Люди не могут увидеть гало темной материи, при этом его гравитация воздействует на некоторые звезды. Авторы исследования делают все возможное, чтобы как можно больше узнать о скорости и траектории движения звезды и понять, как именно её гравитация может влиять на звезды, расположенные в самых удалённых уголках галактики.

За последние 10 лет астрономы нашли примерно два десятка таких «странных» звезд. Вполне возможно, что гиперскоростные звезды когда-то были частью двойных звезд, вращающихся друг вокруг друга. Учёные полагают, что двойная звезда могла слишком близко приблизится к сверхмассивной черной дыре в центре галактики. Интенсивная гравитация черной дыры, масса которой по меньшей мере в 4 миллиона раз больше массы Солнца, вероятно, «захватила» одну из звёзд бинарной системы, а вторую отбросила в космическое пространство.

Эта звезда была обнаружена авторами исследования, когда они занимались другим проектом с помощью мультиобъектного волоконного спектроскопического телескопа LAMOST, который расположен в Китае.

LAMOST может одновременно считывать спектры 4 тысяч звезд. Спектр звезды содержит информацию о её скорости, температуре, яркости и размерах. Основная цель LAMOST - изучение распределения звезд в Млечном Пути, и выяснение структуры галактики.

Вновь открытая сверхскоростная звезда, которая получила название LAMOST-HVS1, выделяется на фоне остальных тем, что её скорость более чем в два раза больше стандартной звездной скорости в 800 000 км/ч в космическом пространстве: 2,24 млн км/ч относительно Солнечной Системы и 1,76 миллиона км/ч относительно скорости центра Млечного Пути.

Расстояние до «самой близкой к Земле гиперскоростной звезды» от нашей планеты - 399 квадриллиона километров (42 000 световых лет).

Все известные сверхскоростные звезды, в том числе и новая, находятся выше диска нашей галактики Млечный Путь. Их распределение на небе указывает на то, что сформировались они, скорее всего, вблизи центра галактики. Диаметр видимой части нашей спиралевидной галактики, составляет порядка 100 тысяч световых лет (940 квадриллионов километров). А с учетом ореола темной материи диаметр Млечного Пути увеличивается до 1 млн световых лет (9408 квадриллионов километров)

Учёные считают, что гало из темной матери окружают галактики, потому что их гравитация сказывается на движении видимых звезд и газовых облаков. По словам исследователей, примерно 5% Вселенной представлено видимой материей, 27% — невидимой темной материей, 68 % — ещё более загадочной темной энергией, отвечающей за ускорение расширения Вселенной. Скорость и траектория гиперскоростных звезд, путешествующих через гало темной материи, может показать что-то новое об этом таинственном ореоле.

Солнечная Система находится примерно в 26 тысячах световых лет (245 квадриллионах километров) от центра галактики — примерно на полпути от центра видимого галактического диска. Если сравнивать, то новая гиперскоростная звезда находится в 62 световых годах от центра галактики, то есть выше видимого диска. Таким образом LAMOST-HVS1 находится примерно в 42400 световых годах от Земли.

Яркость LAMOST-HVS1 составляет примерно 13m, - это в 630 раз меньше, чем у звезд, которые могут быть замечены на небе невооружённым глазом. Масса LAMOST-HVS1 примерно в 9 раз больше массы нашего Солнца, что делает её похожей на другую гиперскоростную звезду ОН 0437-5439, обнаруженную в 2005 году. Обе эти звезды по массе уступают HD 271791, найденной в 2008 году, которая в 11 раз массивнее Солнца. По яркости LAMOST-HVS1 уступает только HD 271791.

По словам учёных, LAMOST-HVS1 в 4 раза горячее и примерно 3400 раз ярче Солнца. Если сравнивать с Солнцем, возраст которого оценивается в 4,6 млрд. лет, то LAMOST-HVS1 — совсем юная звезда. Анализ ее скорости и расположения позволил установить, что LAMOST-HVS1 не более 32 млн лет.

Объектом вышеупомянутых наблюдений является ядро галактики NGC 5548, центральная черная дыра которой является необычайно ярким источником рентгеновского излучения. Галактика NGC 5548 относится к такому типу галактик, в центральных областях которых крайне редко фиксируются сильные космические ветра, что дает астрономам весьма скудную информацию о происходящих там процессах, событиях и явлениях, связанных с взаимодействием черной дыры с остальной частью галактики.

Именно поэтому обнаружение процессов, приводящих к значительному ускорению потоков космических газов, которые происходят в центре галактики NGC 5548, имеет огромную научную ценность для ученых. Анализируя полученные данные, ученые пришли к выводу о том, что в этой галактике, относящейся к классу активных галактик, облака пыли, газа и даже звезды, находятся на более близком расстоянии к центральной черной дыре, нежели у других галактик, находящихся в неактивном состоянии.

Окружающая материя, проходящая через так называемый горизонт событий черной дыры, формирует дискообразную область квазара, материя которого разогревается до чрезвычайно высокой температуры, сияя в окружающее пространство излучением весьма широкого диапазона, включая рентгеновское и ультрафиолетовое. Именно мощные потоки ультрафиолетового света являются ускорителями потоков материи, направленных наружу от горизонта событий, которые сдувают близлежащие облака газа, не давая ему приближаться к черной дыре, что является замедлителем процесса ее роста.

Эти потоки материи, движущиеся с огромной скоростью, играют роль своего рода цепи обратной связи, поддерживающей на определенном уровне темпы роста черной дыры и окружающей ее галактики. Именно такую роль выполняют сверхскоростные потоки газа в галактике NGC 5548, давая ученым возможность во всех деталях изучить происходящие там процессы. Размеры потоков газа, распространяющихся из центра галактики NGC 5548, позволили ученым высчитать, что данное явление действует уже по крайней мере в течение тех лет.

"Газовый поток, распространяющийся со скоростью около 5 тысяч километров в секунду, блокирует около 90 процентов низкоэнергетического рентгеновского излучения от прилегающего к черной дыре области пространства. При этом, он уже затеняет одну треть области, излучающей ультрафиолетовое излучение, которая находится на удалении одного светового дня от черной дыры" - рассказывает профессор Грациэлла Брандуарди-Раймонт (Graziella Branduardi-Raymont), ученая из Лондонского университетского колледжа, - "Обнаружение данного явления представляет собой очень важную веху в понимании процессов взаимодействия центральных черных дыр с окружающими их галактиками".

Главный исследователь миссии Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института сравнил путь New Horizons и будущую революцию знаний о системе Плутона с тем, как Mariner 4, пролетевший мимо Марса в июле 1965 года, предоставил революционные данные об этой планете. В то время многие люди на Земле считали, что Красная планета - это буйный мир с водой и растительностью, дружественной к нам. Вместо этого, Mariner 4 обнаружил по-своему прекрасный, но пустынный мир.

Пролет космического аппарата New Horizons рядом с Плутоном будет происходить почти ровно через 50 лет после облета Марса Mariner 4 и может настолько же шокировать наблюдателей.

О Плутоне практически ничего неизвестно. Он находится настолько далеко, что даже космический телескоп Хаббл напрягается, чтобы увидеть его. Лучшие снимки показывают немного больше, чем просто форма Плутона (сферическая) и цвет (красноватый). Изменение цветовых моделей на протяжении многих лет намекает на активность планеты, где что-то происходит, но никто не знает что.

К концу апреля 2015 года New Horizons будет достаточно близок к Плутону, чтобы снимая планету конкурировать с Хабблом - и это будут лучшие данные оттуда. При наибольшем сближении в июле 2015 года, New Horizons будет в скудных 10 000 км над поверхностью Плутона. Если New Horizons пролетит над Землей на той же высоте, он сможет увидеть отдельные здания и их формы.

Подлет так близко к Плутону может быть рискованным делом. У Плутона имеется пять известных спутников: Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Математические расчеты показывают, что метеоры, бомбардирующие эти спутники, могут отправиться в виде обломков и мусора на орбиту вокруг Плутона, образуя систему колец, которые увеличиваются и уменьшаются с течением времени. Во время подхода к Плутону, научная группа будет присматривать за кружащим вокруг мусором, и направлять корабль подальше от опасности.

"Команда New Horizons продолжает свою великолепную работу, а космический аппарат здоров и готов к этой невероятной встрече", говорит Окампо. "Космический аппарат находится в хороших руках".

Никто не знает, что New Horizons там обнаружит. "Самые разнообразные предсказания делаются в научном сообществе, в том числе о возможных кольцах, гейзерах и даже озерах", делится Окампо. "Что бы мы не нашли, я считаю, что Плутон и его спутники превзойдут все наши ожидания и безусловно удивят нас. Подумайте о том, что мы увидим нечто впервые и откроем неизвестное", заключает она. "Это именно то, что мы собираемся сделать".

С момента прибытия на Венеру в 2006 году, аппарат занимался научными наблюдениями с эллиптической орбиты с периодом 24 часа и высотой от 66 000 километров над южным полюсом до 250 километров над северным полюсом, прямо над атмосферой планеты.

Завершающим этапом «карьеры» Venus Express будет так называемая кампания аэроторможения, во время которой аппарат будет постепенно погружаться в атмосферу, все сильнее сближаясь с планетой.

Таким образом, рутинные научные операции завершились 15 мая, и аппарату позволили естественным образом снижать высоту полета под влиянием гравитации. Кульминацией этого этапа был месячный «серфинг» на высоте от 131 до 135 километров над поверхностью. Дополнительные короткие включения двигателей позволили опуститься аппарату еще ниже, до высоты 130,2 километра.

Благодаря этому ученые смогли измерить силу влияния сопротивления атмосферы на аппарат и узнать, как изменяется плотность атмосферы. На самом деле, дополнительное сопротивление сократило орбитальный период космического аппарата более чем на час. Так же были зафиксированы небольшие изменения в ускорении аппарата, - здесь сказалось изменение плотности атмосферы по мере движения Venus Express по орбите. Кроме того, ускорение было различным на «дневной» и «ночной» стороне планеты.

Теперь аппарату отправляются команды подготовиться к началу серии из 15 маневров, которые поднимут самую низкую точку орбиты до приблизительно 460 километров. Маневры будут проводиться с сегодняшнего дня до 26 июля.

Как только Venus Express достигнет этой высоты, ему позволят естественным образом опускаться и в конце концов упасть в атмосферу к декабрю, завершив свою миссию.

При этом, специалисты говорят, что, возможно, оставшийся запас топлива будет исчерпан во время включений двигателя, необходимых для подъема орбиты. Если это произойдет, с аппаратом больше невозможно будет связаться, и его орбита снова упадет.