Астрономы измерили расстояние до первого кольца Эйнштейна
Астрономы измерили расстояние до первого открытого кольца Эйнштейна, сообщается в журнале The Astrophysical Journal Letters. Выяснилось, что свет от объекта шел к нам 10 миллиардов лет. Ученые надеются, что полученные ими данные смогут быть использованы для изучения темной материи и истории расширения Вселенной.
Кольцо Эйнштейна возникает, когда направление распространения излучения, идущего от далекой фоновой галактики, меняется из-за воздействия гравитации другого массивного объекта (гравитационной линзы) — например, отдельной галактики или даже скопления галактик. При этом необходимым условием является расположение наблюдателя, линзы и источника вдоль одной прямой. Отклонение света в поле тяготения массивного объекта, на котором и основан эффект гравитационного линзирования, было одним из основных предсказаний Общей теории относительности Эйнштейна. Однако сам он думал, что предсказанное им кольцо вряд ли удастся когда-нибудь увидеть, но он говорил о кольцах, образованных звездами, отмечая, что шансов на то, чтобы светила выстроились так, чтобы произвести эффект «гало», почти нет.
Тем не менее, в 1988 году астрономы в журнале Science сообщили об обнаружении «невозможного» кольца. Объект, получивший название MG 1131+0456, был открыт системой радиотелескопов Very Large Array в ходе обзора радиоисточников. Тем не менее, несмотря на то, что с момента регистрации MG 1131+0456 прошло более трех десятилетий, расстояние до фонового источника в этом кольце до сих пор измерено не было.
Астрономы Даниэль Стерн (Daniel Stern) из Калифорнийского технологического института и Доминик Уолтон (Dominic J. Walton) из Кэмбриджского университета проанализировали архивные данные телескопов Кека, WISE и «Чандра» о гравитационно линзированных квазарах, которые сильно затемнены окружающими их газом и пылью. В число отобранных для исследования источников неожиданным образом попал и MG 1131+0456. Ученые обнаружили, что значение красного смещения известно лишь для одного компонента — гравитационной линзы, в то время как расстояние до фоновой галактики до сих пор неизвестно.
Чтобы выяснить это, астрономы проанализировали спектроскопические данные о MG 1131+0456, полученные телескопом Кека с 1997 по 2007 год. На их основе ученые определили красное смещение источника: его значение составило z = 1,849. Это значит, что свет от объекта шел к нам 10 миллиардов лет. На основе полученных результатов, авторы также оценили массу линзирующей галактики, которая оказалась равна 4,2×1011 масс Солнца.
Работа астрономов открывает дорогу для последующих исследований кольца Эйнштейна. В частности, Стерн и Уолтон надеются, что данные о красном смещении помогут уточнить модель MG 1131+0456, а также изучить свойства темной материи в линзированных галактиках.
Кольцо Эйнштейна — классический пример сильного гравитационного линзирования, однако оно также бывает и слабым. Оно не способно сформировать четкого изображения, но активно используется для статистического изучения галактик, скоплений, темной материи, реликтового излучения и всей истории Вселенной от Большого взрыва. Подробнее о слабом гравитационном линзировании читайте в нашем материале «Вселенная не в фокусе».
Кристина Уласович
Оно возникло из-за сильной солнечной вспышки и выброса плазмы
Китайские астрономы сообщили о первом случае регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на Земле, Луне и Марсе. Само по себе событие не было очень мощным и возникло в октябре 2021 года из-за сильной вспышки и коронального выброса массы на Солнце. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Когда на Солнце происходят мощные вспышки или корональные выбросы массы, то в гелиосфере наблюдается возрастание интенсивности энергетических частиц солнечных космических лучей (в основном это протоны), которые способны негативно влиять на здоровье астронавтов или электронику космических аппаратов и кораблей. При этом могут возникать события наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE-событие), когда ускоренные протоны с энергиями от пятисот мегаэлектронвольт до нескольких гигаэлектронвольт способны достичь поверхности Земли, порождая в атмосфере множество вторичных частиц, что обнаруживается наземными детекторами. Такие события относительно редки, с 1942 года их зарегистрировано 73 штуки. Группа астрономов во главе с Го Цзиннань (Jingnan Guo) из Научно-технического университета Китая опубликовала результаты анализа наблюдений первого случая регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на поверхностях сразу трех небесных тел — Земли, Луны и Марса. Речь идет о событии GLE73, которое произошло 28 октября 2021 года и связано с солнечной вспышкой класса X1.0 и сопровождавшим ее мощным корональным выбросом массы. Ученые рассматривали данные, полученные прибором LND на борту китайской станции «Чанъэ-4» на поверхности обратной стороны Луны, инструментом CRaTER на борту орбитального лунного зонда LRO, детектором RAMIS на спутнике Eu:CROPIS на полярной 600-километровой околоземной орбите, а также детектором RAD на борту марсохода «Кьюриосити». Поскольку Луна не имеет глобального магнитного поля или плотной атмосферы, то солнечные космические лучи могут достигать ее поверхности напрямую, а также взаимодействовать с реголитом, порождая вторичные частицы. У Марса тоже отсутствует глобальная магнитосфера, однако есть тонкая атмосфера, в которой солнечные космические лучи способны терять часть энергии и генерировать вторичные частицы, которые, как и в случае Луны, будут возникать и при взаимодействии первичных частиц с грунтом. В случае околоземной орбиты измеренная общая доза поглощенного излучения от солнечных космических лучей составила 10,474 миллигрей, околомарсианской — 9,186 миллигрей, окололунной — 31,191 миллигрей. На показания детектора RAMIS, скорее всего, влиял тот факт, что он находился за трехмиллиметровым алюминиевым экраном, в то время как CRaTER был наименее экранированным детектором. В случае лунной поверхности измеренная доза поглощенного излучения составила около 17 миллигрей, при этом значение смоделированной дозы составляет около 11 миллигрей. Для поверхности Марса поглощенная доза составила 0,288 миллигрея, при этом наиболее верная по мнению ученых модель дает значение дозы 0,315 миллигрея. Ученые отмечают, что радиационный эффект GLE73 по сравнению с другими GLE-событиями не выглядит очень большим, возможно из-за недостаточной эффективности ускорения частиц во время выброса или вспышки. Считается, что острая лучевая болезнь развивается у человека, если его тело получит дозу выше 700 миллигрей одномоментно или за короткое время. Ни одно из событий типа GLE на Марсе не преодолело этот порог по измеренной дозе, а вот на Луне 12 из 67 событий превысили этот уровень. Для лучшего понимания угрозы таких событий для астронавтов и техники, а также создания более точных моделей, необходимо продолжать мониторинг радиационной обстановки как на Земле, так и в межпланетном пространстве и на поверхности других небесных тел. Ранее мы рассказывали о том, как десять космических аппаратов отследили путешествие солнечной плазмы по Солнечной системе.