Как разглядеть сверхмассивную черную дыру, осмыслить темную энергию и взвесить белого карлика: «Газета.Ru» представляет обзор самых значимых открытий в астрономии, отчеты о которых были опубликованы в апреле 2014 года.

Системы с черными дырами узрели рентгеном

В январе этого года было заявлено об обнаружении первой системы из черной дыры с Ве-звездой. Система называется MWC656. Тогда это были лишь оптические наблюдения. Теперь есть и рентген, то есть открытие подтверждено. А статья об этом принята к публикации в The Astrophysical Journal Letters.

С помощью космического рентгеновского телескопа на спутнике XMM-Newton удалось увидеть очень слабый рентгеновский источник. Его светимость в сто раз меньше солнечной, хотя такая черная дыра могла бы дать источник в десятки миллионов раз ярче. Но низкая эффективность типична для черных дыр: существенная доля аккрецирующего вещества проваливается внутрь почти не излучая, то есть унося энергию с собой.

Возможно, в ближайшем будущем систему удастся увидеть и в радиодиапазоне.

Сейчас есть только верхние пределы на радиоизлучение, но новые рентгеновские данные показывают, что радиосигнал можно увидеть, если провести лишь немного более чувствительные наблюдения.

Отмечу, что среди массивных рентгеновских двойных с нейтронными звездами системы с Ве-звездами являются самыми многочисленными. И довольно долго обсуждалось, почему же не видно систем с черными дырами. Видимо, отчасти дело все-таки в их низкой светимости в рентгеновском диапазоне.

Активность звезд измерили юпитером

Авторы используют любопытную методику. В физике часто возникает проблема контролируемых экспериментов. Иногда ее удается элегантно решить, найдя два идентичных объекта.

В статье, принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters, исследуется влияние горячих юпитеров на свойства звезд, вокруг которых они вращаются. Авторы берут широкие двойные, где около одной звезды есть массивная близкая планета, а около другой — нет. При этом звезды должны быть довольно похожи друг на друга. В таком случае можно надеяться, что лишним элементом является именно присутствие горячего юпитера, а значит, возможно узнать, как он влияет на материнскую звезду.

К сожалению, пока таких систем мало, так что статистики никакой в общем-то нет. Но уж как есть. Авторы показывают на двух примерах, что горячий юпитер способствует активности звезды. Еще три системы, не являющиеся идеальными с точки зрения чистоты эксперимента, качественно подтверждают этот вывод.

Инфляция и теория струн

Что тут сказать? Книга. На очень сложную тему. Много формул. Правда, именно благодаря им и можно в чем-то разобраться.

Кроме примерно семи сотен формул приведено еще почти 900 ссылок,так что за деталями есть куда обратиться.

Начальные главы будут вполне доступны физикам и астрофизикам даже из не совсем смежных областей, если приложить немного сил и потратить время.

Самая землеподобная планета обросла подробностями

В журнале Science вышла статья, посвященная открытию и исследованию новой экзопланеты. Статья в arXiv является некоторым дополнением к ней. В ней исследуется не только сама планета, но и вся система.

Планета имеет размер 1,11+/–0,14 радиуса Земли и обращается вокруг красного карлика с периодом 130 дней. Особый интерес связан с тем, что она действительно небольшая. Хотя масса неизвестна, но есть серьезные основания думать, что это каменная планета.

В статье моделируется образование и эволюция планетной системы. Более того, в рамках простой модели авторы моделируют климат на Kepler-186f.

С другой стороны, звезда маломассивная. Она должна давать мощные вспышки, что для жизни не очень полезно. В статье влияние таких вспышек не исследуется. Кроме того, она принята к публикации в The Astrophysical Journal Letters.

Взвешивание белого карлика

Исследована очень интересная двойная система. Она состоит из нормальной звезды и белого карлика. Существенно, что систему мы видим с ребра, то есть в плоскости орбиты. Это приводит к тому, что обычная звезда линзируется на белом карлике. Это позволяет довольно точно определить массу белого карлика. В итоге можно продвигаться в изучении белых карликов и эволюции тесных двойных систем.

Доступная в форме препринта статья была опубликована в журнале Science.

Астрономы разглядели сверхмассивную черную дыру

Довольно интересный подход. В более ранней работе авторы показали, что если звезду разрывают приливные силы сверхмассивной черной дыры, имеющей такого же компаньона на тесной орбите (сотые и тысячные доли парсека — это уже порядка размера планетных систем!), то в кривой блеска будут некоторые особенности.

Авторы полагают, что в галактике SDSS J120136.02+300305.5 спутник XMM-Newton увидел как раз нечто подобное. Они пытаются подобрать параметры двойной, чтобы наилучшим образом объяснить данные наблюдений.

В будущем, когда таких событий будут открывать много, можно будет навести статистику по двойным сверхмассивным черным дырам (другим способом разглядеть такую пару очень сложно). А это все крайне важно и актуально в свете грядущих попыток регистрировать гравитационные волны от двойных сверхмассивных черных дыр.

Статья будет опубликована в научном журнале The Astrophysical Journal Letters.

Темная энергия во всех смыслах

Довольно большой обзор, целиком посвященный тому, как в реальных измерениях люди видят ускоренное расширение вселенной (ну и, соответственно, могут говорить о темной энергии и пытаться определять ее параметры).

Автор, по сути, использует термин «темная энергия» как «все что угодно, что так или иначе объясняет ускоренное расширение вселенной», включая модификацию теории гравитации, неоднородности распределения вещества и так далее.

В обзор попали: наблюдения сверхновых, реликтовое излучение, крупномасштабная структура и линзирование. Обзор, по сути, популярный.

Быстро и без солнца

С помощью наземных инфракрасных наблюдений удалось обнаружить вращение планеты-гиганта у звезды Бета Живописца. Результат получен по наблюдениям уширения спектральной линии монооксида углерода — CO.

Вращение оказалось удивительно быстрым — скорость на экваторе больше, чем у любой планеты Солнечной системы. Полный оборот планета должна совершать за семь-девять часов: значение зависит от радиуса планеты и величины скорости вращения, а и то и другое измерено с некоторой конечной точностью.

Измерение скорости вращения экзопланет весьма важно для построения модели их формирования и эволюции. По всей видимости, данная планета еще сожмется по мере охлаждения (это довольно молодой объект — 10–20 млн лет), так что скорость еще возрастет, а период вращения уменьшится.

Сама статья опубликована в первомайском выпуске журнала Nature, а в апреле была доступна в виде препринта.

Автор подборки: доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ Сергей Попов