Astro news

Астероид (21) Лютеция мог бы поучаствовать в формировании Земли

Сформулирована теория образования ионосферы Луны

Описано формирование сгустков в кольцах Сатурна

В ранней Солнечной системе, возможно, было пять планет-гигантов

_ Некогда Солнечная система, возможно, "избавилась" от одной из гигантских планет, что спасло Землю.
К такому выводу пришли Дэвид Несворны из Юго-Западного исследовательского института ( США ) и его коллеги. Моделируя эволюцию Солнечной системы, американский астрофизик обнаружил интересную закономерность: при добавлении пятого гиганта к уже имеющимся Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну вероятность того, что результат расчётов будет близок к нынешнему расположению планет, заметно увеличивалась.

В недавних теоретических расчётах, на результаты которых ориентировался г-н Несворны, было установлено, что гигантские планеты, взаимодействуя с протопланетным газовым диском на начальном этапе своего развития, обычно приходят к компактной расстановке, а соседние гиганты оказываются в орбитальном резонансе. После ухода газа система может стать динамически неустойчивой, планеты активно взаимодействуют друг с другом (наблюдается так называемое гравитационное рассеяние), и их расположение меняется.
Эта схема эволюции даёт логичное объяснение экспериментальным данным — скажем, тому, что астрономам довольно часто встречаются экзопланеты на орбитах с большим эксцентриситетом и системы экзопланет, которые находятся в резонансе.

Солнечная система с её четырьмя планетами-гигантами, расположенными на большом расстоянии друг от друга на орбитах, близких к круговым, отличается от типичной экзопланетной; тем не менее она тоже должна была пройти описанные выше стадии развития.

Анализ пояса Койпера и лунных кратеров показывает: когда Солнечной системе было около 600 млн лет, орбиты планет-гигантов стали неустойчивыми. Это привело к тому, что они и малые тела оказались разъединены огромными расстояниями. Одни ушли за орбиту Нептуна, а другие приблизились к Солнцу, выпав метеоритными дождями на планеты земной группы и Луну. Гигантские планеты тоже сдвинулись.
Юпитер, к примеру, сместился внутрь Солнечной системы, выдавив наружу большую группу малых тел.

Эта модель, однако, выглядит неудовлетворительной. Медленное изменение орбиты Юпитера (а именно такого следует ожидать в результате взаимодействия гиганта с малыми телами) придало бы слишком большой импульс орбитам планет земной группы, в результате чего равновесие внутренней Солнечной системы было бы нарушено, и Земля столкнулась бы с Марсом или Венерой.

«Коллеги придумали хитрый способ обойти эту проблему, — отмечает г-н Несворны.
— Они предположили, что орбита Юпитера изменилась быстро, когда он отодвинулся от Урана или Нептуна в эпоху динамической неустойчивости во внешней Солнечной системе».
Однако моделирование гипотезы «прыжка Юпитера», проведённое специалистом, привело к неожиданным результатам: Уран или Нептун всякий раз оказывались выброшенными из Солнечной системы.

Это побудило г-на Несворны допустить существование в ранней Солнечной системе пятой планеты-гиганта с такой же массой, как у Урана или Нептуна. Введение этой планеты в моделирование позволило снять проблему: при прыжке Юпитера она нас покидала, а орбиты планет земной группы оставались нетронутыми.

С учётом недавнего открытия большого количества планет, находящихся в свободном плавании, гипотеза выглядит не особенно фантастической.

Каждый кадр данной модели соответствует отрезку времени в 1 млн. лет

ссылки:
- science.compulenta.ru /645365
- membrana.ru/particle/17118
- news.mail.ru/society/6906927

- swri.org/9what/releases/2011/giant-planet
- iopscience.iop.org/2041-8205/742/2/L22
- arxiv.org/abs/1109.2949

- Предложена новая модель формирования планет Солнечной системы
- В молодой Солнечной системе могла находиться «лишняя» планета-гигант
- В молодой Солнечной системе могла быть пятая планета-гигант

Ученые разглядели аккреционный диск квазара

Изображение диска материи, которая втягивается в гигантскую чёрную дыру,
расположенную в сердце далёкой галактики.

_ Астрономы впервые увидели аккреционный диск квазара - активного галактического ядра со сверхмассивной черной дырой в центре. Аккреционным диском называется скопление материи вокруг черной дыры под воздействием ее гравитации. Несмотря на то, что их диаметр может составлять несколько световых лет, удаленность таких дыр от Земли ( они обычно располагаются в центре галактик ) делает наблюдение диска почти невозможным. По словам одного из исследователей, Хосе Муньоса, размер дисков "настолько мал, что мы не можем видеть его в телескоп непосредственно".

Квазары представляют собой активные черные дыры, окруженные аккреционным диском, материя которого постепенно падает на черную дыру. Этот процесс сопровождается выделением большого количества энергии. Как следствие, окрестности дыры начинают сильно светиться и становятся видимыми. Это довольно агрессивный и динамичный процесс, который сопровождается выделением большого количества энергии.

Квазар HE 1104-1805.
На снимке видно два объекта, но на самом деле это один объект,
видимый через «призму» гравитационной линзы. Фото NASA /ESA.

В рамках работы ученые наблюдали три разных квазара. Для одного из них - HE 1104-1805 - ученым удалось с помощью "Хаббла" получить довольно четкие фотографии объекта, в том числе и аккреционного диска вокруг него.Это стало возможным благодаря явлению микролинзирования - гравитационное поле массивного объекта ( в данном случае это была галактика [WKK93] G ) на линии между наблюдателем на Земле и квазаром искажает путь световых лучей и действует как линза. При этом изображение может представляться деформированным или даже ( как в случае HE 1104-1805 ) разделяться на несколько.

Учёные также заметили различия в цвете таких изображений. Они, вероятно, были вызваны особенностями распределения пыли в линзирующих галактиках, ведь лучи от квазаров проходили сквозь разные их части.
Куда интереснее, однако, что цвет изображений квазаров немного менялся со временем. А это уже можно объяснить только с помощью более тонкого эффекта. Звёзды в промежуточной галактике движутся, и некоторые из них время от времени попадают на линию между квазаром и Землёй. В таких ситуациях каждая отдельная звезда на короткое время становилась «линзой внутри линзы».

В результате наблюдений специалистам удалось вычислить размер диска ( от 4 до 11 световых дней ), а также определить температуру в разных его регионах. По мнению авторов, полученные данные помогут в изучении структур данных объектов.
Муньос заявил: "Мы понимаем строение квазара ещё довольно плохо. Новый метод позволяет получать данные наблюдений и открывает новые возможности для понимания природы этих объектов."

Схема наблюдения. Слева: диск материи, окружающий далёкую чёрную дыру, центр активной галактики.
Он бело-голубоватый в центре ( там диск горячее ) и красноватый по краям. Справа: телескоп Hubble.
В центре – линзирующая галактика. Внутри этой галактики отдельная звезда также играет роль линзы, искажающей поток лучей от квазара. По результатам этого вмешательства оказалось возможным выявить
тонкие детали в самом диске квазара. Звезда выступила как сканер ( иллюстрация NASA, ESA ).

Квазар

ссылки:
- lenta.ru /news/2011/11/07/hubble
- membrana.ru /particle/17079

- spacetelescope.org/news/heic1116
- arxiv.org/abs/1107.5932