Автор - Павел Котляр

В созвездии Змеи обнаружена планета, которую астрономы называют алмазной. И это впервые оказалось не журналистской уткой.

Открытие алмазной планеты, о необходимости которого так долго говорили научные фантасты, а лженаучная часть российской журналистики совершила еще полгода назад, произошло. Это сделала группа ученых под руководством Мэттью Бейлса (Matthew Bailes) из Технологического университета Свинберна в Австралии (Swinburne University of Technology).

Изучая данные обзора неба, полученного при помощи австралийского 64-метрового радиотелескопа Паркс, ученые обнаружили короткопериодические сигналы от далекого источника. Им оказался миллисекундный пульсар – быстро вращающаяся нейтронная звезда, удаленная от нас на расстояние 4 тыс. световых лет.

Радиопульс

Нейтронные звезды являются остатками взрывов сверхновых и состоят, как следует из названия, из нейтронов -- электрически нейтральных частиц. Диаметр нейтронных звезд составляет обычно 10-20 километров, а масса в полтора раза больше массы Солнца. Быстро вращающуюся нейтронную звезду можно обнаружить, зафиксировав мощное радиоизлучение, исходящее от нее в двух направлениях в виде узконаправленных лучей. Один из таких лучей и скользнул по нашей планете и по радиотелескопу Паркс от пульсара PSR J1719-1438, находящегося в созвездии Змеи. Анализ излучения показал, что период пульсаций составляет 5,7 миллисекунд. Это означает, что нейтронная звезда за одну минуту успевает совершить более 10 тыс. оборотов.

Однако более детальный анализ колебаний показал, что радиопульсации звезды изменяются (модулируются) неким непонятным процессом с периодом примерно два часа. Стало ясно, что нейтронная звезда вращается не одна: ее движение периодически отклоняет неизвестный спутник. Ученые рассчитали, что объекты расположены довольно близко друг к другу, их разделяет всего 600 тыс. километров. Сама «темная лошадка» невелика, она всего в пять раз больше Земли. По отклонениям в движении пульсара ученые вычислили, что, несмотря на малый радиус, компаньон сравним по массе с Юпитером. «Огромная плотность планеты (22 г/см3) дала нам ключ к пониманию его природы», -- рассказал профессор Бейлс.

Звезду ободрали до планеты

Ученые считают, что сверхплотный компаньон – все, что осталось от когда-то старой звезды, вращавшейся в паре с нейтронной. Раздувшаяся в конце своей жизни звезда отдала большую часть массы нейтронной звезде, раскрутив ее до бешеной скорости. «Нам известно несколько похожих систем, называемых сверхкомпактными маломассивными рентгеновскими двойными, которые эволюционируют по подобному сценарию, и, похоже, являются предшественниками таких систем, как PSR J1719-1438», -- пояснил соавтор исследования Андреа Поссенти (Andrea Possenti). Однако в случае PSR J1719-1438 пульсар оказался настолько близок с несчастной звездой-соседкой, что ободрал как липку не только ее, но и сверхплотный белый карлик, оставшийся от нее. Так, от солнцеподобной звезды осталась углеродная планета с плотностью платины и массой менее одной десятой процента исходной первоначальной массы.

Она, действительно, алмазная

Астрономы рады, что впервые смогли обнаружить принципиально новый тип объектов во Вселенной.

«PSR J1719-1438 показал, что в процессе эволюции двойных пульсаров могут возникнуть особые условия, которые заставляют звездные компаньоны превращаться в экзотические планеты, не похожие ни на что во Вселенной. Химический состав, давление и размеры убеждают нас в том, что такие объекты кристаллические, то есть – алмазные», -- заключили авторы исследования, опубликованного в Science.

Одна из ближайших к нам экзопланет в созвездии Рака, впервые обнаруженная в 2004 году, недавно оказалась в центре внимания космических телескопов «Хаббл», «Спитцер» и крупнейших наземных обсерваторий. Благодаря новым астрономическим инструментам и алгоритмам анализа данных, сейчас удалось определить наличие и состав её атмосферы. Для экзопланет класса “суперземля” такая работа выполнена впервые.

Двойная звезда 55 Рака давно привлекала внимание. Она видна на небе невооружённым глазом, поскольку находится от нас на расстоянии всего в 40,9 световых лет и обладает светимостью в 0,6 солнечных. Главная звезда в этой системе относится к тому же основному спектральному классу (GxV), что и Солнце. Её масса также близка к солнечной, а вокруг неё вращается как минимум пять планет. Каждая из них была обнаружена методом доплеровской спектроскопии. Затем открытие экзопланет подтвердили с помощью наблюдений, выполненных на орбитальных и крупнейших наземных обсерваториях.

Среди всех обнаруженных у солнцеподобной звезды экзопланет наибольшее внимание астрономов сейчас привлекает 55 Рака e. Это суперземля с большим содержанием углерода. При массе в 8,37 земных и радиусе в 2,17 раз больше земного, в её недрах должны создаваться условия для интенсивного формирование алмазов. По первичным оценкам их совокупный объём превышает размерами Землю. Дополнительный интерес к экзопланете обуславливался тем, что математические модели прогнозировали наличие у неё плотной атмосферы с высокой вероятностью содержания водяного пара.

Космический телескоп “Хаббл” (изображение: nasa.gov)

Долгое время эти данные пытались подтвердить или опровергнуть, уточняя параметры планеты, её возможный состав и происхождение. С 2014 года для этого использовали самый совершенный прибор на космическом телескопе «Хаббл» – камеру WFC3. Однако наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном свете позволяли определять лишь регулярные транзиты экзопланеты на фоне родительской звезды, не давая новой информации.

Исследователям помогло удачное расположение экзопланеты 55 Рака e. Поскольку она находится в 64 раза ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, год на ней длится всего 18 часов, а поверхность нагревается до 2000 K. Из-за сильного нагрева она светится в среднем инфракрасном диапазоне. Редкая для планет ИК-светимость позволяет изучать её не только средствами наблюдений в оптическом диапазоне, но и аппаратурой орбитального телескопа «Спитцер».

Космический телескоп “Спитцер” (изображение: NASA/JPL-Caltech).

Совместные данные, собранные космическими телескопами «Хаббл», «Спитцер» и наземными обсерваториями, позволили исследователями из Университетского колледжа Лондона судить о составе газовой оболочки экзопланеты. Методы спектрального анализа химического состава широко применяются для изучения звёзд и атмосферы планет Солнечной системы, но для далёкой суперземли они впервые оказались столь же информативными.

В атмосфере экзопланеты 55 Рака е обнаружили большое количество водорода и гелия. Вероятно, она захватила эти лёгкие элементы ещё на раннем этапе из облака ионизированного газа при формировании местного солнца. Несмотря на все ожидания и предварительные расчёты, водяной пар в атмосфере экзопланеты обнаружить пока не удалось даже в следовых количествах.

Из-за интенсивного нагрева звездой 55 Рака А, кора суперземли постоянно плавится днём и едва успевает остыть за ночь. С восходящими тепловыми потоками в атмосферу постоянно попадают частицы углерода и его соединения – преимущественно неорганические. В ходе различных реакций в основном образуются оксиды, цианид водорода (пары синильной кислоты) и ацетилен. Преобладание монооксида углерода над его диоксидом указывает на высокое соотношение углерода к кислороду.

“Присутствие цианистого водорода и других обнаруженных нами молекул может подтвердится через несколько лет следующим поколениям инфракрасных телескопов. В этом случае мы получим новые доказательства того, что эта планета чрезвычайно богата углеродом и в целом очень необычна”, – комментирует один из авторов исследования Джонатан Теннисон (Jonathan Tennyson).

Американские ученые нашли алмаз весом в несколько квадриллионов карат. Правда, находится он далеко за пределами Земли, а по размерам превосходит ее вдвое. Настоящая есть в созвездии Рака. Чтобы добраться туда, человеческой жизни не хватит. Но увидеть и даже потрогать неземные бриллианты можно в Сибири. Еще в эру динозавров там упал алмазный метеорит. Возможно, это осколок той самой планеты.

Астрономы из Йельского университета уже не первый год направляют свои телескопы на созвездие Рака. Именно там, в черной глубине космоса, на расстоянии в 40 световых лет, которое даже представить сложно, находится звезда "55 Канкри", похожая на наше Солнце.

Казалось бы, таких пылающих гигантов только в нашей галактике 250 миллиардов, что тут особенного? Вокруг вращаются пять планет, последнюю открыли в 2004 году, тогда ей дали название, состоящее всего из одной буквы "Е". Но не все оказалось так просто. Изучив планету более подробно, ученые выяснили, что она практически на треть состоит из алмазов.

"Эту планету визуально еще никто не видел. Ее обнаружили по кривой лучевых скоростей и по анализу радиоданных. Когда определили размеры компаньона и его массу, его плотность, то она оказалась приблизительно равной плотности углерода, примерно равной плотности тех , которые находят сейчас на Земле", — пояснил научный сотрудник Государственного астрономического университета имени П.К. Штейнберга Евгений Горбовский.

Впечатляют и размеры планеты — она почти вдвое больше Земли. Любителям драгоценностей, наверное, будет обидно, но на этот гигантский бриллиант в обозримом будущем люди попадут вряд ли.

Эра межзвёздных полетов еще не началась, да и климат планеты, мягко говоря, враждебный. Температура на поверхности — более двух тысяч градусов, бесценная глыба расположена слишком близко к звезде. А еще она чемпион по орбитальной скорости — год там длится всего 18 часов.

"У нас есть плохая и хорошая новости касательно изучения таких планетарных систем. Хорошая в том, что еще десятилетие назад мы открывали по планете в год, сейчас с развитием техники — уже сотни. Печально, что в обычный оптический телескоп алмазную планету не увидеть. Все исследования ведутся с помощью радиотелескопов", — интригует профессор астрономии Калифорнийского университета Джеффри Мэрси.

Впрочем, дотянуться до недосягаемой алмазной планеты можно, причем в прямом смысле слова - руками. И не где-нибудь, а . 35 миллионов лет назад там упал, возможно, ее осколок — , состоящий из алмазов-импактитов. , но для промышленности, например для производства сверхпрочных бурильных установок это настоящая находка.

Так что тем, кто смеется над смелыми планами добывать минералы, воду, золото и другие полезные ископаемые на астероидах, стоит задуматься. Первопроходцев такого космического бизнеса как минимум ждет поистине космическое богатство.

По словам специалистов, концентрация углерода здесь настолько высока, что он фиксируется даже в верхних слоях атмосферы.

Ученые говорят, что WASP-12b представляет собой классический горячий Юпитер, расположенный очень близко к своей звезде WASP-12. Ввиду такой близости планеты к звезде, поверхность WASP-12b чрезвычайно горячая - температура здесь составляет примерно 2250 градусов. Сверхгорячая планета по своим габаритам в 1,5 раза больше Юпитера (самая большая планета Солнечной Системы), расположена WASP-12b в 40 раз раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, поэтому планета очень быстро вращается и ее орбитальный период чуть превышает земные сутки.

Однако главная изюминка удивительной планеты состоит в том, что соотношение углерод/кислород на этой планете более единицы, то есть эта планета представляет собой, образно говоря, большой кусок угля, однако внутри планеты углерод находится под колоссальным давлением. А как известно, под большим давлением углерод приобретает кристаллическую молекулярную решетку и становится алмазом. Таким образом, ученые говорят, что ядро WASP-12b - это огромный алмаз. Ну, или графит, в качестве альтернативы.

Большинство планет, известных на сегодня, имеют ядро либо на основе кремния, либо на основе расплавленных металлов (как Земля), либо (что более редко) в виде спрессованного водорода.

"Это для нас совершенно новая территория и она стимулирует ученых к исследованиям того, каким может быть ядро планет, богатых углеродом", - говорит автор исследования Никку Мадхусудан, астрофизик из Университета Принстона в США. Он отмечает, что WASP-12b является горячим Юпитером, то есть по факту планетой газообразной. А раз так, то у нее нет классической твердой поверхности, как на Земле. Она по большей части состоит из газов.

Ученые предполагают, что WASP-12b, как и ее звезда, формировалась в необычной среде, чрезвычайно богатой углеродом. Нельзя исключать и того, что в системе звезды WASP-12 существуют и другие планеты, возможно с твердой поверхностью и возможно тоже богатые углеродом. И вот там, говорят, ученые, точно могут быть алмазные ядра.

Впрочем, WASP-12b совершенно непригодна для жизни. Даже если забыть о том, что температура тут более 2000 градусов, здесь очень мало кислорода и воды, зато предостаточно метана. Исследователи говорят, что необычная химическая композиция WASP-12b стала очевидна при первых же наблюдениях за планетой. Здесь специальное научное оборудование зафиксировало спектр, оставляемый такими элементами, как метан, углекислый газ, угарный газ, аммиак и небольшое количество водяного пара.

Принстонские ученые говорят, что прежде их теоретические модели исходили из того, что соотношение углерода и кислорода на горячих Юпитерах не должно превышать 0,5, но эта планета ломает данную модель. Также ученых здесь удивило полное отсутствие стабильной стратосферы, привычной для планет такого класса.

В отношении столь высокой температуры у астрономов пока нет однозначного толкования, но большинство уверены, что основные причины здесь две - во-первых, планета забирает почти 100% теплового излучения, направляемого звездой, а во-вторых, из-за близости к звезде, на WASP-12b обрушиваются гигантские потоки радиации, которые подогревают планеты еще больше. Остается устойчивой планета в таких экстремальных условиях из-за того, что в ее структуре преобладают тяжелые элементы и металлы.

Во Вселенной множество всегоудивительного и поразительного. Тут и космическая малина, гиперскоростные звёзды, алмазная планета и прочие удивительные объекты, о которых мы вкратце расскажем в данной статье. Эти объекты космоса уникальны в своём роде, обладают весьма интересными и даже невероятными свойствами. Так что не закрывайте статью, не дочитав, ведь эти объекты в действительности находка для интересующихся космической тематикой.

Гиперскоростные звезды

Все должны знать, что падающие звёзды, которые земляне наблюдают на небе, – это на самом деле метеоры, которые входят в нашу атмосферу. Лишь меньшинству известно, что настоящие же падающие звёзды также имеют место быть, но они уже несколько другие. Их называют ещё гиперскоростными. Эти объекты представляют собой огненные шары из газа больших размеров, перемещающиеся в пространстве с невероятной скоростью. Скорость их достигает миллионов км/ч.

В момент попадания двухзвёздной системы в смерхмассивную чёрную дыру одну звезду поглощает чёрная дыра, другую же выбрасывает из галактики с невероятной скоростью.

Просто представьте громадный газовый шар, превышающий по размерам наше Солнце в целых четыре раза и мчащийся из галактики с невероятной скоростью, достигающей миллионов км/ч.

Смертоносная планета

Глизе 581 C является планетой, вращающейся вокруг красного карлика, меньшего, чем Солнце и обладающего светимостью в 1,3% относительно Солнца. Эта планета не годится для жизни.

Поэтому этот объект обращён к своей звезде таким же образом, как и Луна обращена к Земле. То есть к звезде обращена лишь одна сторона планеты.

Суть здесь в том, что, если бы вы располагались на освещённой стороне объекта, вы тут же сгорели бы, а, если же на иной стороне, вас постигнет мгновенное замерзание. Однако, тут есть некая серединка. Между этими двумя сторонами имеется некая полоска малых размеров, и именно там, согласно теории, может быть и жизнь.

Звёздная система Кастора

Во Вселенной можно найти такие системы, которые имеют в себе даже более двух светил. Интересный пример в этом плане – это система Кастора, у которой целых шесть светил. Они совершают вращения вокруг общего центра. Эта система обладает весьма большой светимостью.

В данной системе имеются три двойных звезды. Две из них – это звёзды спектрального класса А. Остальные же звёзды являются красными карликами, то есть типом М. Все эти звёзды по светимости в 52,4 раза мощнее Солнца.

Космические малина и ром

В последние годы учёными было изучено облако пыли вблизи центра галактики. Оно, именованное как «Стрелец B2», на вкус как малина, а по запаху напоминает ром. Здесь всё объяснимо: в ней содержится большое количество этилового эфира муравьиной кислоты, придающей как раз малиновый вкус и запах рома.

Установили, что в данном облаке миллиарды литров вещества, однако, его нельзя пить, ведь там имеется ещё и пропил цианида. Учёные всё ещё не могут объяснить механизм возникновения и распределения в облаке столь сложных молекул органики.

Планета из горячего льда

Выше мы описали звёздную систему Глизе. Ещё раз затронем её. Ведь в этой системе есть ещё одна интересная своеобразная планета под названием Глизе 436 B. Несмотря на то, что температура на ней достигает 439 °C, она вся состоит из льда. Необычно! Проще говоря, это некий горячий кубик льда.

Тут следует вспомнить планету Хот из «Звёздных войн». Как раз она там вся покрыта огнём. Лёд сохраняет твёрдость по причине огромного количества воды на планете. Там настолько большая сила тяжести, что молекулы воды не могут преобразоваться в пар.

Алмазная планета

Есть во Вселенной ещё одна уникальная планета. Её именуют «55 Рака E». Она вся состоит из кристалликов алмаза. Представьте себе, на сколько бы её оценили земляне. Было время, когда данная планета была звездой в бинарной системе. В какой-то момент вторая звезда начала её поглощать, но ей не удалось поглотить такое существенное количество углерода. В итоге там формировалась такая среда, которая как раз подходит для образования алмазов: большое количество углерода, температура в 1648 °C и давление. Эта планета отличается от Земли тем, что в основе её графит, алмаз и прочие силикатные вещества.

Облако Химико

Ещё один интересный объект космоса – облако Химико. Он может продемонстрировать нам то, как он выглядел спустя 800 млн. лет после Большого взрыва. То есть это именно тот объект, который показывает нам то, как приблизительно выглядели в ранней Вселенной галактики. Это облако поражает своими размерами, ведь оно является наиболее массивным объектом ранней Вселенной. Оно только в два раза меньше нашей галактики.

Химико относится к так называемой «эпохе реионизации». Этот период был начат через приблизительно 200 млн. лет после Большого взрыва, а окончание этого периода датируется одним млрд. лет после взрыва. Это облако представляет собой первоисточник информации, дающей возможность получения представления о ранних этапах образования галактик.

Самое крупное водохранилище

Данный объект расположен на расстоянии в 12 млрд. световых лет от нашей планеты. Это самый крупный водоём в известной нам части Вселенной. Он располагается прямо в центре квазара, вблизи массивной чёрной дыры. Воды в нём в 140 трлн. раз больше, нежели на всей Земле. Только вот вода там не в жидком состоянии, а в газовом. Следовательно, вода там представляет собой некое массивное газовое облако. Диаметральные размеры этого облака доходят до нескольких сотен световых лет.

Самый мощный источник электричества

Учёными несколько лет назад было замечено удивительное явление. В космосе есть мощнейший источник электроэнергии. Сила его равняется 1018 амперам. Это сравнимо с одним триллионом молний. Эта молния берёт энергию, как выяснилось, от гигантской чёрной дыры в центре галактики. Ядро её представляет собой громадный релятивистский джет.

Похоже, магнитное поле этой чёрной дыры настолько огромно и сильно, что способно образовать молнию, которая проходит расстояние в свыше 150 тыс. световых лет сквозь космический газ и пыль. Этот объект в полтора раза больше нашей галактики. Невероятное явление!

Громадная группа квазаров

Ну, и напоследок стоит рассказать о громадной группе квазаров. Известно, что наша галактика в диаметре составляет только 100 тыс. световых лет. Это означает, что с одного конца до другого то или иное событие будет идти в течение 100 тыс. лет.

Это свидетельствует, что те явления, что наблюдаются нами в настоящее время на другом конце галактики, уже произошли давно, ещё во времена начала формирования людей в качестве биологического вида. Если умножить это ещё в 40 тыс. раз, получится 4 млрд. световых лет. Это и будет поперечным размером группы квазаров, являющейся крупнейшим кластером, состоящим из 74 квазаров.

В стандартной физике данная группа представлена как исключение из правил. Ведь, согласно этим правилам, максимальный размер любого из объектов не превышает, как правило, 1,2 млрд. световых лет.

Учёным ещё не известно, каким образом формировалась эта громадная структура. Все прежде известные науке структуры во много раз меньше этой громадины, они всего лишь доходят в поперечнике до нескольких сотен млн. световых лет.

Заключение

Вот такая интересная десятка удивительных явлений космоса. Занимательно, не правда ли? Возникает, конечно, много вопросов: а откуда они берутся такие, с фантастическими свойствами и возможностями? Как много всего мы не знаем? Что ещё удивительно скрывается в тех бесконечных просторах космоса? Что ещё предстоит узнать человечеству, неизвестно. Наверняка, вы тоже задаётесь подобными вопросами, а, может быть, ответы на какие-то из них уже есть?