Необычную форму спутников Сатурна связали с аккрецией частиц из его колец
Благодаря данным, собранным межпланетной станцией «Кассини», астрономы смогли доказать, что за необычную форму внутренних небольших спутников Сатурна ответственна аккреция частиц из колец и подповерхностных выбросов ледяного спутника Энцелада. Статья опубликована в журнале Science, кратко о ней рассказывается на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.
Сатурн обладает семейством маленьких внутренних нерегулярных спутников, движущихся вблизи колец газового гиганта. Это Дафнис и Пан, расположенные в щелях между кольцами, три спутника-«пастуха» кольца А и F (Атлас, Пандора и Прометей) и коорбитальные спутники Янус и Эпиметей. Cчитается, что кольца Сатурна напрямую связаны с процессами формирования и эволюции этих спутников, однако неясно, сформировались ли кольца из-за распада внутреннего спутника, либо спутники образовались из вещества колец. До исследования Сатурна межпланетными станциями предполагалось, что кольца представляют собой обломки вещества, из которого формировалась планета, неспособные образовать спутники из-за приливных сил. Данные «Вояджеров» показали, что кольца и внутренние спутники могли быть обломками, образовавшимися при распаде одного или нескольких крупных родительских тел, причем спутники были самыми большими фрагментами. Однако после того, как изучением колец и спутников занялась межпланетная станция «Кассини», картина формирования и эволюции внутренних спутников значительно усложнилась.
В новой работе группа астрономов во главе с Бонни Буратти (Bonnie Buratti) опубликовала результаты анализа данных, собранных «Кассини» в ходе пяти сближений с внутренними спутниками Сатурна (Паном, Дафнисом, Атласом, Пандорой и Эпиметеем) в период с декабря 2016 года по апрель 2017 года. Тогда станция смогла получить о морфологии, структуре и составе спутников, а также получить их изображения в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах волн.
Оказалось, что плотность спутников низкая, что говорит о высокой пористости вещества и подтверждает идею о том, что они образовались в несколько этапов, когда вещество колец оседало на более плотных ядрах, которые могут быть фрагментами более крупного объекта. Низкая плотность согласуется и с необычной формой некоторых спутников, которая напоминает пельмень. Цвет спутников Дафниса и Пана, расположенных близко к кольцу А, схож с цветом вещества кольца из-за накопления красноватого хромофора, представляющего собой смесь органических веществ и железа. Поверхности Атласа, Прометея и Пандоры, которые находятся гораздо дальше от Сатурна, также покрыты веществом колец, однако там преобладают яркие ледяные частицы и замерзший водяной пар из подповерхностных выбросов спутника Энцелада.
Благодаря «Кассини» ученые получили детальные данные о Сатурне и его огромных и удивительных кольцах, о его новых лунах, где могла возникнуть внеземная жизнь, о шестиугольных штормах, бушующих на газовом гиганте, и о многих других вещах. Обо всем этом читайте в нашем материале «Большой финал «Кассини».
Александр Войтюк
Он продлился 1090 секунд
Астрономы обнаружили самый далекий сверхдлинный гамма-всплеск, который в общей сложности продлился 1090 секунд и обладал двухпиковой структурой. Несмотря на это он в целом похож на обычные длинные гамма-всплески. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Гамма-всплески характеризуются изотропными светимостями около 1051−1053 эрг в секунду, что делает их самыми яркими взрывными событиями, наблюдаемыми во Вселенной. Их делят на длинные (более двух секунд) и короткие (менее двух секунд). Считается, что короткие всплески порождаются слиянием двух компактных объектов, один из которых представляет собой нейтронную звезду, а длинные всплески считаются результатом гравитационного коллапса массивной звезды в черную дыру, хотя возможны исключения. Интерес также представляют редкие всплески с чрезвычайно большой продолжительностью, превышающей тысячу секунд, которые выделяются в отдельный класс сверхдлинных гамма-всплесков. Их прародители могут отличаться от обычных длинных всплесков, возможно ими могут быть голубые сверхгиганты. Группа астрономов во главе с Сибабальвой де Вет (Sibabalwe de Wet) из Кейптаунского университета сообщила об открытии необычного сверхдлинного гамма-всплеска GRB 220627A. Он был обнаружен 27 июня 2022 года космическим гамма-телескопом «Ферми», затем за ним наблюдали космический рентгеновский телескоп «Swift», наземная система MeerLICHT, радиотелескопы ATCA и MeerKAT, а также прибор MUSE, установленный на комплексе телескопов VLT. Отличительной особенностью GRB 220627A стали два отдельных эпизода регистрации гамма-квантов, разделенные промежутком примерно в 600 секунд, в результате чего общая продолжительность всплеска составляет примерно 1090 секунд. Оптическое послесвечение было обнаружено через 0,84 дня после регистрации вспышки Красное смещение источника GRB 220627A составило z = 3,08, что делает его самым далеким сверхдлинным гамма-всплеском, обнаруженным на сегодняшний день. Кривая блеска мгновенного излучения GRB 220627A наиболее похожа на кривую блеска для всплеска GRB 110709B, для которого предлагалась следующая модель для объяснения двух подвсплесков с длительным затишьем между ними: при коллапсе звезды вначале рождался магнитар, который давал первый подвсплеск, а затем магнитар коллапсировал в черную дыру, что порождало второй подвсплеск. При этом спектральные свойства гамма-всплеска и свойства послесвечения GRB 220627A не являются чем-то необычным по сравнению с популяцией уже наблюдавшихся длинных гамма-всплесков, поэтому ученые посчитали, что прародитель всплеска, которым была массивная звезда, врядли был экзотическим, хотя такая возможность полностью не исключается. Предполагается, что окружающая среда вокруг источника всплеска обладает субсолнечной металличностью, а при коллапсе звезды возник джет с углом раскрытия около 4,5 градуса. Ранее мы рассказывали о том, как свойства самого яркого гамма-всплеска в истории объяснили структурированным джетом.