Спутник GOES-U NOAA прошел акустические испытания

GOES-U, четвертый спутник серии GOES-R от NOAA, недавно завершил акустические испытания в рамках строгой программы тестирования. Спутник должен выдерживать суровые условия запуска и нахождения на орбите в космосе на высоте 35 785 километров над Землей. Во время акустических испытаний GOES-U выдержал чрезвычайно высокое звуковое давление в 138,4 децибела. Это тестирование имитировало шумы, которые GOES-U будет испытывать при запуске. Тестирования проводились на космическом объекте Lockheed Martin в Литтлтоне, штат Колорадо, где был построен GOES-U. Запуск спутника запланирован на апрель 2024 года. Программа GOES-R – это совместная работа NASA и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). NASA строит и запускает спутники для NOAA, которое управляет ими и распространяет их данные среди пользователей по всему миру. Спутники предоставляют важнейшие данные для прогнозов погоды и обнаружения и мониторинга опасных факторов окружающей среды, таких как пожар, дым, туман, вулканический пепел и пыль. Помимо этого, спутники занимаются мониторингом солнечной активности и космической погоды.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» изучил скалистую экзопланету

Газовые гиганты, вращающиеся вокруг Солнца, демонстрируют четкую закономерность: чем массивнее планета, тем ниже процент "тяжелых" элементов (любых, кроме водорода и гелия) в атмосфере планеты. Но международная группа астрономов обнаружила, что состав атмосферы планет-гигантов в галактике не соответствует тенденциям Солнечной системы. Используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА (JWST), исследователи обнаружили, что атмосфера экзопланеты HD149026b, горячего Юпитера, вращающегося вокруг звезды, похожей на Солнце, сверхбогата углеродом и кислородом. Кроме того, диагностическое отношение углерода к кислороду у HD149026b, также известной как Смертриос, повышено по сравнению с Солнечной системой. Результаты были опубликованы в журнале Nature 27. «Похоже, что каждая планета-гигант отличается от других, и мы начинаем видеть эти различия благодаря JWST», – сказал Джонатан Лунин, профессор физических наук имени Дэвида К. Дункана в Колледже искусств и наук и соавтор исследования. – «В этой статье мы определили, сколько существует молекул относительно основного компонента газа, которым является водород, наиболее распространенный элемент во Вселенной. Это довольно много говорит нам о том, как образовалась эта планета». Исследователи отмечают, что планеты-гиганты нашей Солнечной системы демонстрируют почти идеальную корреляцию как между общим составом, так и между составом атмосферы и массой. Внесолнечные планеты демонстрируют гораздо большее разнообразие общего состава, но ученые не знали, насколько разнообразен состав их атмосферы, до этого анализа HD149026b.

«Мы окончательно показали, что состав атмосферы гигантских внесолнечных планет не соответствует той тенденции, которая столь очевидна для планет Солнечной системы», – заявил Джейкоб Бин, профессор астрономии и астрофизики в Чикагском университете и ведущий автор статьи. – «Гигантские внесолнечные планеты демонстрируют большое разнообразие состава атмосферы в дополнение к их широкому разнообразию общего состава».

По словам Лунина, Смертриос, например, сверхобогащен относительно своей массы: «Это масса Сатурна, но в его атмосфере, по-видимому, содержится в 27 раз больше тяжелых элементов по сравнению с водородом и гелием, которые мы находим на Сатурне».

Другим ключевым измерением является соотношение углерода к кислороду в атмосфере планеты, которое раскрывает «рецепт» исходных твердых веществ в планетной системе, сказал Лунин. Для Смертриоса это примерно на 0,84 выше, чем в нашей Солнечной системе.

«В совокупности эти наблюдения рисуют картину планетообразующего диска с обилием твердых частиц, богатых углеродом», – сказал Лунин. – «HD149026b приобрел большое количество этого материала по мере своего формирования».

Хотя обилие углерода может показаться благоприятным для возникновения жизни, высокое соотношение углерода к кислороду на самом деле означает меньшее количество воды на планете или в планетной системе.

Hubble сфотографировал галактику с активным ядром

Группа сопровождения миссии Hubble опубликовала новый снимок космического телескопа. В этот раз он запечатлел галактику Z 229-15. Галактика Z 229-15 расположена на расстоянии 390 млн световых лет от Земли по направлению к созвездию Лира. Она обладает четко выраженной спиральной структурой. На снимке также можно увидеть расположенное на окраине галактики кольцо, состоящее из множества звезд и окружающее ее тусклое гало. Z 229-15 является примером того, как в астрономии один и тот же объект может классифицироваться по-разному. В ее центре находится ядро, содержащее сверхмассивную черную дыру. В настоящее время она активно поглощает вещество. Однако надо понимать, что материя не падает напрямую на нее. Она образует вокруг нее диск, состоящий из раскаленного газа, который является мощным источником излучения. Поэтому ядро Z 229-15 на снимке Hubble является таким ярким. Благодаря этой особенности Z 229-15 классифицируется как галактика с активным ядром. В то же время можно обратить внимание на то, что несмотря на яркость ядра, мы также можем увидеть остальную структуру Z 229-15. Поэтому она одновременно классифицируется и как сейфертовская галактика. И, наконец, с некоторой натяжкой Z 229-15 также можно назвать квазаром. Данный термин используется для обозначения галактик с активными черными дырами, чей аккреционный диск является источником исключительно мощного излучения. Благодаря этому обстоятельству квазары также называют маяками Вселенной.

«Джеймс Уэбб» исследовал силикатные облака на далекой планете

Исследователи с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» точно определили особенности силикатного облака в атмосфере далекой планеты. Атмосфера экзопланеты постоянно поднимается, перемешивается и перемещается в течение 22-часового дня, поднимая более горячий материал вверх и толкая более холодный материал вниз. Команда, возглавляемая Бриттани Майлз из Университета Аризоны, произвела необычайно четкие определения воды, метана и монооксида углерода и обнаружила доказательства наличия углекислого газа. Это самое большое количество молекул, когда-либо идентифицированных одновременно на планете за пределами нашей Солнечной системы. Изменения яркости, которые наблюдали астрономы, поразительны. Исследователи говорят, что это самый изменчивый объект планетарной массы, известный на сегодняшний день. Планета VHS 1256 b находится примерно в 40 световых годах от нас и вращается не вокруг одной, а вокруг двух звезд в течение 10 000-летнего периода. «VHS 1256 b находится примерно в четыре раза дальше от своих звезд, чем Плутон от нашего Солнца, что делает ее отличной мишенью для «Уэбба», – сказала Майлз. – «Это означает, что свет планеты не смешивается со светом ее звезд». В атмосфере планеты, где клубятся силикатные облака, температура достигает 815 градусов по Цельсию. Внутри этих облаков «Уэбб» обнаружил как более крупные, так и более мелкие частицы силикатной пыли.

VHS 1256 b обладает низкой гравитацией по сравнению с более массивными коричневыми карликами. Это означает, что ее силикатные облака могут появляться и оставаться высоко в атмосфере, где «Уэбб» может их обнаружить. Еще одна причина, по которой ее облака такие неспокойные, - это возраст планеты. С астрономической точки зрения, она довольно молода. С момента образования планеты прошло всего 150 миллионов лет.

Исследователи только начали идентифицировать полученные данные.

«Мы идентифицировали силикаты, но для лучшего понимания того, какие размеры и формы зерен соответствуют конкретным типам облаков, потребуется много дополнительной работы», – сказала Майлз.

Инженеры измерили запас топлива на старейшем марсианском орбитальном аппарате НАСА

НАСА запустило орбитальный аппарат «Одиссей» к Красной планете почти 22 года назад. Космический аппарат совершил облет Марса более 94 000 раз. Это примерно эквивалентно 2,21 миллиарда километров. Такое расстояние требует очень тщательного управления запасом топлива космического корабля. Особенно учитывая то, что в «Одиссее» нет датчика расхода топлива – инженерам приходится полагаться на математику. За время своей службы «Одиссей» нанес на карту минералы на поверхности Марса, что позволило ученым лучше понять историю планеты. «Одиссей» обнаружил залежи льда, которые могли бы быть использованы будущими астронавтами, и разведал потенциальные места посадки для будущих миссий. «Одиссей» также входит в небольшое созвездие орбитальных аппаратов, которые передают данные обратно на Землю с марсоходов и спускаемых аппаратов НАСА. «Одиссей» стартовал в 2001 году с 225,3 кг гидразинового топлива. Инженеры использовали множество методов для определения того, сколько гидразина израсходовал космический корабль с течением времени. Один из способов измерить запас топлива «Одиссея» – нагреть два топливных бака космического корабля и посмотреть, сколько времени им требуется, чтобы достичь определенной температуры. Как и в случае с чайником, почти пустой топливный бак будет нагреваться быстрее, чем полный.

Летом 2021 года расчеты показывали, что в наличии оставалось около 5 кг топлива – меньше, чем предсказывало моделирование миссии. Другая оценка, проведенная в январе 2022 года, указывала на то, что осталось всего 2,8 кг гидразина.

Если цифры точные, то «Одиссей» проработал вхолостую менее чем год. Либо космический корабль испытал какой-то сбой, например утечку, либо что-то было не так в измерениях команды.

«Одиссею» не нужно много гидразина, чтобы выжить. Солнечные панели питают его системы, а три реактивных колеса помогают орбитальному аппарату направлять свои научные приборы на поверхность Марса. Когда реактивные колеса вращаются, они создают крутящий момент, который заставляет корабль двигаться в противоположном направлении.

«Эти реактивные колеса должны работать вместе, чтобы поддерживать направление космического корабля», – сказал руководитель миссии Джаред Колл. – «Но поскольку «Одиссей» завершает полный цикл на каждой орбите, вам нужен способ разгрузить растущий импульс».

Вот тут-то и нужен гидразин. Двигатели космического корабля высвобождают топливо небольшими порциями, чтобы противодействовать нарастающему импульсу реактивных колес.

Как и все космические корабли, «Одиссей» использует обогреватели для поддержания различных частей, включая топливные баки, в рабочем состоянии в условиях космического холода. После долгих экспериментов команда выяснила, что нагреватели, расположенные вдоль топливопровода, прогревали баки быстрее, чем ожидалось. Из-за этого казалось, что баки почти пусты.

Выяснив, сколько тепла не учитывалось в расчетах, команда пришла к выводу, что у «Одиссея» осталось около 4 кг гидразина. Этого достаточно, чтобы миссия продлилась еще несколько лет.

ЕКА продолжает работать над ExoMars

Прошел год с тех пор, как запуск миссии марсохода «Розалинд Франклин» был приостановлен, но работа команд ExoMars в Европе не прекратилась. В Италии проводятся новые испытания с земным близнецом марсохода «Амалией», в то время как настоящий марсоход остается бережно хранящимся в чистом помещении. Марсоход ЕКА «Розалинд Франклин» обладает уникальными возможностями бурения и бортовой научной лабораторией, не имеющей аналогов ни в одной другой разрабатываемой миссии. Его марсоход-близнец «Амалия» снова встал на колеса и пробурил на 1,7 метра «марсианскую» почву в Италии — примерно в 25 раз глубже, чем любой другой марсоход, когда-либо пытавшийся побывать на Марсе. «Амалия» также собрала образцы для анализа под пристальным наблюдением европейских научных групп. ЕКА совместно с международными и промышленными партнерами перестраивает миссию ExoMars с новыми европейскими элементами, включая спускаемый аппарат. Миссию планируют отправить на Марс в 2028 году.

Первые снимки, полученные в рамках крупнейшей программы наблюдения «Джеймса Уэбба»

Первые изображения, полученные в рамках крупнейшей программы космического телескопа «Джеймс Уэбб», показывают множество типов галактик, включая ослепительные примеры спиральных галактик, гравитационное линзирование и свидетельства слияний галактик. Ученые из программы COSMOS-Web опубликовали мозаичные изображения, сделанные в начале января камерой ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam) и прибором среднего инфракрасного диапазона (MIRI). COSMOS-Web нацелен на нанесение на карту самых ранних структур Вселенной. Он создаст широкий и глубокий обзор до 1 миллиона галактик. «Невероятно интересно получить первые данные с телескопа для COSMOS-Web», – сказал главный исследователь Джейхан Карталтепе, адъюнкт-профессор школы физики и астрономии Рочестерского технологического института. – «Все сработало прекрасно, и данные даже лучше, чем мы ожидали. Мы действительно усердно работали над получением изображений научного качества для использования в нашем анализе, и это всего лишь капля в море того, что должно произойти». Карталтепе является соруководителем COSMOS-Web вместе с главным исследователем Кейтлин Кейси, адъюнкт-профессором Техасского университета в Остине. В международную команду входят почти 100 астрономов со всего мира. «Этот первый снимок COSMOS-Web содержит около 25 000 галактик — поразительное число, превышающее даже то, что находится в сверхглубоком поле «Хаббла», – сказала Кейси. – «Это одно из самых больших изображений JWST, сделанных на данный момент. И все же это всего лишь 4 процента данных, которые мы получим для полного обзора. Когда все будет закончено, это глубокое поле будет поразительно большим и ошеломляюще красивым».

COSMOS-Web преследует три основные научные цели: исследование эпохи реионизации, идентификация ранних массивных галактик в первые 2 миллиарда лет и изучение эволюции темной материи вместе со звездным составом галактик.

Мозаики были созданы на основе шести снимков телескопа, сделанных 5-6 января. Телескоп проведет 77 наведений в апреле и мае и 69 наведений в декабре 2023 года и январе 2024 года.

Японская ракета H3 самоуничтожилась во время запуска

Японское космическое агентство (JAXA) уничтожило новую ракету H3 через несколько минут после ее запуска во вторник. Проблема возникла со второй ступенью ракеты. Три недели назад запуск этой ракеты был прерван из-за сбоя. Новая попытка также оказалась провальной. H3 стал неудачей для космической программы Японии. Ракета H3 оторвалась от земли и взмыла в небо с космодрома Танэгасима на юге Японии под аплодисменты болельщиков и местных жителей. Она следовала по запланированной траектории. Вторая ступень отделилась, как и было задумано, но зажигание не сработало, сообщило Японское агентство аэрокосмических исследований. Официальные лица JAXA извинились за неудачу и заявили, что они отправили команду на уничтожение ракеты примерно через 14 минут после старта, поскольку не было никакой надежды на то, что она завершит свою миссию. Ясухиро Фуно, директор JAXA по реализации запуска, сказал, что вторая ступень и ее полезная нагрузка упали в глубокое море у восточного побережья Филиппин. Он сообщил, что ракета, которая не собиралась выходить на целевую орбиту, имея на борту много топлива, была небезопасна и должна была быть уничтожена. Сообщений о каких-либо происшествиях из-за разрушения ракеты или ее падающих обломков не поступало. Ракета несла усовершенствованный спутник наземного наблюдения ALOS-3, предназначенный для наблюдения за Землей и сбора данных для реагирования на стихийные бедствия и составления карт, а также экспериментальный инфракрасный датчик, разработанный министерством обороны Японии, который может отслеживать военную активность, включая запуски ракет.

По словам министра образования, культуры, спорта, науки и технологий Кацухико Хара, альтернативный запуск спутника для замены более раннего поколения ALOS не планируется

Эта неудача стала второй за последние шесть месяцев. В октябре вышла из строя меньшая твердотопливная ракета серии Epsilon, предназначенная для запуска научных спутников.

Запуск H3 откладывался более чем на два года из-за задержки с разработкой двигателя. Во время попытки запуска в феврале из-за электрического сбоя после зажигания основного двигателя запуск был прерван непосредственно перед стартом.

Ракета H3 была разработана JAXA и Mitsubishi Heavy Industries. Ее стоимость составила 1,47 миллиарда долларов. Ракета должна была стать преемницей японской ракеты H-2A, которая должна выйти из эксплуатации после предстоящего 50-го запуска.

Астрономы обнаружили молодую звезду рядом с черной дырой в центре Млечного пути

Международная группа исследователей под руководством доктора Флориана Пейскера из Института астрофизики Кельнского университета обнаружила очень молодую звезду в фазе ее формирования вблизи сверхмассивной черной дыры Стрелец А* (Sgr A*) в центре Млечного Пути. Возраст звезды составляет всего несколько десятков тысяч лет. Особенность молодой звезды X3a заключается в том, что теоретически она вообще не должна существовать настолько близко к сверхмассивной черной дыре. Ученые считают, что эта звезда сформировалась в пылевом облаке, вращающемся вокруг гигантской черной дыры, и опустилась на свою текущую орбиту только после формирования. Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal. Окрестности черной дыры в центре нашей галактики считаются областью, характеризующейся высокодинамичными процессами и жестким рентгеновским и ультрафиолетовым излучением. Эти условия препятствуют образованию звезд, подобных нашему Солнцу. Поэтому долгое время ученые предполагали, что только старые, эволюционировавшие звезды могут оседать за счет динамического трения вблизи сверхмассивной черной дыры. Однако еще двадцать лет назад в непосредственной близости от Sgr A* были обнаружены очень молодые звезды. До сих пор неясно, как эти звезды попали туда и где они сформировались. Появление очень молодых звезд очень близко к сверхмассивной черной дыре было названо «парадоксом молодости».

Молодая звезда X3a, которая в десять раз больше и в пятнадцать раз тяжелее нашего Солнца, нуждалась в особых условиях, чтобы образоваться в непосредственной близости от черной дыры.

Первый автор доктор Флориан Пейскер объяснил: «Оказывается, на расстоянии нескольких световых лет от черной дыры существует область, которая отвечает условиям для звездообразования. Эта область, кольцо из газа и пыли, достаточно холодная и защищена от разрушительной радиации».

Низкие температуры и высокая плотность создают среду, в которой могут образовываться облака массой в сотни солнечных масс. Эти облака могут очень быстро перемещаться в направлении черной дыры из-за столкновений друг с другом и рассеянием, которое устраняет угловой момент. Кроме того, в непосредственной близости от молодой звезды образовались очень горячие скопления, которые затем могли быть аккрецированы X3a. Они могли также способствовать тому, что X3a достигла такой высокой массы. Однако эти скопления являются лишь частью истории формирования X3a. Они не объясняют ее рождение.

Ученые предполагают, что возможен следующий сценарий: плотное облако, защищенное от гравитационного влияния Sgr A* и интенсивного излучения, могло образоваться во внешнем газопылевом кольце вокруг центра Галактики. Это облако имело массу около ста Солнц и под действием собственной гравитации распалось на одну или несколько протозвезд.

«Это так называемое время падения приблизительно соответствует возрасту X3a», - добавил Пейскер.

Этот сценарий также соответствовал бы фазе звездного развития X3a, которая в настоящее время эволюционирует в зрелую звезду. Поэтому вполне вероятно, что газово-пылевое кольцо служит местом рождения молодых звезд в центре нашей Галактики.

Доктор Михал Заячек из Университета Масарика в Брно (Чешская Республика), соавтор исследования, пояснил: «Благодаря своей высокой массе, примерно в десять раз превышающей солнечную, X3a является гигантом среди звезд, и эти гиганты очень быстро эволюционируют к зрелости. Нам посчастливилось обнаружить массивную звезду в центре околозвездной оболочки в форме кометы. Впоследствии мы определили ключевые особенности, связанные с молодым возрастом, такие как компактная околозвездная оболочка, вращающаяся вокруг нее».

Телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман» предоставит новые возможности для изучения Вселенной

Новое моделирование показывает, как космический телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман» позволит изучать эволюционирующую Вселенную способами, которые не были возможны раньше. Благодаря своей способности быстро отображать огромные пространства, «Роман» поможет понять, как Вселенная превратилась из первичного моря заряженных частиц в сложную сеть обширных космических структур. Объединение большого обзора «Роман» с широким охватом длины волны «Хаббла» и детальными наблюдениями «Уэбба» позволит получить более полное представление о Вселенной. Моделирование охватывает участок неба площадью в два квадратных градуса. Оно основано на хорошо протестированной модели формирования галактик, которая отражает наше текущее понимание того, как устроена Вселенная. Используя чрезвычайно эффективную технику, команда может смоделировать десятки миллионов галактик менее чем за сутки — то, на что при использовании обычных методов могли бы уйти годы. Когда «Роман» запустится и начнет предоставлять реальные данные, ученые смогут сравнить их с целым рядом подобных симуляций, подвергая свои модели окончательному испытанию. Это поможет разгадать физику формирования галактик, темную материю и многое другое. «Моделирование, подобное этому, будет иметь решающее значение для соединения беспрецедентно больших наблюдений галактик, проводимых «Роман», с невидимыми структурами темной материи, которые определяют распределение этих галактик», – сказала Сангита Малхотра, астрофизик.

Масштабные астрономические исследования «Роман» позволят составить карту Вселенной в тысячу раз быстрее, чем это сделал бы «Хаббл». Это станет возможным благодаря жесткой конструкции обсерватории, высокой скорости поворота и большому полю обзора телескопа. «Роман» будет быстро перемещаться от одной космической цели к другой. Как только будет обнаружена новая цель, вибрации быстро утихнут, потому что потенциально шаткие конструкции, такие как солнечные батареи, закреплены на месте.

««Роман» будет делать около 100 000 снимков каждый год», – сказал Джеффри Крук, астрофизик-исследователь из Годдарда. – «У «Роман» большое поле зрения, и даже таким мощным телескопам, как «Хаббл» или «Уэбб», потребовалось бы больше времени, чем наша жизнь, чтобы охватить такой объем неба».