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.
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.
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.
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»
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.
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.
Лунный полет «Артемиды»
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.
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
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
«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 и на главной странице сайта: NASA / Фотобанк Unsplash
