Ученые НАСА впервые получили убедительные доказательства наличия полярного циклона на Уране. Изучая радиоволны, испускаемые ледяным гигантом, они обнаружили это явление на северном полюсе планеты. Полученные результаты подтверждают общую истину обо всех планетах с плотной атмосферой в нашей солнечной системе: вне зависимости состоят ли планеты из камня или газа, их атмосферы демонстрируют признаки закрученного вихря на полюсах.
Снимки верхушек метановых облаков Урана, сделанные «Вояджером-2», показали, что ветры в центре полярного круга вращаются быстрее, чем над остальной частью полюса.
Используя огромные тарелки радиоантенны Very Large Array в Нью-Мексико, ученые заглянули под облака ледяного гиганта и определили, что циркулирующий воздух на северном полюсе кажется теплее и суше, что является верным признаком сильного циклона.
Сегодня Уран демонстрирует себя все больше благодаря положению планеты на орбите. Для этой внешней планеты это долгий путь вокруг Солнечной системы, полный оборот Урана вокруг солнца занимает 84 года, и в течение последних нескольких десятилетий полюса не были направлены в сторону Земли. Но примерно с 2015 года он становится виден все лучше из-за более выгодного положению планеты на орбите, благодаря чему ученые получили лучший обзор и смогли глубже заглянуть в полярную атмосферу Урана
Собранные в 2015, 2021 и 2022 годах наблюдения рассказали ученым гораздо больше об истории Урана. Это гораздо более динамичный мир, чем мы могли подумать.
Циклон на Уране, имеющий компактную форму с теплым и сухим воздухом в центре, очень похож на те, что были обнаружены аппаратом НАСА «Кассини» на Сатурне. Благодаря новым открытиям, циклоны (которые вращаются в том же направлении, в каком вращается их планета) или антициклоны (которые вращаются в противоположном направлении) теперь были обнаружены на полюсах всех планет нашей Солнечной системы, за исключением Меркурия, который не имеет существенной атмосферы.
Но в отличие от ураганов на Земле, циклоны на Уране и Сатурне образуются не над водой (известно, что ни на одной из этих планет нет жидкой воды), и они не дрейфуют. Циклоны зафиксированы на полюсах. Исследователи продолжат наблюдения, чтобы увидеть, как этот недавно открытый циклон Урана будет эволюционировать в ближайшие годы.
На новых изображениях, полученных с помощью устройства визуализации видимой широкополосной связи (VBI) на 4-метровом солнечном телескопе NSF Inouye, видны разнообразные солнечные пятна и спокойные области Солнца.
Солнечный телескоп Inouye, крупнейший оптический солнечный телескоп в мире, расположен на острове Мауи на Гавайях.
Построенный Национальной солнечной обсерваторией NSF и управляемый Ассоциацией астрономических университетов (AURA), он сочетает в себе 4-метровое зеркало с беспрецедентными условиями обзора вблизи вершины Халеакалы, крупнейшего вулкана Мауи, чтобы создать условия для беспрецедентного наблюдения за поверхностью Солнца.
Фокусировка 13 кВт солнечной энергии генерирует огромное количество тепла — тепла, которое необходимо сдерживать или отводить. Специализированная система охлаждения обеспечивает важнейшую теплозащиту телескопа и его оптики.
Купол, окружающий телескоп, покрыт тонкими охлаждающими пластинами, которые стабилизируют температуру вокруг телескопа, чему способствуют жалюзи внутри купола, обеспечивающие тень и циркуляцию воздуха.
Солнечный телескоп Inouye обеспечивает пространственное разрешение и чувствительность, которые позволяют астрономам разгадать многие тайны Солнца, включая происхождение солнечного магнетизма, механизмы нагрева короны и движущие силы солнечного ветра, вспышки и выбросы корональной массы.
Его ультрасовременная система адаптивной оптики обеспечивает получение изображений с ограниченной дифракцией и позволяет разрешать объекты на расстоянии около 20 км от Солнца.
“Изображенные солнечные пятна представляют собой темные и прохладные области на поверхности Солнца, известные как фотосфера, где сохраняются сильные магнитные поля”, — говорится в заявлении астрономов.
“Солнечные пятна различаются по размеру, но многие из них часто размером с Землю, если не больше”.
“Сложные солнечные пятна или группы солнечных пятен могут быть источником взрывных явлений, таких как вспышки и выбросы корональной массы, которые порождают солнечные бури”.
“Эти энергичные и извергающиеся явления влияют на самый внешний слой атмосферы Солнца, гелиосферу, с потенциалом воздействия на Землю и нашу критически важную инфраструктуру”.
В спокойных областях Солнца изображения показывают конвективные ячейки в фотосфере, отображающие яркий узор горячей, текущей вверх плазмы, окруженный более темными полосами более холодной, текущей вниз солнечной плазмы.
В слое атмосферы над фотосферой, называемом хромосферой, мы видим темные удлиненные волокна, происходящие из мест скопления магнитного поля небольшого масштаба.
“Поскольку солнечный телескоп Inouye продолжает исследовать Солнце, мы ожидаем от научного сообщества более новых и захватывающих результатов, включая захватывающие виды на самое влиятельное небесное тело нашей Солнечной системы”, — сказали исследователи.
Кольца Сатурна представляют собой удивительное зрелище. Они настолько знаковые, что трудно представить Сатурн без его колец. Но на протяжении большей части истории Сатурна у него не было колец. Кольца намного моложе самой планеты, и теперь у ученых есть веские доказательства, подтверждающие это.
Предполагаемый возраст колец Сатурна менялся с течением времени. В первые дни его открытия считалось, что кольцам столько же лет, сколько самой планете. Но по мере того, как ученые начали понимать сложности орбитальной динамики, они узнали, что многие, казалось бы, стабильные системы могут быть нестабильными. Резонансы между планетами заставляют их смещаться с течением времени, особенно в ранний период Солнечной системы. Поэтому, несомненно, сложная кольцевая система, такая как Сатурн, испытывала бы сложные возмущения. Из-за столкновений и орбитальных дрейфов возраст колец Сатурна не мог превышать нескольких миллионов лет. Таким образом, считалось, что кольца, вероятно, были результатом того, что одна из Лун Сатурна подошла к нему слишком близко и была разорвана на части приливными силами или, возможно, столкновением двух ледяных лун.
Но зонды Pioneer и Voyager дали ученым детальный обзор колец Сатурна. Они обнаружили, что кольца намного сложнее, чем мы себе представляли. Они увидели, что тонкие взаимодействия создавали стабильные резонансы внутри колец. Спутники-пастухи гарантировали, что полосчатые промежутки внутри колец оставались стабильными, а рябь от ударов небольших астероидов не вызывала долговременной нестабильности. Даже первоначальные данные миссии Кассини указывали на то, что кольца очень старые. И поэтому возникла мысль, что кольца Сатурна могли сформироваться вместе с планетой.
Но новое исследование, опубликованное в Science Advances, указывает на то, что кольца Сатурна очень молоды. Исследование основано на микрометеорах, захваченных анализатором космической пыли аппарата Cassini. За тринадцать лет своей миссии анализатор космической пыли обнаружил миллионы микроскопических частиц, большинство из которых возникли в системе колец. Но когда команда проанализировала скорость и траекторию частиц, они обнаружили 73 частицы, которые определенно имели происхождение за пределами Сатурна, и еще 90 частиц, которые, скорее всего, были экзогенными. Это количество не кажется таким уж большим, но это позволило команде вычислить скорость, с которой частицы попадают в систему колец.
Исходя из этого, команда вычислила возраст колец. Кольца состоят почти из чистого льда. В зависимости от рассматриваемого региона, только от 0,1% до 2% колец не покрыты льдом и, вероятно, экзогенного происхождения. Чем старше кольца, тем выше должен быть этот процент. Это похоже на то, как ваша квартира может со временем покрыться пылью, если вы не будете ее убирать. Учитывая скорость, с которой частицы попадают в систему колец, команда подсчитала, что кольцам всего от 100 до 400 миллионов лет. Это намного моложе, чем возраст самого Сатурна в 4,5 миллиарда лет.
Новые наблюдения с помощью спектрографа в ближней инфракрасной области (NIRSpec) на борту космического телескопа Джеймса Уэбба NASA / ESA / CSA показывают, что комета главного пояса 238P / Read имеет ком из водяного пара, но не содержит значительного количества углекислого газа.
Комета 238P / Read была открыта 24 октября 2005 года американским астрономом Майклом Т. Ридом с помощью телескопа Spacewatch в Национальной обсерватории Китт-Пик.
Также известная как P / 2005 U1, она находится в главном поясе астероидов, но периодически демонстрирует кому и хвост. Ее орбитальный период составляет 5,63 года, а диаметр составляет 600 м.
Сами кометы главного пояса представляют собой довольно новую классификацию, и 238P / Read была одной из первых трех комет, использовавшихся для определения категории. До этого считалось, что кометы находятся в поясе Койпера и облаке Оорта, за орбитой Нептуна, где их льды могли сохраняться вдали от Солнца. Замороженный материал, который испаряется по мере приближения к Солнцу, придает кометам характерную кому и струящийся хвост, отличающий их от астероидов.
Астрономы давно предполагали, что водяной лед может сохраняться в более теплом поясе астероидов, внутри орбиты Юпитера, но окончательного доказательства не было — до появления Webb-а.
В прошлом астрономы видели объекты в главном поясе со всеми характеристиками комет, но только с этими точными спектральными данными Уэбба они смогли сказать, что это определенно водяной лед, который создает этот эффект.
Благодаря наблюдениям Уэбба за 238P / Read астрономы теперь могут продемонстрировать, что водяной лед из ранней Солнечной системы может сохраняться в поясе астероидов.
По словам команды, отсутствие углекислого газа стало еще большим сюрпризом. Обычно двуокись углерода составляет около 10% летучего материала в комете, который может легко испаряться под воздействием солнечного тепла.
Авторы представляют два возможных объяснения отсутствия двуокиси углерода. Одна из возможностей заключается в том, что у 238P / Read при формировании был углекислый газ, но она потеряла его из-за высоких температур.
Этого могло произойти из-за длительного пребывания в поясе астероидов — углекислый газ испаряется легче, чем водяной лед, и может просачиваться наружу в течение миллиардов лет.
Альтернативная версия гласит, что 238P / Read, возможно, сформировалась в особенно теплом кармане Солнечной системы, где не было углекислого газа.
Выводы команды опубликованы на этой неделе в журнале Nature.
На Марсе находятся одни из самых впечатляющих вулканов в Солнечной системе. Mars Express ЕКА теперь запечатлел изъеденный трещинами склон второй по высоте планеты — горы Аскрей.
Почти все знакомы с горой Олимп, крупнейшим вулканом на Марсе, а также крупнейшим в Солнечной системе. Но на Марсе есть несколько других огромных щитовых вулканов. Вторым по величине является Аскрей. Гора Аскрей — самый северный и самый высокий из трех известных вулканов, обнаруженных в районе Тарсис на Марсе, вулканическом плато в западном полушарии Марса. Его высота достигает 18 км, но склоны пологие, со средним уклоном 7 градусов. Этот медленный подъем отражается в огромном диаметре основания вулкана — 480 км, что придает ему площадь, примерно равную площади Румынии на Земле.
На снимках показаны регионы, где подземные потоки лавы вытекали из камер или труб, которые затем разрушались в цепочки кратеров. Есть также небольшие змеевидные каналы, называемые “извилистыми ручейками”, которые извиваются по изогнутой траектории, как река. Обычно считается, что это остатки небольших разрушенных лавовых труб, но ученые все еще не знают, как они образуются. В целом, эти впечатляющие и большие трещины на нижнем южном склоне горы Аскрей, которые в совокупности называются Ascraeus Chasmata, покрывают огромную площадь более 70 км в поперечнике.
High Resolution Stereo Camera on ESA’s Mars Express.
Для сравнения, гора Олимп имеет высоту 25 км и диаметр 624 км (примерно такого же размера, как штат Аризона). На Земле высота Мауна-Кеа на Гавайях составляет 4 205 метров, однако основание вулкана находится примерно на 6000 метров ниже уровня моря. Итак, если измерять Мауна-Кеа от основания вулкана на дне океана до вершины, то его высота превышает 10 000 метров.
Mars Express находится на орбите Красной планеты с 2003 года, делая снимки поверхности Марса, составляя карту его полезных ископаемых, определяя состав и циркуляцию его разреженной атмосферы, а также исследуя подземные слои его коры и то, как различные явления взаимодействуют в марсианской среде.
Свидетельства, оставленные в горных породах, заставляют ученых переосмыслить, как выглядела водная среда на древнем Марсе.
На новых снимках, сделанных марсоходом НАСА «Персеверанс», могут быть видны признаки того, что когда-то было бурной рекой на Марсе, которая была глубже и быстрее, чем ученые когда-либо видели в прошлом. Река была частью сети водных путей, которые впадали в кратер Езеро, область, которую марсоход исследовал с момента посадки более двух лет назад.
Понимание этих водных условий могло бы помочь ученым в их усилиях по поиску признаков древней микробной жизни, которые, возможно, сохранились в марсианских породах.
Perseverance исследует вершину веерообразной груды осадочных пород высотой 250 метровЮ которая имеет изогнутые слои, напоминающие текущую воду. Один вопрос, на который ученые хотят ответить, заключается в том, текла ли эта вода относительно мелкими потоками – похими на те, следы которых марсоход Curiosity обнаружил в кратере Гейл, – или это была более мощная речная система.
Две новые мозаики, собранные из сотен изображений, полученных с помощью прибора Perseverance Mastcam-Z, указывают на последнее, выявляя важные подсказки: крупнозернистые отложения и булыжники.
“Они указывают на реку с высокой энергией, которая течет и несет много мусора. Чем мощнее поток воды, тем легче он способен перемещать более крупные куски материала ”, — сказала Либби Айвз, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, которая управляет марсоходом Perseverance. Имея опыт изучения рек на Земле, Айвз провел последние шесть месяцев, анализируя изображения поверхности Красной планеты. “Было приятно смотреть на камни на другой планете и видеть такие знакомые процессы”, — сказал Айвз.
Несколько лет назад ученые заметили серию изогнутых полос слоистой породы внутри кратера Езеро, которые они назвали “криволинейной единицей”. Они могли видеть эти слои из космоса, но, наконец, смогли увидеть их вблизи, благодаря Perseverance.
Одно место в пределах криволинейного объекта, получившего название “Скрин-Хейвен”, запечатлено на одной из новых мозаик Mastcam-Z. Ученые уверены, что изогнутые слои здесь были сформированы мощно текущей водой, но подробные снимки Mastcam-Z заставили их спорить о том, какого рода: реки, такой как Миссисипи, которая извивается змеей по ландшафту, или извилистой реки, такой как Платт в Небраске, которая образует небольшие островки отложений, называемые песчаными отмелями.
Марсоход “Персеверанс” НАСА запечатлел эту мозаику холма, получившего название «Сосновая роща». Ученые считают, что высокие осадочные слои, наложенные друг на друга здесь, могли быть сформированы глубокой, быстротекущей рекой. Credits: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
При взгляде с земли изогнутые слои кажутся расположенными рядами, которые расходятся рябью по всему ландшафту. Это могут быть остатки берегов реки, которые со временем изменились, или остатки песчаных отмелей, которые образовались в реке. Слои, вероятно, были намного выше в прошлом. Ученые подозревают, что после того, как эти груды осадочных пород превратились в камень, они подвергались пескоструйной обработке ветром в течение тысячилетий и уменьшились до их нынешних размеров.
“Ветер действовал как скальпель, который срезал верхушки этих отложений”, — сказал Майкл Лэмб из Калифорнийского технологического института, специалист по реке и сотрудник научной группы Perseverance. “Мы действительно видим подобные отложения на Земле, но они никогда не проявляются так хорошо, как здесь, на Марсе. Земля покрыта растительностью, которая скрывает эти слои.”
Вторая мозаика, сделанная Perseverance, показывает отдельное местоположение, которое является частью криволинейной единицы и находится примерно в 450 метроах от Скрин-Хейвен. “Сосновая полоса” — это изолированный холм, несущий слои осадочных пород, которые изгибаются к небу, некоторые достигают высоты 20 метров. Ученые считают, что эти высокие слои, возможно, также были сформированы мощной рекой, хотя они изучают и другие объяснения.
“Эти слои аномально высоки для рек на Земле”, — сказал Айвз. “Но в то же время, наиболее распространенным способом создания таких форм рельефа была бы река”.
Команда продолжает изучать изображения Mastcam-Z в поисках дополнительных подсказок. Они также заглядывают под поверхность, используя проникающий в землю радиолокационный прибор на «Персеверанс», который называется RIMFAX (сокращение от Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment). То, что они узнают с помощью обоих приборов, внесет вклад в постоянно расширяющийся объем знаний о древнем, водном прошлом Марса.
“Что здесь захватывающего, так это то, что мы вступили в новую фазу истории. И это первый раз, когда мы видим подобные вещи на Марсе ”, — сказала заместитель научного сотрудника проекта «Персеверанс» Кэти Стэк Морган из JPL. “Мы думаем о реках в другом масштабе, чем раньше”.
Ключевой целью миссии «Персеверанс» на Марсе является астробиология, включая поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход охарактеризует геологию планеты и прошлый климат, проложит путь для исследования Красной планеты человеком и станет первой миссией по сбору и сохранению марсианских пород и реголита (битой породы и пыли).
Последующие миссии НАСА в сотрудничестве с ЕКА (Европейское космическое агентство) отправят космические аппараты на Марс, чтобы собрать эти запечатанные образцы с поверхности и вернуть их на Землю для углубленного анализа.
Миссия «Персеверанс Марс 2020» является частью подхода НАСА к исследованию Луны и Марса, который включает в себя миссии «Артемида» на Луну, которые помогут подготовиться к исследованию Красной планеты человеком.
JPL, которая управляется для НАСА Калифорнийским технологическим институтом в Пасадене, Калифорния, построила марсоход Perseverance и управляет его эксплуатацией.
В недавно опубликованном в MNRAS исследовании рассматривается вопрос, как сверхразвитая цивилизация могла бы разместить множество планет в обитаемой зоне одной звезды.
Одним из недостатков обитаемых зон является то, что они, как правило, имеют довольно узкий диапазон расстояний. В нашей Солнечной системе, например, Венера находится слишком близко к Солнцу, а Марс слишком далеко, чтобы оба они могли находиться в обитаемой зоне Солнца. Если в будущем мы станем сверхразвитым видом, мы могли бы приблизить орбиты Венеры и Марса к Земле, но это само по себе может вызвать некоторые проблемы. Если орбиты будут слишком близко, гравитационные возмущения могут сделать все три орбиты нестабильными.
К счастью, есть способ сделать так, чтобы две планеты имели очень похожие орбиты. Мы видим это на примере двух спутников Сатурна, Эпиметея и Януса. Большую часть времени орбита одного спутника немного ближе к Сатурну, что означает, что он движется быстрее, пока почти не догонит соседа. Затем два спутника исполняют гравитационный танец, при котором внешний спутник притягивается внутрь, а внутренний – наружу. Таким образом, два спутника никогда не сталкиваются, хотя они находятся на одной орбите. Янус описывает траекторию в форме подковы относительно Эпиметеи, поэтому это называется подковообразной орбитой.
Как со временем могут эволюционировать многочисленные орбиты планет в форме подковы. Credit: Raymond
Два землеподобных мира, вращающихся вокруг солнцеподобной звезды, могут иметь взаимные подковообразные орбиты, разделяя общую жизнеспособную зону. Существуют примеры того, как небольшие тела захватываются Землей на подковообразную орбиту, но они нестабильны. Орбиты становятся более стабильными, если объекты имеют одинаковую массу.
Ученые провели исследование, чтобы определить, сколько планет можно поместить на одну орбиту. Они предположили, что все планеты будут такими же, как Земля, и будут вращаться вокруг звезды, подобной нашему Солнцу, на расстоянии 1 а.е. С добавлением новых планет орбиты становились более изменчивыми, но ученые смогли объединить 24 земных мира в стабильные подковообразные резонансы, которые могут существовать в течение миллиардов лет, если правильно настроить систему.
Далее команда исследователей изучила, как система выглядит с расстояния нескольких световых лет. Если планеты были бы выровнены так, чтобы проходить перед звездой с нашей точки зрения, мы могли бы обнаружить их методом транзита. Такая необычная система могла бы свидетельствовать о существовании высокоразвитой цивилизации.
Хотя вероятность обнаружить такую систему крайне мала, это очень интересная идея. Можно представить, как бы выглядело наше ночное небо, если на нем было бы видно еще 23 других планеты.
В космосе катастрофические события происходят со звездами постоянно. Некоторые взрываются как сверхновые, некоторые разрываются на части черными дырами, а некоторых постигает иная участь.
Расширяющиеся звезды-красные гиганты поглощают и уничтожают планеты, которые подходят слишком близко, и новое исследование позволяет глубже взглянуть на процесс поглощения звезд.
Звезды, подобные нашему Солнцу, в конечном итоге станут красными гигантами. Посредством ядерного синтеза они преобразуют массу в энергию (E = mc 2, верно?) За время своей жизни они теряют столько массы и столько энергии, что в конечном итоге расширяются и становятся красными. Для планет, которые находятся слишком близко к этим раздутым сферам, это означает конец. В конечном итоге они поглощаются и полностью разрушаются.
Много исследований посвящено процессу поглощения планет, и новое исследование подсчитало, что каждая десятая эволюционировавшая звезда в Млечном Пути поглотит планеты с массой Юпитера.
Исследование называется “Поглощение гигантской планеты эволюционировавшими гигантскими звездами: кривые блеска, астеросейсмология и выживаемость.”
Исследование сосредоточено на двух типах эволюционировавших звезд, которые тесно связаны: звезды ветви красных гигантов (RGB) и звезды ветви асимптотических гигантов (AGB). Эти два типа очень похожи, и фактически, звезды RGB могут стать звездами AGB. Термин «эволюционировавшая звезда» достаточно описателен, чтобы охватить обе, и в этой работе важно то, что звезды RGB и AGB покинули главную последовательность.
По мере того, как эти эволюционировавшие звезды теряют массу, они расширяются, и на этой стадии любые планеты в непосредственной близости находятся в опасности. Конвективная оболочка звезды разбухает и захватывает планету. Это создает сопротивление, которое заставляет планету по спирали приближаться к звезде. Астрономы знают это, и в новой работе авторы исследовали частоту этих событий и то, как звезды реагируют.
Они описывают солнцеподобную звезду как звезду с массой от 1 до 2 солнечных масс. Около 10% этих звезд поглотят планеты массой от 1 до 10 масс Юпитера. При таких соотношениях масс движение планеты по смертельной спирали займет от 10 до 100 лет или от 100 до 1000 оборотов.
Чтобы определить эти диапазоны и то, как звезда реагирует, исследователи использовали астрономический программный инструмент с открытым исходным кодом под названием MESA. MESA показала, как разные эволюционировавшие звезды реагировали на поглощение планет с разной массой.
В то время как многие астрофизические события разворачиваются в течение тысяч, миллионов или даже сотен миллионов лет, поглощение планет происходит гораздо быстрее. Но до того, как планета и звезда соприкоснутся, две вещи сближают их: звездное расширение и распад орбиты. Это первая фаза поглощения, когда приливное трение вызывает распад орбиты планеты. Авторы объясняют, что приливное трение “скорее всего, связано с турбулентной диссипацией в конвективной оболочке звезды”. На данном этапе процесса сопротивление звездной короны и звездный ветер минимальны.
Как только звезда и планета начинают соприкасаться друг с другом, все меняется. Приливное трение отходит на второй план по сравнению с силами сопротивления. Авторы называют это фазой ‘выпаса’. “Гидродинамическое взаимодействие звезды и планеты является сложным и трехмерным”, — пишут они. Сложности в фазе притирания могут включать такие явления, как выброс вещества из звезды, а также оптические и рентгеновские переходные процессы, вызванные ударами. Но это исследование пока оставляет эти явления в стороне. “Мы фокусируемся на более поздней ‘вдохновляющей’ фазе поглощения, когда планета полностью погружается в оболочку”, — пишут они.
Когда планета находится в фазе инспирации, она отдает тепло звезде. Последняя часть этой фазы называется поздней фазой вдоха, и тепло, добавляемое к звезде во время этой фазы, в значительной степени отвечает за реакцию звезды. Масса планеты является определяющим фактором в том, сколько тепла выделяется.
Этот график из статьи показывает тепло, выделяемое звездами в более поздней фазе инспирации. RGBB и AGB в легенде смоделированы как звезды-хозяева с разной массой. Ось x показывает массу планеты, а ось y показывает количество выделяемого тепла. Очевидно, что чем массивнее планета, тем больше тепла выделяется. Credit: O’Connor et al. 2023.
Поглощения заставляют звездную оболочку расширяться и сжиматься, хотя и не монотонно. Оболочка данной массы может расширяться и сжиматься несколько раз в течение события. Исследователи говорят, что планету можно представить как локальный источник тепла в оболочке, и источник движется к центру звезды. Это движение и другие свойства звезды создают различные расширения и сжатия.
Это исследование согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими, что поглощение планеты приводит к оптическим и инфракрасным всплескам яркости. Мощность и продолжительность этих вспышек в значительной степени определяются массой планеты и звезды, хотя могут вступать в игру и другие факторы, такие как вращение. Исследователи обнаружили, что для всех звезд RGB и для звезд AGB, поглощающих планеты массой до пяти масс Юпитера, звезда значительно светлеет всего за несколько лет.
График из исследования показывает изменения радиуса и звездной величины для одной из звезд-хозяев, смоделированных в исследовании. На верхней панели показано, как звезда может расширяться и сжиматься несколько раз во время поглощения. На нижней панели показано, как меняется звездная величина. Credit: O’Connor et al. 2023.
Общие результаты исследователей показывают, что для обоих типов эволюционировавших звезд, поглощающих планету на нижней стороне диапазона, до трех масс Юпитера, изменения в звездной структуре являются слабыми или умеренными. Яркость звезды увеличивается на одну звездную величину всего за несколько лет. Более яркие звезды могут испытывать двойной пик.
Для звезд на более поздних стадиях AGB поглощенная планета может вызвать серьезные возмущения во внешних слоях звезды. Это может вызвать сверхзвуковое расширение внешних слоев звезды. В этом случае звезды могут напоминать светящиеся красные новые (LRN), поскольку они производят яркие, красные, пылевые извержения.
Независимо от типа звезды, массы планеты и того, как звезда реагирует на поглощение, судьба планеты всегда одинакова: приливное разрушение.
Это исследование имеет ограниченную применимость к нашей Солнечной системе. Наше Солнце станет красным гигантом через несколько миллиардов лет, но если до этого не произойдет чего-то чрезвычайно разрушительного, Юпитер будет вне досягаемости. Вместо этого поглощение грозит внутренним каменистым планетам.
Исследование основано на моделировании, а не на наблюдениях, но моделирование может помочь астрономам определить, что происходит на самом деле и помочь обнаружить похожие события.
Иточник: Giant planet engulfment by evolved giant stars: light curves, asteroseismology, and survivability. Christopher O’Connor https://arxiv.org/abs/2304.09882
Работа основана на новом моделировании и исследует, как океаны могли существовать в неожиданных местах нашей Солнечной системы.
Повторный анализ данных с космического аппарата NASA «Вояджер» наряду с новым компьютерным моделированием привел ученых NASA к выводу, что четыре из крупнейших спутников Урана, вероятно, содержат слой океана между их ядрами и ледяной корой. Их исследование является первым, в котором подробно описана эволюция внутреннего состава и структуры всех пяти больших лун: Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон и Миранда. Работа предполагает, что на четырех из лун находятся океаны, глубина которых может достигать десятков миль.
В общей сложности вокруг Урана вращается по меньшей мере 27 спутников, причем четыре крупнейших из них расположены от Ариэля, имеющего 1160 километров в поперечнике, до Титании, которая имеет 1580 километров в поперечнике. Ученые долгое время думали, что Титания, учитывая ее размеры, скорее всего, сохранит внутреннее тепло, вызванное радиоактивным распадом. Ранее другие спутники считались слишком маленькими, чтобы удерживать тепло, необходимое для предотвращения замерзания внутреннего океана, особенно потому, что нагрев, создаваемый гравитационным притяжением Урана, является лишь незначительным источником тепла.
Десятилетний обзор планетологии и астробиологии Национальной академии наук на 2023 год отдал приоритет изучению Урана. В рамках подготовки к такой миссии ученые-планетологи сосредотачиваются на ледяном гиганте, чтобы расширить свои знания о таинственной системе Урана. Опубликованная в Журнале геофизических исследований, новая работа может рассказать о том, как будущая миссия может исследовать спутники, но статья также имеет последствия, выходящие за рамки Урана, сказала ведущий автор Джули Кастильо-Роджес из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.
Новое моделирование показывает, что, вероятно, на четырех главных спутниках Урана: Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон есть слой океана. Соленые – или рассольные – океаны лежат подо льдом и поверх слоев богатых водой пород и сухих пород. Миранда слишком мала, чтобы удерживать достаточно тепла для слоя океана. Credit: NASA / JPL-Caltech
Исследователи использовали это моделирование, чтобы оценить, насколько пористы поверхности спутников Урана, обнаружив, что они, вероятно, достаточно изолированы, чтобы удерживать внутреннее тепло, которое было бы необходимо для размещения океана. Кроме того, они обнаружили то, что может быть потенциальным источником тепла в скалистых мантиях спутников, которые выделяют горячую жидкость и помогли бы океану поддерживать теплую среду – сценарий, который особенно вероятен для Титании и Оберона, где океаны могут быть даже достаточно теплыми, чтобы потенциально поддерживать обитаемость.
Исследуя состав океанов, ученые могут узнать о материалах, которые могут быть найдены и на ледяных поверхностях спутников, в зависимости от того, были ли вещества под ними подняты снизу геологической активностью. Есть доказательства с помощью телескопов, что по крайней мере на одном из спутников, Ариэле, есть материал, который попал на его поверхность, возможно, из ледяных вулканов, относительно недавно.
Фактически, на Миранде, самой внутренней и пятой по величине луне, также имеются особенности поверхности, которые, по-видимому, имеют недавнее происхождение, что позволяет предположить, что в какой-то момент на ней могло сохраняться достаточно тепла, чтобы поддерживать океан. Недавнее тепловое моделирование показало, что на Миранде вряд ли долго была вода: она слишком быстро теряет тепло и, вероятно, сейчас заморожена.
Но внутреннее тепло не было бы единственным фактором, способствующим образованию подповерхностного океана на Луне. Ключевой вывод исследования предполагает, что хлориды, а также аммиак, вероятно, в изобилии содержатся в океанах крупнейших спутников ледяного гиганта. Давно известно, что аммиак действует как антифриз. Кроме того, моделирование предполагает, что соли, вероятно присутствующие в воде, будут еще одним источником антифриза, поддерживающим внутренние океаны тела.
Изучение того, что находится под и на поверхности этих спутников, поможет ученым и инженерам выбрать лучшие научные инструменты для их исследования. Например, определение того, что аммиак и хлориды могут присутствовать, означает, что спектрометры, которые обнаруживают соединения по их отраженному свету, должны использовать диапазон длин волн, который охватывает оба вида соединений.
Аналогичным образом, они могут использовать эти знания для разработки инструментов, которые могут исследовать глубокие недра на наличие жидкости. Поиск электрических токов, которые влияют на магнитное поле Луны, как правило, является лучшим способом найти глубокий океан, как это сделали ученые миссии Galileo на спутнике Юпитера Европе. Однако холодная вода во внутренних океанах таких спутников, как Ариэль и Умбриэль, может сделать океаны менее способными переносить эти электрические токи и создаст новый вид проблемы для ученых, работающих над выяснением того, что находится под ними.
В этом месяце было представлена онлайн-карта Марса, охватывающее всю планету, созданная в масштабе 5 метров на пиксель.
Изображение находится в свободном доступе для общественности и может быть доступно онлайн через Лабораторию планетарной визуализации Калифорнийского технологического института имени Брюса Мюррея.
Мозаичное изображение, состоящее из более чем 5,7 триллионов пикселей (5,7 терапикселей), было создано в лаборатории Мюррея путем объединения 110 000 отдельных снимков, сделанных контекстной камерой (CTX) на борту аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
Он охватывает 99,5% поверхности Марса между 88 ° южной широты и 88 ° северной широты. (Оставшиеся 0,5 процента либо вообще не были изображены, либо были недостаточно высокого качества к моменту создания мозаики.)
Мозаика представляет собой 20-кратное увеличение разрешения по сравнению с предыдущим глобальным изображением Марса с самым высоким разрешением.
Бета-версия изображения, включающая швы между 3960 отдельными мозаиками, из которых оно состоит, была выпущена в 2018 году, чтобы получить отзывы от сообщества планетологов. НАСА профинансировало проект в 2019 году.
На создание изображения ушло шесть лет и десятки тысяч часов труда.
Просмотрщик мозаичных изображений Mars CTX доступен здесь
