Вот-вот завершится 2024 год, и самое время оглянуться и вспомнить наиболее знаковые астрономические события и открытия этого года. Каждый день по всему земному шару и в космосе работают тысячи различных телескопов, их данные обрабатывают на тысячах компьютеров и тысячи астрономов раскрывают тайны Вселенной. Но, пожалуй, нам с вами этот год больше всего запомнился зрелищной кометой и невероятными полярными сияниями, которые докатились до средних широт.
Из огромного количества разнообразных публикаций 2024 года мы выбрали 10 самых интересных, на наш взгляд, исследований в области астрономии, астрофизики и космологии, а также выделили 5 захватывающих астрономических событий.
Важнейшие научные открытия
Новые спутники ледяных гигантов
Уже около 20 лет у самых отдаленных планет Солнечной системы не регистрировали новых спутников. Но февраль этого года ознаменовался «пополнениями» как у Урана, так и у Нептуна. Открытие сделала научная группа во главе со Скоттом Шеппардом — американским астрономом, особенно известным тем, что за свою карьеру он обнаружил (самостоятельно или в соавторстве) спутники у всех 4 газовых гигантов Солнечной системы.
Новый спутник Урана обозначен S/2023 U1, и теперь в целом эта планета имеет 28 официально признанных тел, вращающихся вокруг нее. S/2023 U1 имеет размер около 8–12 км, Его орбита похожа на орбиты известных ранее Калибана и Стефано, что намекает на их возможное общее происхождение.
Семейство Нептуна дополнилось спутниками S/2021 N1 и S/2002 N5, доведя их общее количество до 16. Размер первого из них оценивается в 14 км, а второго — в 23 км. Как и в случае с новым спутником Урана, орбита S/2021 N1 похожа на траектории движения Псамафы и Несо, а S/2002 N5 родственный с Сао и Лаомедеей.
Большое Красное Пятно Юпитера «омолодили»
Это еще одно открытие, которое перепишет учебники астрономии. Большое Красное Пятно — одна из самых примечательных и стабильных деталей Юпитера, которая наблюдалась еще в 1665 году. Поэтому считалось, что этот грандиозный вихрь, который по размеру превышает Землю, существует уже почти 360 лет. Но похоже, что после 1713-го следы бури были потеряны аж на 118 лет, по крайней мере записей о ее существовании не было найдено даже в архивах наблюдений очень опытных астрономов. Доподлинно известно, что Большое Красное Пятно наблюдалось регулярно с 1831 года, то есть можно точно сказать, что оно существует уже по меньшей мере 193 года.
А моделирование, проведенное в 2024 году, свидетельствует о том, что вихрь вполне мог разрушиться и не оставаться стабильным все 360 лет. Однако даже если Большое Красное Пятно наблюдается лишь около 190 лет, это все еще впечатляет.
Черные дыры промежуточной массы
Доподлинно известно по крайней мере два класса черных дыр. Один включает в себя менее массивные (звездных масс), которые обычно обнаруживают в составе двойных систем, где вторым компонентом является звезда. Второй класс — сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах большинства галактик. Между теми и другими должны существовать черные дыры промежуточной или средней массы. Несмотря на теоретические расчеты и подозрения, до сих пор их существование подтвердить не удавалось.
В этом году аж две группы ученых заявили о надежном установлении наличия черных дыр промежуточной массы. Одна из них — в самом большом шарообразном скоплении нашей Галактики — Омега Центавра (южное полушарие), ее масса не менее 8200 солнечных. Другая — в звездном скоплении IRS 13 вблизи центра Млечного Пути. Масса этой черной дыры оценивается в 30 000 солнечных. Вполне возможно, что эта последняя впоследствии сольется со Стрельцом А*.
«Запретная» черная дыра
Да, снова о черных дырах, но уже не столь массивных. Теория формирования черных дыр как результата эволюции массивных звезд предполагает, что дыра с массой от 2–3 до 5 солнечных не может существовать или по крайней мере такие объекты чрезвычайно редки. Но в сентябре 2024 года было опубликовано исследование, авторы которого обнаружили черную дыру массой 3,6 солнечных.
Ее обнаружение стало возможным благодаря наличию у нее близкого соседа — красного гиганта массой 2,7 солнечных. Система, обозначенная как G3425, вращается вокруг общего центра масс по широким круговым орбитам с периодом 880 суток. Похоже, что само существование такой черной дыры бросает вызов современным теориям звездной эволюции.
Долгожданная планета вокруг соседней звезды
Звезда Барнарда — красный карлик, знаменитый своим быстрым собственным движением, расположенный менее чем в 6 световых годах от нас, следовательно, является одной из ближайших звезд. Неудивительно, что это невидимое невооруженным глазом светило уже много десятилетий приковывает внимание ученых. В 1960-х зародилось подозрение, что вокруг звезды существует планета. Однако дальнейшие проверки это заявление опровергли.
Осенью 2024 года, применив Очень Большой Телескоп (VLT), астрономы таки уловили крошечные колебания положения Зари Барнарда относительно рассчитанной траектории. Эти колебания интерпретируются как результат гравитационного взаимодействия с планетой, масса которой составляет не менее половины массы Венеры. Новооткрытая планета Barnard b расположена в 20 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, а год на ней длится всего 3,15 земных суток. По оценкам ученых, температура на дневной стороне планеты достигает 125°С, что исключает наличие жидкой воды и каких-либо форм жизни, похожих на знакомые нам.
Загадка экстремально массивного коричневого карлика раскрыта
Вокруг коричневого карлика Gliese 229B идут дебаты почти три десятилетия. В 1994–1995 гг. ученые обнаружили, что красный карлик Gliese 229 имеет спутник, который по массе примерно в 70 раз превышает Юпитер. Проблема была в том, что этот спутник казался слишком тусклым, как коричневый карлик.
И только в октябре этого года астрономам с помощью Очень Большого Телескопа (VLT), удалось обнаружить, что там на самом деле два похожих по массе коричневых карлика, а не один, как считалось ранее. Итак, теперь мы знаем, что Gliese 229 состоит из трех объектов: красного карлика Gliese 229А, а также пары коричневых карликов Gliese 229Ba и Bb массами 38 и 34 массы Юпитера соответственно.
Кандидаты на коричневые карлики в другой галактике
Как субзвездные объекты, коричневые карлики излучают очень мало света — их обычно обнаруживают в инфракрасном диапазоне. И тут, конечно, в игру включается флагман современной инфракрасной астрономии — космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Детализированные снимки звездного скопления NGC 602 в окрестностях Малого Магелланового Облака — галактики-спутника Млечного Пути — позволили ученым идентифицировать аж 64 кандидата в коричневые карлики, массы которых варьируются от 50 до 84 юпитерианских. Пока это открытие ожидает подтверждения, но уже сейчас оно демонстрирует фантастические возможности «Вебба» в исследовании чрезвычайно слабых космических объектов.
Первый снимок звезды за пределами Млечного Пути
Следующее невероятное достижение, всколыхнувшее весь астрономический мир, тоже связано со спутником Млечного Пути, но на этот раз уже с Большим Магеллановым Облаком. В нем ученым впервые удалось рассмотреть диск и окрестности огромной звезды WHO G64, которая в 2000 раз больше нашего Солнца.
Из-за значительной удаленности, прямые наблюдения дисков звезд даже в нашей Галактике являются настоящим вызовом для современных астрономических инструментов, и решить эту задачу удается только для крупнейших звезд (например, Бетельгейзе) и с помощью мощных телескопов и продвинутых методов обработки данных. Красный сверхгигант WOH G64 удалось рассмотреть благодаря тому, что четверка 8,2-метровых телескопов VLT может слаженно работать как один огромный интерферометр. Оказалось, что гигантский житель Большого Магелланового Облака окружен коконом газа и пыли и, скорее всего, готовится вскоре взорваться сверхновой.
«Джеймс Уебб» заглянул на окраины Вселенной
Чем дальше от нас расположена галактика, тем быстрее она от нас удаляется, волны излучения от нее растягиваются и сдвигаются сначала в красный, а затем и в инфракрасный диапазон. Поэтому поиск самых отдаленных галактик — также одна из приоритетных задач инфракрасного космического телескопа им. Джеймса Уэбба. И в этом смысле он уже значительно превысил самые смелые ожидания астрономов.
В 2024 году была открыта и надежно подтверждена галактика JADES-GS-z14-0, которую мы видим сейчас такой, какой она была уже через 290 млн лет после Большого взрыва, что соответствует красному смещению z=14,3. Причем она не только выглядит достаточно зрелой и сформированной, но еще и довольно ярко светит благодаря продолжающимся вспышкам звездообразования. Теперь ученые ломают головы над тем, каким образом такая галактика могла сформироваться настолько рано, ведь ее существование противоречит имеющимся моделям ранней Вселенной.
И похоже, что JADES-GS-z14-0 может быть даже еще не рекордной. Вскоре после этого другая группа ученых объявила об обнаружении 5 галактик с z от 15,9 до 18,6, но они пока ожидают подтверждения.
Уникальная двойная звездная система в опасном соседстве
Замыкает наш хит-парад открытий 2024 года очень странный объект, существование которого считалось теоретически невозможным. Впервые обнаружена двойная звездная система рядом со сверхмассивной черной дырой Sgr A* в центре нашей Галактики.
Двойная звезда представляет собой пару звезд, связанных гравитационно и вращающихся вокруг общего центра масс. Но экстремальные условия вокруг сверхмассивных черных дыр должны были бы быстро разрушать такие пары, даже если им и удалось образоваться. Однако возраст двойной звезды D9 астрономы оценивают в 2,7 млн лет, а массы компонентов составляют не менее 2,8 и 0,7 масс Солнца. Ученые все же предполагают, что система не будет существовать долго — звезды сольются и, вероятно, образуют один из загадочных «объектов G», которых обнаружено довольно много вокруг Sgr A*.
Самые интересные астрономические события года
Астероиды, попавшие в Землю
За 2024 год обнаружили аж 4 небольших астероида (рекордное количество!), открытых непосредственно перед столкновением с Землей. В ночь на 21 января над Германией наблюдалось сгорание астероида 2024 BX1, а отдельные фрагменты достигли поверхности и даже были найдены командой энтузиастов. 4 сентября неподалеку от Филиппин упал 2024 RW1, но его останки теперь покоятся на дне Тихого океана и вряд ли когда-то попадут в руки ученых. 22 октября неподалеку от побережья Калифорнии упал астероид 2024 UQ, но, как и в прошлом случае, если его часть и долетела до поверхности, то оказалась под толстым слоем воды. Последнее столкновение произошло 3 декабря — если остатки астероида 2024 XA1 и долетели до поверхности, то затерялись в лесах Восточной Сибири и, из-за жестких погодных условий, скорее всего, не будут найдены, по крайней мере в ближайшее время.
Все указанные тела довольно маленькие — не превышают 1 м, их даже можно классифицировать не как астероиды, а как метеороиды. Поэтому было так трудно их заметить заранее. Каждое из них открыли за считанные часы до столкновения, но их траектории были тщательно рассчитаны, а моменты и точки входа в атмосферу очень аккуратно спрогнозированы, благодаря чему у каждого из этих событий было немало свидетелей.
Самая яркая комета за последние 27 лет
2024 год останется в нашей памяти как год яркой кометы C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS), которая своим удивительным появлением превзошла всех «сестер» за последние 27 лет — со времен кометы Хейла-Боппа в 1997-м. Сначала мы тщательно следили за ее приближением к Солнцу, видимым в Южном полушарии. А после прохождения перигелия уже и сами получили возможность наслаждаться этим редким астрономическим явлением.
Лучшее время для наблюдений пришлось на середину октября, но еще в течение пары недель C/2023 A3 можно было различить на вечернем небе невооруженным глазом. И даже сейчас, в декабре, энтузиасты продолжают ее фотографировать, несмотря на то, что комета уже существенно от нас отдалилась и кажется на снимках едва заметным облачком.
Комета C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Фото: Abhijit Patil
Солнце достигло максимума активности в текущем цикле
Хотя в прошлом году максимум солнечной активности предполагался на 2025-й, впоследствии этот прогноз был изменен на более точный — осень 2024-го. И действительно, 15 октября NASA и NOAA сообщили, что Солнце уже достигло максимума активности в текущем, 25-м, цикле. Ученые предполагают, что высокая активность будет сохраняться в течение всего 2025 года.
Каждый такой цикл длится примерно 11 лет. Рост активности проявляется увеличением количества солнечных пятен и их суммарной площади, а также частыми вспышками и выбросами корональной массы. В частности, в текущем цикле уже в целом зарегистрировано более 50 мощных вспышек класса Х. В частности X9.05 (3 октября) и X8.79 (14 мая), занимающие соответственно 15 и 18 места в топе самых мощных вспышек за всю историю регулярных наблюдений с 1996 года.
Зрелищные полярные сияния
Хотя полярные сияния чаще всего ассоциируются с северным полярным кругом или с Норвегией, или Финляндией, в этом году Украина и вся Европа могли так или иначе наслаждаться этим чрезвычайным атмосферным явлением. Им мы обязаны прежде всего той самой солнечной активности, поскольку предпосылкой авроры является мощный выброс корональной массы, направленный в сторону Земли.
Слабые полярные сияния наблюдались за этот год несколько раз, в частности в ночь максимума метеорного потока Персеид (12–13 августа). Но самыми красивыми они были в ночь с 10 на 11 мая, а также почти через полгода — 10–11 октября.
Начался сезон транзитов тени Титана по диску Сатурна, который бывает раз в 15 лет
Раз в 15 лет, вблизи равноденствия на планете Сатурн, складываются необходимые специфические условия: самый большой спутник — Титан — отбрасывает на планету тень, и мы с Земли можем это увидеть. К счастью, это редкое явление не одно, таких событий несколько в серии, которая наблюдается в течение нескольких месяцев. И именно в ноябре 2024 года началась одна из них.
Период обращения Титана вокруг Сатурна приближается к 16 суткам, поэтому именно с такой периодичностью могут наблюдаться тени на поверхности «Властелина Колец». Серия продлится и в январе 2025-го, поэтому спешите увидеть или наберитесь терпения ждать еще 15 лет.
