То, что выглядит как мифическое чудовище, высунувшее голову из багрового моря, на самом деле представляет собой гигантский столп из газа и пыли, расположенный в созвездии Единорога на расстоянии около 2 500 световых лет от Земли.
Туманность Конус (англ. Cone Nebula) — именно так прозвали этого монстра — получила свое название благодаря характерной конической форме, которую можно увидеть при наблюдении из Солнечной системы.
Детальное изображение, полученное с помощью орбитального телескопа NASA/ESA "Хаббл" показывает лишь верхушку этого космического титана, высота которой составляет примерно 2,5 световых года. А это, между прочим, в 23 миллиона раз больше расстояния от Земли до Луны!
Полная высота столпа составляет примерно семь световых лет, и увидеть целостную картину этой газопылевой структуры (но без детализации) вы можете на любительском снимке ниже:
Обратите внимание на завораживающее красно-розовое свечение вокруг темного столпа. Это ионизированный водород, который под воздействием ультрафиолетового излучения от молодых звезд разогрелся до десятков тысяч градусов и светится характерным цветом.
"Хаббл", к сожалению, не способен "смотреть" сквозь пыль, поэтому эти молодые и нестабильные звезды для нас невидимы — они скрываются за темной газопылевой завесой. Однако известно, что на протяжении миллионов лет эти юные светила неустанно разрушают туманность, благодаря которой они однажды и появились на свет.
Бело-голубые участки — это отраженный звездный свет, рассеиваемый космической пылью.
Звезды, которые выполняют роль "глаз чудовища", находятся между Солнечной системой и туманностью Конус. Остальные же являются фоновыми и расположены намного дальше туманности.
Звездная колыбель в хаосе разрушения
Молодые звезды, разрушающие туманность Конус, создают условия для рождения новых светил. Ультрафиолетовое излучение и звездный ветер генерируют ударные волны, которые сжимают газ, формируя области критической плотности, запуская процесс звездообразования.
Астрономы называют туманность Конус родственницей легендарных Столпов Творения в туманности Орел (M 16). Связано это с тем, что обе структуры устойчивы к разрушительному излучению со стороны своих же звезд за счет обилия холодного газа в основании.
Плотный холодный газ работает как естественный щит — он поглощает и рассеивает ультрафиолетовое излучение, не давая ему полностью испарить столп. Кроме того, низкая температура газа означает низкую скорость его молекул, поэтому он не может быстро "убежать" от гравитационного притяжения туманности.
Все изображения (кроме второго) были получены с помощью космического телескопа "Хаббл" 2 апреля 2002 года.
Спиральная сейфертовская галактика NGC 5495, находящаяся на расстоянии около 300 миллионов световых лет от Земли, которая наделена особенно яркой центральной областью.
Сейфертовской называется галактика с чрезвычайно активным ядром, которое представлено "прожорливой" сверхмассивной черной дырой, разгоняющей приближающиеся газопылевые облака до гигантских скоростей (несколько тысяч километров в секунду).
Примечательно, что некоторой части газа, разогретого до миллионов градусов Цельсия, все же удается "убежать" от черной дыры; этот раскаленный поток сталкивается с холодными облаками газа, передает им энергию и запускает звездообразование. Выходит, что активные черный дыры — одна из причин рождения звезд.
Обратите внимание на несколько звезд в кадре, от которых как бы исходят четыре шипа. Эти звезды являются частью Млечного Пути, расположившись между Землей и NGC 5495, а шипы — оптические артефакты.
Снимок был получен космическим телескопом NASA/ESA "Хаббл" 26 сентября 2022 года.
5 июля 2022 года космический аппарат NASA "Юнона" обратил свой взор на юпитерианский спутник Ио, находясь на расстоянии около 80 000 километров от его поверхности.
Воспользовавшись инфракрасным картографом JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper), зонд получил инфракрасное изображение спутника, которое стало картой вулканической активности одного из его полушарий.
Чем ярче цвет на изображении — тем выше температура, зафиксированная прибором. Каждая яркая точка на поверхности Ио — это активный вулкан, извергающийся в момент наблюдения.
Ио — чемпион Солнечной системы по вулканической активности. На спутнике со средним диаметром всего 3 642 километра насчитывается свыше 400 действующих вулканов. Чем объясняется такая бурная вулканическая активность? Главная причина — мощнейшие приливные силы, возникающие из-за гравитационного воздействия Юпитера и соседних спутников.
Ио находится в 350 000 километрах от газового гиганта (для сравнения, Луна удалена от Земли на 384 400 километров, но Юпитер в 318 раз массивнее нашей планеты), так что Юпитер является источником чудовищных приливных сил. Кроме того, Ио оказался в "гравитационной ловушке" между Юпитером и другими крупными спутниками — Европой и Ганимедом. Их совместное гравитационное воздействие непрерывно "мнет" и "растягивает" Ио, разогревая его недра до экстремальных температур; поверхность спутника периодически поднимается и опускается на 100 метров!
В ходе наиболее интенсивных извержений, вулканы Ио могут "выстреливать" на высоту до 500 километров, отправляя в космическое пространство серу и диоксид серы. Из-за этой активности спутник постоянно "худеет" — по оценкам ученых, около тонны материала в секунду уходит в космическое пространство, большая часть которого захватывается магнитным полем Юпитера, формируя плазменный тор вокруг планеты.
Стоит отметить, что многие яркие точки на изображении представляют собой не просто вулканы, а целые лавовые озера или поля, некоторые из которых покрывают площадь в сотни квадратных километров.
Представьте себе космос, настолько далекий во времени, что даже самые долгоживущие звезды погасли. В этой невообразимо далекой перспективе мы сталкиваемся с понятием черных карликов - финальной стадии эволюции солнцеподобных звезд. Но что это за объекты, и почему мы никогда их не видели?
История черного карлика начинается задолго до его рождения. Когда звезды малой или средней массы, подобные нашему Солнцу, исчерпывают запас ядерного топлива, они переживают драматическую трансформацию. Эти светила значительно расширяются, превращаясь в красных гигантов и увеличивая свой диаметр в сотни раз. Затем эти звезды сбрасывают внешние оболочки, оставляя после себя плотное, раскаленное ядро - белый карлик.
Белые карлики - это уже не звезды в привычном понимании. Они не генерируют энергию путем ядерного синтеза. Вместо этого они медленно остывают, излучая накопленное тепло в космос. Этот процесс похож на то, как остывает уголек в потухшем костре, только растянутый на миллиарды лет.
Путь к черному карлику
Со временем белые карлики становятся все холоднее и тусклее. Астрономы предполагают, что в какой-то момент их температура сравняется с температурой реликтового излучения - космического микроволнового фона, заполняющего всю Вселенную. Когда это произойдет, белый карлик перестанет излучать видимый свет и превратится в черного карлика - невидимый холодный объект, дрейфующий в космической тьме.
Интересно, что ни один черный карлик еще не был обнаружен. Почему? Ответ кроется во времени. Процесс остывания белого карлика до состояния черного карлика занимает невообразимо долгий период - десятки миллиардов лет. Это больше, чем возраст самой Вселенной, которой "всего" 13,8 миллиарда лет!
На пороге трансформации
Хотя мы еще не видели черных карликов, астрономы наблюдали очень холодные белые карлики. Эти объекты, вероятно, находятся на последних (относительно, конечно) этапах своей эволюции, приближаясь к финальному превращению в черных карликов. Исследование таких объектов дает нам представление о том, как может выглядеть этот процесс.
Взгляд в далекое будущее
Изучение жизненного цикла звезд, от их зарождения до гипотетического превращения в черных карликов, расширяет наше понимание Вселенной. Этот процесс демонстрирует, что даже такие долгоживущие объекты, как звезды, подвержены фундаментальным изменениям. Наблюдая за эволюцией светил, мы получаем представление о масштабах времени, значительно превосходящих историю человечества, и о непрерывных трансформациях, происходящих в космосе.
Это гигантское облако из раскаленного газа и пыли, сияющее яркими оттенками розового, красного и пурпурного благодаря молодым массивным звездам, которые рождаются в ее сердце. Со средним диаметром около 110 световых лет, Лагуна представляет собой одну из крупнейших областей активного звездообразования в нашей Галактике.
Ее яркость обусловлена ионизацией водорода ультрафиолетовым излучением со стороны массивных светил спектрального класса O, особенно двойной звезды 9 Стрельца (9 Sagittarii). Темные пылевые полосы, пересекающие туманность, добавляют контраста, создавая захватывающий вид.
Впервые обнаруженная итальянским астрономом Джованни Баттистой Годиерной в 1654 году и каталогизированная французским астрономом Шарлем Мессье в 1764 году, M 8 остается одной из самых фотогеничных туманностей, доступных для наблюдения даже в бинокль в ясные летние ночи.
Изучение Лагуны помогает астрономам лучше понять, как формируются звезды и эволюционируют галактики, включая наш Млечный Путь.
Представьте планету, которая примерно на четверть больше Юпитера, но при этом находится так же близко к своей звезде, как Меркурий к Солнцу. А теперь добавьте невероятную деталь — эта планета поглощает 99% падающего на нее света, что делает ее чернее любого известного природного материала на Земле.
Экзопланета TrES-2b, находящаяся на расстоянии около 750 световых лет от Земли, стала настоящей диковинкой для астрономов. Этот мир, классифицируемый как "горячий юпитер", примерно в 1,2 раза массивнее Юпитера. При этом экзопланета поглощает свет эффективнее, чем уголь (поглощает 96% света) или даже свежий асфальт (поглощает 97% света).
Причина такой необычной черноты кроется в экстремальных условиях на планете:
Средняя температура составляет 1 600 градусов, что переводит некоторые нетипичные компоненты атмосферы (натрий и калий) в газообразное состояние.
В атмосфере присутствуют испаренные натрий и калий, а также оксид титана, создающие уникальную химическую среду.
При такой высокой температуре эти вещества взаимодействуют особым образом, что приводит к исключительному поглощению света.
Кроме того, в атмосфере TrES-2b, скорее всего, отсутствуют отражающие облака, подобные тем, что делают Юпитер таким ярким, несмотря на его удаленность от Солнца.
Экзопланета TrES-2b была открыта 21 августа 2006 года транзитным методом* с помощью наземного телескопа TrES, но ее уникальные свойства были выявлены позже благодаря совместным наблюдениям нескольких инструментов. Космический телескоп NASA "Кеплер" измерил невероятно низкое альбедо (отражательная способность) планеты, а телескоп NASA "Спитцер" помог исследовать ее тепловое излучение, подтвердив экстремальные условия, царящие в атмосфере. На полный оборот вокруг родительской звезды, представленной красным карликом, TrES-2b нужно менее чем 2,5 земных дня. Для сравнения, Меркурий совершает оборот вокруг Солнца за 88 земных дней.
*Метод транзита — один из основных способов обнаружения экзопланет, который заключается в наблюдении за уменьшением яркости звезды, когда перед ней проходит планета.
Эта загадочная экзопланета не просто расширила наши представления о возможных свойствах небесных тел — она показала, что даже базовые характеристики планет, такие как отражательная способность, могут выходить за пределы всего, что мы знали ранее. В то время как Земля отражает около 30% падающего на нее солнечного света, а Луна — 12%, существование планеты, поглощающей 99% излучения, заставляет задуматься: какие еще удивительные объекты скрываются в глубинах Вселенной, терпеливо дожидаясь своего момента открытия?
Туманность Призрак (IC 63) в созвездии Цефей — загадочное космическое облако, парящее в 550 световых годах от Земли. В его очертаниях легко угадывается силуэт гигантской птицы с расправленными крыльями, словно феникс из древних легенд, застывший в звездном океане.
Свое призрачное свечение туманность получает от ближайшей яркой звезды Гаммы Кассиопеи, чье мощное излучение окрашивает космические газы в золотистые и темно-синие тона. Размеры этого небесного феномена впечатляют — около семи световых лет в поперечнике.
Интересно, что туманность постепенно испаряется под воздействием звездной радиации, словно тающий в лучах Солнца утренний туман, и через несколько десятков тысяч лет может полностью исчезнуть.
Все известные галактики, от карликовых до гигантских, демонстрируют признаки наличия сверхмассивной черной дыры (СЧД) в центре. Хотя прямые доказательства* есть лишь для 10% каталогизированных галактик, астрономы уверены: наличие центральной СЧД — это правило, а не исключение.
*Обнаружить "спящие" и менее массивные объекты такой природыкрайне трудноиз-за отсутствия активности, которая могла бы компенсировать огромные расстояния.
Эта космическая закономерность указывает на глубокую, фундаментальную связь между галактиками и их центральными "гравитационными монстрами". Но кто же является лидером в этом космическом тандеме? Отвечает ли галактика за формирование СЧД, или черная дыра вершит судьбу всей галактики?
Властелины галактической эволюции
В июне 2021 года астрономы наблюдали за галактикой со сложным названием HSC J124353.93+010038.5 (сокращенно HSC J124353), расположенной на расстоянии около 13,1 миллиарда световых лет от Земли. Ученые зафиксировали мощнейшие порывы "галактического ветра" — раскаленного газа и заряженных частиц, стремительно вырывающихся из центра галактики.
Источником этого космического урагана оказалась центральная СЧД. Механизм здесь следующий: материя, падая на черную дыру, формирует раскаленный аккреционный диск, который начинает вращаться с околосветовой скоростью. Из-за колоссального гравитационного и магнитного взаимодействия часть этой материи не поглощается черной дырой, а выбрасывается перпендикулярно диску в виде мощных струй плазмы — так называемых джетов. Эти джеты, разогретые до миллионов градусов, взаимодействуют с окружающим газом, создавая тот самый "галактический ветер", скорость которого в случае с HSC J124353 составляет более 1,8 миллиона километров в час. Этот галактический ветер приводит к разогреву окружающего газа, что фактически останавливает процесс звездообразования.
Важно отметить, что для зарождения новых звезд горячий газ необходим, но его непрерывный нагрев галактическим ветром делает сжатие газовых облаков невозможным. А без этого новые звезды не формируются или формируются запредельно медленно.
Созидательное разрушение
Однако не все черные дыры препятствуют зарождению звезд. Например, в карликовой галактике Henize 2-10, находящейся "всего" в 34 миллионах световых лет от нас, черная дыра играет прямо противоположную роль.
Механизм этого процесса элегантен: поглощая материю, СЧД позволяет части нагретого газа "сбежать" к периферии галактики. Там этот газ сталкивается с холодными газовыми облаками, передает им энергию, остывает и запускает процесс формирования новых звезд.
Возникает закономерный вопрос: почему в крупной галактике HSC J124353 галактический ветер препятствует звездообразованию, а в карликовой Henize 2-10 — наоборот, способствует ему? Все дело в масштабах и энергии. В крупных галактиках сверхмассивные черные дыры обычно имеют массу в миллиарды солнечных масс и, следовательно, генерируют более мощные выбросы. Эти мощные потоки разогревают газ по всему объему галактики, не давая ему остыть. В карликовых же галактиках черные дыры заметно меньше (в Henize 2-10 масса центральной черной дыры оценивается примерно в миллион солнечных масс). Вырывающиеся джеты имеют меньшую энергию и успевают ощутимо рассеяться еще до достижения периферии. Там разогретый, но уже не такой горячий газ, столкнувшись с холодными облаками, создает идеальные условия для запуска звездообразования.
Двойственная природа космических властителей
Эти особенности, наблюдаемые и в других галактиках разных форм и размеров, позволяют сделать вывод, что СЧД выполняют роль "вселенских регуляторов", которые:
Ограничивают рост крупных галактик, предотвращая их неконтролируемое расширение;
Помогают расти карликовым галактикам, запуская процессы звездообразования.
Такое избирательное поведение указывает на то, что именно СЧД, а не галактики, играют ведущую роль в этом космическом тандеме. Логично предположить, что сверхмассивные черные дыры появились раньше галактик, поскольку именно они контролируют звездообразование — ключевой процесс в эволюции любой галактической структуры.
Это не просто облако космического газа — перед нами настоящий звездный инкубатор! NGC 6357 представляет собой гигантскую область, где рождаются массивные звезды, до 100 раз тяжелее нашего Солнца.
Их мощное излучение заставляет окружающий газ интенсивно светиться. В сердце туманности прячется молодое звездное скопление Pismis 24, чьи светила так горячи, что буквально "выдувают" пузыри в космическом газе.
Расстояние до этого космического чуда — примерно 8 000 световых лет.
На расстоянии около 54 миллионов световых лет от Земли находится один из самых необычных объектов во Вселенной – галактика M60-UCD1. При диаметре всего 300 световых лет она является одной из самых компактных известных галактик. Для сравнения: диаметр нашего Млечного Пути составляет более 100 000 световых лет.
Феноменальная масса и плотность
Несмотря на компактные размеры, общая масса M60-UCD1 достигает 140 миллионов солнечных масс. Примечательно, что около 20 миллионов солнечных масс (почти 14,3% от массы галактики) приходится на сверхмассивную черную дыру в центре галактики.
По данным наблюдений космического телескопа NASA/ESA "Хаббл", концентрация звезд в M60-UCD1 достигает 100 светил на кубический световой год. Это экстраординарный показатель, учитывая, что ближайшая к Солнечной системе звезда находится на расстоянии чуть больше 4,24 световых года.
При наблюдении с поверхности гипотетической планеты, находящейся в M60-UCD1, невооруженным глазом можно было бы различить более миллиона звезд, в то время как с Земли при идеальных условиях можно увидеть лишь около 2 500 звезд.
Современные астрофизические модели указывают на то, что M60-UCD1 – это остаточное ядро некогда более крупной галактики. Около десяти миллиардов лет назад она пережила столкновение с массивной галактикой Messier 60 (M 60), в результате которого потеряла значительную часть своей массы.
Астрономические расчеты показывают, что в будущем M60-UCD1 ожидает повторное сближение с M 60, которое, вероятно, приведет к полному поглощению меньшей галактики.
Это скопление галактик, известное как MACS J0416. Это один из крупнейших объектов во Вселенной, который удерживается гравитацией. Он содержит сотни, если не тысячи отдельных галактик, плавающих в перегретом газе, показанном фиолетовым цветом.
Человеку без животных никуда. Мы их даже в космос с собой берём, а ведь доставка килограмма вещества на МКС стоит от 1 до 1,5 миллионов рублей! К сожалению, до космофермерства нам пока что далеко, поэтому животины ездят в космос исключительно в роли подопытных. И животных в космосе побывало больше, чем вы можете себе представить.
Самая масштабная серия экспериментов над живыми организмами связана с советско-российскими спутниками серии «Бион». «Бион-1» вышел в космос в 1976 году, а тринадцатый спутник этой серии, «Бион-М2» обещают запустить в ближайшие 3 месяца. Программе уже 48 лет! Несмотря на общее название, спутники содержали на борту разную живность и аппаратуру. Соответственно, и задачи у них тоже были разными.
Первые спутники создавались для изучения воздействия невесомости и космической радиации на живые организмы. Благодаря этим данным появились рекомендации и требования, серьёзно облегчившие жизни космонавтов. Затем программа существенно расширилась, благодаря ей мы получили знания об особенностях регенерации и эмбриональном развитии в условиях невесомости. Ну а последний запущенный спутник, Бион-М1, изучал в том числе и перспективы использования биотехнологий в космических условиях.
На борту «Бионов» побывали практически все группы животных: десятки контейнеров с живыми бактериями, черви, насекомые, креветки, рыбы, тритоны, гекконы, черепахи, десятки крыс и более сотни мышей. И 6 пар макак, небольших, но в то же время очень близких к человеку животных.
Мы не единственные, кто отправлял в космос обезьян, этим занимались ещё и США с Францией. Из всех приматов-космонавтов больше всего трудностей досталось шимпанзе по кличке Хэм. Перед полётом Хэм прошёл долгий курс подготовки — его обучали крайне важному навыку: дёрганью рычажков. Только вот полёт пошёл не по плану: ракета-носитель слишком быстро израсходовала топливо, автоматика сработала рано, и бедную обезьяну вдавило в кресло с перегрузкой в 17g. Но это ещё полбеды, спутник не смог выйти на стационарную орбиту и нырнул в атмосферу с ускорением в 14g. Для справки: нетренированный человек теряет сознание при ускорении в 8-10g.
Но животина не только осталась в сознании, она продолжала жать на рычажки! Так американские исследователи выяснили, что невесомость почти не влияет на способность управления космическим кораблём. Эти знания сыграли большую роль при планировании лунной миссии. А ответственная обезьяна-космонавт заслужила почётную пенсию: после полёта Хэм поселился в национальном зоопарке Вашингтона, где и прожил долгих 23 года.
На заре космической эры животные были первопроходцами. Они рисковали своими жизнями, чтобы люди могли быть уверены в собственном выживании. Но теперь с помощью зверей люди изучают: насколько возможна привычная земная жизнь в космосе? Космонавты то лягушек с рыбами привезут, чтобы они плавали одновременно и в воде, и в невесомости. То тараканов заставят размножаться. С задачей они, кстати, справились.
Впрочем, японская квакша, лягушка с фотографии, полетела в космос по другой причине. Эти животные способны выдерживать заморозку до -35°. Но оказалось, что в невесомости эта способность отказывает.
В 2011 году на МКС даже парочку ядовитых пауков привезли. Вместе с запасом мушек, которые одновременно являлись и пищей, и подопытными. Золотистые пауки-кругопряды смогли сориентироваться в невесомости и соорудили почти нормальные паутины. А мушки плодились, летали и попадали в расставленные пауками ловушки. Животные жили свою жизнь почти также, как это делали бы на родной планете.
И все эти исследования наглядно показывают нам, что космос не так страшен, как его малюют. Если мы смогли обеспечить выживание для десятков видов животных, то может и искусственную биосферу сможем соорудить?
Квазары — ярчайшие объекты из всех, что доводилось наблюдать человечеству. Яркость одного такого объекта может превосходить яркость Солнца в триллион раз — он светит ярче целой галактики с миллиардами звезд. Эти космические маяки, находящиеся на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли, позволяют астрономам заглянуть в очень далекое прошлое Вселенной.
Но что представляют собой квазары и какие силы обеспечивают им столь невероятную яркость? Давайте разбираться.
Что такое квазар?
Слово "квазар" — сокращение от "квазизвездный радиоисточник". Первый объект такого рода, выглядевший как точечный источник света, похожий на яркую звезду, был обнаружен в 1960 году астрономами Алланом Сэндиджем и Томасом Мэтьюзом. Однако от типичного светила его отличало огромное количество энергии, излучаемой в радиодиапазоне. Несмотря на это, находка, получившая обозначение 3C 48, долгое время рассматривалась как "нетипичная звезда".
Сегодня мы знаем, что 3C 48 и подобные ему объекты — это квазары, представляющие собой активные ядра галактик, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры массой от нескольких миллионов до миллиардов солнечных масс. Такая черная дыра с лютой жадностью пожирает огромное количество материи, которая ее окружает — газ, пыль, целые звезды — и в ходе этого процесса генерирует колоссальное количество энергии.
Не секрет, что сама черная дыра не способна быть источником света — все, что падает за горизонт событий, не способно вырваться наружу. Но материя, устремляющаяся к черной дыре, разогревается до миллионов градусов, образуя вокруг нее светящийся аккреционный диск. Именно этот диск и джеты (струи вещества, выбрасываемые вдоль оси вращения черной дыры со скоростью, близкой к скорости света) обеспечивают запредельную яркость квазара.
Для сравнения, светимость Солнца около 3,8 × 10^26 ватт. По земным меркам это, конечно, впечатляющий показатель, но в масштабах космоса — капля в море.
Типичный квазар излучает энергию на уровне 10^40–10^41 ватт и светит ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, в которой может быть более 400 миллиардов звезд.
Просто представьте: объект размером с Солнечную систему (аккреционный диск квазара имеет диаметр в несколько световых дней или недель) светит ярче, чем галактика диаметром в 100 000 световых лет с сотнями миллиардов звезд.
Как работает квазар
Сверхмассивная черная дыра, по сути являющаяся сердцем квазара, поглощает материю с невероятной скоростью — в среднем несколько солнечных масс в год. Падающее вещество закручивается в аккреционный диск, где частицы сталкиваются, трутся друг о друга, разгоняются до релятивистских (околосветовых) скоростей.
Трение и сжатие разогревают диск до 10-100 миллионов градусов, из-за чего материя начинает излучать в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, то есть в одних из самых энергетичных форм света.
Примечательно, что не вся материя попадает в черную дыру — часть выбрасывается вдоль ее магнитных полюсов в виде релятивистских джетов — узких струй плазмы, способных двигаться со скоростью 99,999<...>% скорости света. При этом протяженность джетов может составлять миллионы световых лет, что позволяет наблюдать их далеко за пределами родительской галактики.
Если джет направлен в сторону наблюдателя, квазар кажется еще ярче из-за релятивистского усиления — эффекта, при котором излучение от объекта, движущегося почти со скоростью света, фокусируется в узкий конус.
Рекордсмен среди квазаров
Самый яркий из известных квазаров — QSO J0529−4351, идентифицированный* в 2024 году. Его светимость превышает светимость Солнца в 500 триллионов раз!
*На самом деле объект оказался в данных наблюдений еще в 1980 году. Однако его десятилетиями считали просто звездой.
QSO J0529−4351 находится на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от нас, а значит свет от него, который мы видим сегодня, был испущен, когда возраст Вселенной составлял примерно 1,8 миллиарда лет — она была еще совсем юной.
В центре этого квазара находится сверхмассивная черная дыра массой около 17–20 миллиардов масс Солнца. И эта черная дыра — одна из наиболее быстрорастущих в известной Вселенной. Каждый день она поглощает около одной солнечной массы.
Есть ли квазары рядом с нами?
Абсолютно все известные квазары удалены на миллиарды световых лет от нас. В близлежащих галактиках их нет. Почему?
Потому что квазары существовали исключительно в молодой Вселенной, когда галактики были переполнены газом и пылью — топливом для сверхмассивных черных дыр. В те времена черные дыры активно питались, стабилизируя свои галактики и интенсивно светясь.
Со временем сверхмассивные черные дыры расчистили свои окрестности — поглотили все до чего позволяло "дотянуться" гравитационное поле — и перешли в "спящий режим". То есть сверхмассивные черные дыры никуда не делись, они продолжают пребывать в центрах всех крупных галактик, включая Млечный Путь, — но они больше не светятся** как квазары, потому что нет для этого ресурсов.
**И все же в центрах некоторых галактик есть активные черные дыры. Однако в сравнении с квазарами они светятся крайне тускло, потому что вокруг уже нет такого количества "свободной" материи.
Квазары и судьба галактик
Энергия, выделяемая квазаром, настолько велика, что способна остановить звездообразование в родительской галактике.
Связано это с тем, что джеты и мощное излучение нагревают окружающий газ и часть его выбрасывают из галактики, лишая ее ключевого материала для формирования новых звезд. Это подтверждают наблюдения: в наиболее массивных галактиках практически прекратилось звездообразование.
Интересное наблюдение: в нашей Галактике каждый год рождается всего около 2-3 новых звезд, что является очень низким показателем. Можно предположить, что Стрелец А*, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, в свое время питала квазар, который "выжег" львиную долю газа.
Квазары — это одновременно разрушители и созидатели. Они отвечали за рост галактик и распределение материи в ранней Вселенной, формируя ее структуру.
Эра квазаров закончилась миллиарды лет назад. Однако свет, испущенный ими, все еще продолжает свое путешествие по просторам Вселенной, рассказывая о том, каким было это таинственное мироздание в самом начале своей истории.
12 декабря 1972 года астронавты миссии "Аполлон-17" Харрисон Шмитт и Юджин Сернан работали в районе лунного кратера Шорти, когда Шмитт внезапно остановился и воскликнул:
Это событие стало одной из самых громких геологических находок всей программы "Аполлон" и дало начало научной дискуссии, которая продолжается до сих пор.
"Откровенно говоря, когда Джек [Харрисон Шмитт] сказал, что видит оранжевый грунт, я начал задаваться вопросом, не сказалось ли на нем длительное пребывание на Луне. Однако потом я увидел все сам", — вспоминал Юджин Сернан.
Оранжево-коричневый цвет грунта на фоне серого ландшафта настолько выбивался из привычной картины лунного пейзажа, что Шмитт — единственный профессиональный геолог среди астронавтов программы "Аполлон" — сразу понял: перед ними нечто исключительное. Он предположил, что астронавты обнаружили следы вулканической активности, и если бы она оказалась относительно недавней по геологическим меркам, это означало бы, что Луна не полностью мертвый мир.
Образцы оранжевого грунта собрали, упаковали и доставили на Землю. Первые исследования показали, что это не типичная лунная пыль, а масса микроскопических стеклянных шариков и их обломков — пирокластический материал, выброшенный на поверхность во время древних взрывных извержений. Это подтвердило предположение Шмитта о том, что вулканизм действительно имел место, но не в недавнем прошлом, а около 3,6 миллиарда лет назад, когда Луна еще сохраняла заметную геологическую активность.
Специфический цвет оранжевого грунта был связан с присутствием железа и титана. Шарики же по сути представляют собой капли лунной магмы, выброшенные в ходе фонтанирующих извержений, застывшие и осевшие на поверхность подобно вулканическому пеплу в безвоздушной среде.
Однако настоящий сюрприз ждал ученых десятилетия спустя. В 2008 году, когда в их распоряжении появились более совершенные инструменты, вулканическое стекло изучили более чувствительными методами. В итоге внутри частиц обнаружили следы летучих компонентов, включая гидроксильные группы и молекулярную воду, "впечатанные" в структуре стекла.
Это открытие стало одним из самых сильных ударов по старому представлению о Луне как о полностью "сухом" мире. Исследования показали, что содержание воды в источнике этих магм могло составлять от 260 до 745 частей на миллион — величину, сопоставимую с некоторыми земными базальтовыми магмами.
Позднейшие исследования показали, что значительная часть лунной воды имеет "земное происхождение". Это говорит о том, что вода изначально присутствовала в веществе, из которого сформировались и Земля, и Луна. Кроме того, данное открытие является весомым аргументом в пользу гипотезы ударного формирования Луны, предполагающей, что около 4,5 миллиарда лет назад протоземля столкнулась по касательной с протопланетой, примерно вдвое меньшей ее. И, что особенно интересно, это катастрофическое столкновение не испарило всю воду — часть ее сохранилась в глубинах спутника.
Обнаружение оранжевого грунта — один из тех случаев, когда случайное наблюдение приводит к последствиям, которые невозможно было предсказать заранее. Астронавты увидели необычный цвет и зафиксировали его. Затем собрали образцы и доставили их на Землю. После этого исследователи первого поколения поняли природу материала. Ученые следующих поколений, вооруженные уже совсем другими технологиями, извлекли из тех же образцов новую информацию, изменившую представления о внутреннем строении Луны и истории ее формирования.
Так работает наука. И это — прекрасно.
Сегодня оранжевый грунт "Аполлона-17" остается одним из самых ценных лунных материалов на Земле. Эти крошечные стеклянные шарики позволили заглянуть в далекое прошлое Луны, лучше понять формирование системы Земля-Луна и показали, что когда-то на нашем естественном спутнике действовали вулканы, а в его недрах до сих пор сохраняются летучие вещества — немые свидетели катастрофических событий ранней истории.
14 января 2005 года произошло одно из самых впечатляющих событий в истории исследования Солнечной системы: спускаемый модуль ESA "Гюйгенс" совершил посадку на Титане — крупнейшем спутнике Сатурна и единственном, кроме Земли, мире с плотной атмосферой и жидкостью на поверхности.
Невысокие, худые серые гуманоиды с непропорционально большими головами и черными глазами — узнаваемый и очень устойчивый образ инопланетян, порожденный массовой культурой. Однако ученые, занимающиеся поиском внеземного разума, считают, что в реальности встреча с чем-то подобным крайне маловероятна.
Главный астроном и директор Центра исследований SETI — организации, занимающейся проектами и инициативами по поиску внеземных цивилизаций и возможному контакту с ними, — Сет Шостак и его коллеги сходятся во мнении, что при первом контакте с внеземным разумом человечество, скорее всего, столкнется не с биологическими существами, а с формой искусственного интеллекта.
По мнению Шостака, вероятность существования разумной жизни в нашей Галактике довольно высока. Однако из этого вовсе не следует, что представители таких цивилизаций по каким-то причинам посещают именно Землю и бороздят наше небо.
"Очень вероятно, что в Млечном Пути существуют другие разумные цивилизации, — говорит Шостак. — Но я сомневаюсь, что они уже летают в нашем воздушном пространстве".
И тем не менее ученый убежден, что в обозримом будущем человечество получит не только убедительные доказательства существования внеземного разума, но и, возможно, даже установит с ним контакт.
Внеземные разумные машины
Шостак предполагает, что развитые цивилизации, которые на миллионы лет старше нас, могли давно выйти за пределы биологической формы существования. Их интеллект и сознание могут быть реализованы не в нервной ткани и не в мозге, а в искусственных вычислительных системах. Такое решение позволяет достичь условного бессмертия и дает возможность "прокачивать" интеллектуальные возможности без необходимости тратить годы и десятилетия на обретение тех или иных знаний и навыков.
"Любые существа, способные путешествовать между звездами, скорее всего, уже давно перешли от биологического разума к машинному", — считает он.
Космос — это доминирование пустоты. Межзвездные расстояния просто колоссальны. Даже ближайшие к Солнечной системе звезды находятся в нескольких световых годах от нас, а большинство потенциально обитаемых экзопланет — в десятках или сотнях световых лет.
Поскольку в этой Вселенной ничто не может двигаться быстрее* света, межзвездные перелеты будут занимать тысячи, десятки тысяч и даже миллионы лет.
*Это фундаментальное ограничение мироздания, которое невозможно обойти, даже если очень хочется. Сверхсветовое движение нарушало бы причинно-следственные связи: в ряде случаев следствие могло бы возникать раньше причины. Фактически это открывало бы возможность сценариев, близких к путешествиям во времени, а значит — и к появлению логических парадоксов.
Биологические существа едва ли способны участвовать в таких путешествиях. Этому мешают ограниченный срок жизни, необходимость создания сложных систем жизнеобеспечения, которые должны работать без обслуживания тысячи или даже миллионы лет, а также высокая уязвимость перед внешними угрозами космической среды.
Речь идет о мощном космическом излучении, потоках высокоэнергетических частиц, вспышках сверхновых, ударных волнах и постоянной опасности столкновения с микрометеоритами. Даже при наличии какой-нибудь футуристической защиты такие факторы делают сверхдолгие межзвездные путешествия губительными для любой биологической формы жизни.
А вот для машинных форм интеллекта эти ограничения уже не столь критичны. Они могут существовать практически неограниченно долго, переносить экстремальные условия без риска облучения, лучевой болезни или рака, а также не нуждаются в сложных системах жизнеобеспечения и колоссальных запасах продовольствия.
Цифровые внеземные цивилизации
Человечество только начинает развивать искусственный интеллект, но уже сегодня многие исследователи уверены, что в ближайшие десятилетия машины превзойдут человека в решении любых интеллектуальных задач. То есть мы делаем уверенные шаги к созданию преемника нашего вида, который сможет не только колонизировать Марс и спутники газовых гигантов, но и однажды отправиться к далеким звездам.
Если подобный переход возможен для нас, то цивилизации, которые появились на миллионы лет раньше, могли пройти этот этап задолго до появления первых людей на Земле.
В таком случае по Млечному Пути могут путешествовать не биологические существа, а некогда созданные ими интеллектуальные системы — автономные машины или цифровые формы разума.
Космический аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) "Акацуки", работавший на орбите Венеры с 7 декабря 2015 года до конца апреля 2024 года, передал тысячи снимков ее атмосферы в разных диапазонах. Эти изображения — ценнейший научный материал, помогающий лучше понять устройство одного из наиболее загадочных миров Солнечной системы.
Миссия "Акацуки" была официально завершена 18 сентября 2025 года после безуспешных попыток восстановить связь с аппаратом, которая была утрачена в конце апреля 2024 года. Несмотря на то, что мы лишились наших "глаз" у второй от Солнца планеты, собранные данные будут анализировать еще много лет.
Венера, которую мы не видим
В видимом свете, который доступен человеческому глазу, Венера выглядит как ровный бело-желтый шар. Но в ультрафиолетовом диапазоне проявляются темные полосы, вихри и гигантские волны. Эти структуры находятся на высоте около 60–70 километров от поверхности, где температура, несмотря на адские условия ниже, составляет примерно −40 градусов Цельсия.
Однако инфракрасные снимки позволяют заглянуть еще глубже. Они фиксируют тепловое излучение нижних слоев атмосферы и даже поверхности, пробивающееся через менее плотные участки облаков. Именно поэтому, рассматривая инфракрасные изображения, создается ощущение, будто планета "светится изнутри".
В статье представлены составные изображения, объединяющие оба диапазона.
Атмосфера, которая живет своей жизнью
Одна из главных особенностей Венеры — так называемая суперротация.
Планета делает один оборот вокруг своей оси за 243 земных дня. Но ее атмосфера движется куда быстрее: в верхних слоях облаков скорость ветра достигает 300–360 км/ч, из-за чего они облетают планету примерно за четверо земных суток.
На снимках "Акацуки" хорошо видны характерные Y-образные структуры. Это не просто эффектный рисунок облаков, а след крупномасштабных атмосферных волн, которые могут быть связаны с переносом энергии и поддержанием сверхбыстрого движения атмосферы.
Почему венерианская атмосфера ведет себя так, до конца не понятно.
Ад под облаками
Атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа. Давление у поверхности примерно в 92 раза выше земного, а средняя температура достигает 460 градусов — этого достаточно, чтобы расплавить олово, свинец и даже цинк.
Облачный слой Венеры образован в основном каплями концентрированной серной кислоты с примесью воды. Он отражает большую часть солнечного света, поэтому Венера — одно из самых ярких небесных тел на ночном небе Земли.
Интересно, что до космической эры Венеру нередко представляли чуть ли не "второй Землей", скрытой под плотной облачностью. Поверхность планеты увидеть было невозможно, поэтому некоторые ученые допускали, что под облаками могут находиться океаны, болота и даже тропические леса.
Эту идею быстро подхватила научная фантастика XX века. Но первые советские аппараты серии "Венера", запускавшиеся в 1960–70-х годах, показали, что под облаками скрываются не девственные джунгли с причудливыми представителями флоры и фауны, а раскаленная каменная пустыня с чудовищным давлением и температурой. Венера стала одним из самых наглядных примеров того, что фантастика не предсказывает будущее, а лишь отражает человеческие ожидания, страхи и мечты своей эпохи.
Венера — предупреждение
Венера лишь немного уступает Земле по размеру и массе: ее диаметр меньше примерно на 5%, а масса составляет около 81% земной. Но ее эволюция пошла по совершенно другому пути.
Возможно, в далеком прошлом на поверхности Венеры существовала жидкая вода — вплоть до океанов, а климат был намного мягче нынешнего. Но затем парниковый эффект вышел из-под контроля: планета перегрелась, океаны испарились, а образовавшийся водяной пар начал распадаться под действием солнечного излучения. В результате легкий водород постепенно покинул планету. Одной из возможных причин этого считают бурную вулканическую активность в ранней истории Венеры. Впрочем, полной ясности здесь нет: по другим версиям, Венера могла быть "адским" миром с самого начала.
Изучение Венеры помогает ученым лучше понять, к каким последствиям могут приводить климатические изменения планетарного масштаба — вопреки попыткам малообразованных людей представить эту тему не более чем пустой страшилкой.
NGC 6872 — самая большая известная спиральная галактика в наблюдаемой Вселенной, раскинувшаяся на 717 000 световых лет. Для сравнения: наш Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет.
Эта галактика находится в созвездии Павлина на расстоянии примерно 212 миллионов световых лет от Земли. Ее гигантские размеры — результат гравитационного взаимодействия с соседней галактикой IC 4970 (сверху), которая растянула спиральные рукава NGC 6872, придав им нетипичную форму.
Поэтому, несмотря на колоссальные размеры, по массе NGC 6872 не выделяется на фоне крупных спиральных галактик вроде нашей. Большая часть ее "объема" приходится на чрезвычайно разреженные газовые потоки и области молодых звезд.
Изображение было получено 1 октября 2014 года наземным Очень большим телескопом (VLT), находящимся под управлением Европейской южной обсерватории (ESO).
