Телескоп Джеймса Уэбба заглянул в хаос галактики «Колесо Телеги» или Cartwheel Galaxy, открыв новые подробности об образовании звезд и центральной черной дыре галактики. Мощная инфракрасная камера позволила получить детальное изображение Колеса Телеги и двух небольших галактик-компаньонов на фоне множества других галактик. Это изображение позволяет по-новому взглянуть на то, как изменилась галактика Cartwheel за миллиарды лет.
Галактика Cartwheel, расположенная на расстоянии около 500 миллионов световых лет в созвездии Скульптора, — редкое зрелище. Ее внешний вид, напоминающий колесо телеги, является результатом интенсивного события — высокоскоростного столкновения между большой спиральной галактикой и меньшей галактикой, не видимой на этом снимке. Столкновения галактических масштабов вызывают каскад различных, более мелких событий между галактиками, и «колесо телеги» не является исключением.
Столкновение самым заметным образом повлияло на форму и структуру. Галактика Cartwheel имеет два кольца — яркое внутреннее кольцо и окружающее его разноцветное кольцо. Эти два кольца расширяются наружу от центра столкновения, как рябь на пруду после брошенного в него камня. Из-за этих отличительных особенностей астрономы называют эту галактику «кольцевой» — структура, которая встречается реже, чем спиральные галактики, такие как наш Млечный Путь.
Яркое ядро содержит огромное количество горячей пыли, а самые яркие области являются домом для гигантских молодых звездных скоплений. С другой стороны, во внешнем кольце, которое расширяется уже около 440 миллионов лет, преобладают сверхновые звезды и образуются новые. По мере расширения кольца, оно вдавливается в окружающий газ и вызывает звездообразование.
Другие телескопы, включая космический телескоп «Хаббл», ранее уже исследовали Cartwheel, но галактика была окутана тайной — возможно, в буквальном смысле, учитывая количество пыли, заслоняющей обзор. Теперь «Уэбб», способный обнаруживать инфракрасный свет, открывает новые возможности для понимания природы этой галактики.
Большая голубая галактика с крапинками, напоминающая колесо с золотыми пятнами вдоль внешнего кольца, небольшой внутренний овал, между которыми находится пыльный голубой цвет. Две меньшие галактики, одна из которых представляет собой нечеткое голубое пятно, а другая похожа на большую галактику, все на черном фоне.
На этом изображении, полученном с помощью прибора Вебба в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI), показана группа галактик, включая большую искаженную кольцеобразную галактику, известную как Cartwheel. Галактика Cartwheel, расположенная на расстоянии 500 миллионов световых лет от нас в созвездии Скульптора, состоит из яркого внутреннего кольца и активного внешнего кольца. В то время как во внешнем кольце происходит образование большого количества звезд, в пыльной области между ними можно обнаружить множество звезд и звездных скоплений.
Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), основное устройство для формирования изображений «Уэбба», работает в ближнем инфракрасном диапазоне от 0,6 до 5 микрон, наблюдая важнейшие длины волн света, которые могут выявить даже больше звезд, чем наблюдаемые в видимом свете. Это происходит потому, что молодые звезды, многие из которых формируются во внешнем кольце, меньше заслоняются пылью при наблюдении в инфракрасном свете. На этом изображении данные NIRCam окрашены в синий, оранжевый и желтый цвета. В галактике видно множество отдельных голубых точек, которые представляют собой отдельные звезды или очаги звездообразования. NIRCam также показывает разницу между плавным распределением или формой более старых звездных популяций и плотной пыли в ядре по сравнению с комковатыми формами, связанными с более молодыми звездными популяциями за его пределами.
Однако для изучения более тонких деталей о пыли, населяющей галактику, требуется инструмент Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI). Данные MIRI окрашены в красный цвет на этом составном изображении. На нем видны регионы в галактике Cartwheel, богатые углеводородами и другими химическими соединениями, а также силикатной пылью, подобной большей части пыли на Земле. Эти регионы образуют ряд спиралевидных спиц, которые, по сути, формируют каркас галактики. Эти спицы хорошо видны на предыдущих наблюдениях «Хаббла», опубликованных в 2018 году, но на снимке «Уэбба» они становятся гораздо более заметными.
Наблюдения «Уэбба» подчеркивают, что Колесо Телеги находится на переходной стадии. Галактика, которая, предположительно, до столкновения была обычной спиральной галактикой, как Млечный Путь, и будет продолжать трансформироваться. Хотя «Вебб» дает нам представление о текущем состоянии Колеса, он также позволяет понять, что происходило с этой галактикой в прошлом и как она будет развиваться в будущем.
Что показал Джеймс Уэбб? Как увидеть воду на экзопланете? РАЗБОР
Сегодня мы попробуем разобраться, что на самом деле показал телескоп Джеймса Уэбба и какая ценность в первых снимках. Что будет дальше?
Черепаха Алагба дожила до 344 лет и пережила 18 вождей племени Огбомосо.
Сосна Мафусаил застала древние цивилизации, росток пробился примерно в 2831 год до нашей эры. Сегодня ей 5 тысяч лет!
А homo sapiens или человек разумный существует уже 40 тысяч лет.
Что ж нашей Земле уже 4,54 миллиарда лет, а вселенной 13,8 миллиардов лет.
Но есть в нашем космосе маленькая красная точка и это галактика, которой уже более 13 миллиардов лет. И ее обнаружил телескоп Джеймса Уэбба. Он заглянул в прошлое почти до того самого Большого Взрыва. В общем, вы поняли — это самая старая галактика!
Произошло то, чего многие ждали пол года, а некоторые и более десятилетия! Телескоп Джеймса Уэбба наконец-то прислал первые фото на Землю и они просто невероятные!
Сегодня мы с Вами разберемся что именно телескоп снял и расскажем вам о каждой фотографии. Объясним, почему все ученые просто в восторге! Ну и заодно посмотрим как Уэбб увидел воду на планете в тысяче световых лет от Земли!
SMACS-0723
Прежде чем начать мы очень рекомендуем вам ознакомиться с нашими другими материалами о телескопе! Там мы рассказываем о его истории, а также подробно и просто разбираем устройство телескопа и его инструменты!
Сразу скажем, что обнародованные фотки — это скорее демонстрация уникальных возможностей телескопа. Но на самом деле и научных данных они дали много!
Так вот первый снимок — это скопление галактик под странным названием SMACS-0723. Скопление галактик — это когда галактики расположены настолько близко, что становятся гравитационно связанными.
Само скопление SMACS — это яркая точка в центре кадра. Вообще приготовьтесь, что названия в этом ролике не очень красиво звучат, так как это просто номера и аббревиатуры из астрономического каталога.
А почему именно SMACS-0723?
Дело в том, что это знаковая фотография. Еще в 1995 ученые решили посмотреть что же скрывается в самом темном участке неба и направили туда телескоп Хаббл. И он сделал первый, так называемый сверхдальний обзор. Получилась знаменитая фотография, которая показала, что даже в самом темном участке неба есть тысячи галактик.
И одной из таких фото было именно скопление галактик SMACS 0723. Поэтому эта цель была довольно очевидна для демонстрации возможностей телескопа. А само фото презентовал аж президент США Джо Байден!
Как сказали в самом NASA — снятый участок неба по размеру можно сравнить с рассматриванием песчинки на вытянутой руке! А полученное на телескоп Джеймса Уэбба изображение — самое четкое изображение вселенной из когда-либо полученных. При этом на съемку этого потребовалось всего около 12 часов!
Для сравнения Хабблу на этот снимок потребовал0сь 10 дней, а разницу можно заметить невооруженным взглядом.
Почему же она такая существенная? Тут хорошим примером будет сравнение iPhone 2G и iPhone 13. У последнего больше матрица, лучше объективы, а значит и светочувствительность получше.
Так же Уэбб улавливает намного больше информации, чем старичок Хаббл!
Так вот это скопление галактик находится очень далеко — около 4,5 миллиардов световых лет от Земли. Но давайте посмотрим на фото и разберемся, что же мы тут видим.
Тут есть несколько деталей, на которые стоит обратить внимание!
Для начала давайте поймем почему же они такие разноцветные. Вообще все фото с Уэбба — это фото, зарегистрированные в инфракрасном спектре, то есть человеческий глаз не способен их увидеть.
Оригинальные снимки выглядят как-то вот так:
И для того чтобы раскрасить фото, чтобы оно нормально воспринималось человеком, ученые фактически просто присваивают каждой длине волны из ИК-спектра какую-то длину волны из видимого диапазона.
То есть фотки просто раскрашиваются пропорционально их оригинальному сигналу. И в общем можно сказать, что чем дальше какая-то галактика от Земли, тем краснее получается оттенок! Все дело в красном смещении, о котором мы рассказывали в прошлом. И вообще, чтобы вы сразу понимали, почти каждая оранжевая или красная точка на этом фото это отдельная галактика.
Дальше можно обратить внимание на шестиконечные звезды. Чтобы не путать никого — это просто звезды, которые виднеются на пути к скоплению галактик. Они гораздо ближе к Земле чем 4 миллиарда световых лет. Грубо говоря — это звезды на фоне скопления галактик!
Но вот все остальные объекты на фото — это отдельные галактики! Каждая точка на фото — это отдельная галактика. Только представьте себе тысячи и тысячи галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд. А каждая звезда скорее всего имеет одну или несколько планет вокруг нее, прям как наша солнечная система! И это только в крошечном участке неба размером с песчинку!
Но еще одна деталь которая бросается в глаза — это то, что какие-то галактики имеют очень странную форму!
Думаете, что это последствия долгой выдержки в 12 часов? Думаете, что изображение смазалось? Или кто-то случайно потряс телескоп? Я тоже так подумал, пока Глеб нам не объяснил в подкасте!
Так вот такие искривления появляются из-за гравитационного линзирования. Масса галактик так велика, что они искривляют пространство вокруг себя, что приводит к тому, что они фактически выступают как линзы — искривляя свет проходящий мимо них!
Самая большая масса находится в центре — в самом скоплении галактик. Именно поэтому галактики вокруг как бы образуют круг.
Помните Interstellar и черную дыру Гаргантюа? Если вы не знали, то графика для фильма была нарисована на основе настоящей математической модели построенной Кипом Торном — американским физиком и астрономом, одним из главных мировых экспертов по общей теории относительности. А еще это лауреат Нобелевской премии по физике.
Диск черной дыры загибается именно потому, что мы видим свет от аккреционного диска с другой стороны черной дыры, который благодаря ее колоссальной массе дыру как бы огибает.
Именно поэтому все эти искривленные галактики красного оттенка — они находятся сильно дальше, чем главное скопление в центре кадра! И еще одно очень важное из этой фотографии.
Благодаря одному из инструментов телескопа был зафиксирован спектр от одной из самых далеких галактик! От маленькой красной точки на фото.
Она находится в 13,1 миллиарде световых лет от нас! Только вдумайтесь что свет от нее летел до Земли больше 13 миллиардов лет! А я напоминаю, что нашей вселенной всего 13,8 миллиардов лет! При этом мы по спектру можем точно определить химический состав галактики!
Конечно абсолютно невозможно понять, насколько это давно, но можно сказать, что это так близко к большому взрыву, что только-только начали образовываться первые атомы! Это просто что-то невероятное. Уэбб всего за 12 часов смог найти самую старую галактику из когда-либо наблюдаемых!
Ну и конечно такие исследования помогут нам лучше понимать то, как образовывались первые галактики сразу после большого взрыва. Да и вообще эволюцию вселенной! Короче это фото можно разглядывать часами! Очень много крутых деталей и мозг просто не способен осознать масштаб всего этого.
WASP-96b
Но мы не останавливаемся и едем дальше! Если вы помните наши материалы о телескопе мы рассказывали, что одной из важных миссий Уэбба является изучение экзопланет и их атмосферы!
Итак, встречайте: экзопланета WASP-96b! Точнее фото ее нет, но зато есть нечто покруче — спектр ее атмосферы! И честно говоря — это самое потрясающее что пока что показал Уэбб.
Планета находится в 1100 световых годах от Земли и Уэбб смог показать присутствие водяного пара, наличие облаков на планете и признаки дымки!
Просто представьте, что это не какие-то догадки, что может быть вода есть и в других планетах за пределами солнечной системы, а прям непосредственные доказательства. При чем горизонт изучения сильно расширился, ведь раньше считалось, что вследствие близкого расположения планеты к родной звезде облаков там быть не может. А эта планета находится близко от своего солнца и температура на поверхности составляет около 1000 градусов.
В общем, человечество теперь умеет точно определять наличие воды на планетах в тысячах триллионов километров от Земли! Если точнее, то примерно в 9 461 000 000 000 000 км.
Кроме того эти данные дают понимание о наличие углерода и кислорода в атмосфере, а также позволяют изучить развитие планеты.
Все благодаря спектроскопии! Именно в момент прохождения планеты напротив своей звезды и телескопом свет исходящий от звезды, проходя через атмосферу планеты немного меняется. И разложив его на спектры мы умеем определять химический состав атмосферы! Вообще интересно, но 70% всего первого этапа работы Уэбба посвящено именно съемке спектров!
Ну а в будущем, при изучении других планет, Уэбб благодаря спектроскопии, возможно, даст нам косвенные подтверждения того, что мы не одни во вселенной!
Квинтет Стефана
Следующая фотография опубликованная европейским космическим агентством ESA — это Квинтет Стефана.
Это пять плотно расположенных галактик. Правда тут стоит сказать, что одна из них на самом деле сильно ближе к нам — она “всего” в 40 миллионах световых лет. Уэбб настолько крутой, что в этой галактике даже легко можно разглядеть отдельные звезды!
Остальные же четыре галактики сильно дальше от нас — около 300 миллионов световых лет от Земли! И интересны эти галактики именно тем, что они так близко друг к другу расположены и можем наблюдать взаимодействие целых 4 галактики практически в прямом эфире!
Кроме того это фото — это самое тяжелое фото, которое пока что Уэбб прислал на Землю. Его разрешение около 150 мегапикселей и состоит оно примерно из тысячи отдельных кадров.
И самое крутое, что благодаря одному из инструментов телескопа, ученые смогли посмотреть на состав газа вокруг активной черной дыры и получить детальный элементный анализ. Это позволяет нам узнать гораздо больше об эволюции черных дыр и их происхождении!
«Космические скалы» (NGC 3324, туманность Киля)
Далее переходим к космическим скалам — к фотке, которая идеально встанет на ваш рабочий стол!
И кроме того, что это просто невероятно красиво тут тоже есть очень много полезного и интересного для понимания вселенной!
Если вы помните, то благодаря тому что телескоп снимает в ИК-диапазоне он может видеть сквозь туман. Это и играет тут огромную роль.
На самом деле это не совсем туман, его просто удобно так называть. Этот туман, который мы видим на фото — это скопление газа, в основном это Водород и Гелий, при чем в очень маленьком количестве. Обычно это всего несколько атомов на 1 квадратный сантиметр!
Именно этот газ и образует эти причудливые космические скалы! Выглядит как какой-то космический горный хребет! Хотя в реальности это конечно гигантские газовые облака.
И здесь сразу обнаружили целую кучу молодых, тяжелых и очень активных звезд, изучением которых Уэбб будет заниматься! Это маленькие красные точки в тумане! До этого Хаббл не мог их видеть, ведь он снимал в обычном оптическом спектре. В общем, мы будем узнавать все больше и больше о том, как зарождаются и развиваются молодые звезды. И нет речь не о программе «Голос» или «Утренняя звезда».
И вы только посмотрите на сравнение фото с Хабблом. Насколько больше деталей дает Уэбб!
И вот мы переходим к последнему фото опубликованному 12 июля!
Туманность «Южное кольцо»
Точнее это две фотографии, которые сделаны разными инструментами телескопа.
Теперь мы смогли заглянуть в центр туманности «Южное кольцо» и обнаружить внутри две близкорасположенные звезды. Они вращаются вокруг друг-друга и одна постоянно теряет массу, из-за взаимодействия с другой звездой!
Более тусклая звезда и создала эту туманность за счет выброса своего вещества! В конце концов эта звезда умрет, выбросив все свое вещество в космическое пространство. А мы же можем изучать, практически в прямом эфире, как взаимодействует пара очень близко расположенных звезд и как эволюционирует созданная ими туманность.
Новые данные
Но и это еще не все! Возможно телескоп запечатлел сверхновую звезду! Ученые обнаружили новый светящийся объект, когда сравнили данные с Хаббла от 2011 года и с новые фотографии с Уэбба! И увидели маленькую, но новую точку.
Вспышки сверхновых — очень важный процесс, ведь понимание процесса их эволюции дает нам много информации о развитии галактик. Но что самое неприятное для исследователей — что этот процесс очень быстрый. Так что его надо именно поймать, чем и займется телескоп.
Ну и еще, вы ведь наверняка видели эту фотографию?
А вот так ее видит Уэбб в Инфракрасном спектре! Только посмотрите на эту красоту!
Это так называемая призрачная галактика, или галактика Messier 74, в созвездии Рыб. По форме она почти идеальная спираль. И ученым она интересна возможным наличием в ее центре черной дыры со средней массой.
Дело в том, что людям хорошо известно присутствие так называемых звездных черных дыр, то есть черных дыр массой в несколько десятков масс нашего солнца. И других — сверхмассивных черных дыр, которые имеют массы от миллионов до нескольких миллиардов масс солнца. Они расположены в центре большинства галактик.
А вот между ними у нас пробел. И именно галактика Messier 74 является потенциальным кандидатом для присутствия черной дыры промежуточной массы в 10 тысяч масс солнца.
Состояние телескопа
Но есть и не очень приятная новость про телескоп. В его зеркало попал микрометеорит, который повредил один из сегментов главного зеркала.
Ученые говорят, что особенных помех повреждение не принесло, но теперь очень опасаются, что таких столкновений будет больше. Так что теперь считается, что микрометеориты — это главная опасность для телескопа. При этом эффективность телескопа все равно остается намного выше ожиданий!
Выводы
В общем тут хочется процитировать классика и сказать, что “Я эти фото джва года ждал”! Но конечно же тут можно только восхищаться полученными результатами. И это только самое начало пути телескопа Уэбба!
Он доказал, что действительно способен unfold the universe, или раскрыть вселенную.
Теперь на нас наконец-то посыпятся куча данных и фотографий как из рога изобилия! И безусловно ожидание того стоило. Полученные данные абсолютно невероятные и не зря все ученые просто прыгают от радости! Впереди нас ждут огромное количество ранее неизвестных деталей об устройстве нашей вселенной.
Что такое гравитационные волны и что можно узнать с их помощью? Разбор
Сегодня мы расскажем, что такое гравитационные волны? Как они связаны с теорией относительности Альберта Эйнштейна?
14 сентября 2015 года в 12 часов 50 минут и 45 секунд по московскому временипроизошло одно очень интересное событие, которое вы возможно и не заметили. На самом деле в тот самый момент вас, да именно вас совсем чуть-чуть растянуло! Что спросите вы? Как это растянуло?
А мы скажем, растянуло не только вас, а вообще все вокруг, все предметы, все здания, воздух, океаны и всю планету. Ну и сжало чуть-чуть тоже!
А вместе с нами это же произошло еще и с двумя детекторами находящиеся в противоположных концах Северной Америки, которые зафиксировали очень схожие сигналы почти одновременно. А спустя всего 2 года трем ученым из США за это будет вручена Нобелевская премия по физике!
Дело в том, что тогда были впервые зафиксированы гравитационные волны и была экспериментально подтверждена теория Альберта Эйнштейна об их существовании! Кстати, столетней давности.
Сегодня мы с вами разберемся с тем, что такое вообще гравитационные волны, как их зафиксировали и почему это действительно очень круто!
Ну и конечно посмотрим на один из самых чувствительных приборов созданных человеком, в возможность постройки которого не верил и сам Альберт Эйнштейн!
История
В 1915 году Альберт Эйнштейн представил миру свою главную теорию, которая описывает то, как работает наша вселенная. Это была общая теория относительности, которая объясняла почему все тела притягиваются друг к другу.
Она представляла все во вселенной как единое пространство-время, а притяжение именно как изменение этого пространства-времени. К сожалению, представить это в реальности трудно – ведь речь идет о четырехерном пространстве!
Но можно убрать одно из пространств и тогда все становится чуть более понятно. Представьте себе сильно натянутую простыню — она и будет нашим пространством. Теперь на эту простыню мы положим тяжелый шарик. Получилась воронка! Эта воронка фактически как гравитационная яма! Теперь если вокруг нее мы покатим шарик поменьше, то он вращаясь вокруг более тяжелого объекта будет медленно к нему приближаться и как бы падать в эту ямку!
Это вращение вокруг крупного объекта и есть движение по орбите, благодаря которому вокруг планет вращаются спутники, Земля вращается вокруг Солнца и вообще все во вселенной взаимодействует!
И дело в том, что Эйнштейн еще описал, что из-за движения объектов в самом пространстве-времени оно искривляется и может сжиматься и растягиваться само по себе. То есть абсолютно любые объекты, имеющие массу, могут это делать!
Даже вы, когда встаете со своего дивана, искривляете пространство вокруг себя! Правда совсем чуть-чуть, но все равно искривляете.
Так вот а если эти объекты очень тяжелые — такие как нейтронные звезды, или черные дыры, то они искривляют пространство уже существенно, и мало того что искривляют так еще и могут создавать волны в этом пространстве вокруг себя.
И эти волны распространяются через вселенную со скоростью света! По сути, они похожи на волны на воде, когда в нее попадает камешек.
Давайте еще разочек для закрепления. Гравитационные волны — это фактически рябь самого пространства вокруг нас! Невероятно просто!
Так вот Эйнштейн предсказал их существование, но он также сказал, что эти волны настолько слабые, что человечество вряд ли сможет когда-либо построить настолько чувствительные приборы! Но человечество решило, что надо доказать, что Эйнштейн прав и надо как-то эти волны зафиксировать.
Детекторы и проблема
А почему они такие слабые? Все дело в расстояниях!
Гравитационная волна, как и любая волна со временем затухает. А когда такое событие происходит в миллиардах световых лет от нас то до Земли доходят только жалкие отголоски тех колоссальных событий! Ну а насколько же они слабые?
Вот представьте, что вам надо измерить шкаф, с какой точностью вам надо уметь измерять, чтобы не ошибиться? Ну допустим полмиллиметра! Этого будет более чем достаточно.
А как вы думаете какая точность должна быть у детектора гравитационных волн, чтобы он мог зафиксировать их?
10 в минус 18 степени метра или 0,00000000000000001 метра
Это невероятно малое расстояние! Это размер одной десятитысячной размера протона! Ну или, если сказать по-другому, то нужно уметь измерять расстояние в 40 триллионов километров с точностью до толщины человеческого волоса!
Как вообще возможно такое измерить? И тут нам на помощь приходят невероятные свойства света! Точнее его волновая природа! А именно способность электромагнитных волн к интерференции. Если вы забыли, что это такое: это когда две и более волны накладываются друг на друга и могут таким образом увеличивать или уменьшать амплитуду!
Помните как работает активное шумоподавление в наушниках? Когда наушники посылают звуковую волну в противофазе и как бы отменяют внешний шум у вас в ушах. Тут точно такая же история только со световой волной!
То есть в нашем случае: если у вас два лазерных пучка, с абсолютно одинаковой частотой, амплитудой и мощностью, летят паралельно, но при этом их волны находятся в противофазе, то в конце детектор не сможет ничего измерить, потому что волны полностью отменяют друг друга.
Но в тот момент, когда один из этих пучков хоть чуть-чуть меняется, то сразу интерференционная картинка меняется и волны перестают как бы отменять друг-друга.
На основе этого основополагающего физического явления в 90-ых годах и были построены 2 детектора LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
LIGO
И чтобы вы понимали каждый детектор LIGO — это уголок со сторонами длиной в 4 километра каждая.
Только представьте, что для регистрации таких маленьких величин надо построить инструмент с длиной плеча в 40 футбольных полей!
В самом углу этого сооружения находится лазер! Да не просто какой-то лазер, а специальный лазер мощностью в 1 мегаватт!
Далее этот лазерный луч с помощью специального зеркала разделяется на два луча и один из них отклоняется на 90 градусов. То есть каждый луч как бы улетает в свое четырехкилометровое плечо детектора.
В конце каждого плеча находятся одни из самых гладких зеркал, которые когда-либо производились человечеством. Каждое из них весит по 40 кг и подвешено на тонкие кварцевые нити, толщиной всего 0,4 миллиметра! Это все нужно для поглощения вибраций!
Кстати, по поводу вибраций! Вы ведь обратили внимание, что я сказал, что детекторов два! Зачем же их два?
А все дело в том, что когда вы пытаетесь измерить размеры в тысячные диаметра протона, то даже взмахнувший крыльями комар может помешать вашим измерениям!
Но как мы уже и говорили гравитационные волны, хоть и слабые, но действуют вообще на все, они проходят через всю планету!
Поэтому было построено 2 детектора в двух отдаленных друг от друга концах США — один в штате Вашингтон, что на северо-западе страны, не путать со столицей, а второй в штате Луизиана, на юге страны! В результате оба детектора находятся друг от друга в чуть более чем 3 тысячах километров! Гравитационной волне требуется около 10 миллисекунд, чтобы это расстояние преодолеть. А раз волна проходит через всю планету, то пролетает она и через оба детектора. И когда измерения этих двух детекторов совпадают — считается, что это и была гравитационная волна! Ну а задержка между этими измерениями как раз и составляет около 10 миллисекунд.
Ну а если есть какие-то сторонние вибрации и их регистрирует только один из двух детекторов, соответственно они и не считаются!
Теперь вернемся к нашим лазерам! Итак, когерентный свет летит в плечи детектора, отражается и летит обратно, и если гравитационная волна не проходит в момент работы детектора, то никакого сдвига по фазе и нет.
Но как только она проходит сквозь него, то одно из плеч чуть-чуть удлиняется, что приводит к тому что свет уже больше не находится идеально в противофазе и появляется очень слабый сигнал!
И тут внимательный зритель спросит нас — а как же так? Если гравитационная волна меняет абсолютно все вокруг нас, то и сам свет она тоже немного растягивает, и сжимает. И как тогда что-то измерить, если весь свет тоже растянулся вместе с длинной плеча?
И тут нам опять на помощь приходит потрясающая красота физики. В нашем мире есть скорость света в вакууме. Это абсолютная величина, которая не зависит ни от чего! Свет в вакууме всегда летит с одинаковой скоростью, даже если его немного растянуло или сжало.
То есть можно измерять не только сигнал от волн, но и то сколько времени свету надо на прохождение каждого плеча, и если это время меняется, то значит, трубка чуть-чуть удлинилась или сжалась!
В общем можно сказать, что Эйнштейн недооценил того как сильно может развиться человечество! Гениально же!!
Но, для этого соответственно нужен очень хороший вакуум. Каждая сторона детектора содержит в себе длинные четырехкилометровые вакуумные трубки.
Только представьте, что только на откачку воздуха из них потребовалось 40 дней! А откачиваемый объем воздуха — второй по размеру после Большого Адронного Коллайдера!
Результаты
И вот в сентябре 2015 впервые были зафиксированы первые гравитационные волны, что стало одним из главных открытий физики, да и вообще науки двадцать первого века! Это были волны от слияния двух черных дыр массами около 36 и 29 масс Солнца. В результате получилась черная дыра размером в 62 солнечных массы. Ну а куда же тогда делись еще целых 3 солнца??
А эта была та колоссальная энергия, которая выделилась в результате этого столкновения, и частичку которой, спустя почти 1,3 миллиарда лет мы тут с вами на Земле и зарегистрировали! И вот в течении всего 7 лет мы уже зарегистрировали волны не только от слияния черных дыр, но и от слияния нейтронной звезды и черной дыры и от слияния двух нейтронных звезд.
Таким образом, мы закрыли все возможные теоретические сценарии образования таких волн, достаточной силы, чтобы мы могли их измерить! Ну а нам потребовалось всего каких-то сто лет чтобы доказать одну теорию великого Эйнштейна.
Выводы
Не знаю как вам, но нам кажется, что это просто невероятно красиво, когда человечество изобретает новые методы изучения мира вокруг нас, используя основополагающие законы физики. Да и не только изобретает, но и таким образом наглядно подтверждает великие теории, такие как теория относительности!
Кроме того уже разрабатывается следующий этап наблюдения за гравитационными волнами, с плечом не в 4 км, а в 1 миллион километров! Понятное дело что на Земле такое не построить — у нее диаметр почти 13 тысяч километров. Для этого планируется запустить 3 спутника и проект называется LISA.
Вот тут точность уже будет сильно выше и она позволит детектировать слияния сверхмассивных черных дыр на границе Вселенной! То есть заглянуть в прошлое почти что к самому большому взрыву! Однако запуск планируется только в 2037 году. Что же будем ждать и надеяться что мы дождемся!
#DroiderCast 182: Фото и данные с Джеймса Уэбба, Nothing Phone (1) и «дюймовочка» Xiaomi
Валерий Истишев, Митя Иванов и Глеб Янкевич делятся эмоциями от первых фотографий с телескопа Джеймса Уэбба, обсуждают Nothing Phone (1) и не только.
В новом выпуске #DroiderCast мы поговорим о фотографиях и данных, которые поступили с телескопа Джеймса Уэбба. Кстати, для этого к нам вновь присоединился наш постоянный автор – Глеб Янкевич. Также мы поговорим о новых смартфонах: Nothing Phone (1) со светящимся глифом и Xiaomi 12S Ultra с дюймовой матрицей. А еще Валера расскажет как он достал MacBook Air на Apple M2 одним из первых и поделится аниме выпуска.
Что ж, это произошло, NASA официально показало три новых снимка с телескопа Джеймса Уэбба, которые добавились ко вчерашнему изображению SMACS 0723. А также предоставили данные об экзопланете WASP 96 b.
Туманность Киля или Carina Nebula
Carina Nebula — одна из самых больших и ярких туманностей, видимых на ночном небе. Она расположена на расстоянии около 7 600 световых лет в южном созвездии Carina. Туманность Киля является домом для многих массивных звезд, в несколько раз превосходящих Солнце.
SMACS 0723
Это первый снимок, который опубликовали сегодня ночью, после того как показали Президенту США Джо Байдену.
NASA описывает этот небесный объект как группу массивных галактик переднего плана, которые увеличивают и искажают свет объектов позади них, что также известно как гравитационное линзирование, которое позволяет телескопам получить еще более глубокий обзор чрезвычайно удаленных и поэтому тусклых галактик.
Данная работа основана на наблюдениях, проведенных в рамках программы RELICS Treasury Program (GO 14096) на телескопе NASA/ESA HST, который управляется Ассоциацией университетов по исследованиям в области астрономии, Inc. по контракту NASA NAS5-26555.
Можно сказать, что этому снимку уже 4,6 миллиарда лет, то есть телескоп запечатлел скопление галактики, каким оно было 4,6 миллиарда лет назад. Более того, на снимке есть галактика, которой и вовсе 13 миллиардов лет.
Снимок сделан на NIRCam — камеру ближнего инфракрасного диапазона! На создание снимка ушло 12,5 часов: снимки делались на разных длинах волн. Для сравнения у телескопа «Хаббл» на такой процесс ушли бы недели!
Квинтет Стефана
Квинтет Стефана, также известный как компактная группа Хиксона 92, является первой компактной группой галактик, открытой в 1787 году и расположенной в созвездии Пегаса. Она находится на расстоянии около 290 миллионов световых лет от нас, и четыре из пяти галактик, входящих в квинтет, по описанию NASA, заперты в космическом танце повторяющихся тесных столкновений.
Название «квинтет» — это небольшая ошибка, поскольку исследования показали, что один из членов группы, NGC 7320, который виден слева вверху, на самом деле является галактикой переднего плана, расположенной примерно в семь раз ближе к Земле, чем остальные члены группы.
Туманность Южное кольцо — Southern Ring Nebula
Southern Ring Nebula, она же Туманность Южное кольцо, также известная как туманность «Восемь взрывов», представляет собой так называемую планетарную туманность: расширяющееся облако газа, окружающее умирающую звезду. Ее диаметр составляет почти пол светового года, а расположена она на расстоянии около 2 000 световых лет от Земли.
По описанию NASA, при наблюдении в телескоп она имеет форму восьмерки и видна из южного полушария Земли.
WASP-96 b
WASP-96 b — гигантская планета за пределами Солнечной системы Земли, которая, по данным NASA, состоит в основном из газа. Планета, расположенная на расстоянии почти 1 150 световых лет от нас, обращается вокруг своей звезды каждые 3,4 дня. Ее масса примерно в два раза меньше массы Юпитера, а о ее открытии было объявлено в 2014 году.
WASP-96 b не видна с Земли.
При этом это единственный не снимок, а данные о составе атмосферы этой экзопланеты, в которой уже нашли соединения воды.
NASA раскрыло список космических объектов, которые будут показаны среди первых цветных фотографий, сделанных космическим телескопом «Джеймс Вебб» 12 июля. Сообщается, что первую фотографию с телескопа покажет президент США Джо Байден. Это произойдет 12 июля в полночь по московскому времени. Остальные снимки будут опубликованы 12 июля в 17:30 по Москве.
По словам представителей космического агентства, пять объектов, перечисленных ниже, представляют собой первую волну полноцветных научных изображений и спектров, полученных космическим телескопом «Джеймс Уэбб», и ознаменуют официальное начало общих научных операций обсерватории.
Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая в мире космическая научная обсерватория. Уэбб будет разгадывать тайны нашей Солнечной системы, заглядывать в далекие миры вокруг других звезд, исследовать загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. — так говорят в NASA о рабочей программе нового космического телескопа.
Цели были выбраны международным комитетом в составе представителей NASA, Европейского космического агентства (ESA), Канадского космического агентства (CSA) и Научного института космических телескопов.
1. Туманность Карина — Carina Nebula
NASA утверждает, что Carina Nebula — одна из самых больших и ярких туманностей, видимых на ночном небе. Она расположена на расстоянии около 7 600 световых лет в южном созвездии Carina. Туманность Карина является домом для многих массивных звезд, в несколько раз превосходящих Солнце.
На фотографии выше, сделанной «Хабблом» в 2010 году, изображена так называемая «Мистическая гора» — космическая вершина высотой в три световых года в Carina Nebula, состоящая в основном из пыли и газа и демонстрирующая признаки интенсивной звездообразующей деятельности. Цвета на этом составном изображении соответствуют свечению кислорода (синий), водорода и азота (зеленый) и серы (красный).
2. WASP-96 b
WASP-96 b — гигантская планета за пределами Солнечной системы Земли, которая, по данным NASA, состоит в основном из газа. Планета, расположенная на расстоянии почти 1 150 световых лет от нас, обращается вокруг своей звезды каждые 3,4 дня. Ее масса примерно в два раза меньше массы Юпитера, а о ее открытии было объявлено в 2014 году.
WASP-96 b не видна с Земли.
3. Туманность Южное кольцо — Southern Ring Nebula
Southern Ring Nebula, она же Туманность Южное кольцо, также известная как туманность «Восемь взрывов», представляет собой так называемую планетарную туманность: расширяющееся облако газа, окружающее умирающую звезду. Ее диаметр составляет почти пол светового года, а расположена она на расстоянии около 2 000 световых лет от Земли.
По описанию NASA, при наблюдении в телескоп она имеет форму восьмерки и видна из южного полушария Земли. Фотография выше была сделана Хабблом в 2008 году.
4. Квинтет Стефана — Stephan’s Quintet
Квинтет Стефана, также известный как компактная группа Хиксона 92, является первой компактной группой галактик, открытой в 1787 году и расположенной в созвездии Пегаса. Она находится на расстоянии около 290 миллионов световых лет от нас, и четыре из пяти галактик, входящих в квинтет, по описанию NASA, заперты в космическом танце повторяющихся тесных столкновений.
Название «квинтет» — это небольшая ошибка, поскольку исследования показали, что один из членов группы, NGC 7320, который виден слева вверху, на самом деле является галактикой переднего плана, расположенной примерно в семь раз ближе к Земле, чем остальные члены группы.
Фотография над портретом квинтета Стефана была сделана широкоугольной камерой Хаббла 3 в 2009 году.
5. SMACS 0723
NASA описывает этот небесный объект как группу массивных галактик переднего плана, которые увеличивают и искажают свет объектов позади них, что также известно как гравитационное линзирование, которое позволяет телескопам получить еще более глубокий обзор чрезвычайно удаленных и поэтому тусклых галактик.
Данная работа основана на наблюдениях, проведенных в рамках программы RELICS Treasury Program (GO 14096) на телескопе NASA/ESA HST, который управляется Ассоциацией университетов по исследованиям в области астрономии, Inc. по контракту NASA NAS5-26555. Пока неясно, будет ли Уэбб фотографировать это скопление, или он будет использовать его для того, чтобы увидеть еще большее расстояние.
На снимках, которые космический телескоп «Джеймс Уэбб» выпустит 12 июля, будет представлена одна фотография, которая является самым глубоким видом Вселенной из когда-либо сделанных.
«Уэбб» — это не что иное, как настоящий научный подвиг. Один из снимков [которые будут опубликованы] 12 июля — самое глубокое изображение нашей Вселенной, которое когда-либо было сделано», — говорит администратор NASA Билл Нельсон.
Телескоп Джеймса Уэбба покажет первые цветные снимки 12 июля!
Спустя полгода после старта, после выравнивания, юстировки зеркала и охлаждения до рабочей температуры, Джеймс Уэбб наконец покажет цветные фото.
NASA, Европейское космическое агентство (ESA) и Канадское космическое агентство (CSA) представят первые цветные изображения и спектроскопические данные с космического телескопа «Джеймс Вебб» в телевизионной трансляции из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Мэриленде — 12 июля.
Изображения будут выходить одно за другим и продемонстрируют самый мощный космический телескоп из когда-либо развернутых на полную мощность и готового приступить к выполнению своих многочисленных научных миссий. Изображения будут одновременно доступны в социальных сетях и на сайте NASA по адресу nasa.gov/webbfirstimages.
Прямая трансляция будет вестись на NASA TV, в приложении NASA, на сайте агентства, а также через социальные сети, включая Twitter, YouTube, Twitch, Daily Motion и др.
После прямой трансляции NASA и партнерские агентства проведут совместный брифинг для СМИ .
Космический телескоп прошел шестимесячный период подготовки перед началом научной работы. В ходе этой подготовки его инструменты были откалиброваны в соответствии с окружающей средой, а зеркала выровнены и отюстерованы. При этом стоит отметить, что все же без аварий не обошлось — в конце мая в телескоп врезался крошечный метеороид и выбил одно из его позолоченных зеркал.
По данным NASA, это оказало небольшое, но заметное влияние на данные телескопа. В то же время агентство добавило, что космический телескоп Джеймса Уэбба по-прежнему «работает на уровне, превышающем все требования миссии». Также была проведена тонкая перенастройка сегмента зеркала, подвергшегося удару, чтобы устранить любые искажения, которые могли быть вызваны ударом. NASA утверждает, что это событие не должно повлиять на график выпуска первых изображений с телескопа.
Первый космический отель откроется в 2025 году
Путешествия в космос и даже полноценный отпуск в космическом отеле могут стать возможными уже в 2025 году.
Отпуск в космосе может стать реальностью раньше, чем ожидалось. Корпорация Orbital Assembly объявила о планах по созданию двух космических станций с подробным описанием мест для размещения туристов. Проект включает в себя две станции: Pioneer Station, рассчитанную на 28 человек, и гораздо более крупную Voyager Station, рассчитанную на 400 человек. В то время как было объявлено об открытии станции Voyager Station в 2027 году, новые подробности указывают на то, что Pioneer Station должна быть введена в эксплуатацию уже к 2025 году.
По данным CNN, компания Orbital Assembly Corp. заявила, что надеется создать космический «бизнес-парк», в котором будут располагаться как офисы, так и туристические номера. Хотя космические путешествия и туризм, кажется, близки как никогда, стоимость их по-прежнему астрономическая. В новом интервью CNN Travel Тим Алаторре, главный операционный директор компании, сказал: «Целью всегда было сделать возможным для большого количества людей жить, работать и процветать в космосе».
Алаторре также прокомментировал открытие новой Pioneer Station и ее концепцию меньшего масштаба: «Это даст нам возможность дать людям возможность быстрее начать знакомиться с космосом в больших масштабах». Для того чтобы посетители могли удобно маневрировать, Алаторре подтвердил, что на космических станциях будет создана искусственная гравитация, чтобы гости могли двигаться так, как они обычно двигаются на Земле.
Он сказал: «Для обычного человека пребывание в космосе будет фантастическим сном… Наше видение заключается в том, чтобы сделать космос местом, которое люди будут стремиться посетить, с привычными элементами, обеспечиваемыми наличием гравитации».
Телескоп Джеймса Уэбба охладился и готов к тестовой съёмке и юстировке оптики
Телескоп Джеймса Уэбба почти полностью готов к работе. Он охладился достаточно, чтобы начать работу. Дальше тестовая съёмка и юстировка зеркал.
Космический телескоп Джеймса Уэбба стал еще на шаг ближе к исследованию глубин Вселенной. В среду NASA объявило о готовности начать тестовую съемку и юстировку оптики JWST (James Webb Space Telescope) после того, как в конце прошлой недели приборы телескопа достигли окончательной рабочей температуры в минус 267 градусов по Цельсию.
«Крутые новости! Прибор MIRI телескопа Уэбба недавно прошел критическую «точку защемления» и охладился всего на несколько Кельвинов выше абсолютного нуля, то есть до самого низкого уровня температуры.» — написали в аккаунте телескопа в Twitter.
Телескоп JWST постепенно остывал с момента успешного запуска 25 декабря, но в начале года телескоп сделал большой шаг вперед в этом направлении, развернув свой массивный 70-футовый солнечный щит. Этот компонент позволил системам JWST, включая важнейший прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI), опуститься до температуры около минус 183 градусов по Цельсию.
Чтобы довести JWST до конечной рабочей температуры, NASA и Европейскому космическому агентству потребовалось активировать электрический «криокулер» телескопа. Это само по себе подразумевало прохождение технического препятствия, получившего название «точка защемления», или этап, на котором приборы Джеймса Уэбба перешли от минус 433 градусов по Фаренгейту к минус 448 градусам по Фаренгейту.
«Команда охладителя MIRI проделала огромную работу по разработке процедуры для точки защемления», — сказала Аналин Шнайдер, руководитель проекта MIRI в Лаборатории реактивного движения NASA. «Команда была одновременно взволнована и нервничала перед началом критической операции. В итоге процедура была выполнена на высшем уровне, а производительность кулера оказалась даже выше, чем ожидалось».
Отчасти причина, по которой телескоп Джеймса Уэбба должен быть настолько холодным перед началом своей миссии, заключается в том, чтобы его электроника генерировала как можно меньше инфракрасного света и тем самым будет меньше вероятность помех для его инструментов, когда астрономы направят их на далекие космические тела. Холодные температуры также необходимы для того, чтобы избежать так называемого «темного тока» — электрической силы, возникающей при колебаниях атомов в детекторах телескопа. Это движение может создавать ложные сигналы, которые затрудняют получение телескопом точного изображения небесного тела.
125 тысяч долларов за билет на космический воздушный шар (Фото кабины)
Если у вас есть 125 тысяч долларов, то можно взлететь в стратосфера на большом воздушном шаре фиолетового цвета…
Воздушные шары были предложены в качестве лучшего варианта космического туризма благодаря более мягким и длительным полетам, не требующим подготовки, и теперь стало ясно, что вы получите, если совершите один из таких полетов.
Компания Space Perspective предварительно показала интерьер космического корабля «Нептун» — гигантского воздушного шара, который доставит туристов на высоту 100 000 футов или 30 километров (технически это стратосфера, а не космос) на два часа плюс такой же длительный спуск.
Как вы, вероятно, заметили, это действительно плавучая гостиная, а не космический корабль.
В дизайне особое внимание уделено удобным, откидывающимся сиденьям, которые можно настроить для групповых мероприятий или ужинов для пар. Вы можете получить еду и услуги бара, подключиться к Wi-Fi (для общения на высоте), прочитать информацию на интерактивных экранах, настроить освещение по своему вкусу и понаблюдать за Землей из телескопа.
И да, здесь есть «роскошная» комната отдыха с окном, если вы не можете дождаться возвращения на твердую землю — вы получите обещанный Space Perspective 360-градусный обзор даже если вам нездоровится.
Компания утверждает, что это единственный вариант достижения космоса с нулевым уровнем выбросов, и обещает экологически чистую конструкцию, включающую барную стойку, сделанную из переработанного материала воздушных шаров. Другие экологичные материалы будут использоваться во всей капсуле.
Загвоздка, как и в других ранних проектах космического туризма, заключается в цене. Space Perspective просит 125 000 долларов за билет с возвратным депозитом в 1000 долларов.
Первые платные полеты состоятся не раньше конца 2024 года, а забронировав билет сейчас, вы получите место только в 2025 году. Тем не менее, это гораздо доступнее, чем полеты Virgin Galactic за $450 000, и вы проведете значительно больше времени над планетой. Вы просто обменяете высоту на больший комфорт.
Уже есть первые желающие на такой полет. Компания утверждает, что на сегодняшний день продано 600 билетов. Таким образом, это предложение можно считать промежуточным шагом в развитии космического туризма. Конечно, по таким ценам он еще не готов к массовому использованию, но он дает возможность большему числу людей увидеть Землю с большой высоты.
