5 место: форма Млечного Пути и вода на экзопланете

Пятое место поделили два открытия. Первое ни много ни мало меняет наше представление о форме Млечного Пути. Для этого ученые из Варшавского университета создали самую подробную трехмерную карту нашей галактики, воспользовавшись данными наблюдения за цефеидами. Измерив отношение периода к светимости этих пульсирующих звезд, они сумели очень точно вычислить удаленность этих звезд от Земли.

Разместив на карте все 2400+ цефеид, ученые поняли, что Млечный Путь далеко не плоский. Наша галактика «искривлена» — внешние края с одной стороны загибаются «вверх», а с другой «вниз». Толщина диска тоже варьируется: в центре он более плоский, а к краям постепенно расширяется, как брюки-клеш. Искривление начинается примерно в 26 000 световых лет от центра Млечного Пути. 

До сих пор считалось, что галактики — плоские диски, но теперь ученые знают, что по крайней мере в одном случае это не так. 

Второе открытие касается всего одной планеты в Млечном Пути — K2-18b в созвездии Льва. Проанализировав архивные данные, собранные космическим телескопом «Хаббл», и прогнав их через алгоритм анализа звездного света, проходящего через атмосферу планеты, ученые пришли к выводу, что в атмосфере K2-18b присутствуют молекулярные сигнатуры водяного пара.

Другими словами, планета K2-18b — единственная расположенная в зоне обитаемости суперземля, на которой подтверждено наличие воды. Если в результате дальнейших исследований выяснится, что там есть еще и азот с метаном, то шансы на обнаружение там жизни увеличатся еще больше.

4 место: характеристики черной дыры

В свое время Альберт Эйнштейн предсказал, что две массивные черные дыры, столкнувшись, рождают новую черную дыру, появление которой сопровождается «звоном», распространяющим гравитационные волны. А по характеру пиков и затуханий этих волн можно определить массу и угловой момент новорожденной черной дыры.

Ученые из MIT впервые смогли расслышать этот звон. Для этого они сравнили данные по массе и спину черной дыры, полученные в ходе наблюдений, с результатами вычислений этих же параметров через уравнение Эйнштейна. 

Это первое подобное доказательство правоты Общей теории относительности. Оно подтвердило идею о том, что у черную дыру можно описать только тремя параметрами: массой, электрическим зарядом и угловым моментом. Все остальные характеристики поглощаются черной дырой и недоступны для нашего наблюдения.

3 место: формирование галактик

В 2019 году группа японских астрономов представила самые убедительные доказательства существования газовых нитей, состоящих из темной и барионной материи. До сих пор ученые не наблюдали нити космической паутины напрямую, поскольку их очень трудно заметить из-за более яркого сияния окружающих их галактик. Но новые телескопы с повышенной чувствительностью позволили сделать это открытие.

Таким образом, фотография участка Вселенной в 12 млрд световых лет от Земли показала, что эти нити тянутся во всех направлениях на более чем 1 млн парсек. На изображении видны синие нити водорода, скрещивающиеся в местах образования галактик в массивном протокластере SSA22, расположенном в созвездии Водолея. Это значит, что те галактики сформировались всего спустя 1,5 млрд лет после Большого взрыва.

Открытие ученых позволяет лучше понять механизм формирования галактик, в частности, то, что появление кластеров галактик стало возможно благодаря космической паутине, там, где ее нити пересекались между собой, образуя плотные участки материи. Они стали топливом для интенсивного формирования звезд и роста сверхмассивных черных дыр.

2 место: странности солнечного ветра

В конце 2018 года зонд «Паркер» подошел к Солнцу на рекордно близкое расстояние — 24 млн км — и развил такую скорость, какую не развивал прежде ни один объект, сделанный руками человека. Но главное, что собранные зондом данные позволили ученым NASA получить ответы на вопросы, ради которых аппарат и отправили к Солнцу: что вызывает резкие порывы солнечного ветра и почему корона Солнца намного горячее, чем внутренние слои?

«Паркер» смог идентифицировать источник медленного, постоянного солнечного ветра. Он исходит из дыры в короне Солнца — в месте, где газ холоднее и не такой плотный. Также приборы зонда зафиксировали гигантские скачки в скорости ветра — порой он разгонялся до 500 000 км/ч всего за несколько секунд. Эти всплески могут объяснить высокую температуру короны.

Это не все открытия, сделанные учеными, изучившими данные «Паркера». Новые данные позволили им заметить явление «американских горок» — когда магнитное поле звезды меняет направление из-за резких порывов солнечного ветра. А также обнаружить аномалию в распределении пыли вокруг Солнца.

В следующие шесть лет «Паркер» еще 21 раз приблизится к Солнцу, постепенно все сокращая дистанцию. В финальной фазе он пролетит на расстоянии 6 млн км от поверхности звезды, чтобы собрать еще больше уникальных данных о том, как работает Солнце. Эта информация поможет ученым разработать методы защиты космонавтов и земных электросетей от непредсказуемой и разрушительной солнечной активности.

1 место: как выглядит горизонт событий

Переломный момент в исследовании черных дыр произошел 10 апреля на конференции, которую провели астрономы Европейской южной обсерватории. На ней они представили первую в мире фотографию горизонта событий сверхмассивной черный дыры М87, вокруг которой сформировалась наша галактика. 

Поскольку увидеть черную дыру напрямую невозможно ни одним из имеющихся у ученых телескопов, им пришлось создать виртуальный. Для этого ученые проекта Event Horizon Telesсоре (ETH) объединили снимки восьми обсерваторий Земли и обработали петабайты данных. Для составления моделей использовались суперкомпьютеры Института радиоастрономии Макса Планка и обсерватории MIT Хайстак. В итоге в облаке газа и пыли стали прорисовываться очертания горизонта событий черной дыры.

Это открытие в очередной раз придало веса Общей теории относительности, доказало, что гравитационная динамика звезд хорошо предсказывает массу черных дыр, что она вращается, что вокруг нее есть материя и что характер ее излучения меняется.

Последующие наблюдения, сделанные с помощью той же технологии, позволят астрономам понять, что вызывает вспышки излучения в черных дырах, присущи ли им магнитные поля и есть ли в центре галактик дополнительные черные дыры.