«Глаз омара» заглянул во времена Большого взрыва. Китайцы раскрыли секрет мироздания
Традиционным представлениям о Вселенной брошен вызов
Китайские астрономы начали 2023 год с нескольких крупных открытий, которые бросают вызов традиционным представлениям о строении Вселенной. Ученые ответили на вопрос — сколько именно лет Луне и как на самом деле зарождаются звезды. А теперь пытаются понять, откуда по нашей Вселенной несется рентгеновское излучение.
93 тысячи звезд подсказали, как переписать школьные учебники
Китайские ученые создали новую модель «рождения» звезд — исследование опубликовано в журнале Nature. Формирование звезд выглядит так. Большое облако атомов собирается в сферу под действием собственной гравитации — причем вещество сжимается до той степени, где начинает происходить ядерный синтез и звезда может светиться.
На самом деле звезды формируются не поодиночке, а в так называемых «звездных питомниках». В них рождаются звезды разной массы, от крошечных красных карликов до массивных голубых гигантов.
Астрофизики еще в середине XX столетия создали модель, описывающую рождение звезд. Она считалась настолько универсальной, что кочевала из учебников астрономии десятилетиями.
Правда, в последние годы ученые начали подозревать, что этот краеугольный камень звездной теории не так прочен, как кажется. Оказалось, что на формирование звезд из звездной пыли влияет слишком много факторов — например, содержание разных химических элементов или температура газовых облаков.
Конец спору положили китайские ученые, которые использовали волоконный спектроскопический телескоп Large Sky Area, чтобы изучить 93 тысячи звезд. Точнее, красных карликов — это маленькие, медленно горящие звезды, которые могут существовать десятки миллиардов и даже триллионы лет.
Исследователь из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук Лю Чао терпеливо объяснил журналистам: новая модель рождения звезд позволяет понять, как на самом деле формировалась наша Вселенная. Теперь придется переписывать учебники астрофизики.
Лунные открытия — чангезит и новый вид железа
Китайские астрономы глядят не только в глубину Млечного пути — но и на поверхность Луны. Китайцы продолжают изучать образцы лунного грунта, которые привезла на Землю миссия Chang’e еще два года назад.
Благодаря изучению образцов удалось точно определить возраст Луны — чуть более 2 млрд лет. В образцах удалось отыскать и новый минерал — чангезит. Причем это лишь шестой по счету новый минерал, найденный на Луне за полвека изучения. Именно поэтому Луна считалась очень бедным полезными ископаемыми. В образцах лунного грунта, взятые в семидесятые годы, было мало железа.
Железо может существовать в природе в двух формах, в зависимости от валентности — числа атомных связей. Трехвалентное железо на Земле встречается реже, чем двухвалентное. Одна форма переходит в другую, как правило, в результате окисления — так происходит, например, в воде или в живых организмах.
А вот китайские ученые из Института геохимии Гуанчжоу Китайской академии наук под руководством профессоров Сюй Игана и Хэ Хунпина обнаружили еще один способ «преобразования» железа. Оказалось, что трехвалентного железа на Луне значительно больше, чем на Земле. И образовалось оно вовсе не за счет окисления (кислорода на Луне нет)… а под воздействием бомбардировки метеоритами. Результаты изысканий китайцы опубликовали в журнале Nature Astronomy 9 января.
Причем исследователи пришли к выводу, что химические реакции с железом постоянно продолжаются на Луне, поскольку лунную поверхность продолжают бомбардировать микроскопические метеоры.
«Лунные» изыскания позволяют китайцам понять, как именно появилась Луна — и чем может быть полезна землянам. Точнее на этот вопрос сможет ответят лунные миссии Chang’e, которые Китай запустит к спутнику Земли. Чтобы обеспечить эти миссии, уже в 2024 году запустят ретранслятор Queqiao-2, который будет передавать сигналы с луноходов китайским астрофизикам.
Уже в 2024 году в путь отправится пытая миссия Chang’e, которая будет собирать образцы грунта с обратной стороне Луны. И сигналы в темной стороны придется отправлять именно с помощью ретранслятора.
Китайский «Эйнштейн» получит «Глаз омара»
Китайцы, чтобы лучше изучать звезды, в канун Нового года запустили новейший телескоп. Он создан по принципу «Глаза омара», давно известном биологам. У омаров глаза отличаются от глаз других животных. Они состоят из множества квадратных отверстий в форме крошечных трубочек. Стены трубок гладкие и направлены в один и тот же центр сферы. Такая структура позволяет свету со всех направлений отражаться в маленьких квадратных отверстиях, сходиться на сетчатке.
Еще в семидесятые годы ученые вдохновились этим и предложили смоделировать глаз омара, чтобы сделать телескоп, чтобы рентгеновские лучи можно было сфокусировать и отображать посредством отражения.
Сложность улавливания в том, что рентгеновские фотоны обладают очень высокой энергией и сильной проникающей способностью — поэтому их трудно сфокусировать за счет преломления, как видимый свет.
И вот только сейчас задумку удалось реализовать. Руководил проектом профессор из Национальной астрономической обсерватории Юань Вейминь, который рассказал в интервью South China morning post, что результаты превзошли все ожидания ученых.
Технология «Глаз омара» будет использоваться на научно-исследовательском зонде «Эйнштейн», который Китай выведет на орбиту к концу 2023 года. Новый телескоп сможет фиксировать рентгеновские лучи из глубин Космоса. Существующие рентгеновские телескопы не могут обеспечить широкоугольные рентгеновские наблюдения для получения изображений с высоким разрешением. А у китайских телескопов это получилось. Впервые в истории.