчас настало время вспомнить самые яркие.  

Первый взгляд на черную дыру в центре Галактики
Первый в истории снимок Стрельца А* — черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути.  

Первый в истории снимок Стрельца А* — черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути.  

Источник: European Southern Observatory

Наш топ открывает одно из самых удивительных визуальных достижений года — фотография новой черной дыры Стрелец А*, которую удалось получить благодаря работе телескопов проекта «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope, EHT) с использованием всемирной сети радиообсерваторий. Ранее портал «Научная Россия» рассказывал о первом снимке черной дыры галактики М 87, которую в 2019 г. запечатлело это сложное устройство.

Сходство со снимком черной дыры в сверхгигантской эллиптической галактике Мессье 87, находящейся в 54 млн световых лет от нас в направлении созвездия Девы, доказывает, что объекты действительно представляют собой черные дыры: на обоих снимках видно черное «сердце дыры» и окольцовывающий свет. 

Новая черная дыра Стрелец A* (Sgr A*) находится гораздо ближе — на расстоянии 27 тыс. световых лет от нас, в галактическом центре Млечного Пути, неподалеку от границы созвездий Стрельца и Скорпиона. Это первое прямое визуальное доказательство ее присутствия.

Черные дыры — необычные космические объекты. При сравнительно небольших размерах они обладают колоссальной массой, и чем она больше, тем больше гравитация вокруг, искривляющая пространство. Саму дыру увидеть невозможно. То, что мы видим, — всего лишь тень, которую подсвечивают лучи газа и пыли. Поэтому на фотографии не сама черная дыра, а ее «внешняя оболочка» — так называемый горизонт событий, точка невозврата, поглощающая на своем пути все, даже фотоны. 

Снимок мертвой звезды
Остатки гигантской звезды, полученные с помощью обзорного телескопа VLT. 

Остатки гигантской звезды, полученные с помощью обзорного телескопа VLT. 

Источник: ESO

Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) позволили заглянуть в далекий космос и увидеть необычное явление — следы смерти звезды в созвездии Парусов в 800 световых лет от Земли. Снимок сделан с помощью широкоугольной камеры OmegaCAM на «Очень большом телескопе» (Very Large Telescope, VLT) — обзорном телескопе, размещенном в Паранальской обсерватории ESO в Чили. Камера с 268 млн пикселей снимает изображения через несколько фильтров, которые пропускают свет разных цветов.

На фотографии — тонкая структура розовых и оранжевых облаков. Это все, что осталось от массивной звезды, взорвавшейся 11 тыс. лет назад. В конце жизненного цикла звезды происходит вспышка, называемая сверхновой. Эти взрывы вызывают ударные волны, которые перемещаются через окружающий газ, сжимая его и создавая сложные резьбовые структуры. Высвобождаемая энергия нагревает газообразные усики, заставляя их ярко сиять, как видно на изображении. В центре события образовалась нейтронная звезда, вращающаяся вокруг своей оси со скоростью более десяти оборотов в секунду.

Исследования «посмертных» следов звезд позволяет астрономам лучше понять, как звезды формируются, развиваются и в конечном итоге умирают.

Планетарная оборона: тестовое столкновение с астероидом
Иллюстрация космического аппарата NASA DART и LICIACube Итальянского космического агентства (ASI) до столкновения с двоичной системой Didymos. 

Иллюстрация космического аппарата NASA DART и LICIACube Итальянского космического агентства (ASI) до столкновения с двоичной системой Didymos

Начавшаяся в прошлом году миссия по «уничтожению» астероида в 2022 г. успешно подошла к своему завершению и столкнула специализированный космический аппарат DART (Double Asteroid Redirection Test) с поверхностью астероида Диморфа (Dimorphos). Зачем? С перспективой на будущее. Сегодня нашей планете пока не угрожают космические булыжники, однако не стоит сомневаться — однажды столкновения не миновать. Ученые внимательно следят за 30 тыс. крупных объектов в нашей Солнечной системе и каждую неделю открывают новые. Поэтому сценарий «аварии» приходится отрабатывать заранее. 

Задача миссии — проверить, сможет ли столкновение повлиять на орбиту небесного тела. В качестве цели участники миссии выбрали двойной астероид Дидим, открытый в 1996 г. Это система из 780-метрового основного тела Дидима и 160-метрового спутника Диморфа. Траектория выбранного астероида не представляет угрозы для Земли, однако это идеальный тренировочный объект.

Тщательно организованное столкновение стоимостью $330 млн транслировалось в прямом эфире из оперативного центра миссии в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде. 11 млн человек стали свидетелями прямого столкновения космического корабля с астероидом на скорости 20 тыс. км/ч. В результате Диморф замедлился на целых полчаса. В NASA назвали испытание успешным: оно показало, что ударами зондов реально скорректировать орбиты метеоритов. В будущем это поможет защитить Землю от астероидных «атак».  

Первый взгляд «Джеймса Уэбба»
Самое подробное инфракрасное изображение Вселенной, сделанное телескопом «Джеймс Уэбб». 

Самое подробное инфракрасное изображение Вселенной, сделанное телескопом «Джеймс Уэбб». 

Источник: NASA

NASA показала первые снимки самого мощного орбитального телескопа «Джеймса Уэбба»(JWST), запущенного в декабре 2021 г. на ракете «Ариан-5» с космодрома Куру во Французской Гвиане. Потребовалось еще полгода, чтобы телескоп завершил настройки и смог передать первое изображение. 

И в этом году команда NASA получила самое подробное и самое четкое изображение Вселенной в инфракрасном диапазоне. На нем массивное скопление галактик SMACS 0723 в том виде, в каком оно появилось 4,6 млрд лет назад. Телескоп превзошел все ожидания. «Тысячи галактик, в том числе самые маленькие, которые когда-либо были видны в инфракрасном свете, видны на снимках “Уэбба” впервые», — рассказали в NASA.

Камера NIRCam «Джеймса Уэбба» позволила четко сфокусировать далекие галактики — у них есть крошечные слабые структуры, которые никогда раньше не наблюдались. На это потребовалось всего несколько часов, в то время как другой телескоп NASA, «Хаббл», получает изображения за неделю. 

Экзопланета HIP 65426 b в разных диапазонах инфракрасного света: фиолетовый показывает вид прибора NIRCam на 3,00 мкм, синий показывает вид прибора NIRCam на 4,44 мкм, желтый показывает вид прибора MIRI на 11,4 мкм.

Экзопланета HIP 65426 b в разных диапазонах инфракрасного света: фиолетовый показывает вид прибора NIRCam на 3,00 мкм, синий показывает вид прибора NIRCam на 4,44 мкм, желтый показывает вид прибора MIRI на 11,4 мкм.

Источник: NASA

Портал «Научная Россия» рассказывал о самых значимых снимках телескопа, в частности о том, как астрономы обнаружили самые далекие из когда-либо открытых шаровых скоплений: некоторые из них могли появиться уже через 500 млн лет после Большого взрыва. 

Или о первом инфракрасном снимке экзопланеты HIP 65426 b, которая примерно в 6–12 раз больше массы Юпитера. Она молода по меркам планет — ей от 15 до 20 млн лет (в то же время Земле 4,5 млрд лет). Астрономы впервые использовали космический телескоп, чтобы сделать прямой снимок планеты за пределами нашей Солнечной системы.

И о новом снимке Столпов Творения, полученном с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона. Первое изображение Столпов Творения, скопления межзвездного газа и пыли в туманности Орел примерно в 6,5 тыс. световых лет от Земли, был получен телескопом «Хаббл» в 1995 г. и обновлен в 2014 г. Новый взгляд «Уэбба» определил гораздо более точное количество новообразованных звезд, а также объем газа и пыли в районе скоплений.

Столпы Творения. Сравнение снимков телескопов «Хаббл» 2014 г. (слева) и «Джеймса Уэбба» 2022 г. (справа). 

Столпы Творения. Сравнение снимков телескопов «Хаббл» 2014 г. (слева) и «Джеймса Уэбба» 2022 г. (справа). 

Источник: NASA

Лунный полет «Артемиды»
Вид Земли с «Артемиды I». 

Вид Земли с «Артемиды I». 

Источник: Википедия

Уходящий год бесспорно приблизил человечество к покорению космоса. 11 декабря завершился первый этап программы NASA «Артемида», тестовый беспилотный полет к Луне. 

Первая миссия «Артемида I» запустила космический корабль «Орион» на ракете-носителе Space Launch. Судно находилось в космосе с 16 ноября по 11 декабря, суммарно 25 дней, облетело Луну и удалилось от Земли дальше, чем любой другой корабль, рассчитанный на человека. Запуск и посадка «Ориона» проходили в прямом эфире.  

Главная задача миссии — протестировать дальний полет без экипажа, чтобы проверить работу уникальных систем корабля для подготовки пилотируемого полета. Астронавтов заменили манекенами с датчиками измерения уровня радиации. Кроме научной аппаратуры и «экипажа» на борту корабля находились дрожжи, водоросли, грибки и семена растений. Во время полета корабль отправлял на Землю селфи и снимки Луны.

Кратеры на обратной стороне Луны. 

Кратеры на обратной стороне Луны. 

Источник: NASA

Модуль экипажа «Ориона» с манекеном. 

Модуль экипажа «Ориона» с манекеном. 

Источник: NASA

Следующим этапом программы станет «Артемида II» — пилотируемый полет, запланированный на 2024 г. В случае успеха миссий астронавтыв будущем высадятся  на поверхность спутника Земли и проведут там шесть земных дней.

Наноспутники российских студентов в космосе
Олег Артемьев подготавливает наноспутник. 

Олег Артемьев подготавливает наноспутник. 

Фото: ЮЗГУ

Российский космонавт Олег Артемьев и европейский астронавт Саманта Кристофоретти в ходе работ в открытом космосе запустили с МКС десять наноспутников, разработанных студентами Юго-Западного государственного университета и Рязанского радиотехнического государственного университета. О.Г. Артемьев смог за один выход в ручном режиме запустить восемь наноспутников «ЮЗГУ-55» и два наноспутника «Циолковский-Рязань», это рекорд. Событие транслировалось в прямом эфире. 

«Аппараты работают в группе, то есть у них есть межспутниковое общение. На борту каждого из них есть магнитометры, которые измеряют магнитное поле вокруг спутников. На высоте орбиты аппаратов располагаются плотные слои магнитосферы, определяющей климат и погодные условия на планете», — рассказал «Научной России» главный конструктор малых космических аппаратов ЮЗГУ Егор Андреевич Шиленков.

Наноспутники студентов изучают магнитосферу Земли и две магнитные аномалии — Курскую, у которой плотность поля в четыре раза больше, чем на Северном магнитном полюсе, и Бразильскую со слишком маленькой плотностью.

На каждый спутник записали незашифрованное сообщение на восьми языках в разных форматах, чтобы любой желающий мог уловить сигналы. 

Спутник-спасатель
Демонстрация страховочной системы. 

Демонстрация страховочной системы. 

Источник: КП

«Научная Россия» внимательно следила за отечественными разработками в космической отрасли. Вспомним одну из них.

Ученые из Самарского исследовательского университета им. С.П. Королева создали спасательный спутник, способный «поймать» космонавта.

Разработка отслеживает передвижения космонавта с помощью системы наведения, и, если он «оторвется», аппарат выпустит спасательный трос, зацепит им улетающего исследователя и вернет его на станцию.

Портал «Научная Россия» продолжит знакомить вас с открытиями отечественных и зарубежных ученых в новом году! С наступающим праздником!
 

Фото на странице: NASA
Фото на главной: фотобанк 123rf.com