Луна в инвертированных цветах

Авторы и права: Дэвид Глаудзин
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Что это за Луна? Это наша Луна – спутник Земли, но показанная в инвертированных цветах. На этом изображении интенсивности пикселей, соответствующие темным или светлым областям, были инвертированы. Полученная картинка в искусственных цветах похожа на черно-белый фотографический негатив. Однако это – инвертированное цветное изображение, приглушенные цвета Луны были усилены при цифровой обработке перед инвертированием. Обычно яркие лучи вокруг большого кратера Тихо являются самыми заметными деталями южной (нижней) части Луны, но здесь они видны как четкие темно-зеленые линии, выходящие из ударного кратера диаметром 85 километров. Обычно темные лунные моря выглядят светлыми и серебристыми. Изображение было получено в Саутенде-он-Си в Англии, Великобритания. Астрономические изображения на фотографических пластинках обычно использовались именно в таком негативном виде, потому что он помогает глазу различать слабые детали.
http://www.astronet.ru/db/msg/1818214

Лев в Орионе

Авторы и права: Марун Махфоуд
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Вы видите здесь льва? Глубокая экспозиция запечатлела знаменитое темное облако, похожее на голову лошади. Оно видно ниже и левее центра картинки и известно как туманность Конская Голова. Туманность Конская Голова (Барнард 33) – часть обширного комплекса облаков из темной, поглощающей свет пыли и светящегося газа. Чтобы выявить детали пастбища, где пасется Конская Голова, астрофотограф объединил накопленное в течение 20 часов излучение в линиях водорода (оранжевый цвет), кислорода (синий) и серы (зеленый). Снимки были получены из Раачина в Ливане. На эффектной картинке запечатлены изящные волокна из газа и полосы пыли, которые создавались и приобретали форму в течение тысячелетий в результате звездных ветров и древних взрывов сверхновых. Обширная область окрашенного в оранжевый цвет газа над Конской Головой может показаться похожей на образ другого животного – голову льва. Туманность Пламя видна левее Конской Головы. Туманность Конская Голова удалена от нас на 1500 световых лет и расположена в созвездии Ориона.
http://www.astronet.ru/db/msg/1818086

Начало зарождения планет в двойной звездной системе

Астрономы наблюдали первичный материал, который может давать начало системам трех планет внутри системы двойной звезды, с беспрецедентно высоким уровнем подробностей.

Проанализировав результаты наблюдений, собранные в течение последних 30 лет, международная группа исследователей изучила пару звезд, обращающихся одна относительно другой, и выяснила, что эти звезды окружены газопылевыми дисками. В своей работе исследователи показывают, что материал внутри этих вновь открытых дисков может давать начало новым системам планет, которые через определенное время будут обращаться вокруг двойных звезд.

Используя радиообсерватории Very Large Array (VLA) и Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), научная группа изучила двойную звезду SVS 13, до сих пор находящуюся в фазе «эмбриона».

«Наши результаты показали, что каждая из двух звезд окружена диском из газа и пыли и что, кроме того, вокруг двух звезд формируется один общий диск, имеющий более крупный размер», - сказала Ана Карла Диаз-Родригес (Ana Karla Diaz-Rodriguez), исследователь из Астрофизического института Андалусии, Испания, которая возглавляла эту работу.

Двойная система SVS 13, состоящая из двух звездных зародышей, имеющих общую массу, близкую к массе Солнца, находится относительно недалеко от нас, на расстоянии всего лишь 980 световых лет, и это позволило изучить ее с высоким уровнем подробностей. Две звезды, расположенные в этой системе, находятся очень близко друг к другу, на расстоянии всего лишь в 90 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца).

Проведенная работа позволила изучить состав газа, пыли и ионизированного материала в системе. Кроме того, в окрестностях этих протозвезд было идентифицировано почти 30 различных молекул, включая тринадцать сложных органических молекул, являющихся прекурсорами (химическими предшественниками) биологических молекул. «Это означает, что ко времени начала формирования планет в системе из двух звезд «строительные кирпичики» жизни уже присутствуют в составе материала», - сказала Ана Карла Диаз-Родригес.

Научная группа использовала результаты наблюдений системы SVS 13, полученные при помощи обсерватории VLA в течение 30 лет, совместно с новыми данными, собранными при помощи обсерватории ALMA, что позволило отследить движение обеих звезд на протяжении этого периода, а также определить геометрию и ориентацию этой системы, большое число фундаментальных параметров, таких как масса протозвезд, массы дисков и их температуры.

В целом это новое исследование не только проливает свет на природу двух протозвезд и их окрестностей, но также дает информацию о важных параметрах для тестирования численных моделей, позволяющих рассчитать ранние этапы формирования двойных и множественных систем.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0311091129

Древесные кольца указали на две древние сверхмощные солнечные вспышки

Лиственница, обнаруженная на Ямале, образцы которой исследовались авторами статьи
Nicolas Brehm et al. / Nature Communication, 2022

Группа ученых из девяти стран исследовала содержание углерода-14 в образцах древесных колец VIII и VI тысячелетий до нашей эры, происходящих из Европы, России и США, и выяснила, что в 7176 и 5259 годах до нашей эры произошли сверхмощные солнечные вспышки. Каждая из них привела к образованию в атмосфере Земли примерно 29 дополнительных килограмм радиоактивного углерода. Эти события оказались мощнее крупнейшей ранее известной вспышки, произошедшей в 774 году нашей эры. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communication.

Крупные солнечные вспышки происходят достаточно регулярно. Некоторые из них способны вызывать на нашей планете сильные геомагнитные бури, способствовать появлению полярных сияний на более низких широтах и нарушать работу спутников, как это случилось недавно с 40 аппаратами Starlink (подробнее узнать о том, стоит ли опасаться негативных последствий необычной активности Солнца, можно в нашем материале «Ученые вспышек не боятся»). Так, самая мощная геомагнитная буря за всю историю наблюдений, зафиксированная в 1859 году, привела, в частности, к отказу телеграфных систем по всей Северной Америке и Европе, а северное сияние можно было наблюдать даже на широте Кубы. Сегодня последствия такого события были бы гораздо более разрушительны: по некоторым оценкам, ущерб для инфраструктуры США достигнул бы нескольких триллионов долларов (узнать о том, способны ли повлиять такие события на состояние человека, можно в нашем материале «Буря в голове»).

В 2012 году японские ученые обнаружили гораздо более мощные солнечные вспышки, которые произошли в эпоху раннего Средневековья. С помощью ускорительной масс-спектрометрии они исследовали годичные кольца кедра, которые ранее были датированы с помощью дендрохронологии. Оказалось, что в 774 и 993 годах произошли сверхмощные солнечные вспышки, которые привели к кратному увеличению количества радиоуглерода в атмосфере Земли. Позднее еще один всплеск был зафиксирован в 660 году до нашей эры, о чем можно узнать в нашем материале «События Мияке».

Концентрации радиоуглерода в образцах годичных колец
Nicolas Brehm et al. / Nature Communication, 2022

Лукас Вакер (Lukas Wacker) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха совместно с коллегами из Австрии, Великобритании, Германии, России, США, Финляндии, Франции, Швейцарии и Швеции исследовал содержание углерода-14 в годичных кольцах древних деревьев. Ученые сосредоточили свое внимание на датированных с помощью дендрохронологического анализа образцах древесины, которые охватывали два временных отрезка: 7200–7150 годы до нашей эры и середину LIII века до нашей эры. Эти периоды связаны с тем, что в первом случае гляциологи обнаружили аномальное содержание бериллия-10 и хлора-36 в ледовых колонках, а во втором — с противоречивыми датировками археологических материалов этого времени.

Для анализа методом ускорительной масс-спектрометрии ученые отобрали образцы лиственницы, дуба, остистой сосны, которые были найдены в Альпийском регионе, Ирландии, России и США. В результате исследования они обнаружили в материалах из разных регионов, что в 7176 и 5259 годах до нашей эры произошли две сверхмощные солнечные вспышки. В первом случае это привело к дополнительному образованию в атмосфере Земли 28,7±0,9 килограмма радиоактивного углерода, а во втором — 29,2±0,9 килограмма. Это превышает мощность вспышки, произошедшей в 774 году, когда дополнительно образовалось около 26,2±1 килограмма углерода-14.

Ученые отметили, что растущее количество открытий сверхмощных солнечных вспышек, оказавших влияние на Землю в эпоху голоцена, то есть за последние примерно 12 тысяч лет, не позволяет больше считать их крайне редкими событиями. Анализ данных, охватывающих последовательности в общей сложности за 2030 лет, показывает, что сверхмощные вспышки поражали Землю каждые 400–2400 лет. Исследователи заключили, что подобные события, если бы они произошли сегодня, оказали бы катастрофическое влияние на авиацию, спутники и телекоммуникационные системы.

Недавно события Мияке позволили археологам уточнить время, когда викинги оказались в Северной Америке. Так, анализ 127 образцов древесины, найденных на острове Ньюфаундленд, показал, что скандинавы присутствовали там в 1021 году.

Михаил Подрезов
https://nplus1.ru/news/2022/03/10/solar-proton-events

Телескоп NICER увидел движение горячих пятен на магнитаре

NASA / NICER / G. Younes et al.

Астрономы при помощи рентгеновского монитора NICER впервые зафиксировали движение и слияние горячих пятен на магнитаре в состоянии активности. Предполагается, что за движение и возникновение пятен ответственны тектоническое движение коры магнитара и ее взаимодействие с магнитосферой звезды. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Магнитары представляют собой редкий тип нейтронных звезд, которые обладают очень сильными магнитными полями с напряженностями выше 10¹⁴ гаусс. Они могут демонстрировать длительную вспышечную активность, которая начинается с увеличения потока рентгеновского излучения на три порядка, что сопровождается резкими изменениями свойств излучения от нейтронной звезды, а также его сильной временной изменчивостью. Всплески активности длятся от нескольких месяцев до лет, по мере их затухания свойства источника возвращаются в обычное, спокойное состояние. Исследования активности магнитаров позволяют разобраться в процессах, идущих в его магнитосфере и на поверхности нейтронной звезды.

Группа астрономов во главе с Джорджем Юнесом (George Younes) из Университета Джорджа Вашингтона опубликовала результаты анализа данных наблюдений за магнитаром SGR 1830-0645 в мягком рентгеновском диапазоне при помощи монитора NICER, установленного на МКС, в период с 10 октября по 17 ноября 2020 года. Первоначально этот магнитар был обнаружен во время начала вспышки активности 10 октября 2020 года космической обсерваторией «Swift», он расположен в созвездии Щита, на расстоянии около 13 тысяч световых лет от Солнца. Один оборот вокруг своей оси магнитар совершает за 10,4 секунды, его магнитное поле было оценено в 2,7×10¹⁴ гаусс, а возраст — в 24,3 тысячи лет.

Ученые обнаружили три медленно движущихся горячих пятна на магнитаре, два из которых в процессе перемещения слились. Есть два физических сценария наблюдаемой эволюции потока мягкого рентгеновского излучения от магнитара: пластическое движение коры нейтронной звезды и раскручивание магнитосферы. Эти два сценария предполагают две наиболее вероятных причины нагрева поверхности магнитара во время вспышек: выделение энергии в коре звезды или бомбардировка ее поверхности ускоренными частицами в скрученном внешнем магнитном поле.

В первом случае выделение энергии будет связано с тектоническим движением коры магнитара со скоростью менее ста метров в сутки. Во втором случае за нагрев областей на поверхности звезды ответственна бомбардировка заряженными частицами из магнитосферы, а горячие точки представляют собой места, где структуры, созданные магнитным полем, и чем-то напоминающие солнечные корональные петли, встречаются с поверхностью магнитара. В этом случае миграция пятна может быть связана с движением точки основания силовых линий.

Ранее мы рассказывали о том, как телескоп «Чандра» обнаружил «двуличность» самого молодого магнитара Млечного Пути.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/10/magnetar-hot-spots

Российские ученые нашли опасность для человека в составе грунта Луны

Луна во время затмения
© РИА Новости / Виталий Аньков

МОСКВА, 11 мар — РИА Новости. Российские ученые определили, что лунный грунт представляет опасность для человека, микроэлементы в его составе могут вызвать раздражение кожи и дыхательных путей, поражения печени, почек и центральной нервной системы, это необходимо учитывать при полетах на Луну, сообщили РИА Новости в пресс-службе Сеченовского университета.

Ученые Сеченовского университета и Южно-Российского государственного политехнического университета имени М. И. Платова исследовали химический состав грунта из четырех разных областей Луны и сравнили его со средними значениями элементов в земных почвах, пояснили в пресс-службе.

"Основа лунной почвы — реголит, который содержит в себе в том числе химические элементы хрома, бериллия, никеля, кобальта, способных, в случае длительного контакта, оказать негативное влияние на самочувствие и здоровье лунных колонистов, поражая их дыхательную, сердечно-сосудистую и пищеварительную системы", — сказал доктор медицинских наук, профессор кафедры медицины труда, авиационной, космической и водолазной медицины Сеченовского университета Иван Иванов, слова которого приводятся в сообщении.

Он добавил, что такой состав почвы может вызвать раздражение кожи и дыхательных путей, поражения печени, почек и центральной нервной системы. Эти данные необходимо учитывать при колонизации Луны, наряду с другими экстремальными факторами, отметил специалист.

Для полноценного функционирования внеземной базы необходимо оценивать содержания этих микроэлементов в лунной пыли, которая попадает на скафандры и оборудование, а также определить максимальные значения загрязнения и разработать процедуры обеззараживания для персонала и техники, подчеркнули в пресс-службе.
https://ria.ru/20220311/luna-1777579796.html

Исследование: «квантовая гравитация» может возникать из голографической Вселенной

В последние десятилетия своей жизни Альберт Эйнштейн надеялся объединить свое описание гравитации с существующими моделями электромагнетизма в рамки единой теории.

Это поиск, который продолжает беспокоить физиков-теоретиков и по сей день. Две из наших лучших моделей реальности — общая теория относительности Эйнштейна и законы квантовой механики — несовместимы, как масло и вода.

Как бы ни выглядело их сочетание, оно почти наверняка раскроет основы Вселенной, совсем непохожие ни на что, что мы можем себе представить.

Недавно опубликованное математическое открытие описывает появление гравитации в рамках так называемой «голографической» модели Вселенной; его обнаружила группа исследователей из Технологического университета Чалмерса в Швеции и Массачусетского технологического института в США.

Как бы странно это ни звучало, это лучшее место для начала нашего поиска полного понимания того, как пространство, время и материя возникают из более глубоких законов.

«Когда мы ищем ответы на вопросы в физике, мы часто приходим к новым открытиям и в математике», — говорит математик из Университета Чалмерса Дэниел Перссон.

«Взаимодействие особенно заметно при поиске квантовой гравитации, где сложно проводить эксперименты».

Несмотря на их дискретную способность предсказывать поведение всего, от скачков электронов до столкновений с черными дырами, со сверхъестественной точностью, квантовая физика и общая теория относительности возникают из двух очень разных систем мышления.

Квантовая Вселенная блочная, но туманная, если смотреть вблизи, как пиксели, которые расплываются в сбивающую с толку цветовую мешанину, когда вы прижимаетесь лицом к экрану.

Общая теория относительности опирается на бесшовный континуум пространства и времени, который изгибается в ответ на массу с четким убеждением, даже если рассматривать его в самом маленьком масштабе.

Есть и другие метафоры, которые мы можем использовать для описания того, как может работать Вселенная, каждая из которых имеет свою собственную математическую структуру, каждая из которых немного более неясна, чем предыдущая.

Некоторые включают добавление невидимых измерений, обернутых в умопомрачительные геометрические формы. Голографический принцип, используемый здесь исследователями, представляет собой странный пример, который предполагает удаление измерений.

Вы можете думать об этом так: вся информация о том, как частицы сталкиваются и сближаются, закодирована на чем-то более похожем на плоскую поверхность, чем на трехмерное пространство, в котором, как мы думаем, мы живем, мало чем отличаясь от того, как появляется ощущение глубины, когда вы смотрите на плоскую голографическую наклейку.

Есть веская причина так думать о физике. Квантовые версии гравитации, встроенные в четырехмерное пространство-время, быстро становятся чрезвычайно сложными и неработоспособными.

Если бы наше пространство-время изогнулось достаточно далеко, чтобы создать что-то вроде цилиндра, оно обязательно имело бы «плоскую» границу. В новой статье эффективно смешиваются различные модели, управляющие частицами и их волнами, а также то, как они трансформируются в поля в голографической обстановке, чтобы найти математический эквивалент гравитации, действующей как естественное следствие этих взаимодействий.

Новая работа может также указать путь к объяснениям других крупномасштабных явлений, таких как топливо, расширяющее Вселенную, которое мы в настоящее время называем темной энергией.

Какой бы элегантной ни была математика, теоретики могут позволить себе роскошь наполнять свою работу оговорками и предположениями, чтобы найти новые интригующие закономерности. Например, достаточно ли изогнута наша Вселенная, чтобы иметь границу, необходимую для голографического принципа, — это сам по себе открытый вопрос, в котором убеждены лишь немногие космологи.

Тем не менее, когда вы пытаетесь решить проблему, которую не смог решить даже Эйнштейн, неплохо начать с невообразимого.

Исследование было опубликовано в Nature Communications.
https://rwspace.ru/news/issledovanie-kv … ennoj.html

Датировка циркона из метеорита NWA 7034 сократила длительность марсианского «окна спокойствия»*

Рис. 1. Части метеорита NWA 7034. Слева — текстура коры плавления, справа — внутренняя структура. Из-за блестящей черной коры плавления этот метеорит получил неофициальное название «Черная красавица» (Black beauty) Фото с сайта curator.jsc.nasa.gov

После формирования первичной коры ~4,5 млрд лет назад Марс подвергся интенсивной метеоритной бомбардировке. В то время у Марса еще была плотная атмосфера и магнитное поле, а на поверхности присутствовали водоемы. Столкновения с крупными космическими телами приводили в том числе и к потере легких летучих веществ — таких как вода. В предыдущих работах предполагалось, что интенсивность катастрофических импактных событий уменьшилась ~4,48 млрд лет назад и что примерно 4,2 млрд лет на поверхности Марса установились вполне спокойные условия, напоминающие земные. Этот гипотетический период истории Марса называют «окном спокойствия». В свежем выпуске журнала Science Advances вышла статья с описанием кристалла циркона из прилетевшего на Землю с Марса метеорита NWA 7034. Этот циркон запечатлел в себе свидетельство масштабного импактного события, случившееся заведомо после появления самого кристалла, который, по оценке авторов статьи, кристаллизовался 4,45 млрд лет назад. Вкупе с анализом возрастов древнейших марсианских кратеров, также проведенным в рамках этой статьи, датировка циркона из метеорита NWA 7034 служит весомым аргументом против гипотезы об «окне спокойствия».

Марс — каменистая планета земного типа. Ранние периоды геологической истории Марса и Земли похожи: на Красной планете тоже были магнитное поле, плотная атмосфера и водоемы. На наличие аналогичного земному магнитного поля у древнего Марса указывают как остаточная намагниченность коры, картированная аппаратом Mars Global Surveyor (J. E. P. Connerney et al., 2012. The global magnetic field of Mars and implications for crustal evolution), так и палеомагнитные измерения минералов из марсианских метеоритов, таких как знаменитый ALH 84001 (B. P. Weiss et al., 2002. Records of an ancient Martian magnetic field in ALH84001). Русла древних рек отлично видны на космоснимках (см. новость Кратер Езеро заготовил много интересного для марсохода «Марс-2020», «Элементы», 25.11.2019), а марсианские осадочные породы, образовавшиеся в водных условиях, неплохо изучены марсоходом Curiosty в кратере Гейл за последние восемь лет (E. B. Rampe et al., 2020. Mineralogy and geochemistry of sedimentary rocks and eolian sediments in Gale crater, Mars: A review after six Earth years of exploration with Curiosity). Первые свидетельства того, что раньше у Марса была солидная атмосфера, которую он со временем почти полностью потерял, были собраны еще «Викингами» и позже подтверждены детальными измерениями элементного и изотопного состава (B. M. Jakosky, 2021. Atmospheric Loss to Space and the History of Water on Mars). Одним из самых очевидных аргументов в пользу существования у Марса в прошлом гораздо более массивной атмосферы является высокое значение отношения тяжелого изотопа водорода дейтерия (D или ²H) к более легкому (¹H), объясняющееся избирательной потерей последнего в течение долгого времени (J. P. Greenwood et al., 2008. Hydrogen isotope evidence for loss of water from Mars through time).

На Марсе действовали и гидротермальные системы, в которых образовывались различные органические соединения углерода — возможная первая ступень абиогенеза. Обнаружение таких соединений в марсианских метеоритах (подробнее см. новость Органические вещества в марсианском метеорите ALH 84001 образовались в результате серпентинизации, «Элементы», 28.01.2022) в 1990-х стало основой гипотезы о том что в какой-то момент на этой планете могла существовать жизнь. Когда она могла возникнуть — вопрос не менее спорный, чем сама гипотеза, однако мы довольно точно знаем, после какого момента этого не могло произойти: период сколько-нибудь благоприятных условий на Марсе завершился 3,5 млрд лет назад. Из-за небольшого размера и особенностей строения к этому времени ядро Марса охладилось настолько, что «динамо-машина», поддерживавшая магнитное поле, остановилась (подробнее об этом см. новость Сейсмологические данные миссии InSight позволили уточнить размеры геологических оболочек Марса, «Элементы», 02.09.2021). Исчезновение магнитного поля резко ускорило потерю воды с поверхности и превратило Марс в каменистую пустыню, наблюдаемую сегодня. Однако гипотеза о возможности существования жизни на Марсе до рубежа 3,5 млрд лет назад является до сих пор предметом серьезного обсуждения в научных кругах и включается в обоснование для финансирования некоторых марсианских миссий.

По современным представлениям одним из важнейших условий для существования жизни на планете является наличие жидкой воды. Марс находится в зоне обитаемости, поэтому для него это условие выполняется. Кроме воды для зарождения и развития жизни необходима относительная стабильность условий на планете: благоприятные условия должны сохраняться на протяжении сотен миллионов лет. Нарушать эту стабильность и приводить к вымираниям или вообще полной стерилизации планеты (если жизнь на ней таки смогла зародиться) могут масштабные извержения вулканов или падения крупных метеоритов. Самыми известными примерами таких катастрофических событий из земной истории являются формирование Сибирских траппов, приведшее к пермскому вымиранию (подробнее см. новость Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания, «Элементы», 25.09.2018), и падение астероида Чикшулуб (Чиксулуб), определившее границу мелового и палеогенового периодов (см. новость Основная причина мел-палеогенового вымирания — падение астероида, а не формирование Деканских траппов, «Элементы», 05.03.2020).

И метеоритная бомбардировка, и катастрофические извержения присутствовали в ранней истории Марса. Так, очень интенсивный вулканизм в провинции Фарсида продолжался ~500 млн лет до начала гесперийского периода (3,74 млрд лет назад) (см. P. Whelley et al., 2021. Stratigraphic Evidence for Early Martian Explosive Volcanism in Arabia Terra). Более того, судя по данным миссии InSight, магматический расплав скорее существует в этой области под поверхностью до сих пор.

Изучать изменение интенсивности метеоритной бомбардировки Марса нам помогает отсутствие на нем субдукции и обновления поверхности. Это позволяет исследовать даже древнейшую геологическую историю этой планеты в период 3,5–4,5 млрд лет. К слову, на Земле об этом времени сохранилось гораздо меньше информации.

Одной из наиболее странных особенностей этой периода древней геологической истории Марса является разница в высотах между южным полушарием и северным планеты. Северное полушарие представляет собой огромную низменность (42% поверхности), тогда как в южном сплошь возвышенности. Основной гипотезой формирования этой особенности является столкновение с гигантским космическим объектом диаметром 1600–2700 км (M. Marinova et al., 2008. Mega-impact formation of the Mars hemispheric dichotomy). Если эта гипотеза подтвердится, то северное полушарие Марса окажется самым крупным метеоритным кратером Солнечной системы. Само столкновение однозначно было событием несовместимым с существованием каких-либо живых организмов, поэтому оно является второй теоретической временной границей в обсуждении возможности древней жизни на Марсе. Однако из-за крайней древности этой структуры и невозможности прямого исследования время ее образования поначалу оценивалось весьма приблизительно.

Попытка точной датировки была предпринята в 2019 году (D. Moser et al., 2019. Decline of giant impacts on Mars by 4.48 billion years ago and an early opportunity for habitability): ученые предположили, что она сформировалась более 4,48 млрд лет назад, а после этого наступило так называемое «окно спокойствия» — снижение интенсивности метеоритной бомбардировки. Чтобы прийти к такому выводу, они проанализировали кристаллы минералов циркона (ZrSiO₄) и бадделеита (ZrO₂) из метеорита NWA 7034 (рис. 1). Эти минералы обычны для коровых пород и обладают способностью сохранять следы резких нагревов или сжатий, происходивших с ними в далеком прошлом, тем самым идеально подходя на роль источника информации о падениях крупных метеоритов. При падении метеорита образуется высокоэнергетическая ударная волна, проходящая через кристаллы, поэтому, исследовав возникающие при этом характерные повреждения кристаллической структуры минерала, можно сделать вывод о масштабе события. Кроме того цирконы и бадделеиты при росте могут накапливать уран и торий, что делает возможным определение их абсолютного возраста уран-свинцовым методом (подробнее об этом см. картинку дня Древнейший циркон). А этот возраст является нижней границей для момента падения метеорита, вызвавшего повреждения структуры кристалла: циркон уж точно не мог «запомнить» то, что произошло до его возникновения, а значит метеорит упал после его формирования.

NWA 7034 — весьма примечательная марсианская горная порода, хотя с точки зрения планетолога такое можно сказать обо всех 324 марсианских метеоритах, известных нам на сегодняшний день. Он был найден на просторах Сахары и попал в руки ученых в 2011 году. Как и многие другие метеориты с буквами NWA (North-West Africa, Северо-Западная Африка) в названии, он был собран жителями пустыни и продан местному торговцу, так что установить точное место и время его падения невозможно. Описанию этого метеорита в 2013 году была посвящена целая статья в журнале Science, в которой на основе сходства петрологического и изотопного составов устанавливалось его марсианское происхождение (C. B. Agee et al., 2013. Unique Meteorite from Early Amazonian Mars: Water-Rich Basaltic Breccia Northwest Africa 7034). Подобной чести удоставаются лишь наиболее важные и интересные для науки метеориты.

NWA 7034 — осадочная горная порода, если точнее — полимиктовая брекчия. То есть он сам состоит из обломков как магматических пород, так и осадочных (рис. 2). В процессе выбивания с поверхности Марса большая часть слагающих его минералов испытала давление 5–10 гигапаскалей, что соответствует падению относительно небольшого метеорита. В упоминавашемся исследовании 2019 года не было обнаружено никаких более серьезных следов ударной деформации в цирконах этого метеорита и на основе этого факта и возраста породы был сделан вывод о том, что начиная с 4,48 млрд лет интенсивность метеоритной бомбардировки Марса снизилась.

Рис. 2. Срез фрагмента метеорита NWA 7034. Разными цветами показано распределение различных химических элементов, полученное с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии: железо — красный, кальций — зеленый, магний — синий. Кусочки пород больше 1 мм обведены пунктиром. Врезки показывают кристалл циркона с шоковыми деформациями (параллельные линии на правой врезке). Sedimentary — осадочная порода, basalt — базальт, vitrophyre — порода с порфировой структурой и стекловатой основной массой, devitrified glass — девитрифицированное стекло. Изображение из обсуждаемой статьи в Science Advances

Однако, как выяснилось, авторы статьи 2019 года просто плохо искали. Опубликованная в Science Advances на прошлой неделе статья базируется на анализе тех же самых цирконов в том же самом метеорите NWA 7034 и посвящена опровержению гипотезы об «окне спокойствия».

Авторы проанализировали 66 зерен циркона в трех образцах этого метеорита с использованием сканирующего электронного микроскопа и катодолюминесцентного анализа. Так как NWA 7034 — порода осадочная, в ней встречаются цирконы разного возраста и происхождения. Самая древняя популяция цирконов кристаллизовалась из магматического расплава ~4,4 млрд лет назад. Работа 2019 года основывалась на анализе особенностей именно этой группы кристаллов, и в них действительно нет следов ударных деформаций в период 4,3–1,7 млрд лет. Вторая, более молодая (~299 млн лет) популяция цирконов имеет вулканическое происхождение и связана с извержением вулканов в области Элизиума или в провинции Фарсида. Сама же осадочная порода сформировалась не ранее 225 млн лет назад и была выбита с поверхности Марса около 5 млн лет назад. Эта очень детальная геологическая история была получена благодаря изучению нескольких изотопных систем в ряде разновозрастных минералов, входящих в состав NWA 7034. В основу легли датировки, представленные в статье 2018 года (W. S. Cassata et al., 2018. Chronology of martian breccia NWA 7034 and the formation of the martian crustal dichotomy), дополненные результатами авторов обсуждаемой статьи.

Рис. 3. Крупный план кристалла циркона с ударными деформациями (диагональные темные полосы). Изображение, полученное с помощью СЭМ, из обсуждаемой статьи в Science Advances

В одном из образцов NWA 7034 ими было обнаружено зерно циркона возрастом ~4,45 млрд лет с хорошо выраженными ударными деформациями (рис. 2). Они представлены проявлением двойникования по кристаллическому направлению {112}. Известно, что образование этих структур характерно для шоковых давлений 20–30 гигапаскалей или более, да и в целом этот циркон практически неотличим от земных цирконов из трех самых больших древних кратеров — Вредефорт (диаметр ~300 км), Садбери (~250 км) и Чикшулуб (~180 км) (рис. 3).

Авторы смогли восстановить и историю самого необычного кристалла циркона, размер которого составляет всего около 50 микрон. Комбинируя данные об истории породы метеорита и наблюдаемые в кристалле деформации, они заключили, что его история разбивается на несколько этапов. Оценка давления указывает на то, что этот циркон происходит из центра кратера диаметром несколько сотен километров (рис. 4, А) и был выброшен за кромку при его формировании (рис. 4, B). При выветривании содержащей его импактной горной породы он оказался на поверхности (рис. 4, С) и через какое-то время за счет транспорта с участием ветра, воды или небольших метеоритов оказался в зоне формирования осадочной породы (рис. 4, D). Позже кусок этой породы с цирконом, теперь известный как метеорит NWA 7034, был выбит с поверхности Марса и долетел до Земли, упав в песках Сахары.

Рис. 4. Геологическая история рассматриваемого в статье зерна циркона. А — центральное поднятие кратера, место откуда кристалл был выбит; В — кристалл в составе импактита за кромкой кратера; С — в ходе разрушения импактита кристалл оказывается на поверхности и транспортируется в зону образования осадочной породы (D). Изображение из обсуждаемой статьи в Science Advances

Конечно, описанный сценарий является лишь одним из возможных, а история путешествий кристалла основана на экстраполяции известных геологических механизмов. Однако в ней нет никаких особенных фантазий или преувеличений: в цирконе «записано», где он образовался, а по метеориту мы однозначно видим, куда он попал. Основываясь на изучении земных кратеров — таких, например, как кратер Рис в Баварии (см. картинку дня Кратер Рис), мы хорошо знаем, как разлетается вещество из центра кратера и что с ним происходит дальше. Очевидно, что зерно циркона с ударными деформациями находится в осадочной горной породе вне родного импактита. Мы также знаем, что циркон — типичный минерал россыпей и что он отлично сохраняется и путешествует после разрушения содержавшей его породы. Поэтому заключительный этап с выветриванием и перемещением также является не спекуляцией, а очень простым и наиболее вероятным предположением.

Рис. 5. Сравнение геологической истории Земли и Марса. По горизонтальной оси указано время в миллионах лет. Пиктограммы метеоров обозначают значительные импактные события, размер значка отражает размер метеорита. Зеленым показаны условия, благоприятствующие существованию жизни. Если в случае Земли они длятся миллиарды лет, то в случае Марса — максимум несколько сотен миллионов. Вертикальная черная граница с круглым значком (Zircon crystallization) показывает время формирования циркона; период, обозначенный цифрой 1, — наиболее вероятное время появление ударных деформаций; период, обозначенный цифрой 2, — менее вероятное, но также возможное. На оси Марса пиктограмма капли на отметке 3,8 млрд лет назад означает первые признаки наличия жидкой воды (рельеф), а перечеркнутая капля на 3,5 млрд назад — потерю атмосферы и поверхностной воды. На оси Земли пиктограмма капли на 4,3 млрд лет назад означает первое свидетельство наличия жидкой воды (полученное на основе анализа изотопов кислорода в цирконе). Зелеными точками указаны первые изотопные следы жизни (4,1 млрд лет назад), первые минералогические следы жизни (3,8 млрд лет назад) и первые окаменелости (3,5 млрд назад). Изображение из обсуждаемой статьи в Science Advances

Падение достаточно крупного метеорита, произошедшее после формирования циркона 4,45 млрд лет назад и выбившее его из родительской породы, уже противоречит идее о затишье в бомбардировке Марса, начавшейся 4,48 млрд лет назад. Заподозрив, что с гипотезой об «окне спокойствия» что-то не так, авторы обсуждаемой статьи решили проанализировать возрастное распределение наиболее значительных марсианских кратеров, возникших примерно в те времена. Сделав это, они обнаружили, что характеристики (размер и возраст) этих кратеров также противоречат этой гипотезе. Равнина Эллада диаметром 2000 км имеет возраст 4,13–4,05 млрд лет, равнина Аргир (1300 км) — 4,07–4 млрд лет, равнина Исиды (1400 км) — 3,92 млрд лет, а кратер Гейл (154 км) — 3,8–3,6 млрд лет. Как бы странно это ни звучало, но в исходной статье об «окне спокойствия» действительно не был проанализирован возраст кратеров. Гипотеза базировалась преимущественно на основе авторской модели остывания коры, а также на геохимических и минералогических данных. Географические наблюдения были не учтены, что очень хорошо заметно при сравнении рисунков 5 и 6.

Рис. 6. Геологическая история молодых Земли и Марса по версии авторов статьи D. Moser et al., 2019. Decline of giant impacts on Mars by 4.48 billion years ago and an early opportunity for habitability. Зеленой стрелкой показан период гипотетической «обитаемости». Черный круг слева — падение метеорита, создавшего низменность северного полушария Марса. Серый круг слева внизу — формирование Луны (эпизод из земной истории). Вдоль числовой оси указана модельная температура на поверхности. Можно видеть, что на схеме отсутствует упоминание о падениях крупных метеоритов в период 4,1–3,7 млрд лет назад. Рис. 5, по сути, является перерисовкой этой схемы с добавлением крупных метеоритных событий

Представленные в обсуждаемой работе данные не только показывают, что в метеорите NWA 7034 есть минералогические следы падений больших метеоритов уже после отметки 4,48 млрд лет назад, но и ставят под вопрос саму гипотезу «окна спокойствия». Очень весомым аргументом против нее, наряду с описанным цирконом, является анализ распределения возрастов кратеров. Если выводы статьи верны, то гипотеза о существовании длительного «окна спокойствия» окажется некорректной. Это означает, что условия на молодом Марсе были далеки от благоприятных для зарождения жизни, а возможный промежуток, когда это могло произойти, сокращается с миллиарда лет до нескольких сотен миллионов лет. И, возможно, именно многокилометровые метеориты, падавшие каждые сто миллионов лет, могут быть ответственны за то, что на Марсе не возникла жизнь, несмотря на наличие жидкой воды и атмосферы.

Источник: Morgan A. Cox, Aaron. J Cavosie, Kenneth J. Orr, Luke Daly, Laure Martin, Anthony Lagain, Gretchen K. Benedix, Phil A. Bland. Impact and habitability scenarios for early Mars revisited based on a 4.45-Ga shocked zircon in regolith breccia // Science Advances. 2022. DOI: 10.1126/sciadv.abl7497.

Кирилл Власов
https://elementy.ru/novosti_nauki/43393 … okoystviya

Солнце медленно разрывает комету 323P/SOHO на части

Используя наземные и космические наблюдения, команда исследователей тщательно отслеживала труднодоступную комету. Она называется Комета 323P/SOHO, и она была обнаружена более 20 лет назад в 1999 году. Но ее трудно наблюдать из-за ее близости к солнцу.

Они обнаружили, что Солнце медленно разрывает комету на куски.

Кометы с обозначением SOHO были обнаружены с помощью космического корабля SOHO. Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO) - совместная миссия ЕКА и НАСА, запущенная в 1995 году. Ее миссия - изучать Солнце, и хотя миссия была запланирована на два года, она работает уже более 26 лет.

В качестве побочного продукта своих солнечных наблюдений космический корабль обнаружил 4000 комет. Большинство из этих комет - это класс комет, очень близких к Солнцу. Астрономы считают, что большинство солнечных комет - это куски гораздо большей кометы, которая распалась. 323P - это околосолнечная комета. Маленькие кометы могут полностью испариться при одном близком приближении к Солнцу, в то время как более крупные могут это пережить. Для большинства из них их маленькие перигелии означают их окончательную гибель.

Перигелий кометы 323P/SOHO составляет всего 0,04 астрономических единицы. Ее орбитальный период составляет чуть более четырех лет. В 2020 году наблюдения с помощью телескопа Subaru показали, что комета не имела кометных особенностей при приближении к перигелию. Но все изменилось.

"Однако в наших наблюдениях после перигелия у нее появился длинный узкий хвост, имитирующий распадающееся облако кометного мусора", - пишут авторы в своей статье.

Статья озаглавлена "Затяжная смерть периодической околосолнечной кометы 323P/SOHO". Первый автор - Ман-То Хуэй из Государственной лаборатории лунных и планетарных наук Университета науки и техники Макао. Остальные - из учреждений в США, Германии, Канаде и Тайване.

У кометы перигелии меньше, чем у Меркурия. Астрономы думают, что это астероиды главного пояса или короткопериодические кометы, которые были притянуты ближе к солнцу из-за гравитационного влияния планет-гигантов или в результате древних ударов. По мнению астрономов, их время жизни редко превышает 10 миллионов лет из-за их орбиты во внутренней солнечной системе. Мало того, что им приходится бороться с гравитационной силой солнца, они часто пересекают пути планет земной группы.

Ядро кометы имеет диаметр всего около 172 метров. Она вращается быстро, со скоростью 0,522 ч, самое быстрое вращение из всех известных комет в Солнечной системе. По мнению авторов этой статьи, это означает, что ядро обладает высокой когезионной прочностью. Эта сила может помочь ей пережить больше гравитационных столкновений с солнцем.

Это исследование является одним из первых случаев наблюдения подобных комет с помощью наземных обсерваторий.

Команда пришла к выводу, что комета, возможно, была обычной кометой семейства Юпитер всего 1000 лет назад. Но сами кометы семейства Юпитера возникли как объекты Пояса Койпера и содержат много замороженных летучих веществ. Они должны образовывать заметный хвост при нагревании солнцем.

323P может продолжать выживать при близких проходах с солнцем, отчасти из-за его высокой когезионной прочности. Но это не продлится долго, отчасти из-за ее вращательной нестабильности, а отчасти из-за сильного орбитального резонанса с Сатурном. Этот резонанс уменьшит ее перигелий и увеличит эксцентриситет орбиты. По этим причинам комета 323P/SOHO обречена.

Согласно статье, "... 323P имеет вероятность 99,7% столкнуться с Солнцем в ближайшие два тысячелетия".
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0314234157

Крохотная мертвая звезда разражается мощными выбросами материи и антиматерии

Астрономы получили изображение потока материи и антиматерии длиной более чем 60 миллионов километров при помощи рентгеновской обсерватории Chandra («Чандра») НАСА. Этот рекордной длинный поток связан с пульсаром, стремительно вращающейся коллапсирующей звездой, которая обладает мощным магнитным полем.

Этот поток, отличающийся колоссальными размерами, может помочь объяснить аномально высокий уровень позитронного излучения в нашей Галактике. Позитроны являются частицами антиматерии и схожи по всем характеристикам с электронами, однако отличаются от них противоположным зарядом. Электрон-позитронные пары, согласно теории, рождаются из фотонов высокоэнергетического гамма-излучения.

Астрономы впервые открыли этот поток, или филамент, в 2020 г., однако тогда они не смогли определить полную длину потока, поскольку он простирался за пределы поля обзора «Чандры». В новом исследовании группа во главе с Антонио Родригесом (Antonio C. Rodriguez) провела в 2021 г. дополнительные наблюдения с использованием этой же космической обсерватории и показала, что длина филамента примерно в три раза больше, чем показывали предыдущие наблюдения. Этот филамент сравним по длине с половиной диаметра полной Луны на небе, что делает его самым длинным филаментом, связанным с пульсаром, который наблюдается с поверхности Земли.

Пульсары представляют собой стремительно вращающиеся остатки звезд, которые движутся по Галактике со скоростью порядка нескольких тысяч километров в час. Пульсар PSR J2030+4415, изученный в этой работе, расположен на расстоянии около 1600 световых лет от Земли и вращается со скоростью порядка трех оборотов в секунду. Согласно авторам, при движении этого пульсара по Галактике он догнал формируемую им ударную волну, распространяющуюся перед ним в межгалактической среде, и взаимодействие между магнитным полем пульсара и магнитным полем межзвездной среды привело к формированию «сопла» из магнитных линий, через которое произошла утечка позитронов в межзвездное пространство. В результате движения этих частиц со скоростью, составляющей около одной трети от скорости света, сформировались яркие рентгеновские лучи, которые исследователи и наблюдали при помощи «Чандры», отмечено в работе.

Исследование будет опубликовано в журнале Astrophysical Journal и доступно онлайн.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0315100407

Марсианский грунт оказался прочнее лунного реголита

CNSA

Команда первого китайского марсохода «Чжужун» опубликовала результаты анализа данных, собранных за первые 60 солов его работы на Равнине Утопия. Оказалось, что грунт в месте высадки гораздо более прочный, чем лунный реголит, а также достаточно липкий. Кроме того, ученые определили, что рельеф местности в районе высадки сформирован за счет физического и химического выветривания горных пород, в том числе с участием воды. Статья опубликована в журнале Nature Geoscience.

«Чжужун» был доставлен на Равнину Утопия на Марсе в мае прошлого года в рамках миссии «Тяньвэнь-1», которая также включает в себя орбитальный аппарат-ретранслятор и посадочную платформу. Шестиколесный ровер оснащен солнечными батареями, камерами, георадаром, спектрометром для исследования минералов и метеодатчиками. Он уже закончил основную научную программу, рассчитанную на 90 солов (марсианские сутки), и перешел к расширенной, проехав за это время более 1,5 тысячи метров по Марсу.

Группа планетологов во главе с Лянем Дином (Liang Ding) из Харбинского политехнического университета опубликовала предварительные результаты анализа научных данных о структуре поверхности в районе высадки марсохода за первые 60 солов совместной работы «Чжужуна» и орбитального аппарата «Тяньвэнь-1». За это время ровер проехал 450,9 метров.

а) Топографическая карта района высадки ровера; b, c, d, e) Район высадки и элементы тормозной системы по данным орбитальных аппаратов; f) Район высадки ровера с его точки зрения.
L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Геологические особенности места посадки «Чжужуна». а) Распределение и характеристики эоловых гряд вокруг места высадки; b, c) Снимки поперечного эолового хребта; d) Небольшой кратер, окруженный темными камнями, на дне которого отложения песка, e) сильно эродированный кратер; f) Мини-кратер (диаметром 0,95 метра) прямо под посадочным модулем; g–i) Скалистые обнажения с разнообразной структурой.
L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Место посадки находится в низменности, возрастом примерно 3,32–3,36 миллиарда лет, что соответствует позднегесперийскому периоду. В регионе есть сотни наложенных друг на друга небольших кратеров, складчатых хребтов и узких грабенов, также присутствуют эоловые гряды, представляющие собой, в основном, поперечные эоловые хребты, указывающие на северо-восточное направление местных ветров. На поверхности области мало крупных валунов, наблюдаются небольшие камешки, а коренные породы полускрыты песком. Морфология скал и кратеров на снимках, сделанных «Чжужуном», указывает как на процессы физического выветривания (ударное распыление при падении метеоритов, эрозия за счет ветра и песка и выветривание при замораживании-оттаивании пород), так и на возможное взаимодействие пород с водой и растворенными в ней солями, что приводило к химическому выветриванию.

Маршрут марсохода и связанное с ним проскальзывание колес в течение первых 60 солов.
L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Ученые также смогли оценить механические свойства грунта в месте высадки ровера. Он демонстрирует высокую несущую способность и сцепление с колесами, которые выше, чем в случае лунного реголита в месте посадки лунохода «Юйту-2». Эквивалентная жесткость грунта оценивается в диапазоне от 1390 до 5872 килопаскалей на метр, а угол внутреннего трения составляет от 21 до 34 градусов при сцеплении от 1,5 до 6 килопаскалей. Высокое сцепление грунта приводит к его налипанию на колеса ровера, при этом угол внутреннего трения меньше, чем в случае посадочных площадок миссий «Викинг-2», InSight, «Феникс» и Mars Pathfinder.
Подробно о том, как устроена первая марсианская миссия Китая, мы рассказывали в материале «Вопросы к небу».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/15/churong-60-sol

Дрон впервые отследил падение метеорита и нашел его

S. L. Anderson et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

Австралийские инженеры впервые отследили падение метеорита на Землю и нашли его фрагмент спустя четыре дня с помощью дрона, а не поискового отряда. Статья с кратким описанием эксперимента была представлена на 53-й Лунной и планетарной научной конференции

В земную атмосферу постоянно входят небольшие космические тела, которые обычно просто сгорают в атмосфере, образуя на небе «падающую звезду». До поверхности Земли доходит лишь очень небольшая доля влетающих в атмосферу объектов. Потенциально яркий след от пролета позволяет отследить район падения, который, как правило, имеет размер в несколько квадратных километров. Но эта задача осложняется несколькими факторами: большая часть падений происходит над морями и малонаселенными районами, а на поиски небольших фрагментов на территории в несколько квадратных километров приходится тратить много времени и усилий людей.

Поскольку дроны позволяют просканировать большую территорию гораздо быстрее, ученые и инженеры уже не первый год пытаются применить их для поиска метеоритов. В прошлом году мы рассказывали о том, как исследователи разработали метод поиска метеоритов дроном и даже проверили его после падения объекта в США, но безуспешно: дрон нашел три предмета-кандидата, из которых один оказался щеткой, а два других — обычными камнями.

Теперь другая группа, в которую входит один из авторов предыдущей работы Адриан Девилльпуа (Hadrien Devillepoix), рассказала о первой успешной находке отслеженного метеорита с помощью дрона. Они использовали пару дронов: первый обследует предполагаемое место падения, возвращается на базу для скачивания снимков, а затем второй вылетает в точки с обнаруженными предметами-кандидатами. Если снимки со второго дрона подтверждают, что объекты похожи на настоящие метеориты, то только после этого на место отправляются специалисты. После того, как первый дрон вернулся, снимки загружаются на компьютер с нейросетью, разработанный группой для предыдущей работы. Она была обучена искать на фотографиях метеориты или похожие на них камни. Для этого авторы отсняли в разных местах 19 образцов метеоритов, взятых из музея.

Найденный метеорит
S. L. Anderson et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

В декабре 2021 года исследователи смогли проверить метод на практике после падения метеорита в западной части равнины Налларбор в Австралии. На четвертый день исследователи обнаружили в расчетном районе падения небольшой метеорит массой 70 грамм и размером около пяти сантиметров. Авторы пока не успели провести полноценный анализ, но предполагают, что он принадлежит к классу обыкновенных хондритов.

Авторы отметили, что их алгоритм находил на снимках и другие аномалии, в том числе животных. Ранее мы рассказывали о том, как дроны научили следить за коалами, акулами и птицами.

Григорий Копиев
https://nplus1.ru/news/2022/03/15/drone-meteorite

Что скрывается внутри кометы Чурюмова-Герасименко

В 2016 году учёные из Европейского космического агентства (ESA) составили гравитационную карту кометы Чурюмова-Герасименко, чтобы найти в её недрах пещеры.

Александр Пономарёв

Комета 67Р/Чурюмова-Герасименко имеет слоистую структуру, похожую на луковицу, причём грунт в большой и малой долях кометы заметно отличается.

Учитывая размеры кометы, её вес является довольно небольшим из-за того, что примерно три четверти объёма небесного тела занимают пустоты, наполненные пылью.

С помощью научных инструментов аппарата Rosetta исследователи в 2016 году составили гравитационную карту, которая должна была показать, распределяются ли пустоты равномерно или комета содержит лишь несколько пещер.

Выяснилось, что в недрах кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко нет ни одной пещеры, размер которой превышал бы несколько сотен метров. Эти микроскопические пустоты и многочисленные поры наполнены лёгкими, порошкообразными пылинками. Остальные 25% внутренностей кометы представляют собой водяной лёд.

Учёным также удалось выяснить, что две части кометы Чурюмова-Герасименко образовались по отдельности, после чего столкнулись между собой на небольшой скорости.
https://www.popmech.ru/science/236033-k … ita-pylyu/

Поиски Планеты 9 все еще продолжаются

В Солнечной системе в настоящее время имеется восемь планет. В 2006 г. астрономы вычеркнули Плутон из списка полноценных планет и перевели его в разряд менее массивных карликовых планет, после чего число планет оставалось неизменным на протяжении более чем 10 лет. Однако ряд признаков, обнаруженных во внешней части Солнечной системы, указывает на то, что на относительно большом расстоянии от Солнца, возможно, в ледяном Облаке Оорта, присутствует еще одна планета.

Эта предполагаемая Планета 9, согласно оценкам, имеет массу от 5 до 10 масс Земли и обращается на расстоянии от 400 до 800 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца) от нашего светила. Планету, находящуюся на настолько большом удалении, трудно заметить при помощи оптических телескопов, поэтому в новой работе исследователи использовали обсерваторию Atacama Cosmology Telescope (ACT), расположенную в Чили, для поисков Планеты 9 в миллиметровом диапазоне радиочастот. Хотя изначально обсерватория ACT была предназначена для изучения реликтового излучения, ее относительно высокое угловое разрешение и чувствительность позволили использовать обсерваторию для поисков Планеты 9.

Астрономы просканировали примерно 87 процентов неба, доступных из Южного полушария, на протяжении шестилетнего периода, а затем обработали снимки, сделанные в миллиметровом диапазоне, при помощи нескольких различных методов, что позволило обнаруживать тусклые источники за счет потери части информации о местоположении этих источников. В ходе этого поиска было обнаружено немало любопытных источников-кандидатов (в общей сложности примерно 3500 источников), но ни один из них не был подтвержден, а кроме того, не было произведено ни одного статистически значимого обнаружения.

Ученые, однако, смогли исключить с доверительной вероятностью 95 процентов присутствие Планеты 9 с описанными выше свойствами в пределах наблюдаемой зоны – результаты, которые в целом согласуются с результатами других проведенных ранее поисков, которые также указывали на отсутствие предполагаемой планеты. Эти результаты охватывают лишь от 10 до 20 процентов всех возможностей, отметили авторы. В то же время сегодня вводится в эксплуатацию все больше миллиметровых обсерваторий, которые помогут завершить эти поиски, добавили они.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0315102113

«Персеверанс» измерил скорость звука на Марсе

Схема эксперимента по измерению скорости звука в марсианской атмосфере.
Baptiste Chide et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

Марсоход «Персеверанс» определил скорость распространения звука в марсианской атмосфере, которая оказалась значительно ниже, чем скорость звука на Земле. Заодно ученые выяснили, что высокочастотные звуки распространяются на Марсе быстрее, чем низкочастотные. Доклад по результатам работы был представлен на 53-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC).

«Персеверанс» помимо научных приборов и камер оснащен двумя микрофонами, один из которых входит в состав инструмента SuperCam, установленного на двухметровой мачте ровера, а второй служил для записи звуков на этапе высадки. Оба микрофона нового ровера пережили высадку на планету и записали ряд необычных звуков.

Микрофон прибора SuperCam предназначен, в первую очередь, для регистрации перепадов давления, связанных с лазерно-искровой эмиссионной спектроскопией, из-за которой возникает акустическая волна при абляции горных пород инфракрасным лазером. Однако он также регистрирует шум окружающей среды, порождаемый атмосферной турбулентностью, ветрами и конвективными вихрями. Благодаря прибору можно измерить скорость звука в марсианской атмосфере путем определения времени распространения создаваемого абляцией породы высокочастотного (более двух килогерц) акустического сигнала от цели до микрофона. Обычно сеанс спектрометрических исследований состоит из нескольких серий по 30-150 лазерных выстрелов по выбранному фрагменту породы. Благодаря точной синхронизации между лазером и микрофоном время распространения звуковой волны можно определить с точностью ±10 микросекунд, а, в целом, скорость звука может быть определена для каждого лазерного выстрела с точностью до полпроцента.

Батист Чиде (Baptiste Chide) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико и его коллеги представили результаты эксперимента по измерению скорости звука на Марсе при помощи прибора SuperCam. При расчетах ученые учитывали горизонтальную скорость ветра, а также тот факт, что атмосфера богата молекулами углекислого газа. В общей сложности, была проанализировано 5 часов записанных SuperCam акустических сигналов.

Определенная скорость звука на Марсе составила около 240 метров в секунду, что меньше, чем скорость звука в земной атмосфере, которая составляет 340 метров в секунду. При этом было замечено, что в марсианской атмосфере акустические сигналы с частотой выше 240 герц распространяются более чем на десять метров в секунду быстрее, чем низкочастотные сигналы. Предполагается, что это связано с различиями в колебательных модах молекул углекислого газа при поглощении разных звуковых волн.

Ранее мы рассказывали о том, как первый китайский марсоход записал звуки съезда с посадочной платформы.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/17/sound-on-mars

Гибрид материи и антиматерии в жидком гелии показал аномальное сужение спектральных линий

Anna Sótér et al. / Nature, 2022

Группа европейских физиков обнаружила неожиданное сужение ширины спектральных линий антипротонного гелия, то есть экзотического атома, состоящего из электрона, антипротона и ядра гелия, погруженного в сверхтекучий гелий. Эффект потребует учета коллективных эффектов на ширины линий, а также открывает дорогу к спектроскопическому исследованию других экзотических атомов. Исследование опубликовано в Nature.

Одной из главных нерешенных проблем физики по сей день остается асимметрия материи и антиматерии во Вселенной. Ее можно было бы объяснить различием их физических свойств. Физики активно ищут эти различия во множестве разнообразных экспериментов, с каждым десятилетием увеличивая точность и накладывая на них все более строгие ограничения (подробнее про антиматерию читайте в материале «С точностью до наоборот»).

Важным инструментом на этом пути стала прецизионная атомная спектроскопия. Ее преимуществами оказались высокий технический уровень эксперимента и проработанность теории, которая позволяет делать очень точные предсказания. Мы уже рассказывали, как физики таким образом физики проверяли отличие антиводорода от обычного водорода. В антиводороде и протон, и электрон заменены на свои собственные античастицы: антипротон и позитрон.

Возможно, однако и гибридная ситуация, когда в состав атома входят как частицы, так и античастицы. Примером такого атома стал антипротонный гелий — экзотический атом, представляющий собой нейтральный атом гелия, в котором один из электронов заменен на антипротон. В оптических спектрах таких атомов также ищут нарушения симметрии. Ключевыми параметрами при этом выступают ширины спектральных линий, от которых зависит точность эксперимента. Их уширяет практически все, с чем взаимодействуют атомы, в том числе и столкновения друг с другом. Из-за этого ученые стараются проводить такие эксперименты в максимально разреженной среде.

Тем удивительнее оказался результат эксперимента, придуманного Масаки Хори (Masaki Hori) из Института квантовой оптики общества Макса Планка и проделанного им вместе с коллегами из Германии, Италии и Швейцарии. Физики обнаружили, что ширины спектральных линий антипротонного гелия, погруженного в сверхтекучий жидкий гелий, при некоторых условиях начинают сужаться, достигая субгигагерцовых значений. Это открывает дорогу к спектроскопическому исследованию других типов экзотических атомов, которые нельзя быстро замедлить и охладить традиционными методами, но можно уловить ловушками из жидкого гелия.

Для создания атомов антипротонного гелия авторы направляли пучок античастиц с энергиями несколько мегаэлектронвольт в запечатанные камеры с жидким гелием, где те тормозились и с некоторой вероятностью образовывали экзотические атомы. Антипротон при этом замещает один из гелиевых электронов, попадая на высоколежащую ридберговскую орбиту, то есть орбиту с большими значениями главного n и орбитального l квантовых чисел. Большой радиус такой орбиты защищает атом от аннигиляции антипротона с ядром.

В изолированных условиях антипротон испытывает каскадный спуск на нижележащие орбиты, приводящий с эмиссии оже-электронов и рентгеновских квантов, который завершается взаимодействием с ядром. Однако при наличии других атомов по соседству, более вероятным каналом распада антипротонного гелия становится аннигиляция античастицы с их ядрами. Примечательно, что электрон, находящийся в основном состоянии в экзотическом атоме, способен экранировать его от этого процесса, если его радиус орбиты больше такового у протона, который, в свою очередь, зависит от главного квантового числа (это происходит при n равном 30-40). Тот факт, что оптические переходы между орбитами практически не влияют на размер орбиты электрона и потому оставляют антипротон защищенным, дал физикам основание ожидать, что ширины соответствующих линий останутся узкими даже в жидком гелии.

Для проверки этой гипотезы авторы стимулировали переходы антипротонного гелия из состояний (n, l) = (37, 35) и (39, 35) в состояние (38, 34) двумя лазерами с длинами волн 726 и 597 нанометров, соответственно. Конечное состояние испытывает оже-распад с образованием хрупкого иона, который в опыте быстро разрушался от столкновений с атомами жидкости. Освобожденный антипротон тут же аннигилировал с образованием заряженных пионов, присутствие которых фиксировали акриловые черенковские детекторы.

Ученые слегка отстраивали частоты лазеров в окрестности резонанса и следили за числом отсчетов детекторов для газообразного и жидкого гелия. В первом случае поведение спектральных линий демонстрировало привычную зависимость от давления: с его ростом ширина увеличивалась, размывая сверхтонкий квадруплет, вызванный спин-спиновым взаимодействием между электроном и антипротоном.

В жидком гелии, который обладает фазовым переходом в сверхтекучее состояние (гелий-II) при 2,17 кельвин, физики нашли аномалию. Если зависимость ширин от температуры в гелии-I имела экспоненциальный характер, то в гелии-II она обладала минимумом в диапазоне 1,7-1,9 кельвин. Ширина резонанса на 729 нанометрах при этом составила примерно 0,9 гигагерц, а на 597 нанометрах — примерно 1,1 гигагерц, что на порядок меньше, чем того предсказывают расчеты на основе ударного уширения в бинарных столкновениях. Похожая аномалия наблюдалась и для сдвигов линий.

Зависимость ширин спектральных линий резонансов на (a) 729 и (b) 597 нанометрах от температуры в жидком гелии. Красные и синие точки соответствуют сверхтекучему и нормальному гелию.
Anna Sótér et al. / Nature, 2022

Авторы сделали вывод, что на ширины линий в сверхтекучем гелии оказывают влияние коллективные эффекты, которые не наблюдаются в обычных атомах из-за изменения их электронных оболочек при оптических переходах. Это означает, что похожий эффект можно будет обнаружить в других экзотических атомах, например, пионном, каонном или антидейтронном гелии, а значит точнее их исследовать с помощью спектроскопии.

В атоме антипротонного гелия античастица играет такую же роль, какую в обычных атомах играют электроны. Подобная ситуация уже знакома физике: мы ранее писали про открытие суперионного льда, в котором протоны свободно перемещаются по решетке из ионов кислорода.

Марат Хамадеев
https://nplus1.ru/news/2022/03/17/pHe-in-HeII

Центавр A

Авторы и права: Давид Алемазкур
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Центавр A – ближайшая к Земле активная галактика, удаленная от нас всего на 11 миллионов световых лет. Эта пекулярная эллиптическая галактика, размер которой – более 60 тысяч световых лет, известна также как NGC 5128, она запечатлена на этом четком телескопическом изображении. Центавр A, по-видимому, является результатом столкновения двух обычных галактик, которое сформировало фантастическую смесь звездных скоплений и пылевых волокон. Вблизи центра этой галактики располагается черная дыра с массой в несколько миллиардов масс Солнца, которая непрерывно поглощает оставшееся от космической катастрофы вещество. Как и в других активных галактиках, в Центавре A этот процесс сопровождается излучением радиоволн, рентгеновских и гамма-лучей.
http://www.astronet.ru/db/msg/1820641

Резервуары жизни: как обнаружить океаны ледяных лун за 12 минут

На каких лунах Солнечной системы есть жидкая вода и откуда мы знаем о ее существовании? Как эти океаны сохраняются в космическом холоде? Можно ли обнаружить внеземное море за считанные минуты, как недавно пообещали американские ученые? Naked Science рассказывает об одном из самых перспективных направлений поиска внеземной жизни.

Гейзеры Энцелада в представлении художника./© Karl Kofoed/NASA.

Некоторые луны планет-гигантов скрывают под ледяными панцирями настоящие океаны. Это как минимум спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа.

«Мы уверены на сто процентов, что у двух спутников планет-гигантов есть подледный океан, поскольку мы видели выбросы воды. Это Энцелад — видели неоднократно — и Европа — дважды видели с помощью телескопа “Хаббл”. Никаких сомнений в существовании океанов подо льдом этих двух спутников, Энцелада и Европы, нет», — комментирует Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга и доцент МГУ имени М. В. Ломоносова.

На Европе и Энцеладе жидкая вода соседствует с органическими веществами, так что во всей Солнечной системе трудно найти более подходящее место для внеземной биосферы. Разве что другие ледяные луны, например буквально наводненный сложной органикой Титан. Но Титан и еще несколько спутников пока лишь «на подозрении»: чтобы понять, спят ли там подо льдом моря, не хватает данных.

Недавно сотрудники нескольких научных центров США разработали новый метод поиска внеземных океанов. Исследователи утверждают, что межпланетному зонду хватит для этого 12 минут. Авторы нацеливались на Тритон, далекий и загадочный спутник Нептуна. Но их детище подойдет и для изучения куда более доступных лун Юпитера и Сатурна.

На лицо холодные, жидкие внутри

Вода — одно из самых распространенных веществ во Вселенной, и Солнечная система не исключение. Многие спутники планет-гигантов в значительной мере состоят из воды. Вот только не из жидкой, а из замерзшей. Температура на поверхности, скажем, спутника Юпитера Ганимеда не поднимается выше −110 градусов Цельсия. В системе Сатурна еще холоднее. Что поделать, планеты-гиганты слишком уж далеки от Солнца.

Но есть и другой источник тепла, от которого у неприступной ледяной глыбы может в буквальном смысле растаять сердце. Ну ладно, не сердце (ядро), а водная мантия. Этот «обогреватель» — приливные силы.

Приливные силы возникают из-за того, что одно полушарие ледяной луны притягивается к планете (или спутнику-соседу) сильнее, чем другое. Почему? Да просто потому, что полушарие, обращенное к притягивающему объекту, чуть-чуть ближе к нему, чем противоположное. Эта разница в притяжении деформирует небесное тело: образуется приливной горб. Он похож на водяной горб на поверхности Мирового океана, вызванный притяжением Луны (именно оно вызывает приливы). А где деформация, там трение. Где трение, там тепло.

Правда, этого тепла едва-едва хватает, чтобы вода не замерзла. По расчетам планетологов, ее температура несколько ниже нуля, но тут выручают растворенные минеральные соли, а возможно, и другие природные антифризы.

Гейзеры Энцелада (фото с борта «Кассини») /© NASA

Жизнь бьет фонтаном?

Труднее всего усомниться в существовании жидкой воды на спутнике Сатурна Энцеладе. Над южным полюсом этого небесного тела регулярно встают шлейфы огромных гейзеров. Правда, в этом кипятке не сваришь яйцо на завтрак. Пробивающаяся на поверхность жидкая вода вскипает не из-за высокой температуры, а из-за низкого давления. Давление пара выбрасывает струю в космос, где она, разумеется, тут же застывает крупицами льда. Почти все они выпадают обратно на Энцелад диковинным градом. Но некоторые льдинки остаются в космосе и пополняют собой одно из колец Сатурна (кольцо Е).

Впечатляющие фото активности Энцелада сделал аппарат «Кассини», исследовавший систему Сатурна с 2004 по 2017 год. Зонд не только снимал гейзеры на расстоянии, но и залетал в самые шлейфы, определяя их состав.

«Оказалось, что в составе воды, вылетающей из гейзеров Энцелада, есть минеральные вещества, не то чтобы характерные, но намекающие, что на дне этого океана есть черные курильщики. То есть выходы подземных вод, богатых растворенными минеральными веществами. А это близко к оазисам на дне наших океанов, где предпочитает развиваться жизнь», — рассказывает Сурдин.

«Кассини» нашел в выбросах Энцелада не только минералы, но и сложную органику. Самые примечательные молекулы имели массу более 200 атомных единиц. Это больше, чем у глюкозы или кофеина.

К сожалению, приборы «Кассини» были не слишком приспособлены к точному анализу органики и совершенно не предназначались для поиска жизни. Никто не ожидал, что такая аппаратура понадобится орбитальному зонду. Может быть, выбросы Энцелада кишат внеземными бактериями, но узнаем мы об этом не раньше, чем запустим в царство гейзеров новый зонд.

Впрочем, ученые — невероятные зануды и всегда найдут способ усомниться в головокружительных перспективах. Согласно некоторым моделям, резервуары жидкой воды на Энцеладе не присутствуют постоянно, а периодически возникают на краткое в геологических масштабах время. Если так, то ни о какой жизни там говорить не приходится. Однако другие исследователи считают подледный океан Энцелада вечным.

Снимок Европы в естественных цветах /© NASA / JPL / DLR

Жить в Европе

Похоже, над спутником Юпитера Европой тоже вздымаются гейзеры. Их неоднократно фиксировал «Хаббл»: первая публикация вышла в 2014 году, вторая — в 2016 году, а еще через год были опубликованы результаты новых наблюдений. Правда, все эти данные были получены на самом пределе возможностей телескопа. Так что нашлись и скептики, оспаривающие вывод о существовании гейзеров.

Но есть и другие свидетельства. В 1997 году зонд «Галилео» прошел всего в 200 километрах над поверхностью Европы. В этот момент он пересек магнитную аномалию. Похожие аномалии гейзеры создают над поверхностью Энцелада, когда космическая радиация ионизирует изверженное вещество.

А в 2016 году телескоп Keck засек над поверхностью Европы огромный выброс водяного пара. Наблюдения велись в инфракрасных лучах, а пар оставляет в этом диапазоне четкий спектральный след.

О том, что под ледяным панцирем Европы плещется океан, свидетельствует и сам панцирь. Другие ледяные луны изрыты метеоритными кратерами, а эта гладкая, как бильярдный шар. Возможно, силы НАТО подошли к обороне Европы столь ответственно, что сбивают летящие к ней метеороиды (ну перепутало командование, о какой Европе речь, с кем не бывает)? Но если без шуток, отсутствию кратеров может быть только одно объяснение: лед регулярно обновляется. По некоторым моделям, лед на Европе движется подобно океанической коре на Земле: в местных «зонах субдукции» лед погружается в мантию и тает, в то время как «срединно-океанические хребты» извергают на свет божий новые порции льда.

Между прочим, в разломах «европейской» ледяной коры найдена органика. Вполне возможно, что она попала туда из подледного океана. Конечно, от органики до жизни может быть даже не семь верст лесом, а семь парсек космосом. Но надеяться на лучшее никто не запретит.

В 2030 году к Европе должен прибыть зонд NASA Europa Clipper (пока еще не запущенная). А через год компанию «Клиперу» составит и европейский аппарат JUICE, нацеленный на изучение Европы (как же Европе не изучать Европу?), Ганимеда и Каллисто. Оба зонда орбитальные, без посадочных модулей. Но и наблюдение с орбиты поможет хорошо изучить загадочную ледяную луну.

Титанические надежды

Еще один претендент на наличие водной мантии — спутник Сатурна Титан. Аппарат «Кассини» в свое время измерил его гравитационное поле. Выяснилось, что притяжение Сатурна создает на Титане неприлично высокий приливной горб: около десяти метров. Это вдесятеро больше, чем можно было бы ожидать от полностью твердой луны. А поскольку Титан более чем наполовину состоит из водяного льда, естественно предположить, что его внутренняя жидкость — тоже вода, а не что-либо иное.

Титан интересен тем, что это прямо-таки химический комбинат по производству органики. Его атмосфера (а это единственный спутник, имеющий плотную атмосферу) примерно на два процента состоит из метана. На поверхности Титана плещутся моря и озера жидкого метана и этана. А в верхних слоях атмосферы ультрафиолетовые лучи создают сложную органику (вплоть до бензола и цианоацетилена), которая выпадает на поверхность и лежит там сугробами органического снега. Если на этой фабрике имени Бутлерова есть подледный океан, можно ли придумать лучшее место для зарождения жизни?

Притяжение влаги

Есть еще один способ обнаружить подледный океан. Соленая вода — это проводник. Поэтому движение спутника в магнитном поле планеты индуцирует в водной мантии электрический ток. Этот ток создает собственное магнитное поле спутника, которое можно обнаружить.

Магнитные измерения подтверждают существование подледных океанов на Энцеладе и Европе. Более того, они заставляют предположить, что такие океаны есть еще у двух спутников Юпитера — Ганимеда и Каллисто.

Но проводить такие измерения непросто. Во-первых, магнитное поле спутника гораздо слабее фонового магнитного поля планеты-гиганта. Во-вторых, свой вклад в магнетизм луны вносит и ее атмосфера (точнее, ионосфера), даже если она очень разрежена. Ведь ионосфера состоит из заряженных частиц, а их движение — это ток, порождающий магнитное поле. На все это накладывается неизбежный приборный шум, кратковременность измерений, ограниченность траектории зонда в пространстве и другие трудности.

Спутник Нептуна Тритон / ©NASA / Jet Propulsion Lab / U.S. Geological Survey

На острие трезубца

Команда ученых из США бросила вызов всем этим неприятностям. Исследователи взялись за самую трудную из возможных задач: поиск подледного океана на спутнике Нептуна Тритоне во время миссии Trident («Трезубец»).

До сих пор единственным аппаратом, заходившим в систему Нептуна, остается «Вояджер-2». Во время рандеву с Тритоном в 1989 году он сфотографировал нечто похожее на действующие гейзеры. Но краткий визит пролетавшего мимо зонда дал слишком мало данных, чтобы о подледном океане можно было говорить с уверенностью.

Миссия «Трайдент» была задумана для изучения Тритона. Она тоже мыслилась как пролетная: мы слишком мало знаем о системе Нептуна, чтобы пытаться выводить там зонды на устойчивую орбиту. Так что у аппарата было бы всего 12 минут на измерение магнитного поля спутника.

Авторы нового исследования утверждают, что этого достаточно. Они смоделировали 13 тысяч вариантов магнитного поля, которое могло быть создано океаном, ионосферой или ими обоими. Сопоставив данные наблюдений с этими моделями, можно выбрать наиболее подходящую. Конечно, процедура выбора подразумевает непростые расчеты, но не будем утомлять читателя математическими деталями.

Правда, проект «Трайдент» в самом буквальном смысле не взлетел. Миссия была лишь одним из претендентов на финансирование в рамках программы NASA под названием Discovery. В феврале 2020 года эта концепция вышла в финал конкурса вместе с тремя другими. И, хотя Боливар финансирования мог вынести двоих, четверо ему были точно не под силу. В июне 2021 года Trident и миссия к спутнику Юпитера Ио остались за бортом, а счастливые билеты вытянули зонды для исследования Венеры: DAVINCI+ и VERITAS.

Выбор экспертов можно понять. Полет к Венере занимает лишь около полугода. Кроме того, аппарат может выйти на орбиту вокруг этой планеты и изучать ее много лет. По сравнению с Марсом она изучена довольно слабо, так что гарантирована масса новых результатов. Это куда более соблазнительно, чем 13 лет полета ради нескольких минут сближения со спутником Нептуна.

Но тем самым человечество упустило шанс исследовать «гейзерный» район Тритона, обнаруженный «Вояджером-2». Освещенность этого спутника Солнцем меняется сообразно годовому циклу Нептуна, а он занимает 165 земных лет. Если зонд («Трайдент» или какой угодно) не появится над Тритоном до 2040 года, район гейзерной активности уйдет в тень на следующие сто лет.

При этом окно запусков к Нептуну открывается нечасто: оно требует правильного расположения Юпитера. Ближайшая такая возможность представится в октябре 2025 года и в октябре 2026 года. Если человечество ее упустит (а оно, похоже, намерено ее упустить), следующего стартового окна придется ждать до 2039 года. Еще 13 лет займет полет к Нептуну, так что добраться туда к 2040 году точно никто не успеет.

Впрочем, авторы утверждают, что разработанный ими метод поиска океанов подойдет для любой ледяной луны. А их хватает и поближе Нептуна. Судя по проектам Europa Clipper и JUICE, в ближайшие десятилетия всеобщее внимание будет приковано к системе Юпитера. Потом может снова наступить черед Сатурна: на 2027 год намечен запуск амбициозной миссии Dragonfly. Эта «Стрекоза» должна ни много ни мало летать в атмосфере Титана. Обсуждаются и проекты полетов к Урану. Кстати, формы рельефа на всех пяти крупных лунах этой планеты (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон) тоже позволяют заподозрить периодическое обновление льда.
https://naked-science.ru/article/astron … ary-zhizni

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» прислал свое первое четкое изображение звезды, и оно захватывает дух

Критический этап выравнивания зеркал космического телескопа «Джеймс Уэбб» завершен, благодаря чему современная обсерватория находится на пути к началу научных наблюдений через несколько месяцев.

11 марта телескоп завершил последний этап точной настройки. Никаких проблем выявлено не было, и команда Webb уверена, что все оптические параметры работают как надо.

Чтобы продемонстрировать свои возможности, Уэбб сосредоточился на одной звезде, названной 2MASS J17554042+6551277, более известной как TYC 4212-1079-1.

Этот яркий объект, находящийся на расстоянии около 2000 световых лет, чуть более чем в 16 раз ярче Солнца — хорошая, четкая цель для Уэбба. Красный фильтр использовался для оптимизации визуального контраста; и, хотя телескоп просто смотрел на звезду, его инструменты настолько чувствительны, что можно увидеть и фоновые звезды и галактики.

Хотя на Земле уже работают сегментированные телескопы, Уэбб является первым космическим телескопом с сегментированным зеркалом, состоящим из 18 дискретных шестиугольных сегментов.

Выравнивание этих зеркал имеет решающее значение; они должны быть в пределах нанометров, чтобы сформировать единую зеркальную поверхность. Учитывая, что телескоп не находится в легкой досягаемости для сервисных миссий, крайне важно, чтобы все работало идеально.

Уэбб находится в гравитационно стабильной области пространства, созданной взаимодействием между Землей и Солнцем, называемой точкой Лагранжа 2 или L2. Эти устойчивые карманы идеально подходят для размещения космических миссий, поскольку они минимизируют расход топлива.

В ближайшие шесть недель процесс выравнивания Уэбба будет завершен. Затем телескоп начнет последние приготовления к научной работе. Ожидается, что первые научные наблюдения с телескопа будут получены летом в Северном полушарии.

Уэбб, вглядываясь в космос с помощью инфракрасных «глаз», откроет многое, чего мы в настоящее время не видим. Ожидается, что он покажет нам далекие уголки Вселенной, дав нам больше информации о том, как образовались звезды и галактики; покажет нам гораздо более подробно, как рождаются звезды и планеты.

Источники: Фото: TYC 4212-1079-1. (НАСА/STScI)
https://rwspace.ru/news/kosmicheskij-te … t-duh.html

Неоднородная гидратированная мантия обеспечила быструю эволюцию Земли в катархее

Рис. 1. Так по представлению художника выглядела поверхность Земли в катархее (на заднем плане — Луна). Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Катархейский, или гадейский, эон (4,5–4,0 млрд лет назад) — самый ранний период геологической истории Земли, длившийся еще до появления континентов, атмосферы, океанов и первых проявлений жизни. В начале катархея Земля представляла собой сплошной океан магмы, а к его концу уже была похожа на ту планету, на которой мы живем сейчас. Никаких горных пород, относящихся к этому времени, не сохранилось, поэтому все реконструкции эволюции Земли в катархее — теоретические. Но у всех этих реконструкций есть проблема: слишком много изменений должно было произойти за очень короткий, по геологическим меркам, период, а это трудно объяснить, исходя из существующих представлений о геологических процессах. Недавно американские исследователи предложили модель, лишенную этой проблемы. Согласно их модели, формирование земной коры, расслоенной мантии и водного океана в катархее происходило одновременно и эти три процесса были взаимосвязаны.

Возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет (с погрешностью ±1%). Эти данные базируются на радиоизотопной датировке метеоритов (хондритов), возникших еще до начала формирования планет. Период от возникновения Земли за счет аккреции космического материала до времени образования современной земной коры (4,54–4,0 млрд лет назад) называют в русскоязычной геологической литературе катархеем, а в англоязычной — гадеем (см. Hadean).

Начавшая формироваться в катархее первичная литосфера была полностью переработана и погрузилась в расплавленную верхнюю мантию в архейское время, когда вся поверхность Земли во время Поздней тяжелой бомбардировки (4,1–3,8 млрд лет назад) покрылась магматическим океаном. Поэтому как таковых катархейских пород на Земле нет, но от них сохранились небольшие фрагменты — зерна обломочного циркона, которые геологи находят в осадочных породах более позднего возраста. Когда-то они входили в состав магматических пород катархейской литосферы. При разрушении и переработке последних эти чрезвычайно прочные, химически устойчивые и тугоплавкие минералы сохранились. Самые древние цирконы (возрастом 4,4–4,0 млрд лет) находят в метаморфизованных конгломератах архейского возраста (2,65–3,05 млрд лет) из района Джек-Хиллс (Jack Hills) в Западной Австралии.

Как правило цирконы содержат в качестве примесей уран и торий, что позволяет довольно точно определять их возраст с помощью радиометрического датирования, а анализ микровключений и изотопного состава дает информацию об условиях, существовавших в момент их кристаллизации. Однако все модели эволюции Земли в катархее, построенные по этим данным, до сих пор сталкивались с одной и той же проблемой — невозможностью объяснить чрезвычайно высокую скорость, с которой происходили изменения.

Геохимические особенности цирконов из Джек-Хиллс указывают на то, что 4,3 млрд лет назад Земля уже имела парогазовую атмосферу, на ее поверхности присутствовала жидкая вода, а климат был близок к современному. То есть, всего за 250 млн лет бурлящий магматический океан, покрывавший всю поверхность Земли, превратился в пригодную для жизни среду. К этому же времени завершилось внутреннее расслоение недр с образованием континентальной (гранитной) земной коры и мантии (S. A. Wilde et al., 2001. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago). Для любых геологических процессов это слишком короткий срок.

Американские исследователи Ёшинори Миядзаки (Yoshinori Miyazaki) из Калифорнийского технологического института и Джун Коренага (Jun Korenaga) из Йельского университета представили в журнале Nature новую модель, снимающую эти противоречия. В основе ее лежит гипотеза о том, что первичная мантия Земли была неоднородной, содержала большое количество воды и в ней преобладали пироксениты с высоким содержанием магния.

Все предыдущие модели исходили из того, что первичная мантия, как и современная, имела однородный химический состав, поддерживаемый общемантийной конвекцией. Это так называемая гипотеза мантийного пиролита (см. pyrolite), предложенная австралийским геологом Тедом Рингвудом в 1962 году. Рингвуд рассчитал, что базальты срединно-океанических хребтов, которые считаются производными пород верхней мантии, можно получить при плавлении одной части толеита (толеитового базальта) и трех частей дунита, а главными минералами мантийных пород являются пироксены и оливин (отсюда возник термин «пиролит» — ПИРоксены и ОЛИвин).

Традиционные теории формирования Земли предполагают, что первичная атмосфера сформировалась из газов, прежде всего CO₂ и водяного пара, высвобождавшихся при застывании океана магмы. При этом из практически полностью обезвоженного расплава формировались породы мантии, а плотная атмосфера создавала мощный парниковый эффект, который был одной из причин экстремально горячего климата на ранней Земле. Однако данные по цирконам указывают на то, что к концу катархея парциальное давление CO₂ было уже ниже 1 бар, а температура поверхности резко снизилась. Это говорит о том, что действовал какой-то мощный механизм изъятия углекислого газа из атмосферы.

В настоящее время глобальный цикл углерода действует следующим образом: атмосферный CO₂ преобразуется в океанических бассейнах в карбонатные минералы, которые осаждаются на поверхность океанической плиты, а затем вместе с ней затягиваются в мантию в зонах субдукции. Переплавленный материал плиты формирует магматические расплавы, которые поднимаются к поверхности. В процессе вулканизма CO₂ возвращается в атмосферу. Таким образом поддерживается равновесие ее состава. Регулярное снижение содержания углекислого газа в атмосфере возможно, только если часть CO₂ остается в связанном виде в мантии.

Авторы исследования предположили, что при застывании магматического океана образовывалась не однородная и практически сухая, а частично сохранившая воду мантия. По их расчетам, неоднородная гидратированная мантия способна поглощать в десять раз больше углекислого газа, чем пиролитическая. При таком варианте удаление избыточного углекислого газа из атмосферы могло завершиться уже через 160 млн лет после начала тектоники плит. Если бы мантия была пиролитической, то парциальное давление СО2 в атмосфере оставалось бы выше 10 бар в течение 1,5 млрд лет, то есть как минимум до середины архея (рис. 2).

Рис. 2. Эволюция состава атмосферы и температуры поверхности после начала тектоники плит. а — изменения состава атмосферы в случае химически неоднородной (сплошные линии) и однородной пиролитической (пунктир) мантии. Начальное парциальное давление CO₂ принято на уровне 200 бар, что соответствует объему, выделившемуся из магматического океана с содержанием 300 ppm CO₂. Моделирование проводилось до условного поглощения всего углекислого газа атмосферы мантией. b — изменение поверхностной температуры Земли в случае неоднородной (сплошная линия) и однородной (пунктир) мантии. По горизонтали — время в млн лет. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Авторы считают, что в процессе охлаждения магматический океан ранней Земли довольно быстро потерял текучесть. В петрологии принято считать, что магма начинает вести себя как твердое тело с точки зрения реологии, когда доля расплава в ней снижается до 40 вес. %, а 60% уже является раскристаллизованной массой. При этом вода может оставаться в расплавной части до тех пор, пока ее доля в ней не опустится ниже 0,2 вес. 77_ Исходя из этого, исследователи предположили, что начальный объем воды в мантии составлял 0,04–0,1 вес. 77_ Это примерно соответствует 1,2–3 массам современного океана. В отличие от воды, большая часть CO₂ дегазировалась в атмосферу еще в начале катархея, потому что CO₂ менее растворим чем H₂O в силикатном расплаве.

Затвердевшая первичная мантия с законсервированной в ней водой непрерывно перемещалась вниз за счет неустойчивости Рэлея — Тейлора, а навстречу, в процессе перколяции, к поверхности двигался поток водяного пара и других летучих компонентов, просачивающийся сквозь пористую среду частично расплавленной верхней мантии. Другими словами, одновременно протекали взаимосвязанные процессы расслоения мантии и образования водного океана на поверхности Земли.

Когда температура поверхности опустилась ниже 1000°C, начала образовываться земная кора. Поверхностный слой верхней мантии, обогащенный пироксенами и оливином, застыл в виде океанической коры. Поднимающийся из более глубоких слоев обогащенный летучими компонентами перколяционный поток расплава создавал на своем пути магматические очаги, при излиянии из которых сформировался поверхностный изверженный слой — прообраз континентальной коры. При этом между гидратированной нижней мантией и корой появился слой деплетированной (истощенной) литосферной мантии (рис. 3).

Рис. 3. Этапы эволюции верхней мантии в катархее. а — первичный магматический океан разделяется на два реологически различных слоя: в верхнем преобладает неоднородный расплав (melt-dominated layer) с участками частичной кристаллизации (grains), в нижнем — твердая фаза (solid-dominated layer) с «карманами» расплава, обогащенными летучими веществами (volatile-rich melt pocket, красные квадратики). Между слоями отсутствует обмен летучими компонентами (no volatile exchange), а в нижнем слое происходит перемешивание за счет неустойчивости Рэлея — Тейлора (RT instability). b — охлаждение верхней части мантии приводит к исчезновению верхнего расплавного слоя, возникает перколяция — процесс порового просачивания обогащенного водой расплава к поверхности (melt percolation). В нижней части верхней мантии формируется твердый слой (solidified layer). с — излияния магмы, обогащенной летучими веществами, формируют изверженный слой (erupted melt), под которым остается истощенная обезвоженная мантия. Высвобождающейся при извержениях воды достаточно, чтобы на поверхности Земли образовался океан. В мантии вода сохраняется в связанном виде только в самых нижних слоях верхней мантии (hydrated mantle). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

По мнению исследователей, в раннем катархее тектоника плит в современном ее виде отсутствовала, так как в горячей, расслоенной по химическому составу мантии еще не началась тепловая конвекция. Скорее всего, быстрое обновление поверхности, необходимое для переноса и накопления СО₂ в мантии, происходило благодаря другому процессу — фракционной кристаллизации (см. Fractional crystallization) силикатов магния и железа.

Согласно результатам моделирования, которое провели авторы, первым из расплава химически неоднородной мантии выпадал бриджманит (MgSiO₃) — Mg-силикат со структурой перовскита (см. silicate perovskite), который в процессе гравитационной дифференциации опускался вниз. Сегодня это один из главных минералов нижней мантии. Оставшаяся фракция расплава, обогащенная железом, формировала сгустки, вкрапленные в матрицу пироксенита с высоким содержанием магния. Моделирование показало, что такая пироксенитовая мантия с мелкомасштабной неоднородностью по Mg—Fe, не позволяет сформироваться толстому слою деплетированной литосферной мантий, который служит подложкой для движения литосферных плит. Да и сама земная кора над ним будет тоньше, чем в случае однородной пиролитической мантии (рис. 4).

Рис. 4. а — Толщина земной коры (crust) и деплетированной литосферной мантии (DLM — depleted lithospheric mantle) для модели пиролитической (pyrolytic) и неоднородной (heterogeneous) мантии. Серыми квадратиками показаны участки, обогащенные железом в магнезиальной мантии. Стрелками — конвекционные потоки. b — Зависимость толщины деплетированной литосферной мантии (сплошные линии) и океанической коры (пунктирные линии) для пиролитической (черным) и неоднородной (красным) мантии. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Авторы также оценили возможную скорость движения литосферных плит после начала плитной тектоники для двух вариантов мантии: однородной и неоднородной. Во втором случае она оказалась намного выше (рис. 5).

Рис. 5. Скорость движения плит (по вертикали, в см/год) в зависимости от температуры мантии (по горизонтали, в °C) в химически неоднородной (красным) и пиролитической (черным) мантии. В последнем случае скорость при температуре выше 1590°C дополнительно ограничена плавучестью (buoyancy constraint). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Исходя из полученных результатов, авторы делают вывод о том, что в катархее мантия была не пиролитическая, а гетерогенная, а первичные литосферные плиты двигались со значительно большей скоростью, чем сейчас. Как следствие, удаление СО₂ из атмосферы происходило на порядок быстрее, что привело к тому, что уже к концу катархея на Земле сформировались условия для зарождения жизни. Исследователи считают, что наиболее благоприятными для этого были места, где молодая океаническая кора контактировала с морской водой. Богатые оливином породы верхней мантии подвергались при этом серпентинизации — процессу гидротермального изменения, при котором оливин замещается водным силикатом магния — серпентином.

Сегодня процесс серпентинизации ультраосновных магматических пород мантийного происхождения, к которым относятся и пироксениты, можно наблюдать в срединно-океанических хребтах. В частности, в 2000 году в центральной части Атлантического океана ученые обнаружили гидротермальное поле, получившее название «Затерянный город» (см. Lost City Hydrothermal Field). Здесь на глубине 750–900 м от поверхности, на склоне подводного горного массива Атлантис (см. Atlantis Massif) океанологи обнаружили множество серпентинит-известняковых построек высотой до 60 м, образовавшихся над выходами горячих источников (рис. 6).

Рис. 6. Карбонатные постройки (слева) и серпентинизированная порода на дне Атлантического океана в районе гидротермального поля «Затерянный город». Фото с сайта wikipedia.org

От широко известных «черных курильщиков», также расположенных в зонах срединно-океанических хребтов, эти гидротермы отличаются более низкой температурой (около 200°C) и щелочным составом — они обогащены соединениями натрия, калия, кальция, магния, железа, марганца и кремния, а также элементарным водородом и углекислым газом.

Башни «Затерянного города» привлекли внимание ученых прежде всего тем, что они микропористые, а размеры пор близки по размерам биологическим клеткам. Учитывая, что в щелочных источниках идет активный абиотический синтез множества простых органических молекул на основе метана и водорода, подобные образования в катархее могли стать отличным местом для зарождения жизни.

Источник: Yoshinori Miyazaki, Jun Korenaga. A wet heterogeneous mantle creates a habitable world in the Hadean // Nature. 2022. DOI: 10.1038/s41586-021-04371-9.

Владислав Стрекопытов
https://elementy.ru/novosti_nauki/43394 … _katarkhee

Новые данные с телескопа EHT исключают существование аксионов в определенном диапазоне масс

Команда исследователей из нескольких институтов Китая и двух институтов Германии проанализировала данные, собранные при помощи телескопа Event Horizon Telescope (EHT), и исключила в результате проведенного анализа существование аксионов в определенном диапазоне масс вокруг черной дыры галактики М87.

Аксионы были впервые предложены в 1970-х гг. для объяснения недостаточного количества антиматерии во Вселенной. Эти частицы также рассматривались как кандидаты на роль частиц темной материи. К сожалению, никто так и не смог до настоящего времени подтвердить их существование. Вместо этого физики продолжили искать косвенные доказательства их присутствия. В этом новом исследовании ученые обратили внимание на еще одну гипотезу – согласно которой аксионы собираются в облака вокруг черных дыр. До настоящего времени ученые не могли проверить эту гипотезу, поскольку не располагали снимками поляризации света, испускаемого в окрестностях черной дыры. Но ситуация изменилась в прошлом году, когда телескоп EHT (сеть радиотелескопов, расположенных по всему миру) сделал снимки черной дыры галактики М87 и опубликовал их в открытом доступе.

Согласно теории, облако аксионов вокруг черной дыры изменяет поляризацию света, испускаемого в ее окрестностях, вызывая флуктуации. В новом исследовании авторы проанализировали данные, собранные при помощи обсерватории EHT, в поисках таких флуктуаций. Для этого команде пришлось отфильтровать все другие возможные источники, способные вызвать флуктуации поляризации. После выполнения этой задачи, авторы пришли к выводу, что остаточный уровень флуктуаций исключает возможность наличия сверхлегких аксионов в облаке. Использованные авторами методы применимы также и к поискам аксионоподобных частиц в окрестностях других черных дыр, таких как центральная сверхмассивная черная дыра Млечного пути – которая станет одной из новых научных целей обсерватории EHT.

Работа опубликована в журнале Nature Astronomy; главный автор Ифань Чен (Yifan Chen).
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0321121945

Астрономы впервые увидели облако обломков от столкновения двух протопланет

NASA / JPL-Caltech

Астрономы впервые обнаружили облако обломков и пыли от столкновения двух крупных тел в протопланетном диске вокруг молодой звезды HD 166191. Предполагается, что такие процессы шли в ранней Солнечной системе и способствовали образованию планет земной группы. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Результаты теоретических моделирований показывают, что в течение 200 миллионов лет после фазы очистки протопланетного диска от газа в нем активно идут процессы слияния и роста планетезимателей, которые способны приводить к столкновениям крупных зародышей планет с образованием облака обломков. Подобные катаклизмы, по мнению ученых, были обычным явлением и играли центральную роль в формировании планет земной группы в ранней Солнечной системе. Предполагается, что следы столкновений будут заметны в течение миллионов лет в виде избытка излучения в среднем инфракрасном диапазоне волн от пыли в системах молодых звезд. Однако возможно и другое объяснение — высокий уровень запыленности является результатом временной динамической очистки регионов вблизи родительской звезды, населенных планетезималями, компаньонами планетарной или субзвездной массы.

Группа астрономов во главе с Кейт Су (Kate Y. L. Su) из Аризонского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений инфракрасного космического телескопа «Спитцер», охватывающих период с 2015 по 2020 год, и данных наблюдений наземных оптических телескопов за околозвездным диском вокруг молодой (возрастом около 10 миллионов лет) звездой HD 166191, расположенной на расстоянии 330 световых лет от Солнца и обладающей массой 1,6 масс Солнца.

Данные наблюдений в инфракрасном и оптическом диапазонах за звездой HD 166191. Провалы яркости в оптическом диапазоне обозначены цифрами.
Kate Y. L. Su et al. / The Astrophysical Journal, 2022

Ученые определили, что можно выделить два типа уровня инфракрасного излучения от системы: до 2018 года была спокойная фаза, а после — активная. Начиная с середины 2018 года наблюдалось постепенное увеличение потока инфракрасного излучения, которое достигло плато к середине 2019 года. Учитывая, что оптические наблюдения не выявили такого долговременного и сильного поярчания звезды, однако заметили два кратковременных провала в яркости, астрономы связали увеличение потока инфракрасного излучения с обломочной пылью в околозвездном диске. Предполагается, что в системе произошло столкновение двух крупных тел (более 500 километров в диаметре), из-за чего образовалось облако пыли, находящееся на орбите с периодом 142 дня и среднем расстоянии от звезды в 0,62 астрономической единицы.

Ранее мы рассказывали о том, как радиотелескоп ALMA нашел доказательства того, что в молодой звездной системе около 200 тысяч лет назад столкнулись две экзопланеты земного типа.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/21/hd-166191

Отсчет пошел. Ученые спрогнозировали мощную вспышку в космосе

© NASA’S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В ближайшие три года человечество увидит вспышку от слияния двух черных дыр в другой галактике — таковы результаты моделирования ученых из Китая и Канады. Насколько достоверно предсказание и каковы последствия этого события — в материале РИА Новости.

Пара черных дыр

Одно из самых интересных явлений из всех, что исследуют астрономы, — слияние галактик. Процесс занимает миллиарды лет и оказывает большое влияние на Вселенную. Ученые наблюдают разные стадии этого гравитационного взаимодействия, включая сближение центральных черных дыр, чья масса больше солнечной в десятки и сотни раз.

Не исключено, что в ближайшее время ученые зафиксируют процесс слияния сверхмассивных черных дыр — их еще называют активными ядрами галактик. Это произойдет, если окажется верным предсказание специалистов из нескольких научных организаций Китая и Канады относительно галактики SDSSJ1430+2303.

На первый взгляд, это обычная эллиптическая галактика, уступающая по массе нашему Млечному Пути. Ее наблюдают на красном смещении 0,08105.

"Она достаточно близкая, с активным ядром. По современным представлениям, в центре каждой достаточно большой галактики есть сверхмассивная черная дыра. От падения на нее — если вокруг много межзвездного газа — выделяется большое количество энергии. Авторы измерили спектры этого излучения из центральной области, увидели изменения светимости во времени и предположили, что там две сливающиеся, тесно расположенные черные дыры", — рассказывает доктор физико-математических наук Алексей Моисеев, ведущий научный сотрудник лаборатории спектроскопии и фотометрии внегалактических объектов САО РАН.

Такие галактики с активными ядрами называют сейфертовскими — в честь астронома Карла Сейферта, впервые описавшего их почти 80 лет назад. Эти объекты расположены к нам гораздо ближе, чем квазары, поэтому их удобнее изучать.

CC BY 4.0 / Legacy Surveys / D. Lang (Perimeter Institute)
Сейфертовская галактика SDSSJ1430+2303, где, согласно моделированию, расположена тесная пара сверхмассивных черных дыр

На чем построена модель

Судя по данным Слоановского цифрового небесного обзора, последние три года оптическая яркость галактики SDSSJ1430+2303 менялась, при этом периоды между вспышками становились все короче. Это подтвердили наблюдения в обзоре по поиску транзиентов Zwicky Transient Facitity с начала 2019-го по август 2021 года. Затем объект стал недоступен для оптических телескопов из-за близости к Солнцу, и ученые переключились на рентгеновский телескоп орбитальной обсерватории Swift. В этом диапазоне осцилляции излучения также участились. В целом за три года периодичность сократилась с двенадцати месяцев до одного. Как пишут авторы работы, такое явление у активных ядер галактик удалось увидеть впервые.

"Ученые проанализировали длительный ряд наблюдательных данных. То, что светимость разная, — это нормально: из-за темпа, с каким вещество поступает в ядро. Важно, что не совсем периодически меняется яркость ядра галактики. Идет последовательность вспышек, причем период между ними уменьшается. Это хорошо описывает гипотеза о двух черных дырах, время вращения между которыми сокращается", — продолжает астрофизик.

Ученые полагают, что одна черная дыра — крупная, а вторая, гораздо менее массивная, движется по сильно вытянутой наклоненной орбите. Данные Слоановского обзора начиная с 2005 года говорят в пользу этой версии. Если все так, значит, объект SDSSJ1430+2303 образовался в процессе слияния галактик-компаньонов более миллиарда лет назад. Тесная пара черных дыр в центре — единственный наблюдаемый след того далекого события. Судя по их активности в последние годы, столкновение не за горами. Моделирование показывает, что ждать осталось сто-триста дней, максимум — три года.

"Оценки довольно смелые. Думаю, другие ученые тоже будут наблюдать этот объект. Событие близкое, поэтому важно иметь как можно больше данных. Мне самому интересно. Прямо сейчас открывается сезон видимости, мы постараемся получить новые спектры на шестиметровом телескопе САО РАН. Их качество должно быть не хуже, чем в приводимых в статье данных с 2,5-метровых телескопов", — заключает Алексей Моисеев.

Вспышка во всей красе

Столкновение сверхмассивных черных дыр в SDSSJ1430+2303 породит мощную вспышку, сопровождаемую гравитационными волнами низкой частоты. Их существование подтвердили в 2015-м на детекторе LIGO, уловив сигнал от слияния двух относительно небольших объектов — массой в десятки солнечных. Событие же, о котором идет речь, (если, конечно, предсказание верно) — вне чувствительности этой установки.

Гравитационный сигнал из галактики SDSSJ1430+2303 смог бы зафиксировать на нижнем пределе возможностей лазерный космический интерферометр LISA, но его планируют запустить не раньше 2030-го. Остается пульсарный тайминг (Pulsar Timing Array), статистику от которого предстоит набирать около пяти лет.

Однако событие не пройдет незамеченным. Ведь ожидаются мощные выбросы электромагнитных волн в диапазоне от радио до рентгена, доступные множеству инструментов на орбите и Земле, включая небольшие телескопы, — как например, в сети "Мастер" ГАИШ МГУ. Возможно, удастся зафиксировать и поток высокоэнергетичных нейтрино на крупнейших астрофизических детекторах Baikal-GVD на Байкале и IceCube в Антарктиде.
https://ria.ru/20220321/chernye_dyry-1778790576.html

Открыта комета, которая через год может стать яркой

2 марта 2022 года на Паломарской обсерватории (США, шт. Калифорния) в рамках проекта обзора транзиентов имени Цвикки (ZTF) с помощью телескопа имени Самуэля Ошина (122-сантиметровый телескоп системы Шмидта) был обнаружен ранее неизвестный объект +17 зв. вел. в созвездии Орла (недалеко от Альтаира). Ему дали предварительное обозначение “ZTF0Nf7”. Судя по предварительной орбите (официально объект еще не опубликован) – это долгопериодическая комета, которая пройдет на минимальном расстоянии от Солнца (1.1 а.е.) в январе 2023 года, а уже в феврале может пролететь всего в 0.3 а.е. от Земли. Двигаться в это время комета будет по северным созвездиями (включая Б.Медведицу) и есть шанс, что блеск кометы окажется выше +6 зв.вел, что позволит ее увидеть невооруженным глазом.

Пока прогнозы яркости строить трудно, т.к. есть предположения, что в данный момент ядро кометы испытывает вспышку активности, что резко повышает ее яркость. В ближайшие дни будет официальная публикация об открытии кометы и тогда будут подробности.
https://aboutspacejornal.net/2022/03/20/открыта-комета-которая-через-год-може/

Планетологи заподозрили кометное происхождение астероида Рюгу

ISAS, JAXA

Планетологи при помощи компьютерного моделирования проверили теорию о кометном происхождении околоземного астероида Рюгу. Оказалось, что это действительно может объяснить наблюдаемые свойства астероида и тогда родительское тело Рюгу в далеком прошлом было кометой, которая за десять тысяч лет исчерпала запасы летучих веществ. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Исследованиями околоземного астероида (162173) Рюгу занималась межпланетная станция «Хаябуса-2», которая также получила и доставила на Землю две пробы его грунта и высадила на астероид три спускаемых модуля. Определенные ей свойства Рюгу, такие как его форма в виде волчка, быстрое вращение, высокое содержание органических веществ и большая пористость, а также наличие крупных валунов на его поверхности, привели к широко принятой в научных кругах гипотезе о том, что данное тело, относящееся к типу «кучи щебня», могло образоваться за счет мощного столкновения двух крупных астероидов и последующего медленного процесса аккумуляции обломков под действием гравитации в единое тело. Однако сценарий реаккумуляции не может в полной мере объяснить обилие органических веществ.

Альтернативный сценарий образования Рюгу заключается в том, что перед нами выродившаяся комета, исчерпавшая запасы летучих веществ. Сублимация льда порождает сильную раскрутку ядра кометы, благодаря чему оно может приобрести форму волчка, а органические вещества, образовавшиеся в межзвездной среде, могли быть включены в состав льдов кометного ядра при его формировании.

Группа планетологов во главе с Хитоши Миура (Hitoshi Miura) из Нагойского Университета решила проверить сценарий кометного происхождения Рюгу путем численного моделирования. Ученые рассматривали однородное, сферически-симметричное, высокопористое ядро кометы, состоящее из частиц водяного льда микронного размера и каменных обломков сантиметрового размера. По мере того как водяной лед сублимируется из внешнего слоя ядра, оставшиеся каменные обломки накапливаются на его поверхности, образуя пылевую мантию, а ядро кометы сжимается.

Модель превращения ядра кометы в пористый астероид за счет сублимации водяного льда.
Hitoshi Miura et al. / The Astrophysical Journal Letters, 2022

Ученые представили свой сценарий происхождения и эволюции Рюгу. Кометное ядро, которое было родительским телом астероида, сформировалось за орбитой Юпитера и содержало в своем составе водяной лед и силикатную пыль. В дальнейшем оно попало в Главный пояс астероидов из-за взаимодействия с планетами земной группы, после чего переместилось во внутренний пояс астероидов за счет дрейфа, вызванного эффектом Ярковского. За счет нагрева со стороны Солнца ядро кометы превратилось в «кучу щебня» и было активно в течение первых 10 тысяч лет своего существования. В дальнейшем Рюгу, будучи уже астероидом, попал на свою текущую орбиту за счет векового резонанса ν6.

Этот сценарий согласуется с динамической эволюцией современных комет в Солнечной системе. Кроме того, возможно что данная теория применима к астероиду Бенну, который также представляет собой «кучу щебня» и похож на волчок. Ожидается, что всесторонний анализ собранных образцов Рюгу и Бенну в лабораториях позволит доказать или опровергнуть связь между пористыми астероидами и кометами.

О том, что «Хаябуса-2» узнала о Рюгу и деталях этой необычной межпланетной программы можно прочесть в материале «Собрать прошлое по крупицам» и в отдельной теме.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/23/ryugu-comet

Число подтвержденных экзопланет превысило пять тысяч

NASA / JPL-Caltech

Число подтвержденных экзопланет в Архиве экзопланет NASA превысило пять тысяч объектов после очередного обновления 21 марта 2022 года. Большинство из них представляют собой газовые или ледяные гиганты, лишь 4 процента тел могут быть скалистыми землеподобными планетами, сообщается на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.

Впервые экзопланеты были открыты в 1992 году в ходе наблюдений при помощи радиотелескопа Аресибо за нейтронной звездой PSR B1257+12, а в 1995 году была найдена первая экзопланета у звезды, похожей на Солнце — ей стала 51 Пегаса — при помощи метода доплеровской спектроскопии. По мере развития наземных телескопов, совершенствования методов по поиску экзопланет и запуска в космос новых обсерваторий число обнаруживаемых кандидатов в экзопланеты стало расти все быстрее и на данный момент составляет уже несколько тысяч объектов.

Распределение известных экзопланет на диаграмме «Масса-орбитальный период».
NASA Exoplanet Science Institute

   

Распределение известных экзопланет на диаграмме «Радиус-орбитальный период».
NASA Exoplanet Science Institute

21 марта 2022 года в Архив экзопланет NASA было добавлено 65 новых объектов, благодаря чему число подтвержденных экзопланет превысило пять тысяч штук. Все эти тела были обнаружены при помощи нескольких методов поиска экзопланет или обработки данных наблюдений. Около 30 процентов известных экзопланет относятся к газовым гигантам, 35 процентов представляют собой нептуноподобные тела, 31 процент — суперземли, а оставшиеся 4 процента — скалистые землеподобные объекты.

В настоящее время в космосе поисками и исследованиями экзопланет занимаются телескопы TESS и CHEOPS, вскоре к ним присоединится недавно запущенный телескоп «Джеймс Уэбб».

Ранее мы рассказывали о том, как Европейское космическое агентство одобрило постройку космической обсерватории PLATO и проект космического телескопа ARIEL. Они будут заниматься исследованиями известных экзопланет и их атмосфер.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/23/5000-exoplanets

Магнитные аномалии защитили лед в полярных кратерах Луны от разрушения

Карта величины магнитного поля в южном полушарии Луны на высоте 30 километров по данным магнитометра орбитального аппарата Kaguya.
L. L. Hood et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

Планетологи выяснили, что магнитные аномалии в районе южного полюса Луны способны защищать залежи водяного льда в кратерах от разрушения потоком солнечного ветра, отклоняя ионы. Такой вывод был сделан в ходе картирования магнитных аномалий в районе южного полюса Луны по данным наблюдений магнитометра орбитального аппарата Kaguya. Доклад по результатам работы был представлен на 53-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC).

Полярные области Луны представляют для астрономов большой интерес, так как Солнце никогда не поднимается над краями многих из расположенных в них кратеров, из-за чего температура внутри кратеров поддерживается на уровне до -250 градусов Цельсия. Благодаря этому кратеры становятся холодными ловушками и способны сохранять водяной лед, признаки наличия которого уже находили орбитальные аппараты LRO и «Чандраян-1». Это делает полярные области Луны привлекательной целью для планирования исследовательских миссий, в том числе и пилотируемых, а также строительства лунных баз.

С одной стороны, ионная бомбардировка частицами солнечного ветра может способствовать пополнению запасов летучих веществ на Луне — водород из солнечного ветра способен реагировать с лунным кислородом с образованием гидроксила. С другой стороны, процесс ионного распыления является одним из нескольких существенных механизмов потерь для водяного льда в постоянно затененных областях вблизи полюсов Луны. Ранее исследования по оценке потока водорода солнечного ветра, попадающего на поверхность южнополярных лунных кратеров, учитывали только влияние топографии местности, не принимая во внимание наличие значительных магнитных аномалий в этом районе, которые способны отклонять ионы.

Группа планетологов во главе с Лоном Худом (Lon Hood) из Университета Аризоны опубликовала результаты картирования магнитных аномалий в районе южного полюса Луны, используя данные наблюдений магнитометра орбитального аппарата Kaguya, которые были собраны на высоте 30 километров от поверхности Луны. Для того чтобы составить наиболее точные карты, ученые вначале строили карты отдельных областей путем выбора только лучших данных измерений магнитометра (наименьшая высота с наименьшим уровнем загрязнения внешним полем), а затем объединяли их для создания более крупной карты.

Наложение карт магнитного поля для высоты 30 километров (2а, 2b) и 20 километров (2с) на топографическую карту южного полюса Луны.
L. L. Hood et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

Ученые определили, что умеренные магнитные аномалии присутствуют, как минимум, над двумя постоянно затененными кратерами вблизи южного полюса Луны. Хотя напряженность магнитного поля этих аномалий (и лунных магнитных аномалий в целом) слишком мала, чтобы защитить людей от космического излучения, она достаточна для защиты водяного льда в кратерах от ионной бомбардировки солнечным ветром. Амплитуды величины поля аномалий на высоте 30 километров составляют около двух нанотесла, что меньше, чем амплитуды крупнейших лунных аномалий, которые сильно отклоняют ионы (например, восемь нанотесла для региона Рейнер Гамма) Тем не менее, из-за очень малого угла падения ионов вблизи лунных полюсов аномалии могут быть очень эффективными для снижения потока ионов на поверхность Луны. Оценки величины магнитного поля на поверхности Луны в этих областях дают значение выше ста нанотесла. Таким образом, будущие исследования по оценке потока водорода солнечного ветра в областях постоянно затененных кратеров должны учитывать наличие магнитных аномалий помимо топографии местности.

Ранее мы рассказывали о том, что в ходе предстоящего возвращения человека на Луну в XXI веке астронавты NASA попытаются доставить образцы лунного льда на Землю.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/22/moon- … -anomalies

Туманность Пузырь: вид в телескоп им.Хаббла

Авторы и права: НАСА, ЕКА, Космический телескоп им.Хаббла; Обработка и авторские права: Мехмет Хакан Озсарач
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Массивные звезды могут надувать пузыри. На этой картинке запечатлен, вероятно, самый знаменитый из всех звездных пузырей – NGC 7635, который известен как туманность Пузырь. Хотя этот пузырь диаметром в 7 световых лет и выглядит изящным, он свидетельствует о действии весьма бурных процессов. Выше и левее центра пузыря находится яркая, горячая звезда класса O, ее масса в 45 раз больше солнечной, а по светимости она превосходит Солнце в несколько сотен тысяч раз. Сильный звездный ветер и мощное излучение звезды сформировали эту структуру из светящегося газа в окружающем молекулярном облаке. Туманность Пузырь и связанный с ней комплекс облаков находятся на расстоянии всего в 7100 световых лет в созвездии Кассиопеи. Эта четкая, эффектная фотография космического пузыря создана после переобработки изображений, полученных ранее Космическим телескопом им.Хаббла.
http://www.astronet.ru/db/msg/1822249

На последней фотографии Юпитера, сделанной Juno, скрывается потрясающая деталь

У газового гиганта 79 известных спутников (и, возможно, еще больше неизвестных), один из них даже больше Меркурия. Juno исследует связи между некоторыми из этих лун и планетой— и иногда, видя, как они появляются, фотографирует сам Юпитер.

Последние из снимков настолько захватывают дух, что выглядят почти как произведение научной фантастики. Юпитер выглядит большим, его классические полосы клубящихся облаков и пятнистых циклонов хорошо видны в южном полушарии в солнечном свете.

Справа от планеты-гиганта два относительно небольших пятнышка безмятежно плывут на фоне чернильной тьмы. Это два из четырех галилеевых спутников Юпитера — крупнейших из его спутников, открытых Галилео Галилеем.

Два изображенных здесь меньшие из четырех: Ио с экваториальным диаметром 3643,2 км; и Европа с экваториальным диаметром 3121,6 км.

Каждая из этих лун сама по себе представляет интересную цель для изучения. Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе, на его поверхности расположено более 400 действующих вулканов. Это результат внутренних гравитационных напряжений, создаваемых на Луне не только Юпитером, но и тремя другими галилеевыми спутниками.

Вулканическая активность приводит к тому, что атмосфера Ио обогащается диоксидом серы, извергаемым вулканами. Эта атмосфера постоянно просачивается, образуя плазменный тор вокруг самого Юпитера, который направляется вдоль силовых линий магнитного поля и падает на полюса Юпитера, создавая постоянные полярные сияния.

(NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/AndreaLuck)

Постоянное извержение серы также покрыло саму Ио различными соединениями серы, которые придают луне преимущественно желтый оттенок.

Тем временем Европа является объектом интереса в поисках жизни за пределами Земли. Под ее бледной ледяной оболочкой скрывается внутренний жидкий океан. Хотя Луна находится далеко от Солнца, она тоже может внутренне нагреваться за счет гравитационного напряжения.

Если это так, то на дне его глобального моря могут быть гидротермальные источники. Здесь, на Земле, такие отверстия являются убежищем для пищевых сетей, которые полагаются не на фотосинтез, а на хемосинтез, чтобы выжить: использование химических реакций для получения пищи.

Цветное изображение Ио. (НАСА/Лаборатория реактивного движения/Университет Аризоны)

Это привело астробиологов к мысли, что из всех миров Солнечной системы ледяные спутники, такие как Европа и спутник Сатурна Энцелад, могут быть наиболее вероятными местами для обнаружения внеземной жизни.

Juno совершит близкий облет этих двух очень разных миров.

Зонд посетит Европу, которая также является целью специальной миссии, запланированной на 2024 год, в сентябре этого года. Между тем, полеты над Ио запланированы на конец 2023 и начало 2024 года.

Вы можете загрузить полноразмерную версию снимков с веб-сайта НАСА.

Источники: Фото: (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/AndreaLuck)
https://rwspace.ru/news/na-poslednej-fo … detal.html

Новые данные изменили представление о возрасте некоторых областей Млечного пути

Используя данные, собранные при помощи миссии Gaia ("Гея") Европейского космического агентства (ЕКА), астрономы показали, что часть Млечного пути, известная как "толстый диск", формировалась 13 миллиардов лет назад, то есть примерно на 2 миллиарда лет раньше, чем ожидалось, и всего лишь через 0,8 миллиарда лет после Большого взрыва.

Эти удивительные результаты были получены командой под руководством Маошена Сяна (Maosheng Xiang) из Института астрономии Общества Макса Планка, Германия, проанализировавшей данные, собранные при помощи космической миссии Gaia, а также наземной обсерватории Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST), Китай. Ученые смогли точно определить возраст 250 000 звезд класса субгигантов, что, в свою очередь, позволило охарактеризовать возраст толстого и тонкого дисков Галактики.

Наша Галактика состоит из нескольких структурных элементов. Наиболее древней структурой является сферическое гало, окружающее галактический диск, который является более молодым образованием. Диск состоит из двух компонент, толстого и тонкого дисков. Тонкий диск содержит большую часть наблюдаемых с Земли звезд и выглядит при взгляде на Млечный путь на небе как туманная светлая полоса. Толстый диск почти в два раза толще тонкого диска, но имеет меньший диаметр, и в нем содержится лишь несколько процентов звезд Млечного пути.

Полученные в результате этого анализа данные удивили ученых. Оказалось, что формирование Млечного пути протекало в два этапа. На первом этапе, начавшемся всего лишь через 0,8 миллиарда лет после Большого взрыва, формировались звезды толстого диска Млечного пути и внутренние области гало. Этот процесс резко ускорился примерно через 2 миллиарда лет, когда в Млечный путь врезалась карликовая галактика Гея-Энцелад. Тонкий диск, в состав которого входит и наша с вами Солнечная система, появился лишь на последующем, втором этапе формирования Галактики, пояснили авторы.

Работа опубликована в журнале Nature.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0324153317

Туманность Медуза

Авторы и права: Дэмиен Каннане
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Скрученные змеевидные волокна светящегося газа оправдывают популярное название этой туманности – Медуза, она также известна как Эйбелл 21. Туманность Медуза представляет собой старую планетарную туманность, расположенную в полутора тысячах световых лет от нас в созвездии Близнецов. Как и ее мифологическая тезка, туманность связана с эффектными превращениями. Как известно, стадия планетарной туманности является конечной стадией эволюции маломассивных звезд типа Солнца, которые из красных гигантов превращаются в горячие белые карлики и в это время сбрасывают свои внешние слои. Ультрафиолетовое излучение оставшейся горячей звезды заставляет светиться туманность. Испытавшая превращение центральная звезда Медузы – это слабая звезда около центра яркой области, принявшей форму полумесяца. На глубоком телескопическом изображении видно, что слабые волокна простираются выше и левее яркой области. Размер туманности Медуза составляет более четырех световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1822834

Новая симуляция показывает, как возник свет в нашей Вселенной

Было время, когда наша Вселенная была не чем иным, как непрозрачным, лишенным света морем бурлящего газа.

Однако к тому времени, когда Вселенной исполнился миллиард лет, все изменилось. Излучение первых звезд и галактик вызвало драматические изменения, позволив свету свободно течь по всему электромагнитному спектру.

Новая симуляция, названная Тесан в честь этрусской богини утренней зари, позволила ученым исследовать Темные века Вселенной. Это новый инструмент для детального просмотра, как мог зажечься свет.

Большую часть того, что мы знаем о Вселенной, мы узнали из света (за заметным исключением гравитационных волн, области астрономии, все еще находящейся в зачаточном состоянии). Итак, когда свет каким-то образом затруднен, это вызывает довольно много проблем; просто смотрите (или не смотрите, в зависимости от обстоятельств) на черные дыры, которые не испускают заметного излучения.

Ранняя Вселенная между 50 миллионами и 1 миллиардом лет после Большого взрыва — еще один такой случай. Этот период известен как Космический Рассвет, время, когда Вселенная, какой мы ее знаем сегодня, только начинала собираться из первичной плазмы. До того, как появились первые звезды, она была заполнена горячим мутным туманом ионизированного газа. Свет не мог свободно проходить сквозь этот туман; он просто рассеивал свободные электроны.

(Thesan Collaboration)

Как только Вселенная достаточно остыла, протоны и электроны начали рекомбинировать в нейтральные атомы водорода. Это означало, что свет, наконец, мог путешествовать в космосе. Когда первые звезды и галактики начали формироваться примерно через 150 миллионов лет после Большого взрыва, их ультрафиолетовый свет постепенно повторно ионизировал нейтральный водород, вездесущий во Вселенной, что позволило свободно распространяться всему спектру электромагнитного излучения. Это эпоха реионизации.

Примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва Вселенная была полностью реионизирована; Однако раньше, чем эта отметка в 1 миллиард лет, мы не можем видеть с помощью наших нынешних инструментов, что затрудняет понимание критической Космической Зари.

Тесан начинает с реалистичной модели формирования галактик, а также с нового алгоритма воспроизведения того, как свет взаимодействует с окружающим газом и реионизирует его, а также с модели космической пыли.

Эти процессы и взаимодействия очень сложны; чтобы смоделировать часть Вселенной диаметром 300 миллионов световых лет, от 400 000 до миллиарда лет после Большого взрыва, команда использовала мощный суперкомпьютер SuperMUC-NG, который использовал эквивалент 30 миллионов часов ЦП для запуска Thesan.

По словам исследователей, полученная симуляция является наиболее подробным представлением эпохи реионизации, отражающим физику в масштабах, в миллион раз меньших, чем моделируемые регионы. Это дает «беспрецедентный» взгляд на то, как ранние галактики формировались и взаимодействовали с газом ранней Вселенной. Он показывает постепенное изменение по мере того, как свет начинает просачиваться через Вселенную.

Интересно, что Тесан показал, что изначально свет вообще не распространяется очень далеко. Только к концу реионизации свет может преодолевать большие расстояния. Команда также увидела, какие типы галактик оказали наибольшее влияние на реионизацию, при этом галактическая масса играла большую роль.

Нам также не придется долго ждать, чтобы узнать, насколько точна симуляция. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) должен начать научную работу через несколько месяцев и частично предназначен для того, чтобы заглянуть в прошлое примерно через 300 000 лет после Большого взрыва, когда реионизация шла полным ходом.

В любом случае, мы узнаем кое-что очень интересное о загадочном рождении и ранних годах нашей удивительной Вселенной.

Исследование было опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
https://rwspace.ru/news/novaya-simulyat … ennoj.html

На Солнце обнаружены ретроградные вихревые волны

Изучение внутренней динамики Солнца с помощью волн приближает нас к лучшему пониманию его потенциального влияния на Землю и другие планеты в Солнечной системе.

Анализ данных наблюдений за Солнцем, собранных за 25 лет наземными и космическими обсерваториями, привел к обнаружению на его поверхности неизвестных ранее волн, которые движутся в направлении, противоположном вращению звезды. Об открытии сообщается в журнале Nature Astronomy.

«В данных они выглядят как вихревые узоры на поверхности Солнца, а скорость их движения в три раза превосходит допустимую гидродинамикой», – рассказывают авторы исследования.

Художественное представление высокочастотных вихревых ретроградных волн (HFR). Их вращение в северном полушарии всегда антисимметрично вращению в южном. Credit: NYU Abu Dhabi

Недра Солнца невозможно увидеть напрямую с помощью оптических, рентгеновских и других телескопов, поэтому для их исследования ученые полагаются на астросейсмологию, которая заключается в интерпретации поверхностных сигнатур различных волн для понимания скрытых внутри звезд процессов.

«Обнаруженные нами волны могут быть важной частью головоломки в нашем понимании звезд. Их природа пока неясна, и они, вероятно, не являются результатом взаимодействия уже хорошо известных нам процессов, идущих на Солнце. Это интересно, потому что приводит к совершенно новому набору вопросов», – заключили авторы исследования.
https://in-space.ru/na-solntse-obnaruzh … vye-volny/

Под «хаотической поверхностью» Европы кислород движется сквозь кору в подповерхностный океан

Соленая вода может транспортировать кислород через ледяную кору спутника Юпитера Европы в подповерхностный океан жидкой воды, где этот кислород может способствовать формированию и поддержанию жизни, сообщает команда исследователей из Техасского университета в Остине, США.

Эта гипотеза уже предлагалась ранее другими исследователями, однако в новой работе она подверглась проверке с использованием первой в мире компьютерной модели данного процесса, основанной на физических принципах, в которой кислород переносится соленой водой под поверхностью участков "хаотической местности" - ландшафтов, прорезанных трещинами, ледяными горными хребтами и блоками, которые покрывают около четверти поверхности Европы.

Эти результаты показывают, не только то, что такой транспорт возможен, но и что количество доставляемого в океан Европы кислорода сравнимо с количеством кислорода, обнаруживаемым в земных океанах в настоящее время.

"Наше исследование показывает, что такой перенос принципиально возможен, - сказал главный автор исследования Марк Хессе (Marc Hesse), профессор кафедры геологических наук Техасского университета. - Оно дает решение проблемы, которая долгое время не давала считать вероятной возможность обитаемости подповерхностного океана Европы".

Европа является одной из наиболее важных научных целей в Солнечной системе для поисков внеземной жизни, поскольку ученые ранее обнаружили на ней следы кислорода и воды, а также химические соединения, способные служить нутриентами. Однако ледяная кора спутника Юпитера - толщина которой оценивается в 24 километра - выступает в роли барьера между водой океана и кислородом, который генерируется за счет солнечного света и заряженных частиц с Юпитера, которые бомбардируют ледяную поверхность.

Согласно построенной Хессе и его группой модели, соленая вода фильтруется через кору спутника по порам в соответствии с характерным механизмом, принимая форму "волны пористости" (porosity wave), подразумевающей кратковременное расширение пор ледяной коры и прохождение через них соленой воды с последующим сужением пор до их исходного размера.

Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0327153736

Близлежащая звезда объясняет, почему на Солнце не было пятен в течение 70 лет

Число солнечных пятен обычно меняется в соответствии с прогнозируемым 11-летним циклом, однако один необычный 70-летний период, когда частота появления пятен резко упала, интриговал ученых на протяжении 300 последних лет. Теперь близлежащая звезда солнечного типа также продемонстрировала приостановку цикла и начало аналогичного периода, характеризуемого минимальным числом звездных пятен, согласно команде исследователей из Университета штата Пенсильвания, США.

Звездные пятна наблюдаются как темные пятна на поверхности звезды, обусловленные более низкими температурами в этой зоне, снижение которых связано с динамо звезды - процессом генерации магнитного поля. Астрономы регистрировали изменения частоты возникновения солнечных пятен, начиная с эпохи Галилея в 1600-е гг., поэтому к настоящему времени накоплен значительный наблюдательный материал по 11-летнему циклу солнечной активности. Исключением является Маундеровский минимум, который продолжался с середины 17 века по начало 18 века и оставался с того времени загадкой для астрономов.

"Мы не знаем, что именно привело к возникновению Маундеровского минимума, и мы проводили наблюдения других солнцеподобных звезд в поисках ответа на этот вопрос, - сказала Анна Баум (Anna Baum), студент бакалавриата Университета штата Пенсильвания на период проведения исследования и первый автор новой работы. - Мы обнаружили звезду, которая, как мы считаем, перешла в состояние, аналогичное Маундеровскому минимуму".

Согласно команде Баум, эта звезда - носящая название HD 166620 - имеет цикл продолжительностью около 17 лет, но в настоящее время перешла в состояние, характеризуемое низкой активностью, и не демонстрирует признаки появления солнечных пятен, начиная с 2003 г.

"Споры в научном сообществе по поводу природы Маундеровского минимума не утихают по сей день, - сказала Баум. - "Отключилось" ли полностью магнитное поле Солнца? Исчезло ли в тот период динамо? Или же цикл сохранялся, но активность была настолько низкой, что не могла быть зарегистрирована?"

Согласно авторам, более глубокое понимание активности поверхности Солнца и его магнитного поля может привести к важным выводам, которые позволят точнее прогнозировать уровень солнечной активности, называемый также "космической погодой". Повышенная солнечная активность приводит, например, к выведению из строя спутников и систем глобальной связи. Кроме того, получение новой информации по звезде HD 166620 поможет при поисках новых планет, расположенных за пределами Солнечной системы, добавила Баум.

Исследование опубликовано в журнале Astronomical Journal.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0327154052

«Квантовые волосы» помогли разрешить парадокс исчезновения информации в черной дыре

ScienceClic English / Youtube

Группа физиков из трех стран предложила решение парадокса исчезновения информации в черной дыре с помощью «квантовых волос»: материя внутри черной дыры на квантовом уровне кодирует информацию во внешнем гравитационном поле, а это, в свою очередь, отражается на излучении Хокинга. В первой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики доказали зависимость состояний гравитонов снаружи черной дыры от состояния и распределения вещества внутри нее. Во второй работе, опубликованной в журнале Physics Letters B, ученые объяснили, как эта связь осуществляет унитарное испарение черной дыры.

В своих работах 1974 и 1976 года Стивен Хокинг привел доказательство того, что черные дыры медленно излучают частицы в тепловом спектре, постепенно испаряясь. Качественно, но не совсем корректно этот процесс можно описать следующим образом. Из-за принципа неопределенности Гейзенберга поля частиц могут на мгновение «брать взаймы» энергию и порождать виртуальную пару частица-античастица, которая в нормальных внешних условиях тут же самоуничтожится, вернув энергию назад. Однако вблизи горизонта событий приливные силы настолько велики, что могут затянуть одну из виртуальных частиц внутрь черной дыры, а другая частица улетит прочь. При этом, за счет сильного гравитационного поля, упавшие в черную дыру частицы в среднем будут иметь отрицательную энергию, уменьшая массу, заряд и спин черной дыры, а достигшее внешнего наблюдателя излучение — так называемое излучение Хокинга — будет находиться в термальном состоянии, которое зависит только от массы, заряда и спина черной дыры на момент излучения частицы. Более точную информацию про излучение Хокинга вы можете найти в нашем блоге «Что общего между излучением Хокинга и эффектом Унру?» и материале «Летописец времени».

Исходя из предположения, что излучение черной дыры действительно имеет исключительно тепловую природу и никаких других каналов выхода информации нет, была сформулирована теорема об отсутствии волос: две разные черные дыры с одинаковой массой, зарядом и спином неотличимы друг от друга. Вскоре после открытия излучения у черных дыр Хокинг сформулировал парадокс исчезновения информации в черной дыре, суть которого заключается в том, что черная дыра будет постепенно испаряться, избавляясь от ранее попавших в нее тел вместе с информацией о них. С точки зрения квантовой механики при этом происходит следующее: объект попал в черную дыру в чистом состоянии, а покинуть ее он сможет только в смешанном состоянии в виде термального излучения Хокинга — такой процесс не унитарен, а унитарность эволюции считается одним из важнейших постулатов квантовой механики (с помощью унитарного оператора можно производить эволюцию квантового состояния вперед и назад во времени).

Поскольку вывод парадокса основан на предположениях, которые не учитывают квантовую природу пространства-времени и особенности старых черных дыр, одни ученые утверждают, что к расчетам Хокинга достаточно добавить квантовые поправки, которые и будут нести информацию о внутреннем состоянии черной дыры, а другие сходятся на том, что информация покидает черную дыру на последних этапах ее жизни. Помимо этого, известны многие другие решения парадокса. Например, одно исследование утверждает, что информация преодолевает горизонт событий в форме корреляций между частицами в излучении Хокинга, а в 2016 году Строминджер, Перри и Хокинг выпустили статью, в соответствии с которой информация покидает черную дыру через низкоэнергетичные частицы без массы — «мягкие волосы» (фотоны или гравитоны). О последней работе мы подробно говорили с физиком Эмилем Ахмедовым.

Новый шаг в разрешении информационного парадокса сделала группа ученых под руководством Ксавье Калме (Xavier Calmet) из университета Сассекса и Стивена Хсю (Stephen D.H. Hsu) из университета штата Мичиган. В первой статье ученые доказали взаимно однозначное соответствие между состоянием гравитационного поля снаружи черной дыры и состоянием вещества внутри нее, а во второй вывели из этого унитарность испарения черной дыры — итоговое состояние излучения Хокинга будет находиться в суперпозиции чистых состояний, зависящих от внутреннего состояния черной дыры.

В первой из упомянутых работ ученые продемонстрировали зависимость состояния поля гравитонов от энергии внутреннего состояния черной дыры, а также объяснили, почему каждому значению энергии черной дыры соответствует конкретное квантовое состояние, которое несет гораздо больше информации, чем масса, заряд и спин черной дыры. Затем физики показали, каким образом в гравитонах кодируется информация. Оказалось, что поправки к потенциалу Ньютона, которые возникают из уравнения Эйнштейна с квантовыми поправками, зависят от внутренней структуры черной дыры. Другими словами, две черные дыры одинаковой массы, но с разным распределением материи внутри дают различные поправки к гравитационному потенциалу, а значит и состояния гравитонов по ту сторону горизонта событий у них будут отличаться. Это и означает, что у черной дыры есть «квантовые волосы».

Во второй статье физики, основываясь на выводах первой работы, объясняют, как состояние гравитонов влияет на излучение Хокинга. Поскольку внешнее гравитационное поле на квантовом уровне зависит от внутреннего состояния черной дыры, амплитуда излучения частицы в сублидирующем порядке будет также зависеть от состояния черной дыры. Авторы утверждают, что эта зависимость существенна и делает смешанное состояние излучения Хокинга чистым, возвращая унитарность испарению. Тем временем, при излучении частицы состояние внешнего гравитационного поля меняется, как меняется и внутреннее состояние черной дыры, а значит, амплитуда излучения следующей частицы будет зависеть уже от нового состояния черной дыры, и так далее, пока черная дыра полностью не испарится. В конечном итоге суммарное состояние излучения будет суперпозицией чистых состояний, зависящих от начального состояния черной дыры. Из этого состояния обращением времени (то есть некоторым унитарным оператором) можно получить исходное состояние черной дыры, что было невозможно без учета квантовых поправок.

И хотя, по словам авторов, влияние внутреннего состояния черной дыры на излучение Хокинга значительно, в лидирующем порядке оно остается тепловым. Увы, на данном этапе развития техники проверить это экспериментально не представляется возможным, поскольку температура излучения Хокинга для черной дыры массы солнца в сто миллионов раз меньше температуры реликтового излучения. Чтобы как-то исследовать излучение Хокинга на практике, ученые ищут аналоги этому явлению в более доступных моделях. В 2019 году, например, физики из Израиля и Мексики получили оптический аналог излучения Хокинга с помощью эффекта Керра.

Елизавета Чистякова
https://nplus1.ru/news/2022/03/26/quantum-grav-hair

Плутон ночью

Авторы и права: НАСА, Лаборатория прикладной физики университета Джона Хопкинса, Юго-западный исследовательский институт
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: На этой картинке запечатлена ночная сторона Плутона. Снимок был получен космическим аппаратом "Новые Горизонты" в июле 2015 года, когда Солнце находилось на расстоянии в 4.9 миллиардов километров (почти 4.5 световых часов) позади далекого мира. Расстояние от планеты до космического аппарата составляло 21 тысячу километров, после наибольшего сближения прошло 19 минут. На фотографии виден эффектный силуэт обитателя пояса Койпера, а также сложная структура слоев разреженной туманной атмосферы Плутона. В верхней части картинки освещена небольшая часть планеты, на которой наступили сумерки. Это – южные равнины из азотного льда, известные как плато Спутник, и горы Норгей из водяного льда.
http://www.astronet.ru/db/msg/1823143

Моря на Титане отражают солнечный свет

Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения – Калтех, Университет Аризоны, Университет Айдахо
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Почему на поверхности Титана внезапно появилась вспышка света? Это – солнечный свет, отраженный заполненными жидкостью морями. На спутнике Сатурна Титане есть несколько озер, заполненных метаном, и если смотреть под правильным углом, можно увидеть, как они отражают свет, будто зеркала. На этой фотографии, представленной в искусственных цветах, запечатлен покрытый облаками Титан. Снимок сделан в 2014 году автоматическим космическим аппаратом Кассини, который обращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 годы, с помощью нескольких инфракрасных фильтров, помогающих заглянуть под облачный покров. Отраженный свет был настолько ярким, что на одной из камер Кассини вспышка оказалась передержанной. И хотя солнечные зайчики обычно мешают исследованиям, здесь они оказались полезными. Обнаружение отражающих областей подтверждает, что в северном полушарии Титана находится большой комплекс морей, их очертания изменяются, свидетельствуя о периодах сильного испарения. Во время многочисленных пролетов мимо самого загадочного спутника в Солнечной системе Кассини выяснил, что Титан – это мир с активной погодой – на нем даже идут дожди из сжиженного природного газа.
http://www.astronet.ru/db/msg/1823424

Туманность вокруг сверхновой Кассиопеи А расширяется в пространство неравномерно

Внутренняя часть хорошо изученной сверхновой Кассиопея А расширяется наружу неравномерно. Этот факт смогла установить группа астрономов из Амстердамского и Гарвардского университетов. Исследователи подозревают, что причиной возникновения неравномерности является столкновение с космическим объектом.

Кассиопея А представляет собой остатки взорвавшейся звезды, расположенные в направлении созвездия Кассиопея, на расстоянии около 11 000 световых лет от нас. Свет со стороны этого взрыва должен был впервые достичь Земли примерно в 1670 г. Однако в окрестностях этой звезды находилось слишком много газа и пыли, чтобы видеть ее невооруженным взглядом или при помощи самых примитивных телескопов, появившихся в ту далекую эпоху. Туманность Кассиопея А расширяется в пространство со средней скоростью от 4000 до 6000 километров в секунду и имеет температуру порядка 30 миллионов градусов Цельсия. Расширение, вероятно, происходит в облаке газа, надутом звездой задолго до взрыва. В настоящее время размер туманности Кассиопея А составляет около 16 световых лет.

Исследователи под руководством Джакоба Винка (Jacco Vink) из Амстердамского университета, Нидерланды, проанализировали 19-летний архив наблюдений рентгеновской космической обсерватории Chandra («Чандра») НАСА. Ученые наблюдали, что на западной стороне туманности Кассиопея А внутренние области туманности не расширяются, а вместо этого движутся к центру. Исследователи также измерили ускорение или замедление внешней ударной волны. Как выяснилось, эта внешняя ударная волна в западной части демонстрирует ускорение вместо ожидаемого замедления.

«Обратное движение в западной части туманности может означать две вещи, - сказал Якоб Винк. – Либо где-то имеется полость, зона разрежения, в материале сверхновой, что приводит к локальному движению материала раскаленной оболочки в направлении центра системы. Или же туманность при расширении с чем-то столкнулась». Согласно моделям, построенным Винком и его коллегами, сценарий столкновения представляется более вероятным. Модели показывают, что после столкновения ударная волна сначала тормозится, а затем вновь ускоряется. «Именно это нам удалось измерить», - добавил Винк.

Сценарий столкновения также был изучен недавно итальянским научным коллективом, с которым группа Винка тесно сотрудничала. Они подозревают, что ударная волна испытала столкновение с оболочкой, состоящей из частиц газа. Эта оболочка могла быть сформирована при выдувании тогда еще «живой» звездой асимметричных газовых потоков, считают авторы.

Работа Винка опубликована в журнале Astrophysical Journal.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0329044425

Самые подробные новые виды Солнца от зонда Solar Orbiter

Новейшие снимки, сделанные при помощи космического аппарата Solar Orbiter, демонстрируют все Солнце целиком с беспрецедентным уровнем подробностей. Они были сделаны 7 марта, когда аппарат пересекал линию, соединяющую Землю с Солнцем.

Один из этих снимков (см. титульное фото), сделанный при помощи бортового инструмента Extreme Ultraviolet Imager (EUI), представляет собой изображение всего диска Солнца и его внешней атмосферы, короны, когда-либо полученное в истории наблюдений космоса.

На другом снимке, сделанном при помощи инструмента Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE), впервые для снимков такого типа за последние 50 лет представлен весь диск Солнца. Этот снимок является, безусловно, лучшим в своем роде на настоящее время и был сделан в линиях Лайман-альфа (ультрафиолетовое излучение, испускаемое газообразным водородом).

Эти снимки были сделаны в тот период, когда спутник Solar Orbiter находился на расстоянии примерно в 75 миллионов километров от нашего светила, что примерно вполовину меньше расстояния от Земли до Солнца. Телескоп высокого разрешения инструмента EUI делает снимки с настолько высоким пространственным разрешением, что, даже при съемке с настолько близкого расстояния, для составления этого снимка потребовалось объединить 25 индивидуальных кадров.

Кроме инструмента EUI для получения новых изображений Солнца был также использован инструмент SPICE. Снимки, сделанные при помощи этого инструмента, также были скомбинированы для получения мозаичного изображения всего диска нашей звезды.

Инструмент SPICE предназначен для отслеживания индивидуальных слоев атмосферы Солнца, начиная от его короны и вплоть до внутреннего слоя, известного как хромосфера. Такой эффект достигается использованием наблюдений в разных длинах волн жесткого ультрафиолетового излучения, испускаемого атомами.

В этой серии комбинированных снимков, сделанных при помощи инструмента SPICE, фиолетовый цвет соответствует газообразному водороду при температуре 10 000 градусов Цельсия, голубой цвет – углероду при температуре 32 000 градусов Цельсия, зеленый – кислороду при 320 000 градусов Цельсия, желтый – неону при 630 000 градусов Цельсия.

Миссия Solar Orbiter является международной коллаборацией между ЕКА и НАСА.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0329044559

Астрономический календарь на апрель 2022 года

1 апреля: Новолуние в 05:46 по Гринвичу.

1 апреля: Ракета Rocket Lab Electron запустит два небольших спутника для флота наблюдения Земли BlackSky Global. Она стартует с полуострова Махия в Новой Зеландии. Запуск запланирован на 12:35 GMT.

1 апреля: Ракета SpaceX Falcon 9 запустит миссию Rideshare под названием Transporter 4. Она взлетит с космической станции на мысе Канаверал во Флориде. Запуск запланирован на 16:24 GMT.

4 апреля: Сатурн и Марс приблизятся в рассветном небе менее чем на треть градуса друг от друга. Ищите пару в созвездии Козерога до восхода солнца.

6 апреля: Axiom Space запустит Ax-1, первую частную миссию астронавтов на Международную космическую станцию. Четыре члена экипажа полетят на космическую станцию на космическом корабле SpaceX Crew Dragon и останутся на орбите в течение восьми дней. Миссия стартует с Космического центра Кеннеди НАСА во Флориде на ракете SpaceX Falcon 9.

16 апреля: Полнолуние апреля, известное как Розовая Луна, в 18:55 GMT.

19 апреля: NASA и SpaceX запустят миссию Crew-4 на Международную космическую станцию. Миссия запустит астронавтов НАСА Кьелла Линдгрена, Роберта Хайнса и Джессику Уоткинс, а также Саманту Кристофоретти из Европейского космического агентства. Ракета Falcon 9 стартует в 10:59 GMT с площадки 39A в Космическом центре Кеннеди НАСА во Флориде.

21-22 апреля: Пик метеоритного дождя Лириды.

30 апреля: Частичное солнечное затмение будет видно из южной части Южной Америки, части Антарктиды и над Тихим и Атлантическим океанами. Это затмение совпадает со вторым новолунием апреля, также известным как Черная Луна.

30 апреля: SpaceX Falcon 9 запустит геостационарный спутник связи Nilesat 301 со станции космических сил на мысе Канаверал во Флориде.

Также планируется запустить в апреле:

Arianespace будет использовать ракету Ariane 5 для запуска спутников связи MEASAT 3d и GSAT 24 из Гвианского космического центра в Куру, Французская Гвиана.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0330212014

«Хаббл» нашел новую рекордно далекую звезду

NASA, ESA, Brian Welch / JHU, Dan Coe, Alyssa Pagan / STScI

Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» нашли новую рекордно далекую звезду — свет от WHL0137-LS или «Эарендиль» шел до Земли 12,9 миллиардов лет. Предполагается, что это одиночное и очень горячее светило, масса которого более чем в 40 раз превышает массу Солнца. Статья опубликована в журнале Nature.

Эффект гравитационного линзирования возникает из-за того, что астрономический объект своим гравитационным полем искажает и усиливает свет фонового объекта во время прохождения между ним и наблюдателем. Чем массивнее объект-линза, тем сильнее он может влиять на направление распространения электромагнитного излучения. В случае галактик или скоплений галактик, выступающих в качестве линзы, появляется возможность увидеть объекты, расположенные за ними, такие как галактики, вспышки сверхновых или звезды. При этом увеличение подобных линз может достигать десятков или сотен раз для галактик, изображения которых вытягиваются в дуги, или тысяч раз для отдельных звезд.

NASA, ESA, Brian Welch / JHU, Dan Coe, Alyssa Pagan / STScI
   
Группа астрономов во главе с Брайаном Уэлчем (Brian Welch) из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе сообщила об обнаружении самой далекой звезды на сегодняшний день, найденной в ходе анализа данных обзора RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey), проводившегося космическим телескопом «Хаббл», который вел наблюдения за 41 массивным скоплением галактик.

NASA, ESA, Brian Welch / JHU, Dan Coe, Alyssa Pagan / STScI

Одной из целей наблюдений была дуга линзированной скопление галактики WHL0137-zD1, которая получила обозначение «Дуга восхода Солнца» (Sunrise Arc) и характеризуется значением красного смещения z=6,2. Дуга видна благодаря гравитационной линзе, в роли которой выступает скопление галактик WHL0137–08, характеризующееся значением красного смещения z=0,566. В дуге ученые обнаружили сильно увеличенную звезду, находящуюся на вершине критической кривой линзирования — она получила обозначение WHL0137-LS или «Эарендиль» (Earendel, «утренняя звезда»).

Абсолютная звездная величина звезды, определенная в ультрафиолетовом диапазоне, оценивается в −10, что соответствует одиночной и очень массивной звезде. Она может быть либо массивной звездой О-типа, находящейся на главной последовательности, с эффективной температурой примерно 60 тысяч кельвинов и массой более ста масс Солнца, либо проэволюционировавшей звездой О-, В- или А-типа с массой более 40 масс Солнца и температурой от 8 до 60 тысяч кельвинов. Звезда существовала во времена, когда возраст Вселенной составляет 900 миллионов лет. Подтверждение открытия и спектральная классификация звезды будут получены в ходе будущих запланированных наблюдений при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Предыдущей рекордно далекой звездой была LS1 или «Икар» — она существовала во времена, когда возраст Вселенной составлял около 4,4 миллиардов лет.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/31/record-star

Астрономы нашли звезду с аналогом минимума Маундера

NASA

Астрономы отыскали кандидата в звезду, которая недавно пережила аналог минимума Маундера, наблюдавшегося на Солнце в XVII–XVIII веке. Это явление представляет собой необычно длительный период минимальной активности звезды. HD 166620 была найдена в ходе анализа данных наблюдений за 59 солнцеподобными звездами в течение 54 лет. Статья опубликована в The Astronomical Journal.

Долговременные наблюдения за хромосферной активностью звезд позволяют понять ее связь с магнитными полями светил, которые индуцируются магнитогидродинамическим динамо-механизмом. Исследования Солнца дают астрономам возможность наложить ограничения на модели генерации магнитных полей звезд и их эволюции. Одной из интересных проблем является понимание природы цикличности активности звезд, в частности у Солнца открыто несколько периодичных циклов активности, наиболее известным из которых является 11-летний цикл Швабе. В ходе цикла на Солнца наблюдается изменение числа солнечных пятен и интенсивности и частоты вспышек и корональных выбросов массы.

В истории наблюдений за Солнцем выделяется период, известный как минимум Маундера, во время которого активность светила была очень низкой и, возможно, постоянной, а не периодической. Он длился примерно с 1645 по 1715 год и до сих пор не имеет полноценного объяснения. Поиск иных звезд с подобной остановкой циклической активности продолжается до сих пор и крайне сложен из-за отсутствия необходимых объемов данных — в то время, как наше Солнце наблюдалось на протяжении нескольких столетий, активность других звезд наблюдается в максимуме несколько десятилетий.

Группа астрономов во главе с Анной Баум (Anna C. Baum) из Университета штата Пенсильвания опубликовала результаты анализа данных наблюдений за хромосферной активностью 59 солнцеподобных звезд при помощи фотометров, установленных на телескопах обсерватории Маунт-Вилсон в период с 1966 по 2001 год и при помощи телескопов обсерватории Кека, которые ведутся с 1996 года по 2020 год. Выборка звезд состоит, в основном, из светил спектрального класса G, однако есть звезды F и K классов. Массы звезд колеблются от 0,7 до 2,3 массы Солнца, а эффективные температуры — от 4900 до 6000 кельвинов.

В итоге ученые отыскали звезду, которая может считаться кандидатом в светило, находившаяся совсем недавно в минимуме Маундера. Им стала HD 166620, которая характеризуется 16-летним циклом активности и в период между 1995 и 2004 годами не демонстрировала никаких признаков пятен. Еще одним интересным случаем стала звезда HD 101501, которая, как предполагают ученые, выходит из потенциального минимума Маундера, в котором была с 1980 по 1990 год.

О том, как ученые пытаются прогнозировать солнечный цикл, читайте в нашем блоге.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/31/star-maunder

Астрономы отыскали новую ультратусклую галактику-спутник Млечного Пути

Пространственное распределение звезд в области с центром на Пегасе IV. Кресты обозначают звезды, наблюдаемые спектроскопически, но не считающиеся членами галактики, треугольниками отмечены явные кандидаты в звезды галактики. Остальные звезды, которые с разной вероятностью могут быть членом галактики, отмечены точками. Контуры отмечают 1 и 3 эффективных радиуса галактики.
W. Cerny et al. / Arxiv, 2022

Астрономы в рамках обзора неба DELVE обнаружили новую ультратусклую карликовую галактику Пегас IV, которая является спутником Млечного Пути. Пегас IV оказался одной из самых бедных металлами галактик такого типа, а ее возраст сопоставим с возрастом Млечного Пути. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Ультратусклые карликовые галактики являются наиболее мелкими, яркими и бедными металлами (элементы, тяжелее водорода и гелия) системами, которые, однако, богаты темной материей. Эти галактики образовались очень давно, благодаря чему представляют собой природные лаборатории для изучения темной материи и процесса химического обогащения галактик за счет звездного нуклеосинтеза. В частности, наблюдения за близкими к Млечному Пути ультратусклыми карликовыми галактиками должны помочь в поисках событий аннигиляции или распада темной материи, а также в проверках предсказаний теории холодной темной материи.

Несмотря на предсказание о том, что ультратусклые карликовые галактики представляют собой самый многочисленный тип галактик, чрезвычайно низкая светимость ограничивает их исследования — астрономы пока что обнаруживают такие системы исключительно как спутники Млечного Пути, Магеллановых Облаков и ближайших галактик в Местном объеме (в пределах 5 мегапарсек).

Группа астрономов во главе с Уильямом Черни (William Cerny) из Чикагского университета сообщила об открытии нового представителя ультратусклых карликовых галактик Пегас IV в ходе анализа данных обзора неба DELVE (DECam Local Volume Exploration Survey). Подтвердить открытие и определить свойства галактики помогли данные наблюдений инструмента IMACS, установленного на одном из Магеллановых телескопов, а также каталог данных космического телескопа Gaia.

Проекции реперной орбиты Пегаса IV за последние 5 миллиардов лет в галактоцентрической системе координат. Текущее положение галактики обозначено звездой.
W. Cerny et al. / Arxiv, 2022

Пегас IV представляет собой компактную галактику с преобладанием темной материи и эффективным радиусом 133,7 световых лет и абсолютной звездной величиной на уровне -4,25. Она находится на расстоянии около 293,5 тысяч световых лет от Солнца. Возраст галактики составляет не менее 12,5 миллиарда лет. Общая масса звезд в системе оценивается в 4400 масс Солнца, а отношение масса/светимость составляет 167. Измерения металличности нескольких звезд галактики позволили сделать вывод, что Пегас IV является одной из самых бедных металлами ультратусклых карликовых галактик. Галактика представляет собой спутник Млечного Пути находится на ретроградной орбите вокруг него и только что прошла апоцентр своей орбиты.

Ранее мы рассказывали о том, как ультратусклая галактика-спутник Млечного Пути оказалась рекордно бедна тяжелыми элементами.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/news/2022/03/31/new-ufd-galaxy

Изучая Антенны

Авторы и права: Дитмар Хагер, Эрик Бенсон
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: На расстоянии около 60 миллионов световых лет, в южном созвездии Ворона, сталкиваются две большие галактики. Звезды в этих галактиках, занесенных в каталог как NGC 4038 и NGC 4039, очень редко сталкиваются во время этой катастрофы, продолжающейся сотни миллионов лет. Однако огромные облака из молекулярного газа и пыли часто сталкиваются, вызывая бурные вспышки звездообразования около центра космического крушения. Эта замечательная фотография охватывает область размером в 500 тысяч световых лет, на ней запечатлены молодые звездные скопления и вещество, выброшенное далеко от места происшествия гравитационными приливными силами. Очень четкое изображение, полученное с поверхности Земли, потребовало общей экспозиции в 88 часов. Наблюдения продолжались с 2012 по 2021 годы, в поле зрения попали тусклые приливные хвосты и далекие галактики. Эта пара галактик, известная также как Арп 244, получила свое популярное название – Антенны – из-за эффектных длинных светящихся дуг.
http://www.astronet.ru/db/msg/1824532

Астрономы нашли первую внегалактическую сверхновую

Похожий на «странное радиокольцо» объект J0624–6948 оказался сверхновой, находящейся в межгалактическом пространстве, поблизости от Большого Магелланова облака.

Объект J0624–6948 / ©Filipovic et al., 2022

Подавляющее большинство звезд во Вселенной рождаются и умирают в своих галактиках. Они образуют скопления, между которыми тянутся обширные и пустынные территории межгалактического пространства. Звезды и планеты там встречаются крайне редко, они выброшены в пустоту случайной игрой гравитации. Неудивительно, что лишь недавно астрономы смогли наблюдать первую такую звезду, погибшую взрывом сверхновой. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Команда профессора из Университета Западного Сиднея Мирослава Филиповича (Miroslav Filipovic) работала с радиотелескопом ASKAP, когда обнаружила необычный объект J0624–6948 поблизости от Большого Магелланова облака — одной из карликовых галактик — спутниц Млечного Пути. На первый взгляд он походил на очередной «странный радиокруг» (Odd Radio Circle, OCRs) —загадочный астрономический объект, в радиодиапазоне похожий на тусклое расширяющееся кольцо.

Положение J0624–6948: наверху — Млечный Путь, внизу отмечены Большое и Малое Магеллановы облака / ©Western Sydney University

Что представляют собой эти «радиокруги» — неизвестно, однако ученые заметили несколько характерных для них признаков, включая размеры: как правило, OCRs охватывают целые галактики. Объект J0624–6948 этому никак не соответствует, он набирает около 155 световых лет в поперечнике и к тому же не образует такое четкое кольцо. Кроме того, спектр радиоизлучения J0624–6948 тоже отличается от обычных OCRs. Поэтому австралийские астрономы рассмотрели альтернативные варианты.

«Самым подходящим объяснением оказались останки сверхновой, звезды, взорвавшейся возле Большого Магелланова облака, по механизму сверхновых типа Ia, — говорит профессор Филипович. — Наши расчеты указывают на ее возраст в пределах 2200-7100 лет». Если выкладки австралийских ученых верны, то J0624–6948 оказался первой известной нам сверхновой в межгалактическом пространстве.
https://naked-science.ru/article/astron … verhnovuyu

Ледяные отложения в кратерах Марса отражают смену времен года

Ученые обнаружили, что слоистые ледяные отложения кратера Берроуза, расположенного в Южном полушарии Марса, отражают климатические изменения, связанные с орбитой и наклоном планеты. Дальнейшие исследования позволят определить периоды времени в прошлом, когда Марс мог быть обитаем.

© Flickr

Недавно в кратерах Южного полушария Марса ученые обнаружили слоистые отложения льда. Теперь международный коллектив астрономов показал, что чередование слоев отражает сезонную изменчивость климата планеты за последние 4,5 миллиона лет. Им удалось восстановить то, как наклон оси планеты и ее положение на орбите влияли на погоду. Результаты исследования, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, позволят определить тот период истории Марса, когда на нем теоретически могла существовать жизнь.

Как и на Земле, ледяные отложения на Марсе отражают изменения климата, в том числе динамику влажности и температуры. На климат также влияют наклон планеты и форма ее орбиты. Наклон оси вращения Марса составляет 25,19 градуса и обеспечивает смену времен года. При этом вытянутая форма орбиты приводит к различиям в их протяженности. Например, в Северном полушарии марсианское лето долгое и прохладное, а в Южном — короткое и относительно теплое.

Ранее климатические исследования льда на Красной планете ограничивались полярными шапками, однако эти древние и крупные отложения, вероятно, утратили мелкие детали, которые могли бы свидетельствовать об их связи с орбитой Марса. Поэтому ученые обратились к ледяным отложениям кратеров, ширина которых не превышает десятков километров.

Астрономы подробно проанализировали снимки Южного полушария Марса, сделанные камерой HiRISE на борту космического аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Ученые обнаружили в кратере Берроуза, ширина которого составляет 74 километра, исключительно хорошо сохранившиеся ледяные слои.

Средняя скорость накопления льда в этом кратере составляла 0,13 миллиметра в год, и, по оценкам ученых, лед появился в нем около 4,5 миллиона лет назад. При этом его слоистая структура прекрасно отражала орбитальные циклы Марса. В холодные периоды формировались более толстые и прозрачные слои льда, а в теплые — более мутные и тонкие.

Определение связи между орбитальными циклами и климатом важно для понимания как истории Марса, так и сложной динамики климата на Земле. На климат нашей планеты влияют не только ее орбита и наклон оси, но и биосфера, и тектоническая активность. На Красной планете такие факторы отсутствуют, и именно это делает ее привлекательным объектом для изучения климата.
https://naked-science.ru/article/astronomy/led-na-marse

Гигантское солнечное извержение устремляется к Земле

Ослепительное северное сияние может осветить небо на юге вплоть до севера Соединенных Штатов после обнаружения 17 солнечных извержений, происходящих из одного солнечного пятна, два из которых направляются прямо к Земле.

Два направленных на Землю извержения слились в «выброс корональной массы» и летят к нам со скоростью 3 027 599 километров в час.

По данным Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований (SWPC), когда выброс достигнет магнитного поля Земли в ночь на 31 марта, результатом станет мощная геомагнитная буря G3.

Штормы G3 классифицируются как сильные геомагнитные бури, а это означает, что приближающийся солнечный взрыв может принести полярное сияние на юг, вплоть до Пенсильвании, Айовы и Орегона.

Солнечное пятно, названное AR2975, с понедельника (28 марта) испускает вспышки электрически заряженных частиц из плазменного супа Солнца.

Солнечные пятна — это области на поверхности Солнца, где мощные магнитные поля, создаваемые потоком электрических зарядов, образуют узлы, прежде чем внезапно разорваться. В результате высвобождение энергии запускает всплески радиации, называемые солнечными вспышками, или взрывные струи солнечного материала, называемые выбросами корональной массы.

Ожидается, что энергия бури будет безвредно поглощена нашим магнитным полем, но сильные солнечные бури все еще могут нанести ущерб. По данным SWPC, штормы G3 могут вызывать «прерывистые проблемы со спутниковой навигацией и низкочастотной радионавигацией».

Недавний февральский шторм отправил 40 спутников Starlink обратно на Землю.

Ученые считают, что крупнейшей солнечной бурей, когда-либо наблюдавшейся в современной истории, было событие Кэррингтона 1859 года, которое несло примерно ту же энергию, что и 10 миллиардов атомных бомб мощностью в 1 мегатонну.

Врезавшись в Землю, мощный поток солнечных частиц поджарил системы телеграфов по всему миру и вызвал полярные сияния ярче, чем свет полной Луны, появиться далеко на юге, вплоть до Карибского моря.

По мнению ученых, если бы подобное событие произошло сегодня, это привело бы к ущербу на триллионы долларов и массовым отключениям электроэнергии.

Статья была первоначально опубликована Live Science.
https://rwspace.ru/news/gigantskoe-soln … zemle.html

Астрономы нашли первую внегалактическую сверхновую*

Похожий на «странное радиокольцо» объект J0624–6948 оказался сверхновой, находящейся в межгалактическом пространстве, поблизости от Большого Магелланова облака.

Объект J0624–6948 / ©Filipovic et al., 2022

Подавляющее большинство звезд во Вселенной рождаются и умирают в своих галактиках. Они образуют скопления, между которыми тянутся обширные и пустынные территории межгалактического пространства. Звезды и планеты там встречаются крайне редко, они выброшены в пустоту случайной игрой гравитации. Неудивительно, что лишь недавно астрономы смогли наблюдать первую такую звезду, погибшую взрывом сверхновой. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Команда профессора из Университета Западного Сиднея Мирослава Филиповича (Miroslav Filipovic) работала с радиотелескопом ASKAP, когда обнаружила необычный объект J0624–6948 поблизости от Большого Магелланова облака — одной из карликовых галактик — спутниц Млечного Пути. На первый взгляд он походил на очередной «странный радиокруг» (Odd Radio Circle, OCRs) —загадочный астрономический объект, в радиодиапазоне похожий на тусклое расширяющееся кольцо.

Положение J0624–6948: наверху — Млечный Путь, внизу отмечены Большое и Малое Магеллановы облака / ©Western Sydney University

Что представляют собой эти «радиокруги» — неизвестно, однако ученые заметили несколько характерных для них признаков, включая размеры: как правило, OCRs охватывают целые галактики. Объект J0624–6948 этому никак не соответствует, он набирает около 155 световых лет в поперечнике и к тому же не образует такое четкое кольцо. Кроме того, спектр радиоизлучения J0624–6948 тоже отличается от обычных OCRs. Поэтому австралийские астрономы рассмотрели альтернативные варианты.

«Самым подходящим объяснением оказались останки сверхновой, звезды, взорвавшейся возле Большого Магелланова облака, по механизму сверхновых типа Ia, — говорит профессор Филипович. — Наши расчеты указывают на ее возраст в пределах 2200-7100 лет». Если выкладки австралийских ученых верны, то J0624–6948 оказался первой известной нам сверхновой в межгалактическом пространстве.
https://naked-science.ru/article/astron … verhnovuyu

Астероид Рюгу может быть остатком потухшей кометы

Наблюдения японской миссии Hayabusa2 заставили астрономов усомниться в истинном происхождении околоземного астероида Рюгу.

Миссия Hayabusa2 стартовала в 2014 году, прибыла к Рюгу в 2018 году и вернула образцы астероидного материала на Землю в 2020 году. Помимо сбора этих образцов, миссия дистанционно собрала важные данные о космическом теле. Хотя образцы породы еще изучаются, дистанционные наблюдения выявили три важные особенности Рюгу: его состав, форму и возможное происхождение, говорится в заявлении Университета города Нагоя в Японии.

Дистанционные наблюдения показывают, что Рюгу представляет собой не монолитную глыбу, а астероид, состоящий из мелких кусков породы и твердых материалов, собранных вместе под действием гравитации, сообщается в недавнем исследовании. Рюгу также имеет форму вращающейся вершины, что, вероятно, объясняется его быстрым вращением, говорится в заявлении.

Наконец, наблюдения показали, что Рюгу имеет удивительно высокое содержание органических веществ, что указывает на то, что она не образовалась из обломков, оставшихся после столкновения двух крупных астероидов, как считалось ранее. Вместо этого Рюгу может быть остатком вымершей кометы, которая потеряла большую часть своего водяного льда, предположили исследователи в своем исследовании.

Кометы состоят из водяного льда, камней и пыли, оставшихся после формирования Солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад. Они формируются во внешних, более холодных регионах Солнечной системы. Однако, когда комета летит во внутреннюю часть Солнечной системы, она очень быстро нагревается при приближении к Солнцу, в результате чего твердый лед превращается непосредственно в газ в процессе, называемом сублимацией. Этот процесс оставляет после себя только каменистые обломки, которые, в свою очередь, уплотняются под действием гравитации, образуя астероид с кучей обломков.

"Сублимация льда приводит к тому, что ядро кометы теряет массу и сжимается, что увеличивает скорость ее вращения", - говорится в заявлении ведущего автора Хитоси Миура, доцента Университета города Нагоя. "В результате такого вращения кометное ядро может приобрести скорость вращения, необходимую для формирования формы вращающейся вершины".

"Кроме того, считается, что ледяные компоненты комет содержат органические вещества, образовавшиеся в межзвездной среде", - добавил Миура. "Эти органические материалы могли бы оседать на скалистых обломках, остающихся после сублимации льда".

Используя физическую модель, исследователи смоделировали, сколько времени потребуется льду Рюгу для сублимации, а также оценили увеличение скорости вращения образовавшегося астероида. Их моделирование показало, что Рюгу, вероятно, провел десятки тысяч лет в качестве активной кометы, прежде чем переместиться во внутреннюю часть Солнечной системы, где лед Рюгу испарился, превратив его в астероид с обломками, говорится в заявлении.

Дальнейший анализ образцов Рюгу поможет подтвердить его происхождение. В свою очередь, подобные астероиды-обломки с высоким содержанием органических веществ могут оказаться тем, что астрономы называют переходными объектами комета-астероид (CAT). Миссия OSIRIS-REx, целью которой является возвращение образцов с другого околоземного астероида, известного как Бенну, позволит получить дополнительные сведения об этих типах объектов.

"CATs - это небольшие объекты, которые когда-то были активными кометами, но вымерли и внешне неотличимы от астероидов", - говорится в заявлении Миуры. "Благодаря своему сходству с кометами и астероидами, CAT могут дать новое представление о нашей Солнечной системе".
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0403230332

Симулятор НАСА помогает пролить свет на тайны солнечной системы

Даже в нашем космическом дворе, Солнечной системе, многие вопросы остаются открытыми. На Венере есть образования, похожие на вулканы, но неизвестно, активны ли они. Поверхность Марса свидетельствует о том, что когда-то здесь был огромный океан, но как он исчез, остается неясным. С другой стороны, недавние обнаружения химических соединений, которые могут указывать на присутствие биологической активности на Марсе и Венере, так называемые биосигнатуры, не дают покоя поискам жизни за пределами Земли. Ответы могут быть найдены в анализе света, который доходит до нас от этих планет, через "отпечатки пальцев", которые молекулы оставляют в спектре этого света.

В исследовании, опубликованном в журнале Atmosphere, ученые из Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (факультет наук Лиссабонского университета, Португалия) сравнили моделирование, полученное с помощью Planetary Spectrum Generator (PSG), симулятора спектра планет, с наблюдениями инфракрасного света от планет Венера, Марс и Юпитер.

Используя PSG, разработанный НАСА, команда смогла объяснить результаты некоторых наблюдений и сделать вывод, что этот симулятор является эффективным инструментом для изучения обилия химических соединений, присутствующих в небольших количествах в атмосферах планет.

Одно из анализируемых химических соединений, метан, может возникать как в результате биологической активности, так и геологических процессов. Именно поэтому его неуловимое присутствие на Марсе, с обнаружением космическим аппаратом Mars Express и отсутствием обнаружения космическим аппаратом ExoMars TGO, остается загадкой.

"Изменяя параметры наших симуляций, мы смогли объяснить это обнаружение и необнаружение метана на Марсе и понять условия и места, в которых они могут происходить. Это важный шаг к прояснению связи метана на Марсе с возможным существованием жизни", - объясняет Педро Мачадо (IA & Ciências ULisboa), соавтор данного исследования.

Другим неизвестным на красной планете, также представляющим большой интерес для научной области поиска жизни вне Земли, астробиологии, является судьба большей части ее воды. Данные свидетельствуют о том, что когда-то она текла на планете в изобилии, и что большая часть северного полушария когда-то была огромным океаном. Сегодня Марс представляет собой ледяную пустыню.

"Знание соотношения между двумя вариантами водорода, изотопом дейтерия и простым водородом, помогает нам понять временную эволюцию воды на Марсе. Дейтерий - тяжелый атом водорода, его ядро содержит на один нейтрон больше, поэтому вода, H2O, состоящая из атома дейтерия и атома водорода, HDO, тяжелее и будет улетучиваться в космос с большим трудом. Сравнение этого соотношения на глобальном и локальном уровне на Марсе, возможное благодаря данному исследованию, дает нам ценную информацию о судьбе марсианской воды", - объясняет Жуан Диаш (IA & Ciências ULisboa), ведущий автор исследования.

Также в этом исследовании было отмечено, что фосфин может спонтанно образовываться в условиях высокого давления и температуры в присутствии фосфора и водорода - двух химических элементов, входящих в его состав. "Именно это происходит на Юпитере, где фосфин является одним из тех, кто отвечает за разноцветные полосы в атмосфере этого газового гиганта", - объясняет Педро Мачадо, - "но на каменистой планете, такой как Земля, где не существует таких экстремальных условий, его присутствие связано с биологической активностью".

Поэтому, когда в 2020 году исследование выявило фосфин в облаках Венеры, научное сообщество обратило свое внимание на эту планету. "Дальнейшие исследования, проведенные в других условиях, показали, что фосфин может вообще отсутствовать или присутствовать в гораздо меньших количествах, чем было выявлено изначально, что мы также смогли воспроизвести", - добавляет Педро Мачадо.

Еще на Венере "диоксид серы очень важен для нас, чтобы знать, есть ли там вулканическая активность. Точно определив содержание этого соединения на разных высотах, что, как мы показали, возможно с помощью PSG, мы сможем сделать вывод о его происхождении", - добавляет Жуан Диаш.

"Эта работа имеет большое значение для разрабатываемых космических миссий, таких как EnVision, Ariel и Mars Express Европейского космического агентства (ESA), в которых участвует IA, поскольку она позволяет определить ожидаемые значения для этих химических компонентов и оптимизировать приборы, разрабатываемые для этих миссий, для обнаружения в диапазоне ожидаемых значений", - говорит Педро Мачадо, который является одним из исследователей этих миссий.

"В частности, такие миссии, как Ariel, которая будет изучать атмосферы планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца, экзопланет, получают большую пользу от такого рода исследований Солнечной системы, которые могут служить моделью того, что мы надеемся иметь возможность наблюдать за пределами Солнечной системы", - добавляет Жуан Диаш.

"Эта демонстрация эффективности PSG очень важна для научного сообщества, и ИА находится на переднем крае этих исследований, включая в свою команду по планетарным системам специалистов по изучению атмосфер планет в Солнечной системе".
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0403232258

Вулканическая активность может оказаться причиной «марсотрясений»

Вулканическая активность под поверхностью Марса может отвечать за возникновение повторяющихся «марсотрясений», которые похожи на землетрясения, в районе отдельной области поверхности Красной планеты, сообщают исследователи из Австралийского национального университета.

В этой новой научной работе ученые из Австралийского национального университета совместно с коллегами из Китайской академии наук открыли 47 прежде не замеченных марсотрясений под корой планеты в области под названием Cerberus Fossae – сейсмически активной зоне возрастом не более 20 миллионов лет.

Согласно этой работе, причиной этих новых марсотрясений является движение раскаленной магмы в мантии Марса, а не тектонические силы, как считалось ранее.

Авторы показывают, что повторяющийся характер этих подповерхностных толчков, а также тот факт, что они были зарегистрированы в одной и той же области поверхности планеты, свидетельствует о том, что Марс является более сейсмически активным, чем считалось ранее.

Согласно геофизику и одному из авторов работы профессору Хрвое Ткалчичу (Hrvoje Tkalčić) из Школы наук о Земле Австралийского национального университета, тот факт, что зарегистрированные в этот раз 47 новых марсотрясений происходили в разное время суток, в то время как зарегистрированные ранее проявления сейсмической активности на Марсе происходили в основном на исходе марсианской ночи, указывает на то, что причиной этих новых марсотрясений является движение расплавов в мантии планеты.

В своей работе исследователи использовали данные, собранные при помощи бортового сейсмометра аппарата InSight НАСА, который собирает сведения о марсотрясениях, погоды на Красной планете и состоянии ее недр, начиная с 2018 г.

Согласно профессору Ткалчичу, эти находки помогут ученым понять, почему Марс больше не имеет собственного магнитного поля.

Работа опубликована в журнале Nature Communications.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0404132050

Необычно большое число растущих черных дыр в протоскоплении галактик Spiderweb

Обычно паучья сеть ассоциируется с попавшей в нее жертвой, которая вскоре будет съедена коварным хищником, поставившим ловушку. Однако в случае протоскопления галактик Spiderweb («Паутина») входящие в его состав объекты отнюдь не похожи на беспомощные жертвы – а скорее, наоборот, они сами активно поглощают материю из окружающего пространства и стремительно растут, согласно новому исследованию, проведенному с использованием рентгеновской космической обсерватории Chandra («Чандра») НАСА.

Галактика Spiderweb, официально известная как J1140-2629, получила свое имя потому, что напоминает паутину при наблюдениях в оптическом диапазоне. Расположенная на расстоянии около 10,6 миллиарда световых лет от Земли, галактика Spiderweb лежит в центре протоскопления галактик, растущей в облаке газа группы галактик, которые в конечном счете превратятся в скопление галактик.

На представленном здесь комбинированном изображении объединены снимки, сделанные в оптическом диапазоне при помощи телескопа «Субару» (красный, зеленый и белый цвета), и снимки, сделанные в рентгеновском диапазоне при помощи аппарата Chandra («Чандра») НАСА (фиолетовый цвет). Большая часть «сгустков», наблюдаемых в оптическом диапазоне, представляют собой галактики протоскопления, включая 14 объектов, обнаруженных на этом новом, глубоком снимке, сделанном при помощи обсерватории Chandra. Эти рентгеновские источники выявляют наличие материала, падающего с большой скоростью на сверхмассивные черные дыры, расположенные в центральных областях галактик скопления, массы которых достигают сотен миллионов масс Солнца. Мы видим протоскопление Spiderweb в ту эпоху, которую принято называть «космическим полднем». Ученые нашли, что в эту эпоху – имевшую место примерно через три миллиарда лет после Большого взрыва – рост черных дыр и галактик происходил с огромной скоростью.

Однако даже по высоким стандартам этого активного периода эволюции Вселенной рост протоскопления Spiderweb протекал с огромной скоростью. Эти 14 источников, обнаруженных при помощи «Чандры», показывают, что примерно четверть от числа наиболее массивных галактик содержит активно растущие черные дыры. Это в 5-20 раз превышает ожидаемые значения для галактик близкого возраста и массы.

Согласно этим результатам, за большое число стремительно растущих черных дыр в галактиках протоскопления Spiderweb отвечают факторы среды. Одна из причин может состоять в том, что высокая скорость столкновений и взаимодействий между галактиками вызывает подталкивание газа к черным дырам, в результате чего происходит поглощение большого количества материала. Альтернативное объяснение предполагает, что протоскопление содержит большие количества холодного газа, который более легко поглощается черными дырами, чем горячий газ (этот холодный газ в конечном счете станет горячим газом, когда спротоскопление галактик станет скоплением).

Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics; первый автор П. Тоцци (P. Tozzi).
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0404132155

Составление карты метеоритов в Антарктиде раскроет прошлое нашей Солнечной системы

Бельгийско-голландская группа ученых создала первую в истории "карту сокровищ", которая показывает, где в Антарктиде можно найти метеориты. Метеориты - это куски камнеподобного материала, которые можно найти на поверхности Земли после падения из космоса.

В отличие от земных пород, метеориты были избавлены от выветривания и вулканизма на нашей планете и поэтому считаются бесценным архивом самых ранних этапов развития нашей Солнечной системы. В то время как горные породы ничего не могут рассказать нам о первых полумиллиардах лет из 4,55 миллиардов лет существования нашей планеты, большинство метеоритов из пояса астероидов позволяют нам вернуться на 4,6 миллиардов лет назад. Подавляющее большинство зарегистрированных в Антарктиде метеоритов происходят из пояса астероидов, около 1% - с Луны и Марса.

Метеориты регулярно падают на поверхность Земли: во Франции ежегодно выпадает около 50 метеоритов весом более 10 г. Однако их поиск напоминает поиск иголки в стоге сена, и ученые из кампаний по поиску метеоритов часто возвращаются с пустыми руками.

Напротив, на удаленном Южном полюсе отыскать метеориты на удивление легко. Это объясняется принципом, известным как механизм концентрации, когда специфические ледовые потоки и метеорологические условия приводят к тому, что метеориты скапливаются в довольно небольших областях, известных как зоны метеоритных нагромождений.

Когда метеориты падают на Антарктику, они, как правило, застревают в ледяном щите и дрейфуют в сторону океанов. Это побудило некоторых назвать лед "естественным конвейером" для метеоритов. Иногда на их пути встречаются горы, которые иногда скрыты под ледяным щитом, и перенаправляют их к поверхности ледяного щита.

Метеориты всегда находят на поверхности в тех местах, где ветер сдувает снег, оставляя обнаженный лед с голубым оттенком. Такие зоны известны как зоны голубого льда. Хотя метеориты всегда регистрируются в таких зонах, не все они содержат их.

После обнаружения богатой метеоритами зоны голубого льда обнаружить темно-окрашенные камни на фоне светлых оттенков льда довольно просто. Успех поисков метеоритов в Антарктиде не имеет аналогов: более 60% найденных на Земле метеоритов находятся в ледниковом щите Антарктиды. При этом потенциал остается практически неиспользованным: на сегодняшний день только часть всех участков голубого льда Антарктиды была проверена на наличие метеоритов, причем с разной степенью успеха.

Чтобы определить, где искать метеориты, необходимо понять, что отличает богатую метеоритами зону голубого льда от зоны без метеоритов. Для этого имеется много данных: местонахождение и год обнаружения метеоритов хранятся в специальной базе данных метеоритных бюллетеней. Ученые также могут получить доступ к полевым отчетам с подробным описанием некоторых удачных и неудачных метеоритных миссий, которые были проведены с момента открытия механизма концентрирования в 1969 году.

До сих пор решение о том, где искать, принималось небольшим числом экспертов. Это означает, что в миссии по поиску метеоритов вовлечен огромный человеческий фактор, и невозможно оценить потенциал каждого отдельного района на континенте, который примерно в 25 раз больше Франции. Чтобы помочь спланировать зачастую дорогостоящие и логистически сложные миссии, наша команда разработала карту, которая показывает потенциальные зоны падения метеоритов.

Чтобы составить "карту сокровищ" метеоритов, мы должны были перевести реальный мир в наблюдаемые цифры. Для этого мы нанесли сетку ячеек размером 450х450 метров на зоны голубого льда и их ближайшие окрестности.

В тех случаях, когда метеориты были найдены в пределах ячейки сетки, ячейка помечается как "положительная". Остальные ячейки сетки остаются немаркированными. Каждая ячейка содержит информацию, полученную из спутниковых и радарных наблюдений, включая температуру поверхности, скорость ледяного потока, типы поверхностного покрова или уклон. Такие данные позволяют нам предсказать, где мы можем найти метеориты.

Машинное обучение и статистические модели позволяют нам объединить эти различные наблюдения и учесть возможные неопределенности, связанные с данными. Работа алгоритма прогнозирования оптимизируется путем нескольких итераций. Каждый раз предсказания алгоритма проверяются на нескольких участках, о которых известно, есть метеориты или нет.

Работу алгоритма можно разделить на несколько этапов. Во-первых, алгоритм изучает, что представляет собой типичная позитивная или немаркированная ячейка сетки. Изучив данные, относящиеся к различным ячейкам сетки, алгоритм может рассчитать вероятность того, что немаркированная ячейка сетки содержит метеориты или нет.

Затем ячейки сетки, потенциально содержащие метеориты, группируются в зоны метеоритных навалов, площадь которых варьируется от нескольких до сотен квадратных километров. Наши исследования показали, что точность прогнозирования зон падения метеоритов составляет более 80%.

Анализ предсказанных зон подтверждает, что алгоритму машинного обучения удалось уловить взаимодействие между различными явлениями. Хотя возможности для поиска метеоритов имеются по всему континенту, некоторые районы вблизи существующих исследовательских станций остаются неисследованными, что делает визит на разведку очень привлекательным.

Эта "карта сокровищ" предвещает новую эру для поиска метеоритов в Антарктиде. Делясь своими исследованиями с коллегами по всему миру, мы подходим к сбору метеоритов как к совместной работе всего сообщества. В ответ ученые из таких разных стран, как Корея, Индия, Чили и США, проявили интерес к исследованию указанных районов.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg … 0404151157

Самая горячая экзопланета во Вселенной: она нагревается до 4300 градусов

KELT-9b — это не самое приятное место. Есть звезды, которые намного холоднее этой экзопланеты.

Николай Кудрявцев

Каждые полтора дня планета размером с Юпитер делает полный оборот вокруг своей родной звезды, одной из самых больших звезд, известных ученым, у которой есть планеты. Именно поэтому она раскалила KELT-9b до невероятной температуры в 4327 градусов по Цельсию.

При такой температуре не только плавится все, но и начинают разрушаться молекулы, а за самой планетой идет хвост, как от кометы. В общем, KELT-9b — это самая горячая планета, когда-либо открытая учеными. Температура на ней выше, чем во внешних слоях Солнца.

От жары молекулы на стороне планеты, обращенной к звезде, распадаются, тогда как на противоположной аккумулируются все тяжелые металлы. Условно дневная сторона на человеческий взгляд выглядела бы чуть тусклее Солнца и чуть более оранжевой; условная ночная же нашим глазам показалась бы похожей на красного карлика. Статья об этом открытии была опубликована в журнале Nature.

Большая часть планет, найденных учеными, до сих пор вращаются вокруг небольших звезд, красных карликов, так как такие планеты легче обнаружить: сами звезды тусклые, и прохождение объектов на их фоне более заметно. А вот звезды поярче и побольше — совсем другое дело, ведь они могут легко скрыть планеты собственной системы. Поэтому пока мы знаем о таких небесных телах крайне мало.
https://www.popmech.ru/science/368322-s … vselennoy/