Самые интересные космические открытия 2023 года

В 2023 году астрономы смогли услышать низкий гул гравитационных волн, пересекающих космос, нашли новые спутники Юпитера, древнейшую черную дыру, а также поставили под сомнение основы космологии.

Фоновые гравитационные волны

До сих пор гравитационные волны наблюдались только от слияния черных дыр звездных масс. Это довольно редкое явление. Однако на самом деле они должны постоянно достигать нашей планеты. Их источником является огромное количество сливающихся сверхмассивных черных дыр, и они должны образовывать сплошной гравитационный фон.

Иллюстрация двойной системы сверхмассивных черных дыр

Эти сигналы настолько слабы, что их невозможно обнаружить обычными методами. Но с помощью сложной техники астрономы смогли синхронизировать миллисекундные сигналы от пульсаров по всему Млечному Пути для поиска бесконечно малого сжатия и растяжения пространства из-за перекрещивающихся волн в пространстве-времени. И в этом году ученые, наконец, обнаружили низкий и тихий гул гравитационных волн. Вероятнее всего, он исходит от близких и далеких двойных сверхмассивных черных дыр.

В ранней Вселенной, похоже, было больше галактик, чем предполагалось

Это открытие астрономам помог сделать космический телескоп Джеймса Уэбба. Изображения и спектры, полученные космическим телескопом, позволяют предположить, что первые галактики во Вселенной были слишком многочисленными или слишком яркими по сравнению с тем, что астрономы должны были увидеть на снимках.

Изображение, которое сделала Камера JWST в ближнем инфракрасном диапазоне, обнаружив далекие ранние галактики

Открытие ставит под сомнение либо актуальное понимание формирования галактик и образования пыли, либо сами основы космологии. 

Самая близкая сверхновая за десятилетие

В мае 2023 года японский астроном-любитель обнаружил вспышку сверхновой в галактике Вертушка. Эта звездная система расположена на расстоянии 21 миллиона световых лет от нас. Однако даже в этих условиях этот всплеск оказался самым близким за последнее десятилетие.

Сверхновая в галактике М101. Изображение: Eliot Herman

Поэтому астрономы тщательно изучили его и вскоре обнаружили интересные вещи. Сверхновая образовалась в результате коллапса ядра звезды-гиганта. Просматривая архивные снимки, эксперты обнаружили, что примерно за год до этого события она неожиданно выбросила в космос значительную часть собственной массы. Исследователи подозревают, что это как-то связано с началом в нем «выгорания» кремния, которое является завершающей стадией жизни сверхгиганта.

Самая древняя из когда-либо обнаруженных черных дыр

JWST обнаружил черную дыру в галактике под названием CEERS 1019, которую мы видим такой, какой она существовала около 13,3 миллиардов лет назад (всего через 570 миллионов лет после Большого взрыва). Масса черной дыры примерно в 9 миллионов раз превышает массу Солнца, или примерно в два раза массивнее сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь.

Художественная иллюстрация квазара, питаемого сверхмассивной черной дырой

CEERS 1019 — это галактика неправильной формы с тремя яркими сгустками, возможно, деформированными из-за сближения двух или более галактик, что привело к тому, что большое количество материи было отправлено в сторону черной дыры.

Активный вулканизм на Венере

После десятилетий поисков ученые, наконец, нашли явные признаки активного вулканизма на Венере. Новый анализ данных десятилетней давности с орбитального аппарата Magellan зафиксировал изменение формы и глубины явно активной кальдеры.

Компьютерная 3D-модель поверхности Венеры показывает вершину Маат Монс. Одно из жерл на Маат Монс, похоже, увеличилось и изменило форму в 1991 году. Изображение: НАСА / JPL-Caltech

Уже давно известно, что вулканизм полностью восстановил поверхность Венеры в недавнем прошлом. А теперь есть доказательства того, что это актуально до сих пор.

Новые спутники Юпитера 

В прошедшем году у крупнейшей планеты Солнечной системы стало больше известных спутников. У Юпитера их уже и так насчитывалось несколько десятков, а в начале февраля 2023 года астрономы признали, что у него есть еще 12 лун.

Орбиты спутников Юпитера. Крупнейшие галилеевы спутники показаны фиолетовым, Группа Гималии — синим, а Карпо — голубым. Внешние ретроградные спутники выделены красным

Таким образом, общее количество спутников Юпитера достигает 92. Однако по этому параметру он все еще уступает Сатурну, у которого 146 известных спутников. Все вновь обнаруженные тела имеют размер всего несколько километров и могут быть фрагментами более крупных спутников, которые разрушились во время столкновения. Девять из них ретроградные, что означает, что направление их вращения противоположно направлению вращения центральной планеты.

Частица сверхвысокой энергии из ниоткуда

В конце ноября 2023 года ученые зарегистрировали самую «энергичную» частицу космического излучения за последние десятилетия. Ей дали собственное название — Аматэрасу, в честь японской богини солнца.

Художественная концепция атмосферного ливня, порожденного космической частицей чрезвычайно высокой энергии, который фиксируют детекторы обсерватории Telescope Array. Изображение: Osaka Metropolitan University L-INSIGHT, Kyoto University

Энергия частицы Аматерасу составила 2,4×102^⁰ эВ. Это в миллион раз превышает лучшие рукотворные достижения, полученные на Большом адронном коллайдере. Только фотон Oh-My-God, открытый в 1991 году, был более мощным. 

Прилет частицы был зафиксирован еще в мае 2021-го, но физическую интерпретацию этого уникального события ученые сделали только в 2023 году, причем решающую роль в этом сыграли специалисты из Института ядерных исследований РАН.

Самое интересное в новой частице то, что она появилась, казалось бы, из ниоткуда. В той части неба, откуда она появилась, нет ничего, что могло бы ее породить, хотя ученые продолжают искать источник.