Новости космоса

В 1961 году астрофизики предположили, что такие звезды возникают в двойных системах, в которых одно из светил, превращаясь в сверхновую, выкидывает соседа за пределы скопления. В 1996 году в Astronomy and Astrophysics появилась статья, в которой доказывалось, что дзета Змееносца - это звезда-беглец, появившаяся именно в результате взрыва сверхновой. В результате именно эта гипотеза стала господствующей среди астрономов.

В рамках новой работы исследователи пытались доказать, что основным источником звезд-беглецов является, в первую очередь, гравитационное взаимодействие внутри скопления (такая гипотеза также высказывалась ранее, но не считалась основной).

Объектом их исследования выступало скопление R136, расположенное на расстоянии 170 тысяч световых лет от Земли в Большом Магеллановом облаке. В 2010 году там были обнаружены несколько сбежавших светил, однако, из-за молодости этого скопления (ему всего около 2 миллионов лет) они не могли быть выброшены взрывами сверхновых.

Астрофизики смоделировали эволюцию такого скопления на компьютере. Как оказалось, при типичной эволюции скопления массы
от 6 до 200 тысяч солнечных в нем возникает достаточно массивная двойная система. Регулярно эта система захватывает третью звезду, раскручивает ее и выбрасывает за пределы скопления. За несколько миллионов лет, которые моделировали ученые, такая система выбрасывала обычно от 17 до 29 звезд, из которых 5-7 были достаточно массивными. Это хорошо согласуется с тем, что у R136 было найдено как раз шесть соседей. Исследователи полагают, что данный механизм является основным для появления подобных светил.

Открытие Плутона состоялось в 1930 году и стал считаться он девятой планетой Солнечной системы, однако, в 2006 году ему дали статус карликовой планеты. Расстояние до Солнца равно 39,52 а.е. С Земли эту планету можно увидеть как точечный объект 15 от звездной величины, светимость его слабее почти в четыре тысячи раз звезд, которые можно увидеть обычным зрением. Один оборот вокруг солнца составляет 247,7 земных лет по орбите.

Новые исследования этой планеты производились с 2009 по 2010 год, и был открыт удивительный факт. Плутон, который тогда имел расстояние своей атмосферы около 3000 километров, почти касался своего спутника Харон. Этот эффект пока что никто не смог объяснить. Также при анализе атмосферы Плутона было открыто наличие угарного газа. Количество угарного стало превышать показатели 2000 года в два раза. Средняя температура равна 220 градусам Цельсия. Никто не знает, что привело к столь резким изменениям на Плутоне. Существует несколько предположений по поводу этого, но ни одно из них не доказано.

В рамках новой теории ученые предложили следующее, по их словам, во многом спекулятивное объяснение: они предположили, что в процессе формирования нейтронной звезды происходит ориентация магнитных моментов отдельных нейтронов (по аналогии с ферромагнетиками). Как следствие, образуется гигантский постоянный магнит. Это позволяет объяснить стабильность магнитного поля, а также в теории получить верхнюю границу для индукции в 10_12 тесла, которая была обнаружена в результате наблюдения разных пульсаров.

Исследователи подчеркивают, что их утверждение об ориентации магнитных моментов нейтронов имеет под собой некоторую экспериментальную основу. При этом авторы указывают, что на первый взгляд их гипотеза противоречит принципу запрета Паули - нейтроны являются фермионами (то есть подчиняются статистике Ферми-Дирака) поэтому никакие два из них в рамках одной системы не могут находится в одном и том же квантовом состоянии. Однако, по словам авторов, формирование такой системы не исключено, поскольку границы применения квантовой механики при образовании нейтронных звезд пока неясны.

Нейтронные звезды являются одним из самых популярных объектов изучения у теоретиков. Так, например, недавно ученые обнаружили фононные взаимодействия внутри такой звезды. Они вызваны тем, что структура верхнего слоя объекта представляет собой кристаллическую решетку, погруженную в сверхтекучую жидкость.

Напомним, что первая экзопланета была открыта еще в 1995 году, когда при помощи серии наблюдений астрономы зафиксировали отражение экзопланеты в момент ее прохождения мимо звезды. Французские исследователи говорят, что в ближайшие несколько месяцев каталог экзопланет может вырасти почти до 2000 экзопланет. В сентябре научная команда, работающая с телескопом Kepler, сообщила о том, что этот научный аппарат, находящийся сейчас на околоземной орбите, открыл 1235 кандидатов в экзопланеты.

Общее количество экзопланет в галактике Млечный Путь оценивается предположительно в 50 миллиардов[5], из которых около 2 миллиардов возможно являются «землеподобными». Также согласно текущим оценкам около 34 процентов солнцеподобных звёзд имеют в обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй. Подавляющее большинство открытых экзопланет обнаружено с использованием различных непрямых методик детектирования, а не визуального наблюдения. Большинство известных экзопланет — газовые гиганты и более походят на Юпитер, чем на Землю. Очевидно, это объясняется ограниченностью методов обнаружения (легче обнаружить короткопериодичные массивные планеты).

Открытым экзопланетам в настоящее время присваиваются названия состоящие из названия звезды, около которой обращается планета, и дополнительной строчной буквы латинского алфавита, начиная с буквы «b» (например: 51 Пегаса_B). Следующей планете присваивается буква «c», потом «d» и так далее по алфавиту. При этом буква «a» в названии не используется, так как такое название подразумевало бы собственно саму звезду. Кроме того, следует обратить внимание на то, что планетам присваиваются названия в порядке их открытия, а не по мере удаления от звезды обращения. То есть, планета «с» может быть
ближе к звезде, чем планета «b», просто открыта она была позднее (как, например, в системе Глизе 876).

В названиях экзопланет существовало исключение. Дело в том, что до открытия системы 51 Пегаса в 1995 году экзопланеты называли иначе. Первые обнаруженные экзопланеты у пульсара PSR 1257+12 были названы прописными буквами PSR 1257+12 B и PSR 1257+12 C. Кроме того, после обнаружения новой, более близкой к звезде планеты, она была названа PSR 1257+12 A, а не D.

Впоследствии эти планеты были переименованы во избежание путаницы в соответствии с современной системой именования экзопланет.

Некоторые экзопланеты имеют дополнительные неофициальные «прозвища» (как, например, 51 Пегаса b неофициально названа «Беллерофонт»). Однако в научном сообществе в настоящее время присвоение официальных личных имён планетам считается непрактичным и соответственно не практикуется.

Планеты обнаружены приблизительно у 10 % звёзд, включенных в программы поисков. Их доля растёт по мере накопления данных и совершенствования техники наблюдения.
Большинство открытых экзопланет — это планеты-гиганты (так как планеты других типов обнаружить труднее). В последнее время открыто также несколько планет с массами порядка массы Нептуна и ниже.
Наблюдается зависимость количества планет-гигантов от содержания тяжелых элементов (металлов) в звездах. Системы с планетами-гигантами встречаются также преимущественно у звёзд солнечного типа (классов K5-F5), в то время как у красных карликов их доля значительно меньше (у 200 наблюдаемых красных карликов обнаружены пока что только три подобные системы).

Последние открытия, сделанные методом гравитационного микролинзирования, говорят о широкой распространённости систем с
планетами средней массы типа Урана и Нептуна вместо газовых гигантов. Это в первую очередь относится к маломассивным звёздам и звёздам с низким содержанием металлов.

Для ряда планет получена оценка их диаметра, что позволяет определить их плотность, а также строить предположения относительно наличия массивных ядер, состоящих из тяжёлых элементов. Европейские астрономы под руководством Тристана Гийо (Tristan Guillot) из Обсерватории Лазурного берега (Франция), установили, что при сравнении плотности планет с содержанием металлов в их звездах имеется определённая корреляция. Планеты, сформированные вокруг звёзд, которые являются столь же богатыми металлом, как наше Солнце, имеют маленькие ядра, в то время как планеты, звезды которых содержат в два-три раза больше металлов, имеют намного большие ядра.

Наиболее близкой по условиям к Земле экзопланетой, известной на 2009 год, является Глизе 581 c, температура на которой, по предварительным оценкам, находится в диапазоне 0—40 °C. Также теоретически на этой планете возможно существуют запасы жидкой воды (что подразумевает возможность существования жизни).

Сайт каталога экзопланет расположен по адресу (_http://exoplanet.eu)

Сейчас принято считать, что в первые несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва ранние звезды формировались целиком из водорода, гелия и небольшого количества других легких элементов. С учетом данного положения, первые водородно-гелиевые звезды должны были быть настоящими раскаленными гигантами - примерно в 100-200 раз тяжелее Солнца. Но по данным компьютерных моделей созданных научной группой Лаборатории реактивного движения в Калифорнии, первичный газ, из которого формировались звезды, мог быть значительно горячее, чем считалось.


Условное изображение района формирования первобытной двойной звезды примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва (Science/AAAS).(science.compulenta.ru

"Горячий газ расширяется и не всегда срастается в газо-пылевый диск, служащий основой для будущей звезды, в итоге, можно говорить, что первые звезды не имели такого большого объема вещества для формирования. По нашим расчетам, масса первых звезд была не более 40 солнечных масс, а не 100-200, как считалось ранее", - говорит Такаши Хосокава, физик из Лаборатории реактивного движения НАСА.

По его словам, новая теория также объясняет и феномен более раннего образования тяжелых элементов, которые должы были синтезироваться в условиях давления и высокой температуры в недрах звезд. Ученые говорят, что при взрывах первых звезд, то есть когда во Вселенной фактически началось формирование звезд второго поколения, тяжелых металлов было меньше, чем должно было быть. Более легкие первичные звезды объясняют данный феномен.
"Если первые звезды имели массу менее 100 солнечных, то их взрывы объясняют формирования тяжелых металлов в пропорциях, правильных для дальнейшего развития нынешней Вселенной", - говорит исследователь.

Одной из главных проблем космических путешествий считается обеспечение корабля топливом. Мало того что оно дорогое, так на него ещё и приходится до 90% веса аппарата; проще говоря, часть топлива расходуется на транспортировку самого топлива в баках. Решить эту проблему можно с помощью более эффективных двигательных установок (только где они?) либо промежуточных «заправочных станций» на орбите, Луне или астероидах.

Shackleton Energy Company видит себя первым энергоснабженцем в космических масштабах, занятым растапливанием лунного льда, разделением воды на водород и кислород и сжижением полученных газов. Основатель компании Билл Стоун уверен, что с развитием частной космонавтики, претендующей, помимо прочего, на освоение спутника Земли, его бизнес-идея обретает реальные черты.

Г-н Стоун, возглавляющий также компанию Stone Aerospace, ранее выполнял исследовательские работы в интересах различных государственных ведомств. Теперь он руководит проектом создания криоробота, способного автономно передвигаться подо льдом, покрывающим спутник Юпитера Европу. НАСА выделило на разработку устройства, которое должно быть испытано в 2014 году в Гренландии, $4 млн.

На лунные «заправочные комплексы» аэрокосмическое управление пока не готово раскошелиться — как и крупные инвесторы. Поэтому г-н Стоун обратился к веб-аудитории через сайт привлечения денежных средств RocketHub. Как и на других подобных сервисах, пользователь может перечислить любую сумму денег, от копеечной до весьма существенной (в данном случае — от $5 до $500 000), и получить взамен различные бонусы, товары или сувениры, связанные с финансируемым проектом.

Shackleton Energy Company рассчитывает для начала собрать $1,2 млн на отправку к Луне двух роботов (в том числе к кратеру Шеклтона на южном полюсе), которые определят оптимальный район для добычи льда. Пока что получить удалось менее $4 000, но г-н Стоун полон энтузиазма. Он планирует отправить роботов-скаутов уже в 2013 году, а семь лет спустя, по его замыслу, должен появиться первый топливный объект.

Общая стоимость проекта оценивается примерно в $15 млрд. Остаётся ждать меценатов, чья щедрость и толщина кошелька будут сравнимы с их желанием помочь негосударственному освоению космического пространства.




Подготовлено по материалам Gizmag.

Множество соседних снимков было сопоставлено пиксель за пикселем с учётом позиции аппарата в момент съёмки и направления луча зрения. В результате 40 компьютеров за две недели машинного времени составили цифровую модель лунного рельефа из 100 миллиардов точек.

Карта GLD 100 (Global Lunar Digital Terrain Model) показывает высоты Луны с шагом 100 метров. Её дополнительно проверили по показаниям лазерного высотометра на борту всё того же LRO. Но хотя последний даёт очень точные значения высот, он охватывает далеко не всю поверхность спутника, а вот фотосъёмка – практически всю.

Учёные ещё будут уточнять GLD 100, поскольку LRO продолжает передавать новые кадры Луны и данные со своих приборов. А пока, используя новую модель, исследователи создали видеоролик «полётов» над лунной поверхностью. В числе прочего в нём показаны некоторые места посадок «Аполлонов».

Но не они, конечно, являются целью проекта. Подробная трёхмерная карта Луны должна помочь специалистам в выборе мест для визитов будущих беспилотных и пилотируемых миссий.

«Первый вопрос заключается в том, можно ли найти на других мирах похожие на Землю условия, так как мы знаем эмпирически, что они способны поддерживать жизнь, — объясняет один из авторов исследования Дирк Шульце-Макуш (Dirk Schulze-Makuch) из университета Вашингтона (WSU). — Второй вопрос: могут ли условия, существующие на экзопланетах, предполагать наличие там каких-либо форм жизни, будь то известные нам или нет?»




Индекс ESI опирается на уровень простого физического сходства изучаемого мира и Земли: в расчёт берутся размер, масса, плотность, расстояние от звезды и температура планеты.

А вот PHI учитывает больше дополнительных и весьма важных факторов: скалистая ли поверхность у планеты (либо луны) или ледяная, есть ли там атмосфера и магнитное поле, сколько энергии доступно для потенциальных организмов (свет солнца или приливное трение, разогревающее недра), есть ли там органические соединения и какой-либо жидкий растворитель и так далее.

(Детали новой методики ранжирования изложены в статье в журнале Astrobiology.)




Расчёт PHI шире подходит к возможным параметрам обитаемости, поскольку на базе несколько отличной биохимии в теории возможно существование организмов и в более жарких, и в более холодных условиях, чем на Земле, и без кислорода и даже без воды.




Понятно, что по индексу подобия Земле наивысший рейтинг имеет сама Земля – 1. Да и с обитаемостью нашего мира всё очевидно.

Но в отношении других миров подсчёты дали занимательные результаты. В обеих линейках по степени убывания потенциальной обитаемости (пригодности для какой-либо формы жизни) причудливо перемешались объекты, находящиеся как в Солнечной системе, так и за её пределами.

Индекс ESI:

Gliese 581g — 0,89 (последние наблюдения показали, что, скорее всего, этой планеты нет, открытие было ошибкой, но она всё же включена в список);
Gliese 581d — 0,74;
Gliese 581c — 0,70;
Марс — 0,70;
Меркурий — 0,60;
HD 69830 d — 0,60;
55 Cnc c – 0,56;
Луна — 0,56;
Gliese 581e — 0,53.

Таблица вызывает вопросы, скажем, о весьма относительном сходстве с Землёй жаркого Меркурия и Луны с её вакуумом на поверхности и большим перепадом температур. (Правда, и на том и другом объекте астрономы нашли водяной лёд.)

Зато экзопланеты, попавшие в приведённый выше перечень (кроме двух последних), примечательны не только приличным физическим сходством с нашей планетой. Они ведь и расположены в обитаемой зоне, либо на её краю. Это значит, что там могут быть океаны, озёра и реки со всеми вытекающими последствиями.

Поскольку второй способ ранжирования предусматривает учёт большего числа параметров, ещё интереснее посмотреть на следующий список.

Индекс PHI:

Титан – 0,64;
Марс – 0,59;
Европа — 0,49;
Gliese 581g — 0,45;
Gliese 581d – 0,43;
Gliese 581c – 0,41;
Юпитер — 0,37;
Сатурн — 0,37;
Венера – 0,37;
Энцелад – 0,35;

Здесь тоже есть чему подивиться. Например, сравнительно скромному суммарному результату Энцелада по отношению к Европе (на этих лунах, по-видимому, существуют обширные подлёдные водоёмы с жидкой водой).

Высокий рейтинг Марса вопросов не вызывает, а вот лидерство Титана неочевидно – он расположен довольно далеко от Солнца.

Но зато на этом спутнике Сатурна найдено большое разнообразие сложных органических соединений. И хотя на оранжевой луне очень холодно, учёные подозревают, что там идут химические реакции, способные поддерживать специфический вид микробной жизни.




Не все интересные объекты попали в исследование. Скажем, к потенциально обитаемым мирам учёные относят сравнительно недавнюю находку – экзопланету HD 85512 b.

Рейтинги ESI и PHI ещё будут пополняться и уточняться. Они должны помочь астробиологам и планетологам сосредоточить внимание на самых интересных объектах.

У космического агентства завтра будет одна попытка запуска аппарата в 10:02 по местному времени (19:02 мск). На данный момент метеорологи говорят, что погода в районе старта благоприятная, а инженеры говорят, что ракета-носитель Atlas-5, на борту которой Curiosity в специальной капсуле должен быть запущен, не имеет проблем и готова к взлету.

В НАСА говорят, что со стартом данного аппарата фактически открывается новая программа, главной целью которой станет создание на Марсе базы пребывания для людей после 2030 года.

Согласно расчетам американского космического ведомства, аппарат должен прибыть на Марс в августе 2012 года и совершить посадку в районе кратера Гейл. В огромной воронке кратера хорошо просматриваются глубинные слои марсианского грунта, раскрывающие геологическую историю красной планеты. Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы.



Космический корабль доставки, на котором летит Curiosity, снабжён вспомогательными ракетными двигателями для контролируемой и более точной посадки, которые до этого при спуске марсоходов не использовались.

На поверхности Марса аппарат будет способен преодолевать препятствия до 75 сантиметров в высоту. Максимальная предполагаемая скорость на пересечённой местности будет составлять 90 метров в час при автоматической навигации. Средняя же скорость предположительно составит 30 метров в час. Ожидается, что за время двухлетней миссии MSL пройдёт не менее 19 километров.

Конструкция прибора подобна тем, что использовались ранее — платформа с научными приборами на шести колёсах, каждое из которых имеет свой электродвигатель, причём передние и задние два колеса будут участвовать в рулении, что позволит аппарату разворачиваться на 360 градусов, оставаясь при этом на месте. Он втрое тяжелее прежних марсоходов и обошелся в 2,3 миллиарда долларов. На Curiosity вместо солнечных батарей в качестве источника энергии будет использоваться РИТЭГ, избавляя от проблемы запыления панелей солнечных батарей и простоев аппарата в ночное время. Выбранный РИТЭГ нового поколения способен снабжать марсоход энергией в течение 14 лет, говорят эксперты.

Космический аппарат состоит из трёх модулей — перелётного, посадочного и ровера-марсохода. Масса космического аппарата — 3,4 т, ровера — 930 кг, масса научной аппаратуры, установленной на ровере, — 80 кг.

Посадочный модуль отделится от перелётного модуля перед входом в атмосферу. Для торможения посадочного модуля сначала будет использоваться сопротивление атмосферы, затем парашют, и наконец, тормозные двигатели. Сам посадочный модуль не сразу коснётся поверхности планеты — на определённой высоте ровер опустится на тросах, которые затем отстрелятся, а посадочный модуль отлетит в сторону, чтобы не загрязнять реактивными выхлопами место посадки ровера.

Научные приборы аппарата позволят эффективно обнаруживать органические молекулы и устанавливать их структуру, а также зондировать толстый слой грунта в поисках следов воды при помощи нейтронного детектора, созданного в России. С помощью инфракрасного лазера можно будет удалять с минералов мешающие наслоения (пыль, продукты коррозии) и тут же производить дистанционный лазерный химический анализ на расстоянии до 10 метров. «Сердце» научной аппаратуры — прибор SAM. Он будет определять химический состав грунта и искать в нем органические молекулы. Этот прибор будет передавать пятую часть всех данных с Марса.

В передней части марсохода имеется «рука» длиной примерно 1,8 метра. Она достаточно сильна, чтобы выдержать человека, повисшего на её конце. Она во многом похожа на руку человека: есть подобия плеча, локтя и кисти, благодаря чему она может вытягиваться и сгибаться подобно руке человека. На конце манипулятора будет установлено несколько научных инструментов: небольшой бур, лопатка для сбора образцов грунта и пыли и другие. Таким образом он сможет собирать образцы пород грунта, камней и пыли и доставлять их во внутреннюю часть марсохода для подробного химического анализа.

Ожидалось, что после запуска Mars Science Laboratory в полёте опередит другую миссию к Марсу — «Фобос-Грунт», запуск которой был осуществлен 9 ноября 2011 года, а прибытие к Марсу планировалось на 1-2 месяца позднее, чем Mars Science Laboratory (напомним, что «Фобос-Грунт» на расчетную межпланетную орбиту выведен не был). При этом масса Mars Science Laboratory с разгонным блоком составляет более 23 тонн, в то время как масса аппарата «Фобос-Грунт» с разгонным блоком составляла около 13 тонн.

На научные приборы в MSL приходится 80 кг. А это в десять раз больше, чем вес исследовательской аппаратуры у непосредственных предшественников «любопытства» – роверов Spirit и Opportunity.




С помощью MSL учёные попробуют найти на Марсе органические соединения и провести перепись основных элементов жизни (углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера). Ещё робот попытается выявить возможные «подписи жизни», то есть химические соединения, которые могут быть результатом обмена веществ.

Кроме того, аппарат определит минералогический состав марсианских почвы и скал. Наконец, он пронаблюдает за марсианской погодой и запишет различные виды космического излучения, достигающего поверхности Красной планеты.




В результате планетологи должны определить процессы, которые на протяжении эпох изменяли породы Марса и его атмосферу. Насколько Красная планета пригодна для жизни сейчас и насколько она была благоприятна для неё в далёком прошлом? Это главные вопросы всей миссии.

Среди прочего учёных очень интересует марсианский метан, одна из версий происхождения которого как раз биологическая.




На поверхность Марса аппарат MSL должен сесть 5-6 августа 2012 года. Кстати, машине предстоит впервые опробовать необычный способ приземления под названием «небесный кран».




Номинальный срок работы MSL на месте – один марсианский год (687 земных дней). Предполагается, что за это время «любопытство» преодолеет минимум 20 километров и выполнит по пути сотни анализов грунта, камней и атмосферы. Кстати, максимальная скорость ровера по пересечённой местности составляет 4 сантиметра в секунду.

Питать энергосистему MSL будет радиоизотопный генератор, работающий на плутонии-238 и поставляющий роверу по 2,5 киловатт-часа в день. Так что, в отличие от своих предшественников, эта машина не зависит от солнечного света.

Подробнее о научных приборах и различных камерах MSL, а также о цели марсохода — кратере Гейла (Gale), можно узнать из нашего обзора.