Новости космической науки и технологий

[boom]

Фото дня: северное полушарие Юпитера в режиме Time-Lapse
Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) опубликовало качественные изображения северного полушария Юпитера.

Вложение juno1.jpg больше недоступно

Снимки получены в режиме Time-Lapse — интервальная съёмка. Изображения переданы на Землю с борта межпланетной станции «Юнона» (Juno), которая в настоящее время занимается изучением газового гиганта.

Съёмка была произведена 15 июля нынешнего года — во время очередного сближения космического аппарата с Юпитером. В процессе съёмки высота «Юноны» изменялась с 25 300 км до 6200 км до верхней границы облаков крупнейшей планеты Солнечной системы.

На изображениях (нажмите для увеличения) видны многочисленные штормы и образования причудливой формы в атмосфере газового гиганта. К примеру, в нижней части второго и третьего кадров видна структура под названием Малое красное пятно.

Добавим, что исследовательскую программу «Юноны» изначально планировалось завершить этим летом. Но впоследствии в NASA приняли решение продлить миссию до июля 2021 года. Таким образом, в течение следующих трёх лет аппарат сможет передать на Землю немало великолепных снимков газового гиганта.

[Deputy Admin]

Ученые объяснили «задержку в росте» при формировании Юпитера

11169.jpg

Юпитер, планета диаметром 143000 километров, является крупнейшей планетой Солнечной системы и имеет массу порядка 300 масс нашей планеты. Механизм формирования планет, подобных Юпитеру, продолжает оставаться одним из наиболее горячо обсуждаемых научных вопросов в течение нескольких десятилетий. В новом исследовании астрофизики из Швейцарского национального центра компетенций в области научных исследований (NCCR) объединили силы с коллегами из других научных организаций для объяснения ряда вопросов, связанных с механизмом формирования Юпитера.

«Мы можем показать, что рост Юпитера проходил в несколько этапов», - объясняет Юлия Вентурини (Julia Venturini), исследователь-постдок из Цюрихского унивесритета.

Согласно Яну Альберту (Yann Alibert), главному автору этого исследования, сначала формируется «эмбрион» гигантской планеты в результате аккреции небольших камней размерами в несколько сантиметров. Этот процесс протекает довольно быстро, и в течение примерно одного миллиона лет происходит образование ядра планеты. Затем, на протяжении последующих двух миллионов лет, происходит более медленная аккреция относительно крупных камней, называемых планетезималями. Планетезимали имеют размеры порядка нескольких километров. Они бомбардируют растущую планету, обладая большой энергией, и в результате такой бомбардировки выделяется тепло.

► Показать

«На первом этапе небольшие камни позволяют планете «набрать массу», - объясняет Альберт. – На втором этапе планетезимали также помогают набрать некоторую дополнительную массу, но в основном они являются поставщиками энергии».

По прошествии трех миллионов лет Юпитер вырастает до массы в 50 масс Земли. Тогда начинается третий этап формирования, характеризующийся стремительной аккрецией газа, в результате которой образуется гигант с массой в 300 масс Земли, который мы наблюдаем сегодня, пояснил Альберт.

Так называемую «задержку в росте» Юпитера, состоящую в том, что молодая планета находится в диапазоне масс от 15 до 50 масс Земли гораздо дольше, чем считалось ранее, Альберт и его соавторы объяснили столкновениями с крупными планетезималями, в результате которых выделялось достаточно энергии для разогрева атмосферы Юпитера и предотвращения ее стремительного охлаждения, сжатия и дальнейшей аккреции газа.

[Deputy Admin]

Звездные «стаи» помогают астрономам понять эволюцию звезд

11171.jpg

Новая научная работа, проведенная Джонатаном Ганье (Jonathan Gagn?) из Института Карнеги, США, и Жаклин Фахерти (Jacqueline Faherty) из Американского музея естественной истории, позволила идентифицировать примерно одну тысячу потенциальных членов и 31 подтвержденных членов звездных ассоциаций – звезд примерно одного возраста и состава, которые движутся вместе в космическом пространстве – в ближней к нам части Млечного пути. Эта работа позволяет астрономам глубже понять происхождение звезд и вероятность обнаружения в их окрестностях планетных систем.

«Подобно стае птиц, летящих вместе в небе, звезды, скорости которых направлены в одну сторону и имеют близкие величины, находятся обычно в составе ассоциации, то есть они связаны друг с другом, - объяснил Ганье. – Обнаружение этой связи позволяет нам делать общие выводы о возрасте и составе звезд ассоциации».

Чтобы открыть этот «клондайк» потенциальных и подтвержденных членов звездных ассоциаций, Ганье и Фахерти изучили данные, собранные при помощи миссии Gaia («Гея») Европейского космического агентства, которые были опубликованы ранее в этом году.

«Наш набор состоит в основном из звезд, называемых красными карликами, которые имеют размеры меньше, чем у нашего Солнца, и являются относительно холодными, - сказал Ганье. – Из-за их небольшого размера эти звезды с трудом поддаются наблюдениям, хотя мы знаем, что они широко распространены в нашей Галактике. Именно поэтому данные, собранные при помощи аппарата Gaia, позволили обнаружить такое большое количество этих тусклых звезд, входящих в состав ассоциаций».

Эти результаты помогут глубже понять и предсказывать свойства объектов планетных масс, обнаруживаемых вокруг звезд, входящих в состав звездных ассоциаций, при помощи будущих миссий по поиску экзопланет, таких как снаряжаемая в настоящее время миссия НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite, или TESS, пояснили авторы.

[Deputy Admin]

Новые подробности о «галактиках-монстрах» с высоким уровнем звездообразования

11173.jpg

Международная команда астрономов, изучающая «галактику-монстра», расположенную на расстоянии 12,4 миллиарда световых лет от нас, сообщает сегодня о том, что используемые ею инструменты позволили достичь углового разрешения, в 10 раз превышающего разрешение, достигнутое когда-либо прежде, в результате чего были открыты детали структуры этой галактики, которые не были известны науке ранее. Также исследователи смогли проанализировать динамические свойства этой галактики, которые не изучались ранее.

Так называемые «галактики-монстры», или галактики с экстремальной вспышкой звездообразования, предположительно, являются предками массивных галактик, таких как Млечный путь, поэтому эти новые находки, связанные с галактикой COSMOS-AzTEC-1, помогают глубже понять формирование и эволюцию таких галактик, как наша, указывают исследователи.

Один из авторов исследования Мин Юн (Min Yun) из Университета штата Массачусетс Амхерст, США, входящий в научную команду, открывшую эту галактику в 2007 г. при помощи инструмента под названием AzTEC, расположенного на территории Чили и построенного в Университете штата Массачусетс Амхерст, говорит: «Настоящим сюрпризом стало то, что эта галактика, которую мы видим такой, какой она была почти 13 миллиардов лет назад, имеет массивный, упорядоченный газовый диск, демонстрирующий периодическое вращение, вместо того, что мы ожидали увидеть – беспорядочное «столкновение поездов», предсказываемое в рамках большинства теоретических исследований».

Новейшие наблюдения, проведенные командой Юна при помощи радиообсерватории ALMA, находящейся на территории Чили, выявили, что этот газовый диск является динамически нестабильным и стремительно распадается с образованием большого числа новых звезд, причем скорость звездообразования в этой галактике превышает скорость формирования звезд в нашей галактике Млечный путь почти в 1000 раз. Говоря о возможных причинах стремительного коллапса газа в этой галактике, Юн и его коллеги предполагают, что причиной стремительного «схлопывания» газообразного материала могло стать столкновение между галактиками, хотя признаки такого столкновения до сих пор еще ни разу не наблюдались в случае галактики COSMOS-AzTEC-1.

[Deputy Admin]

Корональные выбросы массы Солнца могут иметь более сложную форму, чем считалось

11177.jpg

Как гласит пословица, все новое есть хорошо забытое старое. И хотя эта распространенная фраза чаще относится к моде, дизайну или технологии, ученые из Университета Нью-Гэмпшира, США, обнаружили, что она применима в том числе и к научным исследованиям. Изучив архивные, собранные довольно давно научные данные, исследователи получили новую информацию о форме корональных выбросов массы (coronal mass ejections, CME) – крупномасштабных извержений плазмы и магнитных полей со стороны Солнца – которая поможет однажды защитить спутники, находящиеся на околоземной орбите, а также сети электроснабжения на Земле.

«Начиная с конца 1970-х гг. считалось, что корональные выбросы массы по форме напоминают игрушку «Слинки» (или «Радуга» - небольшая металлическая или пластиковая пружинка), оба конца которой закреплены на Солнце, даже тогда, когда они достигают Земли спустя примерно 1-3 суток после извержения, - сказал Ноэ Лугаз (Noe Lugaz), научный сотрудник Центра наук о космосе Университета Нью-Гэмпшира. – Однако наше исследование говорит о том, что CME имеют иную форму».

До сих пор ученым были доступны данные измерений параметров CME только в одной точке. В своем исследовании Лугаз и его команда проанализировали данные, собранные при помощи сразу двух спутников НАСА под названиями Wind и ACE, которые в период с 2000 по 2002 г. находились на значительном расстоянии друг от друга и одновременно измеряли параметры солнечных извержений, приближающихся к Земле. Проведенный командой Лугаза анализ показал, что форма CME может отличаться от стандартной пружины «Слинки» (они могут иметь форму искаженной пружины или совсем иную форму), или же CME могут иметь форму пружины «Слинки», но в более мелком масштабе (в четыре раза меньшем), чем считалось ранее.

[Deputy Admin]

Водные планеты могут поддерживать жизнь, даже не будучи «клоном» Земли

11179.jpg

Условия для существования жизни на планетах, поверхность которых полностью покрыта водой, могут изменяться в гораздо более широком диапазоне, чем считалось ранее, поэтому общая вероятность встретить в числе этих планет обитаемую планету резко возрастает, согласно новой научной работе, проведенной исследователями из Чикагского университета и Университета штата Пенсильвания, оба научных учреждения США.

Научное сообщество считает, что планеты, поверхность которых покрыта глубоким океаном, не поддерживают циклы минералов и газов, отвечающие за стабильность климата на Земле, и поэтому такие планеты не могут иметь обитаемые условия. Однако в новом исследовании показано, что планеты, поверхность которых полностью покрыта океаном, могут поддерживать на своей поверхности условия, благоприятствующие зарождению и развитию жизни, гораздо дольше, чем принималось ранее. Авторы основывают свои выводы на более чем 1000 сеансов компьютерного моделирования.

«Это действительно позволяет отойти от идеи поиска точной копии Земли – то есть планеты, на поверхности которой имеется суша и неглубокий океан», - сказал Эдвин Кайт (Edwin Kite), ассистент-профессор геофизических наук Чикагского университета и главный автор нового исследования.

Стабильный климат на Земле поддерживается на протяжении длительного времени за счет двух основных процессов: поглощения парниковых газов минералами, ведущего к охлаждению планеты, и выделения парниковых газов в ходе извержений вулканов, ведущего к разогреву. На планетах, поверхность которых полностью покрыта океаном, возможность выделения парниковых газов с вулканическими выбросами отсутствует, однако, если водная планета имеет достаточное количество углерода, принимающего участие в распределении между водной и газовой фазами, а также находится на «правильном» расстоянии от родительской звезды и содержит относительно небольшое количество растворенных в воде минералов, способных связывать углерод в форме диоксида, то планета может поддерживать обитаемые условия в течение довольно длительного времени, указывают Кайт и его команда.

[Deputy Admin]

Европейские исследователи создают новый метод прогнозирования геомагнитных бурь

11182.jpg

Магнитное поле Земли простирается между полюсами планеты и испытывает мощное воздействие со стороны солнечного ветра. Этот «ветер» представляет собой поток заряженных частиц, постоянно извергаемых с поверхности нашего светила. Иногда на Cолнце происходят вспышки, в результате которых потоки солнечного ветра значительно усиливаются; к еще большему усилению солнечного ветра приводят высокоэнергетические события, называемые корональными выбросами массы, в результате которых в космическое пространство выбрасываются потоки плазмы.

Результирующий поток заряженных частиц проходит миллионы километров от Солнца до Земли. Когда эти частицы прибывают на Землю, они искажают магнитное поле нашей планеты. Результат может быть как восхитительным, в случае появления на небе завораживающих полярных сияний, так и весьма разрушительным, если потоки частиц наносят ущерб системам спутниковой связи и GPS или наземным электрораспределительным сетям. Многолетние наблюдения показали, что солнечная активность демонстрирует настолько хаотичный характер, что ее прогнозирование является весьма непростой научно-практической задачей.

Однако в новой работе ученые во главе с Рейком Доннером (Reik Donner) из Потсдамского института исследований климата, Германия, сообщают о новом методе анализа данных измерений параметров магнитного поля, который может улучшить качество краткосрочных прогнозов геомагнитных бурь. Этот новый метод применим для систем далеких от равновесия, каковой и является магнитное поле Земли, непрерывно взаимодействующее с солнечным ветром. В своей статье авторы приводят графики, называемые рекуррентными графиками на основе реконструированных данных, и анализируют их при помощи метода, называемого анализом количественной рекуррентности, для случая двух геомагнитных бурь, произошедших в 2001 г. сразу после предшествовавших им солнечных вспышек. Согласно результатам анализа, длинные диагонали на этих графиках указывают на более предсказуемые изменения геомагнитной обстановки. Этот метод анализа данных наиболее эффективно применим для различения флуктуаций магнитного поля Земли разных типов. Метод позволяет исследователям охарактеризовывать эти различия с прежде недоступным уровнем точности, указывают авторы.

[Deputy Admin]

Ученые обнаружили самый молодой известный науке аккреционный диск звезды

Международный коллектив исследователей под руководством Чина-Фей Ли (Chin-Fei Lee) из Института астрономии и астрофизики Академии наук Синики, КНР, открыл очень небольшой аккреционный диск, формирующийся вокруг одной из наиболее молодых протозвезд, при помощи радиообсерватории Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Это открытие накладывает ограничения на современную теорию формирования аккреционного диска звезды, значительно отодвигая назад во времени начало формирования диска, поскольку возраст обнаруженного аккреционного диска оказался в несколько раз меньше, чем возраст самого молодого аккреционного диска звезды, обнаруженного когда-либо ранее. Кроме того, исследователи открыли компактный вращающийся поток материала, вытекающего из системы. Этот поток может следовать за звездным ветром, уносящим с собой угловой момент диска и облегчающим таким образом его формирование.

"Телескоп ALMA настолько мощный, что способен различить аккреционный диск радиусом менее 15 астрономических единиц (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца)", - сказал Чин-Фей Ли.

Источник HH 211 является одной из самых молодых протозвездных систем в созвездии Персей и находится на расстоянии примерно 770 световых лет от нас. Возраст центральной протозвезды составляет всего лишь примерно 10000 лет, а масса - порядка 0,05 массы Солнца, пояснили исследователи.

[Deputy Admin]

Сверхновые, формируемые из красных гигантов, удивили астрономов

11201.jpg

К концу жизненного цикла красные гиганты взрываются с формированием сверхновых, богатых водородом. Сравнивая результаты наблюдений с теоретическими моделями, международная команда исследователей обнаружила, что во многих случаях этот взрыв происходит внутри плотного облака материи, окружающего звезду. Эти результаты полностью меняют наши взгляды на этот последний этап эволюции звезды.

Команда под руководством Франциско Форстера (Francisco F?rster) из Чилийского университета использовала телескоп Blanco («Бланко») для обнаружения 26 сверхновых, образовавшихся в результате гравитационного коллапса красных гигантов. Целью этого обзора было изучение выхода ударных волн (shock breakout), сопровождающегося короткой вспышкой света, предшествующей основному взрыву сверхновой. Однако исследователи не обнаружили никаких признаков этого явления. С другой стороны, яркость 24 из наблюдаемых 26 сверхновых возрастала быстрее, чем ожидалось.

Для разрешения этой загадки Такаши Морийя (Takashi Moriya) из Национальной астрономической обсерватории Японии и группа его коллег рассчитали 518 моделей изменений яркости сверхновых и сравнили их с результатами наблюдений. Команда нашла, что модели со слоем околозвездной материи массой примерно в 10 процентов от массы Солнца хорошо соответствуют наблюдениям. Эта околозвездная материя скрывает от наблюдений выход ударной волны, блокируя формируемый в результате этого события свет. Последующее столкновение между материей, извергаемой в результате взрыва сверхновой, и этой околозвездной материей приводит к формированию мощного дополнительного излучения, в результате чего скорость возрастания яркости для таких сверхновых становится выше ожидаемой, заключают Морийя и его коллеги.

[Deputy Admin]

Миссия «Юнона» открывает, что магнитные поля Юпитера и Земли сильно различаются

11202.jpg

Команда исследователей из Соединенного Королевства вместе с парой исследователей из Дании обнаружила, что магнитное поле Юпитера сильно отличается от магнитного поля Земли. В своей новой работе команда описывает анализ структуры магнитного поля гигантской планеты, проведенный на основе данных, собранных при помощи миссии НАСА Juno («Юнона»), и свои находки, сделанные в результате анализа этих данных.

Миссия Juno была отправлена в космос еще в 2011 г. и вошла на орбиту к Юпитеру в 2016 г. – приблизившись к газовому гиганту до расстояния чуть больше 4000 километров от его поверхности. На протяжении двух последних лет этот космический аппарат отслеживал изменения магнитного поля планеты. В новой работе исследователи анализируют данные, собранные за этот период времени.

При составлении карты магнитного поля принято использовать цветные линии, изображающие магнитный поток. При составлении карты магнитного поля Земли линии исходят из северного полюса планеты и входят в южный полюс. В результате Земля напоминает большой двухполюсный магнит. Однако на Юпитере линии магнитного поля, исходящие из северного полюса, входят обратно в планету не в одном, а сразу в двух местах: в окрестностях южного полюса, а кроме того – близ экватора. Также на Земле части магнитного поля примерно равномерно распределены между двумя полюсами, а на Юпитере они в основном сосредоточены ближе к северному полюсу.

Кроме того, механизм возникновения магнитного поля Юпитера отличается от аналогичного механизма в случае Земли. На Земле магнитное поле возникает в результате внутреннего динамо – движения проводящих жидкостей. На Юпитере доминируют водород и гелий, которые плохо проводят электричество, поэтому считается, что за динамо отвечает водород в необычном состоянии – жидкий металлический водород – формирующийся при огромных давлениях, поддерживающихся в центре планеты, пояснили авторы.