Астроновости: фосфин в атмосфере бурых карликов, ветра Марса, повышение четкости изображений «Джеймса Уэбба»… - Троицкий вариант — Наука
Новые данные о скоплении NGC 2506
Астрономам удалось уточнить фундаментальные параметры галактического рассеянного скопления NGC 2506 в созвездии Единорога, используя уникальные свойства двойных звездных систем. Результаты исследования, основанного на данных космических аппаратов Gaia и TESS, демонстрируют высокоточный метод, применимый для проверки моделей звездной эволюции и изучения истории Млечного Пути [1].
Рассеянные скопления, такие как NGC 2506, представляют собой группы звезд, образовавшихся из одного гигантского молекулярного облака. Их изучение имеет важное значение для понимания структуры и эволюции нашей галактики. NGC 2506, удаленное на тысячи световых лет, является метал-дефицитным скоплением промежуточного возраста. Однако в научной литературе существовали значительные расхождения в оценках его ключевых параметров: различные исследования указывали на возраст скопления от 1,5 до 3,4 млрд лет, оценки металличности и расстояния также варьировались.
Для разрешения этих противоречий международная группа исследователей сосредоточила внимание на анализе двойных звездных систем внутри скопления. Двойные, и особенно затменные двойные системы, служат естественными астрофизическими лабораториями. Наблюдая за их орбитальным движением и изменениями блеска, можно с высокой точностью определить массы, радиусы и светимости звезд, что делает их идеальными инструментами для калибровки.
В рамках этой работы были детально изучены пять двойных систем в скоплении NGC 2506, две из которых являются затменными двойными. Все целевые звезды имеют массы от 1 до 1,5 солнечной массы и высокую вероятность принадлежности к скоплению, подтвержденную данными астрометрии. Применение этого метода позволило получить уточненные значения параметров всего скопления. Согласно новым данным, возраст NGC 2506 составляет 1,94 млрд лет, а расстояние до него — примерно 3,18 ± 0,53 кпк. Металличность скопления была оценена на уровне –0,3, что подтверждает его статус объекта с пониженным содержанием тяжелых элементов.
Полученные результаты делают NGC 2506 одним из наиболее точно охарактеризованных скоплений своего класса. Это позволяет использовать его в качестве надежного тестового полигона для проверки и уточнения современных моделей звездной эволюции, особенно для звезд с субсолнечной металличностью. Представленная методика является масштабируемой и открывает путь для проведения прецизионных исследований звездных популяций в других рассеянных скоплениях, для которых доступны данные о спектроскопических двойных системах.
Обнаружение фосфина в коричневых карликах
Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые зафиксировал фосфин в атмосфере субзвездного объекта за пределами Солнечной системы. Целью наблюдений стал коричневый карлик Wolf 1130C, входящий в тройную систему в созвездии Лебедя примерно в 54 световых годах от Земли. Это обнаружение не указывает на наличие жизни, но проливает свет на сложность интерпретации спектральных данных и ставит важные рамки для поиска биосигнатур на экзопланетах [2].
Коричневые карлики занимают промежуточное положение между массивными газовыми гигантами и звездами. Wolf 1130C с массой около 44 масс Юпитера недостаточно массивен для поддержания устойчивого термоядерного синтеза водорода, но в его недрах может происходить сгорание дейтерия. В таких условиях фосфин может стабильно существовать и производиться абиогенными химическими процессами, аналогично его наличию в атмосферах Юпитера и Сатурна.
Долгое время фосфин не удавалось обнаружить в атмосферах коричневых карликов из-за фундаментальной спектроскопической проблемы. Его ключевая полоса поглощения находится на такой длине волны, что совпадает с одной из самых интенсивных линий поглощения углекислого газа. В горячих атмосферах коричневых карликов CO₂ доминирует и создает настолько мощный сигнал, что полностью маскирует более слабую линию фосфина.
Уникальность Wolf 1130C заключается в его чрезвычайно низкой «металличности» — содержании элементов тяжелее гелия. Будучи старым объектом толстого галактического диска, он обладает дефицитом углерода. Это приводит к пониженной концентрации CO₂ в его атмосфере, что в свою очередь позволило спектральному сигналу фосфина быть различимым для инструментов «Джеймса Уэбба». Анализ подтвердил, что источником фосфина является сам коричневый карлик, а не его компаньоны — два красных карлика [3].
Данное открытие имеет прямое отношение к продолжающимся дебатам о возможном обнаружении фосфина в атмосфере Венеры. На каменистых планетах в отсутствие мощных внутренних источников тепла и конвективных процессов, характерных для газовых гигантов, устойчивое присутствие фосфина считается потенциальным индикатором биологической активности. Однако атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа. Случай с Wolf 1130C наглядно демонстрирует, насколько сложно может быть надежно идентифицировать фосфин в условиях сильного спектрального подавления со стороны CO₂, даже с использованием самых совершенных телескопов.
Таким образом, обнаружение фосфина в атмосфере коричневого карлика подчеркивает необходимость тщательного учета химического и термического контекста при поиске потенциальных биосигнатур. То, что может быть интерпретировано как признак жизни, может оказаться следствием неучтенных абиогенных процессов. Одновременно с этим открытие указывает на возможность «скрытых» химических сигнатур в астрофизических объектах, которые остаются невидимыми из-за наложения более сильных спектральных линий.
Программное решение для повышения четкости изображений «Джеймса Уэбба»
В прошлом номере мы рассказывали, как группа специалистов в области прикладной математики и астрономии разработала вычислительный метод ImageMM, который позволит наземным телескопам достигать улучшенной четкости изображений [4]. Теперь совместная работа австралийских исследователей позволила устранить артефакты размытия в данных, получаемых одним из режимов наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб». Разработанное программное решение восстанавливает расчетную разрешающую способность интерферометра с маскирующей апертурой (AMI) обеспечивающего высокое угловое разрешение при прямом наблюдении тусклых объектов вблизи ярких звезд, таких как экзопланеты и протопланетные диски.
После ввода телескопа в эксплуатацию выяснилось, что на качество изображений, получаемых с помощью AMI, влияют особенности работы детектора ближнего инфракрасного диапазона Near-Infrared Camera. Специфический эффект, известный как «эффект ярче-толще» (bright-fatter effect), приводит к частичному «перетеканию» электрического заряда между соседними пикселями матрицы. Это явление вносило искажения в данные, снижая контраст и разрешающую способность при восстановлении изображений.
Для решения проблемы была создана программная система AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generative Observations). Этот метод не требует модификации аппаратного обеспечения телескопа и реализуется полностью на этапе обработки данных. AMIGO использует комплексное численное моделирование, включающее физику работы детектора и оптической системы телескопа. Применение алгоритмов на основе нейронных сетей позволяет точно рассчитать вносимые искажения и скорректировать их, эффективно «де-размывая» финальные изображения [5].
Эффективность метода подтверждена результатами наблюдений. После применения AMIGO были получены четкие изображения ранее труднодостижимых целей. Среди них — прямое детектирование тусклого субзвездного компаньона в системе звезды HD 206893, расположенной на расстоянии около 133 световых лет от Земли. Дополнительные наблюдения продемонстрировали возможности обновленной методики для изучения струи релятивистских частиц, истекающей из окрестностей черной дыры, вулканической активности на спутнике Юпитера Ио и структуры пылевых оболочек вокруг массивных звезд [6].
4. www.trv-science.ru/2025/10/astronovosti-7-oct/
Ветра Марса
Скорость ветров в атмосфере Марса может достигать 160 км/ч, что существенно превышает предыдущие оценки. Это открытие было сделано международной группой исследователей на основе анализа десятков тысяч снимков, полученных с орбитальных аппаратов [7].
Основой для работы послужили изображения, полученные камерами CaSSIS (Color and Stereo Surface Imaging System) и HRSC (High Resolution Stereo Camera), установленными на орбитальных аппаратах Европейского космического агентства (ESA). Ученые применили методы глубокого обучения для автоматизированной идентификации песчаных вихрей — характерных пылевых образований в марсианской атмосфере. Алгоритмы обработали свыше 50 тыс. изображений, что позволило выделить несколько сотен наиболее четких и информативных вихрей для детального изучения [8].
Ключевым этапом исследования стало использование стереоснимков, сделанных с небольшим временным интервалом. Это дало возможность не только идентифицировать вихри, но и с высокой точностью измерить их скорость и направление движения путем анализа параллакса. Такой метод позволил получить трехмерную картину атмосферных процессов, в отличие от двумерных оценок, которые преобладали ранее.
Ранее считалось, что средняя скорость марсианских ветров не превышает 50 км/ч. Новые измерения показали, что в отдельных случаях она достигает 44 м/c, или 160 км/ч. Такие мощные воздушные потоки способны поднимать в атмосферу значительно большее количество пыли, чем предполагали существующие климатические модели. Это оказывает прямое влияние на энергетический баланс планеты, процессы нагрева и охлаждения поверхности, а также на глобальное распределение пылевых частиц.
Уточнение параметров ветра имеет практическое значение для планирования будущих пилотируемых миссий на Марс. Сильные пылевые бури могут влиять на работу солнечных панелей, тепловой режим оборудования и систем жизнеобеспечения. Более точное прогнозирование погодных условий станет необходимым элементом обеспечения безопасности астронавтов и долгосрочного функционирования инфраструктуры на поверхности планеты. Данные о реальной скорости ветра также важны для инженерных расчетов при проектировании посадочных аппаратов и марсианских жилых модулей.
7. eurekalert.org/news-releases/1101057
8. science.org/doi/10.1126/sciadv.adw5170
Изображение номера — RS Кормы (RS Puppis)
RS Кормы — это переменная звезда-цефеида, находящаяся на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. Среди переменных звезд цефеиды имеют сравнительно длинные периоды — например, яркость RS Кормы меняется почти в пять раз каждые сорок дней.
RS Кормы необычна: эта переменная звезда окутана густыми, темными облаками пыли, что позволяет наблюдать с потрясающей четкостью явление, известное как световое эхо.
Алексей Кудря