Далекие галактики показали Млечный Путь в молодости

Обнаружена самая далёкая галактика: 30 млрд световых лет от Земли

Самый дальний объект во Вселенной получил романтичное название z8_GND_5296. «Восхитительно знать, что мы — первые люди в мире, кто увидел его, — сказал доктор наук Вител Тилви (Vithal Tilvi), соавтор научной работы, которая сейчас опубликована в онлайне (для бесплатного просмотра научных работ используйте сайт sci-hub.org).

Обнаруженная галактика z8_GND_5296 сформировалась через 700 млн лет после Большого взрыва. Собственно, в таком состоянии мы и видим её сейчас, потому что свет от новорожденной галактики только сейчас дошёл до нас, пройдя расстояние в 13,1 млрд световых лет. Но поскольку в процессе этого Вселенная расширялась, то на данную минуту, как показывают расчёты, расстояние между нашими галактиками составляет 30 млрд световых лет.

В новорожденных галактиках интересно то, что там идёт активный процесс формирования новых звёзд. Если в нашем Млечном пути появляется по одной новой звезде в год, то в z8_GND_5296 — примерно по 300 в год. То, что происходило 13,1 млрд лет назад, мы можем спокойно сейчас наблюдать в телескопы.

Возраст далёких галактик можно определить по космологическому красному смещению, вызванному в том числе эффектом Доплера. Чем быстрее удаляется объект от наблюдателя, тем сильнее проявляется эффект Доплера. Галактика z8_GND_5296 показала красное смещение 7,51. Около сотни галактик обладают красным смещением больше 7, то есть они сформировались до того, как Вселенной исполнилось 770 млн лет, и предыдущим рекордом было 7,215. Но лишь у нескольких галактик расстояние подтверждено по данным спектрографии, то есть по спектральной линии Лайман альфа (о ней ниже).

Радиус Вселенной составляет как минимум 39 млрд световых лет. Казалось бы, это противоречит возрасту Вселенной в 13,8 млрд лет, но противоречия нет, если учесть расширение самой ткани пространства-времени: для этого физического процесса не существует ограничения по скорости.

Учёным не совсем понятно, почему не удаётся наблюдать другие галактики возрастом до 1 млрд лет. Удалённые галактики наблюдают по чёткому проявлению спектральной линии Lα (Лайман альфа), которая соответствует переходу электрона со второго энергетического уровня на первый. Почему-то у галактик младше 1 млрд лет линия Лайман альфа проявляется всё слабее. Одна из теорий состоит в том, что как раз в то время происходил переход Вселенной из непрозрачного состояния с нейтральным водородом в полупрозрачное состояние с ионизированным водородом. Мы просто не можем увидеть галактики, которые скрыты в «тумане» из нейтрального водорода.

Как же z8_GND_5296 смогла пробиться через туман нейтрального водорода? Учёные предполагают, что она ионизировала ближайшие окрестности, так что протоны смогли прорваться. Таким образом, z8_GND_5296 — самая первая из известных нам галактик, которая вышла из непрозрачного месива нейтрального водорода, наполнявшего Вселенную в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.

Взгляд за звёзды: что встречается за пределами Галактики

Кроме учёных, которые активно занимаются исследованиями космоса, и больших фанатов астрономии для основной аудитории новости о космосе ограничиваются, пожалуй, сообщениями о пусках ракет и возвращении очередной экспедиции с международной космической станции (МКС). На самом же деле, если окунуться в эту тему, то можно едва ли не ежедневно узнавать что-то новое и неизведанное.

В 2020 году учёные начали изучать галактику NGC 6240, находящуюся от нас примерно в 300 миллионах световых лет. Эта неправильная галактика (не имеет ни спиральной, ни эллиптической структуры, а отличается хаотичной формой без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей) интересна тем, что, как предполагают исследователи, она образовалась в результате столкновения двух галактик, что привело к наличию в NGC 6240 двух сверхмассивных черных дыр. Но более детальное изучение показало, что в галактике находится сразу три сверхмассивные чёрные дыры и это указывает на возникновение NGC 6240 в результате столкновения трёх галактик. И это первая обнаруженная учёными подобная концентрация сверхмассивных чёрных дыр.

Ещё одним сюрпризом для специалистов стала галактика «Маркариан 231», отстоящая от Земли на 561 миллион световых лет. Эта галактика питается от квазара (чрезвычайно яркого, одного из самых ярких объектов во Вселенной, ядра галактики, в центре которой находится сверхмассивная чёрная дыра), который является ближайшим к нам. Помимо этого Маркариан 231 примечателен тем, что внутри этой галактики находится две активные сверхмассивные чёрные дыры, вращающиеся вокруг друг друга, что приводит к массовому оттоку молекул из-за сверхмощного излучения.

По мнению учёных, это привело к тому, что содержание кислорода по сравнению с водородом в «Маркариане 231» в 100 раз выше, чем в туманности Ориона, которая до этого считалась одним из основных кандидатов на обнаружение в ней молекулярного кислорода. Сейчас астрономы готовятся к детальному изучению «Маркариан 231», ожидая сделать новые научные открытия.

Технологии

Как кошки ведут себя в невесомости (и зачем это проверять)

Кроме того астрофизики смогли установить, что два миллиарда лет тому назад третья по размерам галактика Местной группы, названная учёными M32p, столкнулась с галактикой Андромеды. В результате этой катастрофы галактика перестала существовать, превратившись в слабо заметное звёздное гало, размерами превышающее саму Андромеду, а также в М32 — карликовую галактику и спутник Андромеды.

Это открытие позволило исследователям разрушить существовавшую до того идею, что столкновение сопоставимых по размеру галактик приводит к разрушению центральных дисков обеих. Как показал опыт Андромеды, галактика способна пережить столкновение с М32p, сохранив структуру своего центрального диска. И это стало дополнительным источником данных для науки и поставило очередную задачу — уточнить, что же происходит при столкновении галактик.

Вселенная служит бесконечным источником новых знаний и загадок. Например, учёные обнаружили в 9 миллиардах световых лет от Земли галактику, содержащую чрезвычайно больше количество тёмной материи, что противоречит современным теориям о молодой Вселенной. Или загадочное свечение внутри Галактического Центра, которое может быть связано также с тёмной материей, но исследователи пока не могут понять как именно. Нельзя не забывать о космическом объекте OGLE-2016-BLG-1190Lb, который в 13 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг звезды в 22 тысячах световых лет от Солнца, но непонятен с точки зрения классификации — это или планета, или коричневый карлик. Для планеты объект слишком велик, а для коричневого карлика нехарактерно вращение вокруг звезды, что зафиксировано у OGLE…

И таких открытий, порождающих ещё больше вопросов, учёные делают множество. Никто и никогда не сомневался, что Вселенная таит в себе множество загадок, которых хватит на всю историю человечества, но, вероятно, даже сами исследователи не могли предположить, что сделанные ими открытия не дадут ответы, а скорее поставят их в ещё более затруднительное положение.

Далекие галактики показали Млечный Путь в молодости

В новом исследовании, которое будет опубликовано в Nature Astronomy в январе 2020 года, астроном из Техасского университета (США) Кейси Папович отмечает, что большие дисковые галактики не всегда были упорядоченными спиральными структурами, какими мы их видим сегодня. Ученые, специализирующиеся на изучении формирования и эволюции галактик, считают, что около 8-10 миллиардов лет назад прародитель Млечного Пути и предки похожих на него были меньше по размеру и не имели стройной структуры, но были очень активными.

В предыдущих исследованиях Кейси Папович и его коллеги показали, что в юности такие галактики штамповали новые звезды гораздо быстрее, чем в любой другой момент их продолжительной жизни, следовательно, они должны были быть невероятно богатыми материалом, необходимым для рождения светил. И теперь у ученых появились неопровержимые доказательства.

Используя массив телескопов ALMA, группа астрономов изучила четыре очень молодых галактики, похожие на Млечный Путь, которые удалены от нас примерно на 9 миллиардов световых лет. Они обнаружили, что каждая из них невероятно богата окисью углерода – хорошо известный индикатор молекулярного газа, который является топливом для звездообразования.

«Мы использовали ALMA для обнаружения «подростковой версии» Млечного пути и выяснили, что такие галактики действительно содержат огромное количество молекулярного газа, который необходим для поддержания бурного звездообразования. Это как у людей, в молодости нам необходимо потреблять большое количество пищи, чтобы расти и развиваться», – сказал Кейси Папович.

Несмотря на относительное обилие газа для рождения звезд в этих галактиках, они еще не полностью сформировались и достаточно малы по сравнению с Млечным Путем. Данные от ALMA свидетельствуют, что подавляющее количество массы в них сосредоточено в молекулярном газе, а не в звездах, в то время как в нашей Галактике на данный момент ситуация обратная: соотношение массы звезд к массе газа оценивается как 10 к 1.

«Наши наблюдения показали, что подобные Млечному Пути галактики накапливают большую часть своего газа в течение первых нескольких миллиардов лет», – добавил Кейси Папович.

Наличие обширных регионов звездообразования подтверждает предыдущие наблюдения команды, в ходе которых были получены первые снимки, демонстрирующие историю и эволюцию Млечного Пути. Предварительные данные также показали, что уровень рождаемости в нашей Галактике сегодня (одна звезда в год) практически в 30 раз ниже, чем 9,5 миллиардов лет назад.

Привет из далекой галактики: 7 интересных фактов о космосе

Больше полувека назад мир услышал знаменитое «Поехали!» Юрия Алексеевича Гагарина, которым ознаменовался первый выход человека в космическое пространство. С тех пор человечество ушло далеко вперед в исследовании последнего рубежа, а 12 апреля стало памятным днем в истории космонавтики. Специально по этому случаю мы собрали для вас самые интересные и забавные факты о космосе.

Ваше благородие, господин космонавт!

Про быт и нелегкую работу космонавтов известно все: от еды в тюбиках до тяжелой физической подготовки. Однако даже в столь серьезной профессии есть и свои необычные традиции.

Например, одна из них связана с обязательным просмотром фильма «Белое солнце пустыни». Эта традиция появилась после трагической гибели экипажа корабля «Союз-11». Тогда на борт «Союза-12» взошли двое астронавтов вместо троих. Перед полетом они посмотрели картину Владимира Мотыля и после удачного завершения миссии говорили, что товарищ Сухов был их третьим членом экипажа и помогал им в трудные минуты. С тех пор космонавты смотрят фильм на удачу и даже учатся на его примере работе с камерой и построению планов съемки.

Межгалактический успех

Какой самый знаменитый фильм о космосе? Правильно, «Звездные войны». С выходом первой картины о приключениях в далекой-далекой галактике франшиза приобрела множество поклонников по всему миру и даже смогла спасти компанию Lego от банкротства. Тогда появлением приставок и электронных игр детям стало неинтересно собирать конструктор, и Lego находились на грани разорения. Надежда почти рухнула, но выпуск небольшой серии игрушек по фильму неожиданно для всех поднял прибыль компании, а стоимость ее акций повысилась более чем в 3 раза! С тех пор Lego с большим уважением относятся к наследию великого Джорджа Лукаса.

К слову, сам Лукас не верил в успех своего творения и даже договорился со своим знаменитым коллегой Стивеном Спилбергом на обмен 2% прибыли от одновременно выпущенных картин. В итоге «Звездные войны» настолько обогнали спилбергские «Близкие контакты третьей степени», что режиссер потерял около 40 миллиона долларов.

Нестареющие в космосе

Если вы смотрели фильм «Интерстеллар», должно быть вы помните эпизод, где персонажи попали на планету Миллер, на которой 1 час ровнялся 7 годам на Земле. Это не совсем выдумка сценаристов, а приукрашивание реального феномена, который называется «Парадокс близнецов».

Согласно теории, если один из пары останется дома, а второй отправится на несколько лет в космос, то вернувшись назад «космонавт» будет моложе «домоседа». Этот феномен несколько раз доказывался экспериментально, но объяснить его ученые так и не смогли.

Улетай – не плачь

Находясь на орбите Земли, астронавтам нужно выполнять много требований и правил и одно из них, казалось бы, звучит довольно абсурдно – космонавтам запрещено плакать.

Дело в том, что в состоянии невесомости слезы превращаются в тяжелые шарики, застревающие в уголках глаз и на веках. Убрать их, не повредив глаз, очень трудно, поэтому экипажу приходится держать эмоции под контролем.

Спасите Марсианина!

Если говорить о кино, нельзя не вспомнить о нашумевшем блокбастере Ридли Скотта. При относительно небольшом бюджете (108 миллионов долларов) фильм окупился всего за неделю проката, завоевал Золотой глобус и даже осуществил самый необычный премьерный показ за всю историю: первым фильм увидели на орбите Земли.

Самое забавное, что для исполнителя главной роли, Мэтта Дэймона, «Марсианин» стал третьим фильмом в карьере, где его персонажа нужно спасать (первый – «Спасти рядового Райана», второй – «Интерстеллар»). Конечно, история Марка Уотни закончилась хорошо.

Космос – женское дело

В 1963 году свой первый космический полет осуществила Валентина Терешкова. Она стала первой женщиной-космонавтом, и своим примером показала, что женщины могут содействовать исследованиям наравне с мужчинами.

В 2020 году компания Lego выпустила серию «Женщины NASA», в которую вошли инженер Маргарет Гамильтон, чьи разработки помогли осуществить миссию «Аполлон 13», Салли Райд, чье время пребывания на орбите составило 343 часа, и Мэй Джемисон, первая афроамериканка-астронавт. «С помощью этого проекта мы хотели обратить внимание на женщин, которые внесли свой вклад в развитие космонавтики, – говорят создатели. – Многие открытия были сделаны только благодаря им, и эти факты и имена нельзя обесценить или забыть».

Астероид, как тебя зовут?

Самые необычные и красивые имена носят не только цунами и ураганы. Существует даже специальная система названий, согласно которой астероид может носить вполне реальное имя, но при этом произносимое и не оскорбительное, и не должно быть кличкой животного. Однако это правило нарушалось целых 3 раза. Астероиды «Петрина» и «Сеппина» были названы в честь собак их открывателя, а открытый в 1971 году «Мистер Спок» – в честь кота, который был тезкой персонажа из фильма «Стар трек».

Среди необычных имен есть также «Зеро», «Чеширский кот», «Джеймс Бонд», «Всечетные» и «Всенечетные» (из-за циферного обозначения) и «Алекосипов» в честь украинского астронома Александра Осипова. Как видите, фантазии астрономам не занимать.

Дорога к «Новой надежде»

Даже если вы являетесь самым преданным фанатом «Звездных войн», вы бы вряд ли узнали в ранних сценариях Джорджа Лукаса знаменитую киновселенную. Работа над первым фильмом, «Новой надеждой», заняла у Лукаса и его соавтора Гэри Курца многие годы, множество отвергнутых сценариев и десятки персонажей, лишь часть из которых впоследствии стала частью франшизы.

В первых черновиках образ главного героя сильно отличался от известного нам Люка Скайуокера. Изначально Люк задумывался как 60-летний генерал, герой войны, притом долгое время фамилия героя звучала как «Старкиллер» («убийца звезд», впоследствии это имя было отдано другому персонажу).

Более того, Лукас признавался, что в одной из версий роль Скайуокера должна была отойти актрисе, а вовсе не актеру-мужчине. Подобный сценарный ход, будь он воплощен в жизнь, на многие десятилетия опередил бы свою эпоху: лишь в 2020 году на волне движения #MeToo главным персонажем «Звездных войн» впервые стала женщина.

Джордж Лукас в 1974 году

Отличия касались не только образа Скайуокера. Герой Харрисона Форда, Хан Соло, изначально выглядел как зеленокожий инопланетянин с жабрами, один из главных персонажей носил имя Кейн Старкиллер, а ключевой для фильма концепт Силы носил неизвестные нынешним фанатам названия «Ашла» и «Боган».

К 1975 году сценарий Лукаса стал напоминать известную всем фанатам историю. Режиссер определился с образом главного героя, были введены персонажи Оби-Ван Кеноби и принцесса Лея, а главный антагонист, Дарт Вейдер, обзавелся известным нам всем устрашающим имиджем. 25 марта 1976 года, ровно за год до премьеры, Лукас приступил к съемкам в Тунисе.

Слева направо — Хан Соло, Оби-Ван Кеноби, Люк Скайуокер, Лея, Дарт Вейдер