Астрономы обнаружили наиболее вероятного кандидата на роль источника высокоэнергетического нейтрино IC 210922A, зарегистрированного обсерваторией IceCube в 2021 году. Им оказалась далёкая галактика JCMT0402-0424, получившая неофициальное название Shadow Blaster («Теневой разрушитель»). Наблюдения показали, что около 11 миллиардов лет назад в её компактном ядре происходила чрезвычайно интенсивная вспышка звездообразования, которая могла создавать условия для рождения нейтрино очень высоких энергий.

Напомню, что нейтрино крайне слабо взаимодействуют с веществом. Благодаря этому они могут практически беспрепятственно проходить через газ, пыль и магнитные поля, сохраняя информацию о процессах, в которых возникли. Именно поэтому астрономы уделяют большое внимание поиску источников высокоэнергетических нейтрино.

22 сентября 2021 года детектор IceCube, расположенный в толще антарктического льда, зарегистрировал нейтрино IC 210922A с энергией около 750 тераэлектронвольт. Последующие наблюдения в различных диапазонах электромагнитного спектра не выявили в этой области неба никаких убедительных источников излучения, которые могли бы объяснить происхождение частицы.

Ситуация изменилась после наблюдений на телескопе Джеймса Максвелла, который обнаружил в области, откуда прилетело нейтрино, необычайно яркий источник субмиллиметрового диапазона. Затем его положение удалось уточнить с помощью массива SMA, а наиболее подробные данные получить на радиоинтерферометре ALMA.
Наблюдения показали, что галактика скрыта плотными облаками пыли и практически невидима в оптическом диапазоне. Кроме того, её изображение оказалось искажено гравитационной линзой, созданной массивной эллиптической галактикой на переднем плане. Под действием её тяготения свет далёкого объекта был усилен и разделён на четыре отдельных изображения.

Используя данные ALMA и моделирование гравитационного линзирования, исследователи восстановили истинную структуру галактики. Выяснилось, что она содержит область активного звездообразования размером около 1700 световых лет, а также ещё более компактный центральный компонент, который не удалось разрешить даже с помощью имеющихся наблюдений.

Спектральные наблюдения позволили определить красное смещение галактики, равное 2,988. Это означает, что мы видим её такой, какой она была в эпоху так называемого «космического полудня». Это период, когда Вселенной было всего несколько миллиардов лет и в ней наблюдались максимальные темпы звездообразования.

В галактике удалось обнаружить линии излучения угарного газа и нейтрального углерода, позволившие изучить свойства её межзвёздной среды. Полученные данные не выявили признаков того, что основным источником энергии служит активное ядро со сверхмассивной чёрной дырой. Вместо этого наблюдения указывают на чрезвычайно интенсивную вспышку звездообразования. После учёта усиления гравитационной линзой исследователи пришли к выводу, что галактика ежегодно формирует сотни масс Солнца в виде новых звёзд.

Особый интерес представляет высокая плотность газа и пыли в центральных областях галактики. В таких условиях космические лучи могут многократно сталкиваться с окружающим веществом, порождая частицы, распад которых сопровождается образованием гамма-излучения и нейтрино. Поэтому подобные компактные области звездообразования рассматриваются как потенциальные источники высокоэнергетических нейтрино.

Авторы подчёркивают, что работа не доказывает связь между галактикой и событием IC 210922A. Однако положение объекта в области локализации нейтрино, компактная структура и чрезвычайно плотное ядро делают эту галактику наиболее правдоподобным кандидатом среди всех объектов, обнаруженных в данном районе неба.

Кроме того, результаты исследования показывают, что подобные компактные галактики с интенсивным звездообразованием могли вносить заметный вклад в общий поток астрофизических нейтрино высоких энергий. Согласно расчётам авторов, на их долю может приходиться около 15%, а в некоторых моделях — до 20% наблюдаемого нейтринного фона.

Межзвёздная комета 3I/ATLAS может оказаться значительно старше Солнечной системы. Анализ её химического состава, проведённый с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, показал, что этот объект, вероятно, сформировался около 10-12 миллиардов лет назад. То есть комета возникла задолго до рождения Солнца и планет.

Комета 3I/ATLAS стала третьим подтверждённым межзвёздным объектом такого типа. После прохождения перигелия в декабре 2025 года её водяной лёд начал испаряться более активно. Это позволило провести детальные спектроскопические наблюдения с помощью инструмента NIRSpec на борту телескопа Джеймса Уэбба.

Измерения показали исключительно высокое содержание тяжёлого изотопа водорода - дейтерия. Его оказалось примерно в 30 раз больше, чем обычно наблюдается в кометах Солнечной системы. По мнению исследователей, это указывает на формирование кометы в очень холодной среде, где лёд длительное время сохранялся практически без нагрева.

Кроме того, в составе 3I/ATLAS обнаружилось крайне низкое содержание углерода-13 по сравнению с более лёгким углеродом-12. Астрономы отмечают, что содержание углерода-13 в Галактике постепенно растёт по мере рождения и гибели новых поколений звёзд. Поэтому столь низкая доля этого изотопа может свидетельствовать о том, что комета сформировалась очень давно.

Согласно оценкам авторов, 3I/ATLAS могла возникнуть около 10-12 миллиардов лет назад, в эпоху, когда темпы звездообразования во Вселенной были значительно выше современных. Предполагается, что её родительская звёздная система находилась внутри холодного и плотного газового облака. А обилие тяжёлой воды указывает на то, что 3I/ATLAS большую часть своей истории провела в замороженном состоянии, практически не подвергаясь длительному нагреву, но испытывая воздействие большого количества радиации.

Учёные подчёркивают, что подобные объекты позволяют напрямую исследовать вещество, сформировавшееся в других звёздных системах. По их словам, изучение межзвёздных комет помогает лучше понять, насколько распространены в Галактике химические условия, способные привести к появлению жизни.

Космический телескоп Euclid, созданный для изучения далёких галактик и тёмной Вселенной, на сутки переключился на совершенно другую задачу - съёмку центральной области Млечного Пути в районе галактического балджа. Всего за 26 часов он получил гигантскую мозаику из девяти изображений, на которой удалось различить более 60 миллионов звёзд, а также туманности и звёздные скопления.

Каждое отдельное поле обзора Euclid охватывает участок неба больше полного диска Луны. По разрешению и чувствительности в видимом свете телескоп сопоставим с космическим телескопом Хаббл, однако за несколько часов способен охватить область, примерно в 270 раз превышающую поле зрения Хаббла.

Главными целями этих наблюдений стали поиск и изучение экзопланет методом микролинзирования. Для этого астрономам необходимо наблюдать чрезвычайно плотные звёздные поля вблизи центра Галактики.

Метод микролинзирования основан на эффекте гравитационной линзы. Когда одна звезда случайно проходит перед другой, её гравитация усиливает свет более далёкой звезды. Если вокруг ближней звезды обращается планета, её гравитация создаёт дополнительное небольшое искажение яркости. Именно по этим изменениям можно обнаружить экзопланету.

За последние двадцать лет таким способом было открыто почти 300 экзопланет. Однако для регистрации полноценного события микролинзирования требуется наблюдать одну и ту же область неба более двадцати дней. Поэтому за одни сутки работы Euclid не мог зарегистрировать новые события микролинзирования.

Ценность полученных данных заключается в другом. Снимок стал своеобразной «точкой отсчёта» для будущих наблюдений. В поле зрения Euclid уже попали звёзды, которые в будущем станут участниками событий микролинзирования и будут наблюдаться другими инструментами, в том числе будущим космическим телескопом Roman.

Поскольку Euclid способен уверенно разделять отдельные звёзды даже в крайне плотных областях галактического центра, астрономы смогут сравнивать будущие данные с этим архивным изображением. Это позволит измерять собственные движения звёзд, подтверждать наличие экзопланет и точнее определять их массы.

В полученной мозаике уже находятся 51 известная планетная система. Среди них экзопланета OGLE-2005-BLG-390Lb, открытая около двадцати лет назад, и система OGLE-2013-BLG-341Lb, состоящая из двух звёзд и одной планеты. Новые данные Euclid помогут уточнить параметры этих объектов.

Учёные отмечают, что результаты наблюдений пригодятся не только для поиска экзопланет. Этот массив данных также позволит изучать коричневые карлики, двойные звёзды, движение звёзд в центральной части Млечного Пути и распределение межзвёздной пыли.

Почему на Земле почти не сохранилось пород возрастом более 4 миллиардов лет? Новое исследование предлагает неожиданное объяснение. По мнению авторов, важную роль могло сыграть не только последующее движение литосферных плит, но и чрезвычайно интенсивная астероидная бомбардировка, которой подвергалась молодая Земля в первые сотни миллионов лет своей истории.

Речь идёт о катархейском эоне - периоде между формированием Земли около 4,5 миллиарда лет назад и началом архея примерно 4 миллиарда лет назад. От этого времени сохранилось крайне мало геологических свидетельств. До наших дней дошли лишь отдельные древние породы и кристаллы циркона, тогда как большая часть самой ранней земной коры бесследно исчезла.

До сих пор одной из основных причин этого учёные считали последующую переработку коры тектоникой плит. Однако группа геологов под руководством Тима Джонсона из Университета Кёртина предполагает, что значительная часть ранней коры могла вообще не успеть стать устойчивой.

Основой для новой работы стали данные о древней бомбардировке внутренних областей Солнечной системы. Хотя геологическая летопись ранней Земли почти уничтожена, следы этих столкновений хорошо сохранились на Луне, а также на Меркурии, Марсе, астероидах и в составе некоторых метеоритов. По мнению авторов, нет оснований считать, что Земля каким-либо образом избежала этой интенсивной бомбардировки.

Предыдущие исследования уже использовали лунные кратеры для оценки параметров бомбардировки молодой Земли: количества ударных тел, их размеров и примерного времени падения. Некоторые работы показывали, что эти столкновения могли уничтожить значительную часть древнейших пород. В новой статье исследователи сосредоточились на другом вопросе: что происходило с самой планетой под воздействием огромной энергии этих ударов.

Каждое крупное столкновение сопровождалось выделением колоссального количества энергии. Часть её расходовалась на образование кратеров и выброс вещества, однако значительная доля переходила в ударные волны, распространявшиеся через земную кору и мантию. По мере затухания эта энергия превращалась в тепло.

Ранее уже было показано, что даже один крупный удар способен поддерживать горячие гидротермальные системы на протяжении десятков тысяч лет. Согласно новому моделированию, суммарный тепловой эффект многочисленных столкновений в катархейском эоне мог оказаться сопоставимым или даже превысить внутренний тепловой поток самой Земли.

Авторы предполагают, что дополнительный нагрев поддерживал породы на небольшой глубине в частично расплавленном состоянии. В таких условиях формирование долговечной жёсткой коры и устойчивых континентов становилось крайне затруднительным. Если отдельные участки коры всё же возникали, последующие крупные удары могли вновь расплавлять их и возвращать вещество обратно в недра планеты.

Исследователи считают, что лишь после ослабления интенсивности астероидной бомбардировки в раннем архее кора постепенно остыла, утолщилась и стала достаточно прочной. Именно это создало условия для последующего формирования литосферных плит. Авторы также допускают, что поздние крупные удары могли участвовать и в разрушении уже сформировавшейся жёсткой литосферы, однако подчёркивают, что эта идея пока остаётся гипотезой.

Работа предлагает возможное объяснение сразу нескольким особенностям ранней истории Земли, включая почти полное отсутствие пород первых 500 миллионов лет существования планеты. Вместе с тем исследователи подчёркивают, что их выводы ещё предстоит проверить.