Развертывание Juice завершено

Диспетчеры центра управления полетами ЕКА в Германии занимались на этой неделе финальным развертыванием аппарата Jupiter Icy Moons Explorer (Juice), который будет исследовать Юпитер. Прошло шесть недель с тех пор, как Juice начал свое путешествие. За это время команда управления полетом развернула все солнечные панели, антенны, зонды и стрелы, которые были надежно спрятаны во время запуска. Последним шагом было выдвижение и фиксация зондов и антенн, составляющих программу Juice Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI). Благодаря двум встроенным камерам наблюдения Juice, каждая из которых имеет различное поле обзора, инженеры регулярно получают снимки всего процесса развертывания. Помимо снимков с камер наблюдения, подтверждение того, что все развернуто в соответствии с планом, также поступило от самих приборов. Инженеры уже подтвердили, что приборы Juice RPWI, JANUS, J-MAG и GALA, а также радиационный монитор RADEM готовы к работе на Юпитере. На этой неделе были успешно развернуты четыре зонда Ленгмюра и три антенны радиоволновых приборов программы исследования радио- и плазменных волн (RPWI). В общей сложности это 7 из 10 датчиков RPWI, которые будут измерять изменения электрического и магнитного полей вокруг Юпитера, а также радиоволны и холодную плазму. RPWI станет первым в истории устройством, создающим 3D-карту электрических полей вокруг Юпитера. Это даст ценную информацию о том, как энергия передается между огромной вращающейся магнитосферой Юпитера и большими ледяными спутниками Ганимедом, Каллисто и Европой.

На прошлой неделе, когда Juice находился примерно в 8 миллионах км от Земли, инженеры впервые включили оптическую камеру JANUS. JANUS позволит ученым исследовать Ганимед, Каллисто и Европу. Камера также будет собирать данные о других частях системы Юпитера, включая интенсивную вулканическую активность на Ио, множество меньших спутников и кольцевую систему Юпитера. И последнее, но не менее важное: она будет отображать процессы, происходящие в атмосфере Юпитера.

Путь к полному развертыванию прошел не совсем гладко. Всего через несколько дней после запуска диспетчеры попытались развернуть приборную антенну радара для исследования ледяных лун (RIME). Первые сегменты антенн развернулись, как и планировалось, но некоторые части отказались раскрываться.

Контролеры заподозрили, что крошечный штифт заклинил сегменты. Каждый день антенна подавала признаки движения, но не разворачивалась. Наконец, почти три недели спустя RIME ожил, когда команда запустила механическое устройство внутри кронштейна. Удар сдвинул штифт на несколько миллиметров. К облегчению сотрудников ЕКА и проектных групп, антенна была полностью развернута.

В ближайшие недели будут включены и проверены еще 10 приборов Juice. К середине июля все приборы должны быть настроены.

Спутник TESS обнаружил раздутый супер-нептун

Используя спутник NASA TESS, международная команда астрономов обнаружила новую горячую, раздутую экзопланету типа супер-нептун. Планета, обозначенная TOI-2498 b, примерно в шесть раз больше и в 35 раз массивнее Земли. Находка была опубликована 16 мая в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. TESS проводит обследование около 200 000 самых ярких звезд вблизи Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент было идентифицировано почти 6600 экзопланет-кандидатов (представляющих интерес объектов TESS, или TOI), из которых 331 была подтверждена на сегодняшний день. Одной из звезд, наблюдаемых TESS во время своей основной миссии, была TOI-2498 (также известная как TIC-263179590) — звезда класса G, которая примерно на 26% крупнее и на 12% массивнее Солнца. TESS проводил мониторинг TOI-2498 в период с 12 декабря 2018 года по 6 января 2019 года, в результате чего был обнаружен транзитный сигнал. Планетарная природа этого сигнала была подтверждена последующими спектроскопическими и фотометрическими наблюдениями, проведенными астрономами под руководством Джинджер Фрейм из Университета Уорика, Великобритания. Обнаруженная планета имеет радиус около 6,06 радиуса Земли, а ее масса, по оценкам, составляет 34,62 массы Земли, что дает плотность на уровне 0,86 г/см3. Экзопланета обращается вокруг своей звезды-родителя каждые 3,74 дня на расстоянии около 0,05 а.е. Равновесная температура планеты, по расчетам, составляет около 1443 К.

Основываясь на результатах, команда Фрейм классифицировала TOI-2498 b как горячий и раздутый супер-нептун. Низкая плотность планеты указывает на наличие газовой оболочки, которая составляет примерно 27% от ее массы. Однако астрономы добавили, что их планетарная модель не предполагает содержания воды или значительной металличности атмосферы TOI-2498 b.

Подводя итоги, исследователи отметили, что TOI-2498 b является стабильным супер-нептуном, который испытывал незначительное испарение относительно своей массы. Они предполагают, что планета после образования была размером с Сатурн, примерно в 8-10 раз больше Земли, а массовая доля оболочки составляла от 30% до 45%. Возраст планеты оценивается примерно в 3,6 миллиарда лет.

Древнюю галактику исследовали с помощью «Джеймса Уэбба»

Астрономы, используя самый мощный из когда-либо построенных телескопов, обнаружили массивную галактику на расстоянии 25 миллиардов световых лет от нас. По словам исследователей, галактика, известная как GS-9209, образовалась всего через 600-800 миллионов лет после Большого взрыва. Команда, возглавляемая эдинбургскими исследователями, впервые использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» для детального изучения свойств GS-9209. Несмотря на то, что GS-9209 примерно в 10 раз меньше Млечного пути, звезд в ней столько же, сколько и в нашей галактике. По словам команды, их суммарная масса примерно в 40 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца. GS-9209 является самым ранним известным примером галактики, в которой больше не образуются звезды. Когда команда наблюдала ее через 1,25 миллиарда лет после Большого взрыва, в галактике около полумиллиарда лет не образовывалось ни одной звезды. Анализ также показывает, что GS-9209 содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру, которая в пять раз больше, чем астрономы могли бы ожидать в галактике с таким количеством звезд. По словам команды, это открытие может объяснить, почему GS-9209 прекратила формировать новые звезды. Рост сверхмассивных черных дыр высвобождает огромное количество высокоэнергетического излучения, которое может нагревать и выталкивать газ из галактик. Это могло привести к остановке звездообразования в GS-9209, поскольку звезды образуются, когда облака пыли и газовых частиц внутри галактик коллапсируют под действием собственного веса.

GS-9209 была впервые обнаружена в 2004 году эдинбургской аспиранткой Кариной Капути. В настоящее время Капути является профессором Университета Гронингена, Нидерланды.

Четыре луны Урана тоже могут иметь жидкие океаны

Изучение океанических миров - планетарных тел с потенциальными внутренними резервуарами жидкой воды - выходит на передний план в астробиологии и поиске жизни за пределами Земли. От галилеевых лун Юпитера до Титана и Мимаса Сатурна, Тритона Нептуна и даже Плутона - ученые стремятся лучше понять, действительно ли эти миры обладают внутренними резервуарами жидкой воды. Но как насчет Урана и его более чем двух десятков лун? Могут ли они также иметь внутренние океаны? Именно это надеется выяснить недавнее исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research. Группа исследователей изучила вероятность существования внутренних жидких океанов на пяти крупнейших из 27 лун Урана - Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон и Миранда. Это исследование было проведено после того, как в докладе Национальных академий "Происхождение, миры и жизнь" особое внимание было уделено будущему исследованию Урана, а именно миссии Uranus Orbiter and Probe (UOP): A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023-2032", который был опубликован в 2022 году. "Когда речь идет о малых телах - карликовых планетах и лунах - ученые-планетологи ранее находили доказательства существования океанов в нескольких маловероятных местах, включая карликовые планеты Церера и Плутон, а также луну Сатурна Мимас", - сказала доктор Джулия Кастильо-Рогез, планетарный ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА и ведущий автор исследования. "Значит, существуют механизмы, которые мы не до конца понимаем. В данной работе исследуется, какими они могут быть и как они связаны со многими телами в Солнечной системе, которые могут быть богаты водой, но имеют ограниченное внутреннее тепло".

Для исследования ученые построили компьютерные модели для расчета потенциала внутренних океанов на пяти лунах на основе данных из множества источников, одним из которых является "Вояджер-2", который остается единственным космическим аппаратом, исследовавшим Уран и его луны, сделав это в январе 1986 года. Остальные источники включают наземные наблюдения, а также несколько других космических аппаратов, таких как Galileo, Dawn, Cassini и New Horizons НАСА, все из которых обнаружили по крайней мере один океанический мир во время своих соответствующих миссий.

Результаты исследования указывают на потенциальные внутренние жидкие океаны на Титании (диаметр 1 580 км), Обероне (1 520 км), Умбриэле (1 170 км) и Ариэле (1 160 км) благодаря их способности поддерживать внутреннее тепло "при незначительном или полном отсутствии приливного нагрева в настоящее время", как отмечается в исследовании. К сожалению, Миранда (470 км/270 миль) была признана слишком маленькой для поддержания достаточного внутреннего тепла, чтобы иметь жидкий океан.

Исследователи определили, что внутреннее тепло не является единственным компонентом, необходимым для поддержания внутренних океанов на этих лунах, поскольку такие антифризы, как хлориды, аммиак и соль, также могут быть ответственны за наличие внутренних жидких океанов.

Как уже отмечалось, миссия UOP была ключевой темой последнего Десятилетнего обзора, и лучшее понимание состава поверхности и внутренностей этих лун позволит ученым и инженерам принимать наиболее обоснованные решения относительно того, какие научные инструменты будут использоваться в космической миссии. Это включает в себя приборы, предназначенные для исследования поверхности и поиска жидкости в их внутреннем пространстве.

В исследовании, опубликованном в журнале Acta Astronautica в январе 2023 года, предлагается использовать аэрозахват для миссии UOP, что предполагает использование атмосферного сопротивления и только один проход через атмосферу планеты, чтобы замедлить космический аппарат достаточно для выхода на орбиту без расхода топлива в процессе. Хотя аэрозахват давно теоретизировался как потенциальный метод для планетарных миссий, он еще не использовался в реальных космических миссиях.

В исследовании отмечается, что по текущим базовым оценкам продолжительность полета и орбитальной миссии для UOP составляет 13 лет и 5 лет соответственно. В отличие от этого, при использовании метода аэрозахвата, а также при определении массы орбитального аппарата и зонда и использовании тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy Expendable в качестве ракеты-носителя, в исследовании прогнозируется, что продолжительность полета и орбитальной миссии UOP составит 8 лет и 10 лет, соответственно, с предполагаемой датой запуска между 2028 и 2038 годами, чтобы соответствовать требованиям графика миссий.

Какие новые открытия сделают ученые о лунах Урана в ближайшие годы и десятилетия, и как UOP изменит наши представления об этих уникальных мирах? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!

«Джеймс Уэбб» обнаружил водяной пар, который может быть частью атмосферы скалистой экзопланеты

GJ 486 b примерно на 30% больше Земли и в три раза массивнее, что означает, что это скалистый мир с более сильной гравитацией, чем на Земле. Он обращается вокруг красного карлика чуть менее чем за 1,5 земных суток и находится слишком близко к своей звезде, вне пределов обитаемой зоны. И все же наблюдения «Уэбба» показывают признаки присутствия водяного пара. Если водяной пар связан с планетой, это указывает на то, что у нее есть атмосфера, несмотря на высокую температуру и близость к звезде. Однако команда предупреждает, что водяной пар может находиться на самой звезде — в частности, в холодных звездных пятнах — а вовсе не на планете. "Мы видим сигнал, и это почти наверняка связано с водой. Но мы пока не можем сказать, является ли эта вода частью атмосферы планеты, то есть у планеты есть атмосфера, или мы просто наблюдаем водный след, исходящий от звезды", - сказала Сара Моран из Университета Аризоны в Тусоне, ведущий автор исследования. Команда наблюдала два транзита, каждый из которых длился около часа. Затем астрономы использовали три различных метода для анализа полученных данных. Результаты всех трех исследований показывают в основном плоский спектр с интригующим повышением на самых коротких длинах волн инфракрасного излучения. Команда запустила компьютерные модели, и пришла к выводу, что наиболее вероятным источником сигнала был водяной пар.

Водяной пар потенциально может указывать на наличие атмосферы на GJ 486 b, но не менее правдоподобным объяснением является водяной пар от звезды. Удивительно, но даже на нашем Солнце водяной пар иногда может присутствовать в солнечных пятнах, потому что они очень холодные по сравнению с окружающей поверхностью звезды. Звезда-родитель GJ 486 b намного холоднее Солнца, поэтому в ее звездных пятнах сконцентрировалось бы еще больше водяного пара. В результате это могло бы создать сигнал, имитирующий планетарную атмосферу.

"Мы не наблюдали свидетельств того, что планета пересекала какие-либо звездные пятна во время транзитов. Но это не значит, что на звезде нет других пятен. И это именно тот физический сценарий, который запечатлел бы этот сигнал воды в данных и в конечном итоге мог бы выглядеть как атмосфера планеты", - объяснил Райан Макдональд из Мичиганского университета в Энн-Арборе, один из соавторов исследования.

Будущие наблюдения «Уэбба» могут пролить больше света на эту систему. Предстоящая программа будет использовать прибор среднего инфракрасного диапазона MIRI для наблюдения за дневной стороной планеты. Также потребуются наблюдения на более коротких инфракрасных длинах волн с помощью второго прибора «Уэбба» NIRISS.

Наблюдения JWST раскрывают звездную структуру звездообразующей галактики GN20

Международная команда астрономов использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) для наблюдения за светящейся пыльной звездообразующей галактикой GN20. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 26 апреля на сервере препринтов arXiv, дают важную информацию о звездной структуре этой галактики. GN20 является одной из самых ярких пылевых звездообразующих галактик, известных на сегодняшний день. GN20 имеет инфракрасную светимость около 18,6 солнечных светимостей и скорость звездообразования около 1860 солнечных масс в год. Красное смещение галактики составляет 4,05. Распределение молекулярного газа в GN20 демонстрирует звездную структуру диаметром приблизительно 45 600 световых лет, кинематика которой соответствует кинематике массивного вращающегося диска. Недавно группа астрономов во главе с Луисом Колиной из Испанского астробиологического центра в Мадриде решила провести наблюдения GN20 в среднем инфракрасном диапазоне, стремясь пролить больше света на ее свойства. Для этой цели они использовали прибор JWST MIRI. Наблюдения показали, что GN20 имеет звездную структуру, характеризующуюся светящимся (с абсолютной звездной величиной -22,35) неразрешенным ядром и диффузной протяженной оболочкой. Эта звездная структура формирует новые звезды с постоянной высокой скоростью - около 500 солнечных масс в год - в течение 100 миллионов лет.

Размер ядра составляет менее 2600 световых лет, оно переносит 9% общего потока и совпадает с излучением компактного холодного пылевого ядра. Оболочка звезды имеет эффективный радиус около 11 740 световых лет, и ее положение совпадает с положением молекулярного газа монооксида углерода, но ее центр тяжести смещен примерно на 3300 световых лет от ядра звезды. Это смещение может быть результатом недавнего гравитационного столкновения или слияния.

Проанализировав снимки JWST, команда также выявила дополнительные слабые звездные скопления, которые, по-видимому, связаны с некоторыми скоплениями ультрафиолета и монооксида углерода. Более того, астрономы обнаружили, что ядро звезды, по-видимому, имеет очень высокую концентрацию холодной пыли, но не самую большую концентрацию молекулярного газа.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что GN20 обладает всеми свойствами, необходимыми для того, чтобы эволюционировать в массивную неподвижную галактику с промежуточным красным смещением.

«Хаббл» обнаружил эллиптическую галактику NGC 547

На этом снимке космического телескопа НАСА «Хаббл» видна эллиптическая галактика NGC 547, которая находится примерно в 250 миллионах световых лет от Земли в созвездии Кита. NGC 547 находится на этом изображении чуть ниже центра, а ее галактика-компаньон NGC 545 расположена в левом верхнем углу. Вместе эта пара известна как Arp 308. NGC 547 - яркая радиогалактика. Это означает, что у нее есть гигантские области радиоизлучения, простирающиеся далеко за пределы ее видимой структуры. Лепестки радиоизлучения подпитываются струями из активного ядра галактики, расположенного в ее центре. Галактики с активными галактическими ядрами имеют чрезвычайно яркую область в своих ядрах, где находится сверхмассивная черная дыра. Когда пыль и газ попадают в черную дыру, она излучает свет во всем электромагнитном спектре. Радиогалактики - одно из самых энергичных астрофизических явлений. «Хаббл» наблюдал за этой галактикой в рамках работы над набором данных, призванных помочь в исследованиях научных теорий об активных галактических ядрах.

Китай наконец-то рассказал нам, что происходит с его марсоходом

Марсоход Чжуронг (Zhurong) неподвижно сидит на Марсе с 20-го мая 2022 года, когда одна из печально известных пыльных бурь на планете вынудила научную команду перевести марсоход в режим гибернации. Ожидалось, что он проснется в конце декабря, но пока не проявляет никаких признаков активности. На прошлой неделе главный конструктор марсохода Чжан Жунцяо представил обновленную информацию о статусе марсохода. “У нас не было никакой связи с марсоходом с тех пор, как он перешел в спящий режим”, - сказал Чжан. “Мы следим за ним каждый день и считаем, что он не проснулся, потому что солнечный свет еще не достиг минимального уровня для выработки электроэнергии”. Виновник, вероятно, тот же злодей, который положил конец карьере многих марсианских роботов: пыль на солнечных панелях. Скопление пыли убило марсоход NASA Opportunity в 2018 году, а совсем недавно привело к преждевременному завершению миссии по сбору данных посадочного модуля InSight в 2022 году. Возможно, это означало конец и для Чжуронга тоже.“  Основываясь на нашем анализе, - сказал Чжан, - наиболее вероятной возможностью является то, что непредсказуемое накопление марсианской пыли привело к снижению мощности выработки электроэнергии, которой недостаточно для ее пробуждения”. Конечно, это не означает наверняка конец карьеры марсохода. Ожидается, что смена сезонов на Красной планете в ближайшем будущем усилит воздействие солнечных лучей в районе местоположения марсохода. "Доброжелательный" пылевой дьявол также может начисто протереть солнечные панели. Любой из них может вернуть уровень мощности к эксплуатационной норме.

Если избыточное накопление пыли на 30 процентов превысит то, что планировали инженеры, то для Чжуронг это может оказаться полезным, что приведет к его повторному пробуждению при смене сезонов. Однако 40-процентное накопление будет означать, что он вряд ли когда-нибудь снова проснется.

На данный момент все, что остается делать, это наблюдать и ждать.

Чжуронг уже провел 358 дней на Марсе, намного пережив свою основную 90-дневную миссию. Он преодолел расстояние чуть менее 2000 метров через Utopia Planetia, большой ударный бассейн в северном полушарии Марса. Чжуронг использовал георадар для сбора данных, обнаружив доказательства того, что этот регион когда-то был местом древнего океана. Другие его приборы собирали данные о погоде, включая поверхностное давление и скорость ветра. Марсоход также обнаружил свидетельства наличия "недавней" воды - 400 000 лет назад.

Чжуронг прибыл на Марс в тандеме с орбитальным аппаратом Tianwen-1, который все еще работает и собирает данные с орбиты над поверхностью Марса.

В рамках лекции Чжан также прокомментировал следующую миссию в дальнем космосе из серии "Тяньвэнь". "Тяньвэнь-2" станет миссией по возвращению образца с околоземного астероида 2016 HO3. Ожидается, что запуск "Тяньвэнь-2" состоится в мае 2025 года.