Новости всё Наука - iCity.life Ижевск

Наблюдаемая Вселенная наполнена звездами. Самые массивные из них производят химические элементы, необходимые для создания всего, что мы видим вокруг. Ядра этих космических светил содержат продукты термоядерного синтеза и превращают простые элементы, такие как водород, в более тяжелые элементы, например углерод и азот. Выброс этих кирпичиков жизни происходит во время вспышек сверхновых – процесса, во время которого яркость звезд увеличивается на 10-20 величин, а затем постепенно затухает, создавая туманность. Так, звезды, чья масса в 8-10 раз превышает массу Солнца, оставляют после после себя самые плотные объекты во Вселенной — черные дыры. Иногда вспышки сверхновых настолько яркие, что затмевают собой галактики на несколько дней или месяцев. Удивительно, но уже в самом ближайшем будущем мы узнаем об этих событиях много нового: недавно космический телескоп «Джеймс Уэбб» сфотографировал самую первую сверхновую во Вселенной, хотя на подобные наблюдения эта обсерватория не рассчитана.

Фабрика Вселенной

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» приступил к работе совсем недавно, но уже отправил на Землю новейшие данные о наблюдаемой Вселенной: 12 июля 2022 года весь мир наблюдал потрясающие снимки скопления галактик, расположенных в пяти миллиардах световых лет от Земли. Еще одним уловом обсерватории стал так называемый звездный питомник – область в космосе, где рождаются звезды. Все эти данные были получены через несколько дней после начала полноценной работы.

Недавно, как и ожидали астрономы, космический телескоп побил собственный рекорд, обнаружив самую далекую галактику во Вселенной под названием SDSS.J141930.11+5251593. Расположилась эта «старушка» на расстоянии от 3 до 4 миллиардов световых лет от нашей планеты. Правда, наблюдая за объектом пять дней, исследователи пришли к выводу, что смотрят не на галактику – перед ними красовалась сверхновая. Подтвердить догадку удалось с помощью архивных данных космического телескопа «Хаббл».

А вот и самое удивительное: наблюдаемый Уэббом объект оказался первой сверхновой, появившейся на просторах Вселенной. При этом сам телескоп на подобные задачи не рассчитан, а его главная цель – сканирование обширных участков неба и наблюдение за скоплениями галактик. Это означает, что космическая обсерватория увидит самые молодые галактики во Вселенной, что сформировались спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.

Если объединить полученные данные о галактиках с обнаруженной сверхновой, мы сможем насладиться видом звезд первого поколения, осветивших Вселенную после Темных веков. Состав самых молодых звезд, как считают астрономы, намного проще чем состав звезд, родившихся в более поздние эпохи.

Мы думаем, что звезды в первые несколько миллионов лет в основном состояли из водорода и гелия, в отличие от звезд, которые мы наблюдаем сегодня, — рассказал астроном Майк Энгессер изданию Inverse.

Сверхновые сложно обнаружить, поскольку сам взрыв длится доли секунды. Яркий пузырь пыли и газа, порождаемый смертью массивных звезд, исчезаетчерез несколько дней. По этой причине астрономические инструменты должны смотреть в правильном направлении в нужное время.

Молодые и старые звезды

В таких галактиках как наша вспышки сверхновых происходят нечасто. К счастью, во Вселенной неограниченное количество галактик, а потому астрономы наблюдают несколько сотен сверхновых в год за пределами Млечного Пути. Для поиска таких звезд NASA используют несколько типов телескопов, в том числе космическую обсерваторию NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), которая работает с 2012 года.

Но вернемся к галактике SDSS.J141930.11+5251593, в которой расположилась самая юная сверхновая. Уэбб наблюдал ее в течение пяти дней и обнаружил, что за прошедшее время массивная звезда немного потускнела. Такое поведение считается типичным для сверхновых, а их обнаружение может открыть совершенно новую область астрономических исследований.

Интересно, что первой сверхновой, видимой невооруженным глазом за более чем 400 лет, была вспышка массивной звезды под названием SN 1987A, обнаруженная в 1987 году. На протяжении нескольких месяцев она вспыхивала с невероятной мощностью и позволила астрономам детально себя изучить. Теперь с помощью обсерватории «Джеймс Уэбб» исследователи намерены проанализировать остатки вспышки, пролив свет на то, что именно происходило после смерти звезды.

SN 1987A взорвалась в соседнем Большом Магеллановом Облаке – карликовой галактике, вращающейся вокруг Млечного Пути. Расположенная примерно в 167 000 световых годах от Земли, SN 1987A была ближайшей к нам сверхновой за последние столетия.

Отметим, что сверхновые играют решающую роль в эволюции галактик, создавая более тяжелые элементы (из которых состоит все, включая нас с вами). Будучи самыми энергичными объектами во Вселенной, сверхновые испускают взрывные волны, которые распространяются с бешеной скоростью.

Так как многое о сверхновых остается неясным, астрономы намерены использовать телескоп «Джеймс Уэбб» для изучения области, на которую пришлась взрывная волна этой массивной звезды. Как правило ударные волны возникают при столкновении с окружающим звезду газом и пылью, разбивая пылинки на мелкие фрагменты. Как полагает астроном Роберт Киршнер из Гарвардского университета, скорее всего, мы увидим доказательства наличия источника энергии, нагревающего пыль.

К счастью, новая космическая обсерватория – именно то, что нужно для изучения вспышек сверхновых. Работая в инфракрасном диапазоне, Уэбб сможет увидеть сквозь пыль. 

Что касается самой молодой сверхновой в наблюдаемой Вселенной, то исследователям понадобится больше времени и данных, чтобы сделать окончательные выводы о наблюдаемом объекте. Ну а благодаря новейшему телескопу, стоимостью 10 миллиардов долларов, многие тайны Солнечной системы и космического пространства будут раскрыты.

Возможно уже в самом ближайшем будущем мы узнаем не только о происхождении и структуре Вселенной, но о собственном месте в ней.