[ESO] PoET ESPRESSO больше, чем PoET!

 

ESO, 9 апреля 2026 года

Солнечный телескоп Paranal solar ESPRESSO Telescope (PoET), установленный на обсерватории Параналь Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили, выполнил свои первые наблюдения. Телескоп будет работать совместно с инструментом ESPRESSO для детального изучения Солнца. Его называют «солнечным телескопом для охотников за планетами»: PoET призван понять, как вариации света звёзд, подобных Солнцу, могут скрывать присутствие обращающихся вокруг них планет, и тем самым помочь в поиске миров за пределами Солнечной системы.

«Одной из главных проблем при обнаружении других “Земель” вокруг других “Солнц” является астрофизический “шум”, исходящий от самих звёзд», — объясняет Нуно Сантуш, руководитель проекта PoET из Института астрофизики и космических наук (IA) и факультета наук Университета Порту (Португалия). «Наблюдения PoET могут стать ключом к обнаружению и характеристике экзопланет, которые сейчас могут быть скрыты этим шумом».

Экзопланеты — миры за пределами Солнечной системы — в основном обнаруживаются и изучаются по свету их родительских звёзд, например, по небольшим изменениям в их спектре (то есть разложенном по длинам волн свете). Однако активность звезды может создавать сигналы, которые заглушают или даже имитируют сигналы от планеты. Подобно тому как солнечные пятна изменяют солнечный свет, активные области на поверхности других звёзд искажают их спектры, создавая измеримый «шум» для современных инструментов поиска экзопланет. Удалить этот шум из спектров далёких звёзд сложно, потому что мы до конца не понимаем, как именно звёздная активность влияет на наблюдаемый свет. Решение — изучать ближайшую к нам звезду: Солнце.

Конструкция PoET позволяет использовать Солнце как эталон для понимания спектров далёких звёзд. Он оснащён телескопом с зеркалом диаметром 60 сантиметров, который собирает свет от конкретных областей Солнца — например, отдельных солнечных пятен — и исследует признаки звёздной активности. Также в составе PoET есть меньший телескоп, собирающий свет со всей видимой поверхности Солнца (солнечного диска).

«Мы сможем анализировать очень конкретные области Солнца с очень высоким разрешением — так, как это никогда не делалось ранее», — говорит Александр Кабрал, со-руководитель проекта PoET и исследователь IA и факультета наук Университета Лиссабона. Одновременные наблюдения всего солнечного диска и отдельных структур позволят астрономам точно определить, как звёздная активность изменяет спектр Солнца. Эти данные затем можно использовать как эталон для точного удаления «шума» из спектров далёких звёзд, которые могут иметь экзопланеты.

Чтобы корректно сравнивать Солнце с удалёнными звёздами солнечного типа, команде требовался высокоточный инструмент для экзопланетных исследований. «ESPRESSO — лучший инструмент в этой области, поэтому выбор был очевиден», — говорит Сантуш. ESPRESSO — это высокоточный спектрограф с высоким разрешением, способный фиксировать мельчайшие изменения в спектрах звёзд, что позволяет обнаруживать и изучать планеты, обращающиеся вокруг них. Обычно он работает ночью на Очень большом телескопе ESO (VLT), наблюдая далёкие звёзды, но теперь днём будет использоваться вместе с PoET для анализа солнечного спектра.

«Это большое преимущество — использовать ESPRESSO таким образом. Переключаясь с VLT ночью на PoET днём, мы максимально эффективно используем инструмент для поиска и изучения экзопланет», — говорит Ален Сметт, астроном ESO и координатор проекта PoET. «Благодаря исключительным условиям обсерватории Параналь число дней, пригодных для наблюдений Солнца, ожидается сопоставимым с количеством ночей, пригодных для астрономических наблюдений».

PoET успешно завершил тестовые наблюдения (так называемый «первый свет») в начале апреля на обсерватории Параналь в пустыне Атакама. Первые результаты показывают, что система работает в соответствии с требованиями и способна получать спектры как всего солнечного диска, так и его отдельных областей. В ближайшие недели команда займётся тестированием и оптимизацией системы, после чего начнутся полноценные научные наблюдения.

PoET был спроектирован и разработан в Португалии при поддержке Европейского исследовательского совета. В установке и тестировании телескопа участвовала команда из 12 португальских исследователей. Некоторые компоненты, включая основной телескоп, были изготовлены в Италии, а купол телескопа — чилийской компанией.

В настоящее время проект управляется удалённо из Центра астрофизики Университета Порту. Данные PoET, проанализированные с помощью ESPRESSO, будут доступны другим учёным через научный архив ESO.

Солнечный телескоп Paranal solar ESPRESSO Telescope (PoET) показан здесь направленным на Солнце. Основной телескоп оснащён зеркалом диаметром 60 см, которое собирает свет с небольших участков солнечного диска и передаёт его по оптоволокну в спектрограф ESPRESSO ESO, расположенный в соседнем здании. Там свет Солнца с высокой точностью разлагается на составляющие его цвета.

Серый блок над основным тубусом содержит меньший телескоп с объективом диаметром 6 см. Этот телескоп собирает свет со всего солнечного диска и также направляет его в ESPRESSO. Третий, ещё более компактный телескоп с объективом 5 см, расположенный в том же блоке, используется для получения изображений солнечного диска. Внутри блока также находится прибор для измерения турбулентности земной атмосферы.

Экзопланеты. Часть 1

 

Youtube | Дзен | ВКонтакте | Рутьюб 

Экспедиция «База-32» не планировала снимать это для архива. 

Ролики появились между делом — в промежутках между расчётами, манёврами и скучными отчётами. Когда кто-то из команды просто включал запись… и поворачивал камеру к горизонту.

Некоторые из них никогда не увидят звёздного неба. Некоторые — уже покинули свои системы. А на других свет падает так, будто физика здесь работает иначе. Или творится вообще черт знает что :/ 

Мы не знаем, есть ли у них будущее. Но теперь у них есть прошлое — зафиксированное нами. Это не научный отчёт - просто взгляд человека на мир из скафандра.

[JWST] Протопланетный диск Oph 163131 во всех деталях

 

Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, ESA/Hubble, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Villenave

[Описание изображения: Крупный план протопланетного диска Oph 163131. Отдельные области подписаны: «Рассеянная пыль» — сверху и снизу, «Тёмная полоса» — по центру, а также «Внутренний диск», «Внешний диск» и «Разрыв» — в средней части. Вокруг диска заметно красноватое свечение, обозначенное как «Расширенное диффузное излучение». В правом нижнем углу расположена шкала с подписью «100 а.е.», её длина составляет примерно четверть ширины диска.]

esawebb.org, 3 апреля 2026 года

Этот светящийся диск называется Oph 163131, и он является одним из двух протопланетных дисков, представленных в рубрике ESA/Webb «Изображение месяца». Также он известен под каталоговым обозначением 2MASS J16313124-2426281 и находится на расстоянии около 480 световых лет в нашей галактике, в созвездии Змееносца. Его относительная близость, ориентация "почти с ребра" (наклон около 85 градусов, где 90 — строго «с ребра») и внушительный размер — около 66 миллиардов километров в поперечнике (в несколько раз шире нашей Солнечной системы) — делают его отличной целью для изучения подобных дисков формирования планет.

В центре Oph 163131 находится молодая звезда, всё ещё окружённая плотным диском газа и пыли. Со временем мощное излучение звезды рассеет этот материал, но до этого у пыли есть шанс начать слипаться — сначала в мелкие комки, затем в планетезимали и, в конечном итоге, в планеты. Именно поэтому такие структуры называют протопланетными дисками. Появятся ли планеты и какими они будут, зависит от того, как внутри диска перемещаются частицы пыли разного размера. Вид «с ребра», как в данном случае, позволяет увидеть, оседает ли пыль в плотный слой крупных частиц в центральной плоскости диска. Такой слой критически важен для дальнейшего роста частиц и формирования планет — и чем он толще, тем лучше.

Это изображение Oph 163131 объединяет данные ближнего и среднего инфракрасного диапазона, полученные инструментами NIRCam и MIRI телескопа Webb, с видимым светом, зафиксированным космическим телескопом Hubble (NASA/ESA), а также радионаблюдениями комплекса ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Если Hubble и Webb фиксируют мельчайшие пылевые частицы размером в микрометры, то ALMA «видит» более крупные зёрна — порядка миллиметра — сконцентрированные в центральной плоскости диска. В сочетании с ориентацией это даёт особенно чёткое представление о структуре Oph 163131. Аннотации на изображении указывают различные элементы диска.

✊

-----

Изображение настолько четкое, настолько хорошо структурированное, что, кажется, было смоделировано ИИ. Ан нет, тут композит из нескольких разных диапазонов, как указано выше.

Офиухий 163131 - просто настоящий красавец!

ФОТО ДНЯ. NGC 3310: спиральная галактика со вспышкой*

 

Credit: AAO ITSO Office, Gemini Observatory/AURA и T. A. Rector (Университет Аляски, Анкоридж)

APOD, 5 апреля 2026 года

Праздник в спиральной галактике NGC 3310 всё ещё продолжается. Примерно 100 миллионов лет назад она, вероятно, столкнулась с меньшей галактикой, что привело к мощной вспышке звездообразования. Изменения гравитационного поля во время столкновения породили волны плотности, которые сжали существующие облака газа и запустили этот «звёздный фейерверк».

На представленном изображении, полученном телескопом Gemini North, галактика показана с высокой детализацией: розовым цветом выделен газ, а белым и синим — звёзды. Некоторые звёздные скопления здесь очень молоды, что указывает на то, что галактики со вспышками звездообразования могут оставаться в таком активном состоянии довольно долго.

NGC 3310 размером около 50 000 световых лет находится на расстоянии примерно 50 миллионов световых лет от нас и доступна для наблюдения в небольшой телескоп в направлении созвездия Большой Медведицы.

Обнаружена Andromeda XXXVI — ультразлобный карлик

 

Композитное изображение OSIRIS+ галактики Andromeda XXXVI с полем зрения 7.8 × 7.8 угловых минут. На вставке показано увеличенное изображение в негативе. Перенаселённость звёзд чётко видна между двумя яркими звёздами переднего плана. Север сверху, восток слева. 

Credit: arXiv (2026), DOI: 10.48550/arxiv.2603.28492

Tomasz Nowakowski, Phys.org, 7 апреля 2026 года

Анализируя данные обзора Pan-Andromeda Archaeological Survey (PandAS), европейские астрономы обнаружили новый спутник галактики Андромеды. Объект, получивший обозначение Andromeda XXXVI, оказался ультраслабой карликовой галактикой. Результаты опубликованы 30 марта на сервере препринтов arXiv.

Малые и тусклые спутники соседки Млечного Пути

Так называемые ультраслабые карликовые галактики (UFD) — это наименее яркие, наиболее доминируемые тёмной материей и наименее химически развитые галактики из известных. Поэтому астрономы рассматривают их как «ископаемые» ранней Вселенной.

Команда астрономов под руководством Джоанны Д. Саковской из Института астрофизики Андалусии (Испания) сообщает об открытии новой UFD. Andromeda XXXVI была впервые замечена и классифицирована как кандидат в UFD любителем-астрономом Джузеппе Донатьелло при систематическом визуальном просмотре открытых изображений обзора PAndAS. Позже исследователи провели глубокие наблюдения с обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, подтвердив природу объекта как ультраслабой карликовой галактики.

Астрономы идентифицировали Andromeda XXXVI как компактный объект вблизи галактики Туманность Андромеды (Messier 31, M31). Им удалось разрешить достаточное количество звёзд, чтобы построить диаграмму «спектр-светимость» и определить её структурные и световые характеристики.

Свойства Andromeda XXXVI

Согласно исследованию, Andromeda XXXVI находится на расстоянии около 2.53 миллиона световых лет от Земли и примерно 388 000 световых лет от галактики Андромеды. Поскольку вириальный радиус Андромеды составляет около 850 000 световых лет, это указывает на то, что новый объект, скорее всего, является её спутником.

Наблюдения показали, что абсолютная звёздная величина галактики −6.0, радиус полусветимости: ≈208 световых лет, эллиптичность: ≈0.015, что делает её одной из самых тусклых и, возможно, второй по компактности ультраслабой галактикой-спутником Андромеды. Металличность оценена на уровне −2.5, а возраст — около 12.5 миллиардов лет.

Многие такие галактики ещё не обнаружены

Считается, что у Андромеды может быть около 100 карликовых спутников, но на данный момент известно лишь примерно половина из них. Поэтому открытие Andromeda XXXVI может стать важным шагом к выявлению полной популяции очень слабых спутников этой галактики.

Кроме того, исследование подчёркивает важность визуального анализа:

«Открытие Andromeda XXXVI показывает, что визуальный просмотр остаётся важным дополнением к автоматическим и методам машинного обучения… их сочетание необходимо для полного понимания структуры системы Андромеды», — заключают авторы.

Домашнее чтение:

📖 - https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2603.28492

✊ 

----

Реплика д-ра Макса

~ 400 световых лет, ультракомпактная, полностью подчинена Темной Материей...  настоящий ультразлобный карлик из свиты Примадонны - Туманности Андромеды. 

Ну конечно… ещё одна почти невидимая галактика. И именно такие объекты оказываются самыми важными.

Andromeda XXXVI — это не просто тусклая точка. Это, по сути, капсула времени из ранней Вселенной.

Металличность −2.5… То есть она почти не видела звёздных поколений. Практически первозданная материя. 

12.5 миллиардов лет… Эта штука постарше Солнечной системы будет... почти в три раза.

И самое интересное — мы видим лишь половину спутников Андромеды. Остальные просто теряются во тьме. Несомненно, их ищут, но возможности профи ограничены.

И потому забавно, что её нашёл любитель. Иногда человеческий глаз всё ещё лучше алгоритма.

Такие галактики — это не «мелочь». Это фундамент. Кирпичи, из которых собирались большие структуры.

Чем больше мы их находим, тем хуже становится для простых моделей формирования галактик.

И да…

Вселенная явно прячет ещё десятки таких объектов прямо у нас под носом.

🍵

Mrk 501: Обнаружена первая тесная пара сверхмассивных чёрных дыр

Художественная иллюстрация показывает центр галактики Маркарян 501, из которого исходят два мощных джета. Радионаблюдения представлены в виде контуров на фоне. 

Credit: Emma Kun / HUN-REN Konkoly Observatory / при поддержке ИИ

Nina Brinkmann, Max Planck Society, phys.org, 7 апреля 2026 года

Сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик — одна из самых активно изучаемых областей современной астрономии. Чтобы набрать свои колоссальные массы, они должны сливаться друг с другом. Группа исследователей под руководством Сильке Бритцен из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR, Бонн) нашла прямые доказательства существования двух сверхмассивных чёрных дыр в галактике Маркарян 501, которые вращаются очень близко друг к другу. Возможно, это первый случай, когда обнаружена пара, находящаяся на пороге слияния. Это даёт уникальную возможность лучше понять ключевой процесс эволюции галактик.

Результаты подтверждают, что в центре почти каждой крупной галактики находится сверхмассивная чёрная дыра с массой в миллионы или даже миллиарды масс Солнца. Однако до сих пор не ясно, как они достигают таких величин. Одного лишь аккреционного накопления газа недостаточно — этот процесс занял бы слишком много времени. Вероятно, существенную роль играют слияния чёрных дыр. Поскольку столкновения галактик — обычное явление во Вселенной, вполне логично, что их центральные чёрные дыры также со временем сближаются, вращаются друг вокруг друга и в итоге сливаются.

Следы в джетах

Тем не менее, теоретические модели пока плохо описывают финальную стадию этого процесса. Более того, несмотря на частоту галактических столкновений, надёжно обнаружить тесную пару сверхмассивных чёрных дыр до сих пор не удавалось. Новое исследование галактики Маркарян 501 (Mrk 501) в созвездии Геркулеса изменило ситуацию. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Чёрная дыра в центре Mrk 501 выбрасывает мощный джет частиц, движущихся почти со скоростью света. Исследователи проанализировали высокоточные радионаблюдения, охватывающие различные частоты и собранные за ~23 года. Данные показали не один, а два джета. Это первое прямое свидетельство подобной системы в центре галактики и явный признак наличия второй сверхмассивной чёрной дыры.

«Мы так долго её искали, и оказалось неожиданным, что мы не только увидели второй джет, но и смогли проследить его движение», — отмечает Бритцен.

Танец чёрных дыр

Первый джет направлен почти точно на Землю, поэтому он давно известен и выглядит очень ярким. Второй ориентирован иначе, из-за чего его сложнее обнаружить. За несколько недель наблюдений астрономы зафиксировали заметные изменения: второй джет появляется позади более массивной чёрной дыры и движется вокруг неё против часовой стрелки. Этот процесс повторяется.

«Анализ данных напоминал путешествие на корабле — вся система джетов находится в движении. Это можно объяснить наличием двух чёрных дыр: их орбитальная плоскость колеблется», — объясняет Бритцен.

В один из дней наблюдений (июнь 2022 года) излучение достигло Земли по искривлённому пути и выглядело как кольцо — так называемое кольцо Эйнштейна. Наиболее вероятное объяснение — идеальное выравнивание системы относительно наблюдателя, при котором гравитационное линзирование передней чёрной дырой сформировало изображение джета, расположенного позади.

Анализ временной эволюции и периодичности яркости позволил установить, что чёрные дыры совершают оборот друг вокруг друга примерно за 121 день. Расстояние между ними составляет всего 250–540 астрономических единиц — крайне мало для объектов с массами от 100 миллионов до миллиарда солнечных. В зависимости от точных параметров, они могут сблизиться и слиться всего за ~100 лет.

Отсчёт до финала

Из-за огромного расстояния до Mrk 501 даже самые мощные телескопы не могут напрямую различить две чёрные дыры. Даже Телескоп горизонта событий (EHT) не обладает достаточным разрешением. Однако их сближение можно будет зафиксировать косвенно: система должна излучать гравитационные волны очень низкой частоты, доступные для регистрации с помощью пульсарных тайминговых массивов (PTA).

Бинарные системы сверхмассивных чёрных дыр уже рассматриваются как основное объяснение фона гравитационных волн, обнаруженного в 2023 году. Теперь Mrk 501 становится ключевым кандидатом, позволяющим связать этот фон с конкретной системой.

«Если гравитационные волны будут обнаружены, мы, возможно, увидим, как их частота растёт по мере сближения чёрных дыр — это даст редкую возможность наблюдать слияние сверхмассивных чёрных дыр в реальном времени», — отмечает соавтор Эктор Оливарес.

Домашнее чтение:

📖 - https://dx.doi.org/10.1093/mnras/stag291

✊

----

Реплика д-ра Макса:

Вот это уже по-настоящему вкусная находка. Не просто очередная чёрная дыра с джетом, а живая бинарная система почти на финальной орбите. Фактически мы смотрим на репетицию слияния сверхмассивных гигантов — и не в моделях, а в реальных данных.

Особенно красиво, что сигнал «выдал себя» через геометрию джетов. Второй джет — это не просто дополнительная структура, это динамический маркер орбитального движения. Когда система начинает «качать» плоскость, ты понимаешь: там не один объект, там танец.

И да, 121 день для таких масс — это уже плотный контакт. По космическим меркам они почти соприкасаются. Если оценка верна, мы буквально вблизи финального акта — десятки, максимум сотня лет до слияния.

Самое интересное впереди: если PTA поймают гравитационные волны именно от этой системы, это будет первая привязка «конкретный источник ↔ фон гравитационных волн». Тогда вся картина сборки галактик через слияния станет куда более осязаемой.

В общем, редкий случай, когда теория, наблюдения и немного удачи сошлись в одной точке. И теперь остаётся только смотреть, как Вселенная доведёт эту систему до конца.

🍺

Гиппарх? Птолемей?

Иногда новые открытия происходят не на переднем крае космоса, а в глубине старых текстов. Недавняя работа астрономов предлагает взглянуть на один из самых известных каталогов звёзд — «Альмагест» Птолемея — с неожиданной стороны. Используя современные данные миссии Gaia и точные измерения собственных движений звёзд, исследователи попытались ответить на старый вопрос: действительно ли Птолемей наблюдал небо сам, или опирался на более ранние источники?

Идея метода проста и элегантна. Поскольку звёзды со временем медленно смещаются по небу, можно «прокрутить назад» их современные координаты и найти момент в прошлом, когда они лучше всего совпадают с положениями из древнего каталога. Если такой момент ближе к эпохе Птолемея — значит, он наблюдал сам. Если раньше — возможно, данные имеют более древнее происхождение.

Результат оказался интригующим. Наилучшее совпадение достигается не во II веке нашей эры, когда жил Птолемей, а примерно на несколько столетий раньше — в эпоху Гиппарха, одного из крупнейших астрономов античности. Это согласуется с историческими предположениями о том, что Птолемей мог использовать более ранние наблюдения, но впервые даёт количественный аргумент в пользу этой идеи.

Дополнительный штрих добавляет анализ самих координат. Авторы показали, что дробные части значений в каталоге выглядят как результат прямых измерений, а не пересчёта и округления. Это ещё один косвенный сигнал в пользу того, что данные могли быть получены из более раннего источника, а не вычислены заново.

Однако при всей привлекательности результата важно понимать его ограничения. Точность метода составляет порядка сотен лет, что сопоставимо с разницей между эпохами Гиппарха и Птолемея. Это означает, что вывод не является «жёстким» — он скорее указывает направление, чем ставит окончательную точку.

Кроме того, результат чувствителен к отдельным звёздам с большим собственным движением, а также к систематическим ошибкам самого каталога. Древние наблюдения не были равномерными по качеству, и такие эффекты могут смещать итоговую оценку эпохи. Статистические оценки в работе также не являются строгими вероятностями, а скорее демонстрируют устойчивость полученного результата.

Поэтому наиболее аккуратная интерпретация звучит так: «Альмагест» с высокой вероятностью содержит более древний астрономический материал, чем считалось ранее, но это не обязательно означает, что он целиком принадлежит Гиппарху. Более реалистично представить его как результат передачи и переработки знаний — смесь наблюдений разных эпох, объединённых и систематизированных Птолемеем.

Тем не менее, сама возможность проводить такие исследования сегодня выглядит почти символично. Благодаря данным Gaia мы можем не только изучать структуру Галактики, но и проверять, как работали астрономы две тысячи лет назад. И в этом смысле работа открывает не только новые факты о прошлом, но и новый способ читать историю науки — через движение звёзд.

Домашнее чтение: 

📖 - https://doi.org/10.48550/arXiv.2604.02521 

[JWST]: SLICE - нарезка гравитационных линз Большого Космоса

Credit: Cerny et al. 

Статья посвящена первым результатам программы SLICE (Strong Lensing and Cluster Evolution), выполняемой с помощью космического телескопа JWST. Учёные изучают скопления галактик — самые массивные гравитационно связанные структуры во Вселенной, чтобы понять, как распределяется масса (включая тёмную материю) и как эволюционируют такие системы со временем.

В работе проанализированы 14 скоплений галактик на расстояниях от z ≈ 0.25 до 1.06. Используя эффект сильных гравитационных линз, исследователи построили детальные карты распределения массы в центральных областях этих скоплений. Такой метод позволяет «видеть» не только обычное вещество, но и тёмную материю, поскольку именно она определяет гравитационное поле.

Главное преимущество JWST — высокая чувствительность и разрешение в инфракрасном диапазоне. Благодаря этому удалось:

• обнаружить новые линзы, включая очень тусклые и пылевые объекты

• выявить тонкие структуры внутри уже известных линзированных изображений

• существенно улучшить точность моделей распределения массы

В некоторых скоплениях найдено до 19 новых линз, что значительно усиливает ограничения на модели и делает реконструкцию массы более точной.

Credit: Cerny et al.

Да вы ж посмотрите, какая тут великолепнейшая арка в скоплении RCS2 032727−132623! Изображение галактики растянуто по внешней границе гравитационной линзы, обводя ее контур так, что невозможно усомниться - здесь явно работает какая-то скрытая масса!

И таких артефактов в статье полным-полно, любо-дорого посмотреть!

В статье рассматривается несколько массивных гравитационных линз — в первую очередь скопления из обзора SPT (South Pole Telescope). Их общая роль (с которой они справляются на все 100!) — продавливать измерения нашей Вселенной своей чудовищной массой так, чтобы в виде эдаких космических телескопов усиливать и искажать свет далёких галактик фона. 

При этом каждое скопление имеет свои замечательные характерные особенности.

Credit: Cerny et al.

Скопления SPT-CL J0516−5755 (SPT0516) и SPT-CL J2011−5228 (SPT2011) - такие разные и такие похожие...

SPT-CL J0516−5755 (SPT0516)

Это одно из наиболее подробно разобранных скоплений. Оно находится на красном смещении z ≈ 0.97 и содержит очень большое число линзируемых источников — 10 галактик, дающих в сумме 25 кратных изображений.

Скопление показывает вытянутое распределение массы, формируя особую, уникальную конфигурацию (три изображения почти для каждого источника!). У него высокая масса: ~5×10¹⁴ M☉и богатое население галактик (≈247 членов), сконцентрированных внутри объема в 500 кпк. В наличии также сильно запылённые, «красные» галактики, которые невидимы в оптике (HST), но обладают высокой яркостью в ИК-диапазоне, который с удовольствием "кушает" JWST.

Это скопление выделяется именно геометрией своей линзы и экзотической морфологией источников.

SPT-CL J2011−5228 (SPT2011)

Более компактная система с меньшим числом источников (3 галактики, 12 изображений), но с гораздо более сложной внутренней структурой линзируемых объектов.

Особенности:

• выраженная субструктура в линзируемой галактике — отдельные узлы (clumps), которые можно проследить в нескольких изображениях;

• наличие радиальной дуги — редкий и ценный диагностический признак распределения массы;

• JWST показывает, что некоторые изображения — это на самом деле сливающиеся компоненты, пересекающие критическую кривую;

• более массивное скопление: до ~7.7×10¹⁴ M☉ внутри 500 кпк .

Это скопление интересно именно детализацией: оно позволяет буквально «разрешить» внутреннюю структуру далёких галактик.

Если SPT0516 — регулярная, «чистая» конфигурация с тройными изображениями, то SPT2011 — сложная, с радиальными дугами и множественными вложенными структурами. В SPT0516 заметны сильно запылённые источники (JWST vs HST контраст). В SPT2011 — высокая детализация субструктур благодаря JWST.

Получается, что SPT0516 лучше подходит для изучения распределения массы кластера, а SPT2011 — для изучения внутренней структуры далёких галактик.

SPT0516 — это «чистая линза» с красивой геометрией и пылевыми галактиками.

SPT2011 — это «лаборатория структуры», где JWST позволяет разложить далёкие галактики на отдельные компоненты.

Кроме этих замечательных скоплений, авторы моделируют несколько других кластеров с разной сложностью линз. 

В целом по выборке: 

• массы лежат в диапазоне ~10¹⁴–10¹⁵ M☉;
• используются разные модели (Lenstool vs WSLAP+), что важно для проверки устойчивости результатов;
• часть скоплений имеет спектроскопические красные смещения источников, часть — только фотометрические (что влияет на точность моделей);
• различается количество кратных изображений и ограничений — от десятков до почти сотни.

Именно сочетание разных типов скоплений делает выборку ценной: она покрывает разные режимы гравитационных линз и разные физические условия.

Полундра! Алярм!

В данных обнаружен кандидат на транзиентное событие (вспышку) в скоплении SPT-CL J0516−5755! 

Речь идёт о переменном источнике света, зафиксированном в одном из увеличенных изображений далёкой галактики. Объект находится не в самом скоплении, а за ним, но его изображение усилено и искажено гравитационной линзой. Яркость источника между наблюдениями изменилась, и поэтому он классифицируется как транзиентное событие.

Гравитационная линза может усиливать сигнал в десятки–сотни раз и тем самым позволяет увидеть события или объекты, которые были бы просто недоступны нашей технике из-за титанического расстояния до них. Транзиенты (особенно если это звезда или сверхновая) также чувствительны к микролинам (это такие маленькие гравитационные линзы, производимые отдельными звёздами или галактиками скопления). Получив нескольких изображений подобных линз, можно измерять временные задержки и уточнять модель гравитационного потенциала скопления.

Но авторы осторожны — это именно транзит кандидат, без окончательной классификации. Что это может быть на самом деле - сверхновая в далёкой галактике? сильно увеличенная отдельная звезда? кратковременное усиление источника фона вследствие  микролинзы? 

Мы не знаем... 

Credit: Cerny et al.

Проекция источника для трёх кратных изображений Источника №1 в SPT0516, полученная путём трассировки лучей изображения NIRCam/F150W2 через наилучшую модель гравитационной линзы. Зелёная линия на левой панели указывает на кандидат в транзиентное событие, который наблюдается в изображении №1.3 источника и отсутствует в двух контризображениях. Предполагается, что галактика-хозяин имеет фотометрическое красное смещение zₚₕₒₜ = 2.5. Спектроскопическое подтверждение пока отсутствует. Галактика-хозяин не видна в фильтре ACS/F606W, вероятно из-за поглощения пылью. Модель предсказывает, что если это действительно транзиент, он появится снова в изображении №1.2 примерно через 530 дней после первого появления в изображении №1.3.

И, получается, что даже единичное такое открытие показывает, как связка JWST с гравитационными линзами способна фиксировать самые редкие и слабые транзиентные явления, происходящие где-то в  сумрачном темном фоне Большой Вселенной позади скоплений на космологических расстояниях.

Работа демонстрирует, что JWST выводит исследования гравитационного линзирования на новый уровень. Более точные карты массы скоплений позволят лучше понять распределение тёмной материи, структуру и эволюцию скоплений, а также свойства далёких галактик, которые усиливаются линзированием

Все полученные модели и данные опубликованы и доступны для дальнейших исследований (если у тебя есть логин STSci в системе MAST).

Домашнее чтение:

📖 - DOI 10.3847/1538-4357/ae41b0

Датасет:

📊 - MAST records

✊