Кеңістік

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы IRAS 07251-0248 галактикасының тереңінде күрделі органикалық молекулаларды тапты. Зерттеу нәтижелері Nature Astronomy журналында жарияланды, деп хабарлайды NakedScience.ru.

Испаниядағы Астробиология орталығының (CAB) ғалымдары Оксфорд университетінің әдістерін қолдана отырып, аса жарық инфрақызыл галактиканың өзегінен бензолды, метанды, ацетиленді, диацетиленді, триацетиленді және Құс жолынан тыс жерде алғаш рет метил радикалын анықтады.

Галактиканың жүрегіндегі химия

IRAS 07251-0248 ядросы газ бен ғарыштық шаңның тығыз қабаттарымен жабылған. Қалыпты сәулелену бұл пердеден өтпейді, бірақ инфрақызыл толқын ұзындықтары Webb-ке онда болып жатқан процестерді зерттеуге мүмкіндік береді. Зерттеушілер NIRSpec және MIRI құралдарынан алынған 3-28 микрон диапазонындағы деректерді біріктіріп, газдардан, мұздардан және шаңнан келетін сигналдарды қоса алғанда, молекулалардың құрамын, температурасын және күйін анықтауға мүмкіндік берді.

Газ тәрізді қосылыстардан басқа, қатты заттар – көміртегі түйіршіктері және су мұзы – ашылды. Біздің галактикадан тыс жерде алғаш рет метил радикалы – метан молекуласының «құйрығы» – бір сутегі атомы минус – анықталды.

Ғарыштық сәулелер химиялық қозғалтқыш ретінде

Зерттеушілер: «Біз күтпеген химиялық күрделілікті анықтадық, қазіргі теориялық модельдер болжағаннан әлдеқайда жоғары элементтердің көптігі байқалды. Бұл галактикалардың ядроларында осы бай химиялық желіні қамтамасыз ететін көміртегінің тұрақты көзі болуы керек екенін көрсетеді», - деп атап өтті CAB өкілі Исмаэль Гарсия Бернете.

Ғалымдар ғарыштық сәулелердің маңызды рөл атқаратынын анықтады. Олар полициклді хош иісті көмірсутектер мен көміртегіге бай шаң бөлшектерін ыдыратып, ұсақ органикалық молекулаларды бөліп шығарады. Бұл қосылыстар тірі жасушалардың құрамына кірмейді, бірақ олар аминқышқылдары мен нуклеотидтердің түзілуі үшін құрылыс блоктары ретінде қызмет ете алады.

Зерттеу галактикалық ядролардың алып химиялық зертханалар ретінде қызмет ете алатынын, Әлемдегі органикалық заттардың эволюциясына әсер ететінін және Джеймс Уэбб ғарыштық телескопының жаңа мүмкіндіктерін аша алатынын көрсетеді.

Naked Science басылымында хабарланғандай , испан астрофизиктері есептеулер бойынша Үлкен жарылыспен бірдей немесе одан да ерте болуы мүмкін галактиканы ашты. Зерттеу нәтижелері Monthly Notices of the Royal Astronomical Society журналында жарияланды. Егер жасы расталса, Стандартты космологиялық модель өз мәртебесінен айырылады.

Ғалымдар Хаббл және Джеймс Уэбб телескоптарымен Үлкен жарылыстан 700 миллион жыл өткен соң байқалған 31 галактиканы талдады. Бұл нысандардың орташа жасы бақылау алдында 0,61 ± 0,31 миллиард жыл болды. Бұл олардың көпшілігі Әлем тарихы басталғаннан кейін 100 миллион жылдан аз уақыт өткен соң пайда болғанын білдіреді.

Ертедегі әлем тым жетілген болып шықты

Жалпы қабылданған теорияға сәйкес, алғашқы жұлдыздар жүздеген миллион жылдан кейін пайда болған. Дегенмен, бақылаулар дамыған галактикалардың 200-300 миллион жылдан кейін пайда болғанын көрсетті. Мұны Стандартты модель шеңберінде түсіндіру қиын.

Қазіргі галактикаларда әрдайым аса үлкен қара құрдымдар болады. Бірақ стандартты сценарий бойынша мұндай нысандар жұлдыздық қара құрдымдардан пайда болады, ал олар өз кезегінде Үлкен жарылыстан кейін пайда болған жұлдыздардан пайда болады.

Қара құрдым мәселесі және JADES-1050323 аномалиясы

Қара құрдымдар бірнеше жүз миллион жыл ішінде миллиондаған күн массасына тең масса жинай алмайды. Олар материяның жиналу жылдамдығымен шектеледі. Николай Горькийдің тербелмелі әлем теориясын қоса алғанда, балама модельдер Үлкен жарылыстан кейін бірден реликті қара құрдымдардың болуын ескереді, бірақ олар Стандартты модельмен үйлеспейді.

Ең алаңдатарлық нәтиже JADES-1050323 галактикасына қатысты. Авторлар оның жасын 800 миллион жылға дейін деп бағалайды. Ресми түрде бұл сол кездегі Әлемнің жасынан 100 миллион жылға үлкен. Есептеулер бойынша қателік деңгейі 4,7 сигма немесе шамамен миллионнан бір мүмкіндік. Зерттеушілер деректерді қайта қарауды қажет ететінін атап өтеді. Дегенмен, Үлкен жарылыстан кейін 100 миллион жылдан аз уақыт өткеннен кейін галактикалардың пайда болуы да стандартты космологияға елеулі қиындықтар туғызады.

Гравитация барлық нысандарды жояды. Кеңістік-уақыт қисықтығы ақырында материяны сәулеленуге айналдырады. Жұмыс жарияланды және Phys.org мақаласында сипатталған.

Осы уақытқа дейін тек қара құрдымдар ғана буланып кетеді деп есептелді. Нейтрон жұлдыздары мен ақ ергежейлілер тұрақты деп саналды. Жаңа есептеулер бұл пікірді жоққа шығарады. Оқиға көкжиегі болмаса да, материя жойылады.

Қара құрдымның ерекшелігінің соңы

1974 жылы Стивен Хокинг қара құрдымдардың сәуле шығаратынын және массасын жоғалтатынын көрсетті. Бұл процесс оқиға көкжиегімен байланысты болды. Онсыз булану мүмкін емес деп есептелді. Хайно Фальке, Майкл Вондрак және Вальтер ван Сулек бұл тәсілді қайта қарастырды. Олар кеңістіктің қисықтығы шешуші фактор екенін көрсетті. Күшті тартылыс күшінің өзі бөлшектердің кванттық пайда болуын тудырады.

Гравитация әмбебап жойғыш ретінде

Зерттеушілер гравитацияны кванттық электродинамикадағы Швингер эффектісімен салыстырды. Онда қуатты электр өрісі вакуумдағы виртуалды бөлшектерді жыртады. Гравитация да солай әрекет етеді, бірақ толқын күштері арқылы. Нейтрондық жұлдыздардың жанында вакуум нақты бөлшектерді жасайды. Олардың кейбіреулері энергияны ғарышқа алып кетеді. Қалғандары нысанды ішінен қыздырады. Жұлдыз массасын баяу жоғалтады және тіпті суық ғаламда да жарқырайды.

Сөзсіз ақырдың математикасы

Ғалымдар нысанның өмір сүру ұзақтығын оның тығыздығымен байланыстыратын формула шығарды. Зат неғұрлым тығыз болса, булану соғұрлым жылдам болады. Процесс өте баяу, бірақ тоқтаусыз. Нейтрондық жұлдыздар шамамен 10⁶⁸ жылдан кейін жоғалып кетеді. Ақ ергежейлілер шамамен 10⁷⁸ жыл бойы өмір сүреді. Тіпті аса үлкен қара құрдымдар да 10⁹⁶ жылдан кейін жоғалып кетеді. Бұл Әлемнің «жылу өлімі» туралы түсінігін өзгертеді.

Қызыл картоп галактикасының массасы 110 миллиард күн массасына тең деп есептеледі. Оның радиусы шамамен 3260 жарық жылы. Дегенмен, галактикада газ жоқ дерлік. Молекулалық газ массасы 7 миллиард күн массасынан аспайды. Оның жұлдыз түзілу жылдамдығы жылына шамамен төрт күн массасын құрайды. Бұл қалыптыдан кемінде он есе төмен. Ғалымдар нысанды «квеиссент» галактикасы ретінде жіктейді. Мұндай құрылымдар жаңа жұлдыздардың пайда болуын іс жүзінде тоқтатты. Бұл мұндай үлкен нысан үшін ерекше жағдай.

Ғарыштық тор парадоксы

Галактика ғарыштық тор түйінінің орталығында орналасқан. Мұндай аймақтар әдетте суық газға бай, ал үлкен галактикалар әдетте олардың ішінде белсенді түрде өседі. Дегенмен, MQN01 J004131.9−493704 керісінше көріністі көрсетеді. Астрономдар галактиканың негізінен «ұйқыда» деп санайды, бұл эволюциялық модельдердің күткендеріне қайшы келеді.

Белсенді көршінің ізі

Ғалымдар мұның себебін жақын маңдағы белсенді галактиканың әсерінен көреді. Рентген деректері жарқын белсенді ядродан қуатты ағынның шыққанын көрсетеді. Бұл ағын «Қызыл картоптың» жанынан өтеді. Зерттеушілердің айтуынша, ағын газда қарқынды турбуленттілік тудырады. Газ салқындамай, галактикаға орналаса алмайды. Нәтижесінде нысан жұлдыздарға отынсыз қалады. Газдың жоғары жылдамдығы спектрлік өлшеулермен расталады. Жұмыс arXiv серверінде жарияланған

ESA мәліметтері бойынша , Еуропалық ғарыш агенттігінің астрономдары жаңа жасанды интеллект құралы AnomalyMatch-ты іске қосты және Хаббл ғарыштық телескопының бүкіл мұрағатын қарап шықты. 35 жылдық бақылаулар барысында деректер жиынтығы қолмен талдау үшін басқарылмайтын деңгейге дейін жинақталды. Жасанды интеллект оны үш күннен аз уақыт ішінде өңдеп, жүздеген белгісіз нысандарды анықтады.

Өз сәтін күтіп тұрған мұрағат

Ғалымдар телескоптар адамдар өңдей алатыннан да көп деректерді жинайтынын атап өтті. Барлық обсерваторияларды жабудың өзі мұрағаттың ондаған жылдар бойы жұмыс істеу мүмкіндігін толық пайдаланбайды. Зерттеушілердің айтуынша, жасанды интеллект дәл осы жерде ең пайдалы болып шығады. Ол жылдар бойы назардан тыс қалған деректерді жүйелі түрде қарастыра алады.

Үш күнде мыңдаған аномалиялар

AnomalyMatch бір ғана графикалық процессорда жұмыс істеп, екі жарым күн ішінде шамамен 100 миллион кескін фрагментін өңдеді. Осы уақыт ішінде бағдарлама Хаббл мұрағатын толығымен зерттеп, 1400-ден астам аномальды нысандарды тапты. Қолмен тексеру 1300-ден астам нәтижені растады, олардың 800-ден астамы бұрын ғылымға белгісіз болған.

Жасанды интеллект нені дәл тапты?

Анықталған нысандарда өзара әрекеттесетін және бірігетін галактикалар, гравитациялық линза кандидаттары және сирек кездесетін сақиналы құрылымдар басым. Ғалымдар сонымен қатар медуза тәрізді галактикаларды, қабаттасатын жүйелерді және белсенді ядроларды анықтады. Айналмалы ядролары мен ашық қолдары бар галактикаларды қоса алғанда, кейбір зерттеулер өте ерекше болып көрінеді. Зерттеушілер мұндай аномалиялар галактикалардың эволюциясын, қараңғы материяның табиғатын жақсырақ түсінуге және жалпы салыстырмалылықты тексеруге көмектесетінін атап өтеді.

NASA-ның Марсқа арналған Perseverance роусі жасанды интеллектпен толығымен жоспарланған алғашқы бағытын аяқтады. Жезеро кратеріндегі роуермен жұмыс істейтін миссия мамандары бұл жаңалықты жариялады. 2025 жылдың 8 және 10 желтоқсанында жүргізілген эксперимент планеталарды зерттеу тарихындағы бетбұрыс кезеңін белгіледі.

Отыз жылға жуық уақыт бойы роверлердің жолының әрбір метрін Жердегі адамдар есептеп келді. Инженерлер суреттер мен жер бедерінің карталарын қолмен зерттеп, қысқа және қауіпсіз маршруттарды белгіледі. Марспен байланыстың кешігуіне байланысты бұл процесс баяу жүрді және роверлердің бір Марс күнінде ұшу қашықтығын айтарлықтай шектеді.

Жасанды интеллект Жердің жоспарлаушыларын қалай алмастырды

Жаңа экспериментте миссия тобы маршрутты жоспарлауды жасанды интеллектке сеніп тапсырды. Жүйені Оңтүстік Калифорниядағы NASA-ның реактивті қозғалыс зертханасының мамандары әзірлеп, біріктірді. Жасанды интеллект адамдар сияқты деректерді алды: жоғары ажыратымдылықтағы орбиталық кескіндер және дәл биіктік карталары.

Алгоритм жер бедерін тәуелсіз талдап, тастарды, беткейлерді және қауіпті аймақтарды анықтап, содан кейін толық маршрут жасады. Жоспар Марсқа жіберілмес бұрын зертханада ровердің сандық көшірмесінде сыналды. Осылайша, жасанды интеллект егжей-тегжейлі маршрутты жоспарлау кезеңінде адамдарды толығымен алмастырды.

Автономды навигацияның алғашқы километрлері

Автономды бағытымен жүріп, Perseverance 8 желтоқсанда 210 метр, ал 10 желтоқсанда тағы 246 метр жүріп өтті. Маршрутизатор барлық кедергілерден сенімді түрде өтті және Жерден ешқандай түзетулер енгізуді қажет етпеді. Тәжірибе жасанды интеллекттің маршрутты қиын жерлерде қауіпсіз жүріп өте алатынын растады.

Әзірлеушілердің айтуынша, бұл зерттеудің жаңа дәуірін ашады. Роверлер таныс емес жерлерден шақырымдарды өздігінен жүріп өте алады. Технология операторлардың жұмыс жүктемесін азайтып, оларға қауіпті жерлерде жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Болашақта мұндай жүйелер Айдағы инфрақұрылымның және Марсқа адам басқаратын миссиялардың негізін құрайды. Маршрутты жылдам және өздігінен жоспарлау мүмкіндігі болашақ экспедициялардың қауіпсіздігі мен тиімділігі үшін өте маңызды болып саналады.

Nature Astronomy журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, ғалымдар Құс жолы мен бүкіл жергілікті галактикалар тобы қараңғы материяның кең қабатында орналасқан деп санайды. Жаңа модель ұзақ уақыт бойы дәстүрлі түсінікке қайшы келген жақын маңдағы галактикалардың таңқаларлық қозғалысына түсініктеме береді.

Астрономдар Эдвин Хабблдан бері ғаламның кеңейіп жатқанын және барлық дерлік галактикалар бір-бірінен алыстап бара жатқанын біледі. Дегенмен, ең жақын үлкен галактика Андромеда Құс жолына қарай жылжып келеді. Бұл аномалия сияқты көрінді, себебі бүкіл Жергілікті топ гравитациялық байланысқан және үйлесімді түрде әрекет етуі керек.

Жергілікті топтың виртуалды қостығы

Бұл сәйкессіздікті түсіну үшін зерттеушілер Жергілікті топ пен оны қоршаған галактикалардың виртуалды егізін жасады. Модельдеу ғарыштық микротолқынды фондық деректермен анықталған алғашқы Әлемнің жағдайларынан басталды. Содан кейін ғалымдар жүйенің эволюциясын бақылап, виртуалды галактикалардың қозғалыстарын нақты бақылаулармен салыстырды.

Сәйкестік таңғажайып дәл болып шықты. Дегенмен, модель тек бір шарт бойынша жұмыс істеді: Жергілікті топ сфералық галода емес, қара материяның жазық қабатында орналасқан. Есептеулер бойынша, бұл құрылымның өлшемі миллиондаған жарық жылы деп есептеледі.

Неге шар емес, жапырақ?

Дәстүрлі космологиялық модель галактикалардың қараңғы материяның үлкен сфералық галоларында орналасқанын болжайды. Бұл жағдайда олардың қозғалысына негізінен осы сфералардың ішіндегі масса әсер етеді. Жаңа зерттеу массаның үлкен қашықтықтарға таралуы да маңызды рөл атқаратын басқа геометрияны ұсынады.

Қағаз тәрізді құрылымда қараңғы материяның шеттері галактикаларды сыртқа қарай ақырын тартады, ал ғарыштық бос орындар жазықтықтың сыртында болады. Гравитация мен бос орындардың бұл үйлесімі жергілікті топтың байқалған динамикасын нақты түсіндіреді. Авторлардың пікірінше, дәл осы конфигурация бұрынғы қайшылықтарды шешеді.

Ашылу деген нені білдіреді?

Зерттеудің жетекші авторы Эвауд Вемпе бұл жұмысты Жергілікті топтағы қараңғы материяның таралуы мен жылдамдықтарының алғашқы бағасы деп атады. Ол модельдің жалпы космологиялық теориямен де, жергілікті бақылаулармен де сәйкес келетінін атап өтті. Оның айтуынша, бұл екі суреттің де сәйкес келетін сирек кездесетін жағдай.

«Біз алғашқы ғаламның барлық мүмкін жергілікті конфигурацияларын зерттеп жатырмыз», - деп түсіндірді Вемпе. Ол алынған модель тәуелсіз тексеруді қажет ететінін атап өтті. Болашақта ғалымдар ғарыштық телескоп деректерін пайдаланып, жергілікті топтан тыс жердегі қара материяның ұқсас парақтарын іздеуді жоспарлап отыр.