NASA отправит двойника New Horizons за тысячу астрономических единиц от Солнца

Астрономы представили план научных исследований нового исследовательского аппарата Interstellar Probe, который должен за 50 лет достичь отметки в тысячу астрономических единиц от Солнца. Дизайн нового зонда схож с аппаратом New Horizons, исследовавшим Плутон, а его запуск намечен на 2030-е годы, сообщается на сайте Европейского Союза Геонаук. Граница гелиосферы, где солнечный ветер встречается с потоками плазмы, газа и пыли из Местного межзвездного облака, находится на расстояниях от 90 до 120 астрономических единиц от Солнца (для сравнения Плутон расположен на расстоянии 39,5 астрономических единиц от Солнца) и представляет собой крайне интересную для астрофизиков область, в которой идет множество физических процессов, ответственных не только за форму и динамику нашей гелиосферы, но и астросфер у других звезд. На сегодняшний день ее пересекли четыре аппарата и лишь два из них («Вояджер-1» и «Вояджер-2») смогли получить ценные научные данные, исследуя окружающую среду. Еще один аппарат — New Horizons — пересечет границу гелиосферы в будущем, однако к тому времени он уже прекратит свою работу. Группа астрономов во главе с Еленой Проворниковой (Elena Provornikova) из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса рассказала на Генеральной ассамблее EGU21 о задачах будущего исследовательского космического аппарата Interstellar Probe, разработка которого была начата в 2017 году в рамках программы NASA по гелиофизике. Ожидается, что зонд будет способен достичь отметки в тысячу астрономических единиц от Солнца.

Схема научной программы Interstellar Probe

Научная программа миссии достаточно обширна — зонд должен помочь ученым понять каковы размеры, форма и структура гелиосферы, существует ли головная ударная волна и каковы свойства водородной стены. Кроме того, исследователей интересуют влияние со стороны Солнца на параметры локальной межзвездной среды и наоборот, процессы ускорения и захвата частиц на границе гелиосферы, объекты пояса Койпера, а также свойства межзвездного нейтрального газа и пыли, проникающих в гелиосферу, и их отличия от вещества Солнечной системы.

Масса аппарата составит 850-950 килограмм, из которых около 90 килограмм придется на научную аппаратуру: анализаторы плазмы, заряженных и нейтральных частиц, датчики пыли и космических лучей, магнитометр, а также камеры. На борту будут установлены два радиоизотопных источника электроэнергии нового поколения. Для обмена данными с Землей будет использоваться пятиметровая антенна, работающая в X-диапазоне, которая должна обеспечить передачу данных со скоростью 500 бит в секунду с расстояния 1000 астрономических единиц.

Проворникова отметила, что в некотором смысле дизайн нового зонда аналогичен аппарату New Horizons, который был построен в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Interstellar Probe, несмотря на возможную схожесть, не связан с проектом TAU (Thousand Astronomical Unit), разрабатывавшемся в конце прошлого века, а представляет собой прагматичный подход к разработке аппаратов для дальнего космоса, который предполагает использование доступных на сегодняшний день технологий и ракет-носителей. В настоящее время ведется завершение анализа концепции миссии и готовится отчет для NASA, которое и должно определить дату начала создания как научных приборов, так и самого зонда.

Ожидается, что запуск зонда в космос будет произведен в 2030-х годах при помощи ракеты-носителя SLS Block 2. После этого зонд совершит гравитационный маневр у Юпитера, что позволит развить скорость 7-8 астрономических единиц в год и достигнуть границы гелиосферы через 15 лет после старта. Расчетная продолжительность работы Interstellar Probe должна составить не менее пятидесяти лет.

В Солнечной системе нашли ранее неизвестное явление

Астрономы выяснили, что Титан, спутник Сатурна, постепенно удаляется от газового гиганта со скоростью, которая в сто раз больше ожидаемой. Это указывает на то, что небесное тело изначально было намного ближе к планете и мигрировало на расстояние 1,2 миллиона километров за 4,5 миллиарда лет. Статья исследователей, в которой рассказывается о ранее неизвестном явлении в Солнечной системе, опубликована в журнале Nature Astronomy. Согласно стандартным моделям, Титан должен мигрировать со скоростью не более 0,1 сантиметра в год. Это перемещение вызвано эффектом, называемым приливным ускорением. Гравитационное поле спутника порождает приливную волну на Сатурне, которая из-за вращения планеты вокруг своей оси смещается вперед по направлению вращения. Смещенная масса газового гиганта «тянет» за собой спутник, ускоряя его и вызывая расширение орбиты. Ученые считали, что этот эффект для Сатурна и Титана намного слабее, чем для Земли и Луны, из-за газовой оболочки гигантской планеты и ее малой плотности. В новом исследовании астрономы проанализировали астрометрические и радиометрические данные, собранные зондом Кассини. Было измерено изменение положения Титана на фоне звезд, а также оценена сила воздействия на зонд со стороны гравитационного поля спутника. Выведенные в обоих случаях новые показатели скорости миграции луны Сатурна совпали между собой.

Высокая скорость изменения орбиты объясняется теорией резонансного захвата (resonance locking), предложенной в 2016 году. Титан заставляет Сатурн осциллировать с определенной частотой, вызывая резонансное увеличение амплитуды колебаний. В результате газовый гигант рассеивает больше энергии и заставляет Титан удаляться с большей скоростью от планеты. Подобное явление может происходить и в других системах с двумя звездами или крупными экзопланетами.

Стали известны новые детали "межзвездной" миссии NASA

Разработчики проекта NASA Interstellar Probe планируют в 2030 году запустить зонд для изучения ближайших окрестностей Солнечной системы. Об этом сообщает Naked Science. Американское космическое агентство продолжает разработки перспективной межзвездной миссии. Сообщается, что проект базируется на уже существующих технологиях и может быть запущен в 2030 году. Участвует в проекте физик из Института Джонса Хопкинса Ральф Макнатт (Ralph McNutt) сказал Wired: «На этот раз у нас есть видение, которое можно воплотить в реальность». Концепция Interstellar Probe, разрабатываемая по заказу отделения гелиофизики NASA, впервые была обнародована летом 2018 года, и сейчас инженеры сообщили некоторые новые детали проекта. А в конце 2021-го он должен быть представлен на суд экспертов Национальной академии наук как один из кандидатов на финансирование в рамках поддержки длительных проектов Decadal Survey. Насколько известно, создатели проекта планируют использовать 770-килограммовый аппарат, который сможет стартовать на борту сверхтяжелой ракеты SLS (напомним, разработка носителя продолжается уже около полутора десятков лет и не закончена до сих пор, актуальная дата первого старта - 2021). Для придания зонду дополнительного ускорения может использоваться гравитационный маневр вокруг Солнца или Юпитера, который разгонит его до скорости более 160 000 километров в час.

С точки зрения баллистики лучше выглядит маневр в гравитационном поле Солнца, который позволяет добиться большего ускорения. Однако при этом аппарату придется сделать тесную петлю, пройдя даже ближе к звезде, чем зонд Parker, который остается самым близким к Солнцу искусственным телом и вынужден постоянно оставаться в тени специального защитного экрана. Даже если межзвездную миссию вооружить аналогичным экраном, его придется сделать еще более мощным, что приведет к торможению над Солнцем и может свести на нет привлекательность такого маневра. Инженеры и ученые продолжают расчеты оптимальной траектории вокруг звезды, и более умеренный вариант - с петлей вокруг Юпитера.

Стоит заметить, что амбиции создателей Interstellar Probe не так грандиозны, как у организаторов проекта Breakthrough Starshot с длительным полетом к соседней звезде. NASA ожидает, что аппарат сможет проработать около 50 лет, отойдя от Солнца в тысячу раз дальше земной орбиты - в разы дальше, чем находятся сейчас дальние рукотворные объекты, зонды Voyager 1 и Voyager 2. Имея гораздо большую скорость, межзвездный аппарат нагонит их достаточно быстро.

Однако на полет к другой звезде разработчики не рассчитывают. Можно сказать, что де-факто Interstellar Probe будет скорее миссией для изучения границ Солнечной системы и ее ближайших окрестностей. Но прежде чем мы отправимся к другим звездам, нам следует это сделать.

Зонд "Вояджер-2" подошел еще ближе к границам Солнечной системы

Ученые заявили о том, что им удалось получить новые данные, свидетельствующие о том, что зонд "Вояджер-2" приближается к границам Солнечной системы. Как сообщается на сайте агентства, детекторы зонда зафиксировали снижение количества заряженных частиц низких энергий. Отмечается, что новые данные были получены с помощью детектора заряженных частиц низких энергий. По мнению ученых, столкновения с низкоэнергетическими частицами прекратятся, когда "Вояджер-2" выйдет за пределы Солнечной системы. В начале ноябре исследователи заметили резкое падение количества частиц, но не до нуля. Отмечается, что количество частиц низкой энергии снижается до границ гелиопаузы, а затем достигает нуля, поскольку они начинают выходить в межзвездное пространство. Ученые подчеркивают, что если количество низкоэнергетических частиц падает, то высокоэнергетических, наоборот, возрастает. Это связано с тем, что зонд постепенно теряет защиту гелиопаузы. Его аппаратура должна подтвердить данные, полученные ранее «Вояджером-1», который уже вышел в межзвездное пространство. «Вояджер-2" покинет Солнечную систему ориентировочно - в декабре. Если этого не произойдет, то придется поправлять действующую математическую модель », - сказали в агентстве NASA.

"Вояджер-2" является первым и единственным аппаратом, достигшим Урана (в январе 1986 года) и Нептуна (в августе 1989 года). В общей сложности с обоих космических аппаратов было передано на Землю 625 Гбайт данных. По последним данным, "Вояджер-1" удалился на 20,8 млрд км от Земли и на 20,9 млрд км от Солнца. По расчетам ученых, запасы топлива (энергию он получает от радиоизотопных генераторов, которые работают на плутонии-238), позволят аппаратам серии "Вояджер" оставаться работоспособными еще на протяжении десяти лет. Затем связь с Землей будет потеряна.

Интересное открытие на спутнике Сатурна

Астрономы проанализировали фотографии, сделанные космической межпланетной станцией Cassini orbiter и пришли к выводу о наличии на спутнике Сатурна Титане гигантских запасов нефти, превышающих земные в тысячи раз. Такое заявление является мощным стимулирующим фактором для ученых и инженеров, работающих над созданием новых технологий. На Титане обнаружены тысячи озер, наполненных жидкой нефтью. Каждый такой «резервуар» по количеству «черного золота» превышает земные объемы. По словам специалистов, получение этой нефти решит многие проблемы человечества. Ранее ученые предполагали наличие на Сатурне и его спутниках ценных ресурсов, но снимки стали настоящим сюрпризом для астрономов. Возможно миллиардеры профинансируют новые программы по освоению планет, дабы завладеть нефтью Титана.

Прежде сообщалось о желании олигархов добывать золото в космическом пространстве. Ученые не исключают наличия на естественном спутнике Сатурна экзотических форм жизни.

Европа, вероятно, обладает ледяными выступами на экваторе

Изучение тропиков луны Юпитера - Европы - не будет прогулкой по пляжу. Новое исследование предполагает, что экваториальные районы Европы, которая содержит огромный океан соленой жидкой воды под ее ледяной оболочкой, вероятно, покрыты лезвиями льда высотой до 15 метров. Это открытие должно представлять интерес для НАСА, которая разрабатывает миссию по высадке на Европу. Агенство планирует поиск признаков жизни на спутнике диаметром 3,100 километров. «Вероятно, что экваториальная область на Европе будет иметь острые ледяные выступы, и было бы неразумно планировать посадку там без специально адаптированного посадочного модуля», - говорит ведущий автор Дэн Хобли, преподаватель школы Земли и океана университета Кардиффа в Уэльсе. «Вероятно, было бы безопаснее приземляться дальше от экватора!»Здесь, на Земле, исключительно холодные и сухие условия, такие же как те, что имеют место в чилийских Андах, могут порождать ряды неровных ледяных башен, называемых «пенитентес» (в переводе с испанского - «кающихся», так называемых, потому что они похожу на людей, стоящих на коленях в покаянии).

Нет оснований полагать, что этот процесс ограничен нашей планетой. Действительно, ученые считают, что одна из областей, обнаруженная на Плутоне космическим аппаратом NASA New Horizons, вероятно, состоит из пенитентес, состоящая из метанового льда.

Зонд New Horizons обнаружил стену водорода вокруг Солнечной системы

Космический аппарат New Horizons был отправлен NASA к границей Солнечной системы с целью найти 10-ю планету. Однако зонд сделал множество других открытий, последнее из которых – обнаружение стены водорода вокруг нашей звездной системы. На границе облака Оорта, где вращаются астероиды, кометы и карликовые планеты, в так называемом поясе Койпера, есть стена водорода, которая окружает Солнце и его планеты кольцом. New Horizons улетел дальше, чем какие-либо другие аппараты в Солнечной системе, и через несколько месяцев он достигнет объекта под названием MU69. По пути зонд собирает данные об окружающем космосе. Используя данные УФ-спектрометра New Horizons, астрофизики подтвердили более раннее предположение, сделанные на основе информации с Voyager 1 и 2, которые отправлены во внешний космос, что нас окружает гигантская стена, которая образуется от влияния солнечного ветра на нейтральные атомы водорода.

Как новый солнечный зонд Parker может ускорить космические путешествия

Один из поводов лететь как можно ближе к Солнцу — исследование самых удаленных частей Солнечной системы и даже экзопланет у других звезд. Современные технологии не позволяют добраться до Плутона и прочих объектов за орбитой Нептуна быстрее, чем за семь лет. Про облако Оорта, источник долгопериодических комет на самой границе нашей системы, и говорить нечего: оно расположено настолько далеко, что не все верят в его существование, — полет туда растянется на столетие. Однако именно Солнце могло бы сократить эти сроки в разы, причем без радикально новых технологий. Если верить расчетам, солнечный парус из бериллиевой фольги в форме диска диаметром около 1,9 км (это много, но в принципе осуществимо), массой 150 кг и такой же полезной нагрузкой мог бы разогнаться до немыслимых по современным меркам 400 км/с. Для этого ему нужно стартовать с отметки 15 млн км от Солнца — зонд Parker пролетит вдвое ближе. На такой скорости полет к облаку Оорта на расстояние в 2500 раз больше радиуса земной орбиты займет уже не столетия, а всего 30 лет. Такой зонд можно будет отправить к Девятой планете (если она будет найдена), далеким астероидам и кометам (сколько их всего на задворках нашей планетной системы?), использовать для изучения межзвездного пространства и не только.

Одной из целей подобного аппарата мог бы быть гравитационный фокус Солнца. Наша звезда такая большая, что в ее гравитационном поле свет отклоняется и собирается в определенной точке. Теоретически, разместив в этом месте обсерваторию, мы могли бы наблюдать удаленные объекты вроде экзопланет с фантастической разрешающей способностью. По некоторым оценкам, даже скромный телескоп в гравитационном фокусе Солнца сможет получить изображение экзопланеты не в виде точки, а разглядеть на ней очертания материков (если они там, конечно, есть).

Безусловно, запуск солнечных парусников в облако Оорта, к гравитационному фокусу Солнца или иным удаленным объектам — дело даже не ближайших десяти лет. Но отправляемые сегодня аппараты уже позволяют решить ряд задач вроде создания эффективной теплозащиты и компонентов, способных выдерживать экстремальный нагрев в сочетании с облучением.

Обнаружены огромные залежи нефти в космосе

Астрономы проанализировали фотографии, сделанные космической межпланетной станцией Cassini orbiter и пришли к выводу о наличии на спутнике Сатурна Титане гигантских запасов нефти, превышающих земные в тысячи раз. Такое заявление является мощным стимулирующим фактором для ученых и инженеров, работающих над созданием новых технологий. На Титане обнаружены тысячи озер, наполненных жидкой нефтью. Каждый такой "резервуар" по количеству "черного золота" превышает земные объемы. По словам специалистов, получение этой нефти решит многие проблемы человечества. Ранее ученые предполагали наличие на Сатурне и его спутниках ценных ресурсов, но снимки стали настоящим сюрпризом для астрономов. Возможно миллиардеры профинансируют новые программы по освоению планет, дабы завладеть нефтью Титана.

Исследователи анализируют состав пыли Солнечной системы

Солнечная система в том виде, в каком она нам известна, сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет назад из пыли межзвездного вещества, которая вращалась вокруг Солнца и конденсировалась в планеты и меньшие по размерам объекты. Частицы пыли той эпохи сегодня уже нельзя встретить во внутренней части Солнечной системы, поскольку они уже давно были уничтожены, претерпели сложные трансформации и повторно агрегировали с образованием новых фаз. Поэтому ученые могут лишь выдвигать предположения о процессах, которые привели к формированию текущей конфигурации Солнечной системы. Пыль, из которой формировалась Солнечная система, теперь рассеяна кометами по всему ее объему, и проведенный на Земле анализ ком различных комет обнаружил, что эта пыль содержит структуры, получившие название GEMS и представляющие собой стекло со вкраплениями металлов и сульфидов, в котором почти полностью отсутствует углерод. Кроме того, в некоторых из этих образований содержатся необычные в плане изотопного состава силикатные компоненты, которые могли сформироваться только в окрестностях других звезд – и это означает, что они содержат сохранившиеся образцы межзвездного вещества.

В новой работе команда под руководством Хоупа А. Ишии (Hope A. Ishii) из Гавайского института геофизики и планетологии Гавайского университета проанализировала результаты измерений космической пыли, проведенных при помощи инструмента Cosmic Dust Analyzer (CDA) космического аппарата НАСА Cassini («Кассини»). Согласно гипотезе исследователей, структуры GEMS формировались из пыли межзвездного пространства в два этапа. В соответствии с этой схемой, сначала в молекулярном облаке происходила первичная агрегация частиц под действием ударных волн сверхновых, и на этом этапе под действием космических излучений в конденсирующиеся силикатные частицы попадали вкрапления металлов. На втором этапе формирования структур GEMS, после коллапса молекулярного облака, частицы первого поколения агрегировали с кристаллическими зернами, которые, вероятно, были доставлены из внутренней части солнечной туманности, и сформировавшиеся таким образом кристаллические агрегаты второго поколения входили затем в состав вещества комет.

На спутнике Юпитера заметили гигантский купол

В одном из кратеров Ганимеда, спутника Юпитера, обнаружили странный объект, очень напоминающий огромный купол. Автором находки стал известный энтузиаст, изучающий снимки разных планет Солнечной системы, Скотт Уоринг. По словам «виртуального исследователя», гигантский купол, скорее всего, сделан из какого-то темного материала: он сильно блестит и не похож на другие объекты природного происхождения на Юпитере. Уоринг высказывает мысль, что купол может скрывать инопланетный город, где и по сей день живут представители внеземной цивилизации. Исследователь полагает, что огромной полусферой пришельцы закрыли свое «место жительства» от губительной космической радиации и вполне комфортно чувствуют себя «под колпаком».

Проверить данное предположение, разумеется, пока невозможно. Представители NASA опубликовали снимок на официальном сайте, но никак его не прокомментировали. 

Гигантские бури приводят к «учащению сердцебиения» Сатурна

Мощные бури в северных широтах Сатурна могут привести к изменению циркуляции атмосферы близ экватора гигантской планеты, сообщают ученые международной миссии Cassini («Кассини») под руководством доктора Ли Флетчера (Leigh Fletcher) из Университета Лестера, Великобритания. Подобный эффект можно также наблюдать и в атмосфере Земли, что свидетельствует о том, что две планеты имеют гораздо больше общего, чем считалось ранее. В этом исследовании команда Флетчера изучила явление в атмосфере Сатурна, называемое «квазипериодическими осцилляциями» и состоящее в том, что в экваториальной области планеты наблюдается картина периодического возникновения вертикальных перепадов температур и изменений систем ветров. Период квазипериодических осцилляций атмосферы Сатурна составляет около 15 лет. Аналогичное явление, происходящее на Земле, имеет период 28 месяцев. Изучая это явление, Флетчер и его коллеги в своем исследовании обнаружили «учащение сердцебиения» гигантской планеты в период с 2011 по 2013 гг., в результате которого произошло охлаждение экваториальной области Сатурна. 

Проанализировав предшествовавшие этому событию крупные изменения в атмосфере гигантской планеты, Флетчер и его коллеги обнаружили, что учащение квазипериодических пульсаций произошло непосредственно после гигантской бури, которая охватила почти все северное полушарие Сатурна. Изучив более детально эти два события, ученые нашли механизм возможной связи между ними: волна, идущая от гигантской бури, могла прокатиться до экватора и нарушить квазипериодические осцилляции, несмотря на то, что буря бушевала за десятки тысяч километров от экватора, считают Флетчер и его команда.

«Орбитальный танец» помогает сохраниться подповерхностным океанам ледяных миров

Тепло, выделяемое в недрах крупных ледяных тел Солнечной системы при гравитационном воздействии их спутников, формируемых при мощных столкновениях, может приводить к существенному увеличению продолжительности существования океанов жидкой воды под поверхностями этих ледяных тел, согласно новому исследованию, проведенному учеными НАСА. Благодаря этому открытию, значительно возрастает число мест, где может быть обнаружена внеземная жизнь, поскольку жидкая вода необходима для существования жизни в тех формах, в каких она нам известна. По оценкам астрономов число таких ледяных тел может насчитывать до нескольких десятков. Ледяные миры, о которых идет речь в новом исследовании, проведенном группой астрономов во главе с Прабалом Саксена (Prabal Saxena) из Центра космических полетов Годдарда, США, расположены за пределами орбиты Нептуна и называются транснептуновыми объектами. Температуры на поверхностях этих миров составляют ниже минус 200 градусов по Цельсию, однако ученым известно, что в недрах крупных транснептуновых объектов протекают реакции радиоактивного распада ядер атомов с выделением значительного количества тепла, которое способно поддерживать воду в жидком состоянии в течение определенного времени. 

Согласно версии команды Саксены значительно увеличить продолжительность существования воды в подповерхностном океане транснептунового объекта способны его спутники, если таковые имеются, поскольку приливные силы, действующие со стороны таких спутников, приводят к рассеянию дополнительной энергии в недрах спутника и разогреву вещества. Расчеты вклада приливного разогрева в общий тепловой баланс транснептунового объекта, проведенные командой Саксены, показывают, что величина этого вклада весьма значительна и приводит к существенному увеличению продолжительности существования подповерхностного океана жидкой воды.

Новая миссия для изучения Урана и Нептуна

После завершения миссии АМС Кассини в НАСА поставлен вопрос об отправлении идентичной АМС для изучения ледяных планет на окраинах Солнечной системы - планеты Уран и Нептун. АМС Кассини завершила свою миссию 15 сентября 2017 года, в 14:55 по московскому времени. Автоматическая межпланетная станция была контролируемо сведена с орбиты, вошла в атмосферу и сгорела. Когда у зонда Кассини начало заканчиваться топливо, предлагалось несколько вариантов окончания миссии:

1. Планировалось утопить аппарат в Сатурне.

2. Предлагалось вывести аппарат на высокую орбиту, так бы он не столкнулся ни с одним из спутников Сатурна.

3. Предлагалось отправить его к ледяным газовым гигантам - Урану или Нептуну, для последующего изучения этих планет.

4. Предлагалось так же вывести аппарат на траекторию столкновения с Меркурием, столкновение бы произошло в 2023 году.

На этот раз одним из целей последующей исследовательской программы Национального Космического Агентства может быть изучение с помощью АМС планет Урана и Нептуна. Ученых интересует тот факт, что на этих планетах могут лить алмазные ливни, потому что там достаточно большое содержание углерода, а при тамошней температуре алмазы могут появляться прямо в атмосферах ледяных планет.

Помимо этого, планеты располагаются на очень большом расстоянии от нашей планеты и изучать их наземными и околоземными телескопами, такими как Хаббл, крайне проблематично.

В окрестностях Солнца обнаружены неизвестные старые звезды

Астрономы обнаружили на небольшом удалении от Солнца несколько прежде незамеченных старых и тусклых звезд, в том числе, две двойные системы. О своем открытии исследователи сообщили в The Astronomical Journal. В ходе исследования ученые оценили количество звезд-субкарликов (более тусклых, чем звезды главной последовательности, но способных "жить" дольше) в пределах 200 тысяч световых лет от Солнечной системы. Наблюдения велись с помощью 0,9-метрового телескопа расположенной в Чили Межамериканской обсерватории Серро-Тололо. Астрометрические измерения позволили точно измерять положения и мельчайшие колебания звезд, вызванные наличием у них слишком тусклого и потому невидимого соседа. Эта работа заметно пополнила список известных субкарликов в выбранном объеме пространства, увеличив их число примерно на четверть. Исследователям удалось обнаружить, в том числе, две двойные системы. "Редкость, чтобы у стариков были компаньоны, они любят жить самостоятельно. Поэтому мы использовали космический телескоп "Хаббл" и наблюдали обе звезды в одной из пар, измерили расстояние между ними и установили массы", - заявил ведущий автор исследования Вэйчунь Жао.

Кроме того, ученые установили, что субкарлики двигаются со скоростью около 200 километров в секунду.

Биологи выяснили, как долго микроорганизмы способны выжить на Марсе

Исследователи с факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова изучили стойкость микроорганизмов по отношению к гамма-излучению при низких температурах. В своей работе ученые исследовали стойкость к радиации сообществ микроорганизмов, находящихся в осадочных породах вечной мерзлоты при низком давлении и низкой температуре. Эти осадочные породы могут рассматриваться как земной аналог реголита, грунта, подвергшегося космическому выветриванию. Исследователи выяснили, что потенциальная марсианская биосфера могла сохраниться в криоконсервированном состоянии, и что главным фактором, ограничивающим продолжительность жизни микроорганизмов, является радиация. Определив стойкость бактерий к радиации, можно оценить возможную продолжительность существования микроорганизмов в реголите на определенной глубине.

«Мы изучили совместное влияние ряда физических факторов (гамма-излучение, низкое давление, низкая температура) на сообщества микробов, живущие в древней арктической мерзлоте. Мы также изучили уникальный природный объект – древнюю мерзлоту, которая не плавилась уже в течение примерно двух миллионов лет. По сути, мы провели модельный эксперимент, воспроизводящий условия криоконсервации в марсианском реголите. Также важно, что в этой работе мы изучили влияние высоких доз (100 кГр) гамма-излучения на выживаемость прокариотов, в то время как в предыдущих работах при дозах свыше 80 кГр не было обнаружено выживших прокариотов», - пояснил Владимир Чепцов, аспирант кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ.

Результаты этого исследования свидетельствуют о том, что гипотетические экосистемы на Марсе могут сохраняться в анабиотическом состоянии в поверхностном слое реголита (защищенном от УФ лучей) в течение не менее чем 1,3-2 миллионов лет; на глубине 2 метра – в течение не менее чем 3,3 миллиона лет; на глубине 5 метров – в течение не менее чем 20 миллионов лет. Эти данные указывают на то, что прежние оценки радиационной устойчивости естественных колоний микроорганизмов были занижены, и повышают шансы того, что на поверхности Красной планеты может однажды быть обнаружена жизнь.

Энцелад - спутник Сатурна и условия для жизни

Международной группе астрономов удалось выяснить, что на Энцеладе - спутнике Сатурна - существует все необходимые условия для зарождения жизни. На спутнике планеты ученые зафиксировали гидротермальную активность, которая возникает из-за приливного трения между водой и ядром луны. Это, как уверяют астрономы, обеспечивает энергией гипотетические живые организмы. Отмечается, что на Энцеладе существует значительных размеров соленый океан, однако его поверхность скрывает ледяная кора, толщина которой местами достигает двух десятков километров. В него не проникает солнце, то есть не происходит фотосинтез. Наряду с этим энергию в виде минеральных веществ вероятно поставляют гидротермальные источники из самого дна океана. В свою очередь, для их существования требуется наличие горячего ядра. Проведя первые исследования, ученые предполагали, что источником тепла в недрах спутника является радиоактивный распад, правда, этот механизм мог работать лишь на протяжении нескольких миллионов лет, а этого для появления жизни было бы недостаточно.

Позже созданная астрономами компьютерная модель показала, что приливные силы, которые возникают вследствие движения спутника по эллиптической орбите вокруг Сатурна, нагревают воду внутри ядра луны. Этот процесс происходит также из-за трения при циркуляции жидкости в пористых породах.

Таким образом температура воды повышается и при достижении 90 градусов Цельсия она выталкивается в океан у полюсов спутника, после чего происходит ее выброс в космос в виде ледяных гейзеров.

Подсумировав изученные материалы, астронавты пришли к выводу, что подобный механизм вполне мог бы работать в течение нескольких миллиардов лет, что вполне позволяет образовать живые организмы.

В Солнечную систему залетела первая "межзвездная" комета

Автоматизированный телескоп PAN-STARRS открыл крайне необычную комету, которая летит в сторону Солнца по гиперболической траектории, что указывает на ее "межзвездное" происхождение, сообщила астроном Мишель Баннистер. "Нам очень нужны повторные и более долгие наблюдения за этим объектом, однако, если текущие сведения по его орбите не содержат в себе грубейших ошибок, он может двигаться только по гиперболической орбите. Если это подтвердится в будущем, то тогда данное небесное тело, C/2017 U1, будет первым примером "межзвездной кометы", — пишет Баннистер в своем микроблоге. Солнечная система, помимо восьми "настоящих" планет, Плутона и нескольких десятков карликовых планет, населена бесчисленным множеством астероидов и комет, небольших каменистых и ледяных небесных тел. Большая часть известных нам астероидов "живет" во внутренней части Солнечной системы, в главном поясе астероидов между орбитами Юпитера и Марса, а кометы – в так называемом облаке Оорта на ее окраинах.

Это "облако", состоящее из комет и других "ледяных" тел, расположено на расстоянии в 150 — 1,5 тысячи астрономических единиц, средних дистанций между Землей и Солнцем, от нашего светила. Ученые считают его своеобразной свалкой "строительных материалов", выброшенных из Солнечной системы в ходе ее формирования, и активно изучают ее обитателей в надежде раскрыть загадку рождения Земли и других планет.

Относительно недавно, благодаря миссии "Розетта" и некоторым наблюдениям наземных телескопов, ученые нашли намеки на то, что сами кометы, или хотя бы материя, из которой они были "слеплены", сформировались задолго до рождения Солнца и могли родиться за пределами газопылевой туманности, где появилось наше светило, Земля и другие планеты.

В конце сентября астрономы, работающие с автоматизированным телескопом PAN-STARRS, нашли первые возможные свидетельства в пользу этой теории, открыв крайне необычную комету, получившую имя C/2017 U1.

Это небесное тело на настоящий момент находится между орбитой Меркурия и Солнцем, на расстоянии примерно в 5 раз меньшем, чем дистанция между светилом и Землей. Эта комета, как показывают расчеты планетологов, влетела в Солнечную систему почти перпендикулярно по отношению к плоскости орбиты Земли и других планет, двигаясь по гиперболической траектории.

Пока не понятно, покинет ли она ее навсегда или вернется к Солнцу через некоторое время – для получения ответа на этот вопрос, как отмечает Баннистер, нужно наблюдать за движением кометы дольше, чем две-три недели.

Подобное открытие, если оно подтвердится, будет большой удачей для PAN-STARRS – во всей Солнечной системе, как показывают расчеты теоретиков, в любой момент времени должно присутствовать лишь пять подобных "межзвездных" комет, и лишь один раз в 400 миллионов лет одна из них будет захвачена притяжением Юпитера и станет обитателем нашей планетной семьи.

По словам Баннистер, как минимум один из крупных наземных телескопов, канадско-французская обсерватория CHFT на Гавайских островах, сейчас наблюдает за этим небесным телом. Если первоначальные данные с PAN-STARRS подтвердятся, то тогда C/2017 U1 станет одним из самых редких и необычных объектов, открытых в Солнечной системе за последние годы.

В Солнечной системе нашли еще одно место с "источником жизни"

На первый взгляд карликовая планета Церера, крупнейшее тело в главном поясе астероидов, не кажется ледяной. Однако благодаря изображениям, полученным при помощи ядерного спектрографа межпланетной автоматической станции Dawn, ученые NASA определили, где именно на поверхности Цереры и в ее недрах можно найти воду. Исследователи представили эти выводы 12 декабря на встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

"Эти исследования подтверждают идею, что лед, отделенный от скалы в начале истории Цереры, образует слой земной коры, и что лед остался вблизи поверхности", — сказала Кэрол Рэймонд, заместитель главного исследователя миссии NASA "Dawn". 

В NASA отмечают, что водяной лед на других планетарных телах важен, поскольку он является важным элементом для жизни. "Находя тела, которые были богатыми водой в далеком прошлом, мы можем обнаружить подсказки относительно того, где жизнь могла существовать в ранней Солнечной системе", — отметила Раймонд.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, поверхность Цереры богата водородом, его больше всего в приполюсных зонах и в умеренных широтах. Ученые полагают, что это является свидетельством того, что карликовая планета постепенно теряет воду на экваторе.

 "На Церере лед не только локализован в нескольких кратерах. Он повсюду, и ближе к поверхности с более высоких широт", — сказал Томас Притимен, главный исследователь миссии "Dawn" из Аризоны. Кроме того, исследователи считают, что лед может быть заточен на глубине около метра в экваториальных областях и практически сразу же под слоем пыли на полюсах. Лед на Церере заполняет трещины в глинистой почве, а пар и частички льда иногда извергаются из ледяных вулканов.

 "Эти результаты подтверждают прогнозы, сделанные почти три десятилетия назад, что лед может выжить в течение миллиардов лет просто под поверхностью Цереры. Доказательства усиливают аргументы в пользу наличия приповерхностного водяного льда на других астероидах главного пояса", — отметил исследователь NASA.

Согласно еще одному исследованию немецких ученых, яркие светлые пятна на затененной стороне Цереры — это замерзшие озера на дне ударных кратеров. Новое видео, сделанное Немецким аэрокосмическим центром в Берлине, имитирует опыт полетов вокруг кратера Оккатор, где видны яркие светлые пятна, и исследует его топографию.

  

Как известно, Церера была открыта в 1801 году итальянцем Джузеппе Пиацци. Диаметр космического объекта составляет 950 километров, что делает его самым крупным небесным телом в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Масса Цереры, по подсчетам ученых, составляет треть массы всего пояса астероидов.

Планета примерно на треть состоит из льда. В 2006 году Международный астрономический союз принял решение отнести объект не к астероидам, а к классу карликовых планет. Церера стала третьим небесным телом Солнечной системы после Луны и Меркурия, где водяной лед обнаружен в непрерывно затемненных областях.

Найти жизнь в солнечной системе будет труднее, чем считалось раньше

Отыскать жизнь или ее останки на Марсе или Европе, как выяснилось, будет весьма непросто. Причина тому — разрушающее воздействие космической радиации. Два новых исследования показывают, что галактическое излучение быстро разрушает вещества биологического происхождения, которые ученые надеются найти на Марсе и спутнике Юпитера Европе. Тела Солнечной системы постоянно подвергаются облучению со стороны Солнца и больших планет, таких как Юпитер. Однако самые большие дозы радиации приносят галактические космические лучи, приходящие от отдаленных источников, например, взрывающихся звезд.

Толстая атмосфера защищает Землю и жизнь на ее поверхности от смертельной радиации. Однако другим планетам повезло меньше. Так, Марс обладает очень тонкой атмосферой, а у Европы ее вообще нет. По этой причине радиация не только убила бы живые организмы на поверхности этих миров, но и ликвидировала бы даже их останки и следы жизнедеятельности.

Многие исследователи скептически относятся к гипотезе о существовании жизни на марсианской поверхности. Однако не исключено, что живые организмы жили на Марсе в далеком прошлом. Грядущие экспедиции могли бы найти доказательства этому в виде окаменелостей или молекул биологического происхождения, например, аминокислот, из которых строятся белки.

Однако найти такие свидетельства можно будет только при условии их сохранения на Марсе или Европе в течение длительного времени — миллиардов лет. Чтобы проверить вероятность этого, Александр Павлов, ученый из NASA, и его коллеги решили выяснить, могут ли аминокислоты выдерживать дозы радиации, аналогичные тем, которые воспринимает марсианская поверхность.

В более ранних работах уже было показано, что аминокислоты могут существовать на Марсе до миллиарда лет. Однако команда Павлова пошла дальше — ученые смешивали аминокислоты с каменистым материалом, близким по составу к марсианскому грунту. Исследователям удалось установить, что для полного распада в условиях марсианской радиации аминокислотам понадобится всего 50 миллионов лет.

«Более 80% аминокислот разрушаются при дозе облучения в 1 мегагрей, что эквивалентно 20 миллионам лет на Марсе. Если мы собираемся искать древние биомаркеры, нас ждут проблемы», — рассказывает Павлов.

На следующем этапе экспериментов ученые поместили образцы, содержащие аминокислоты, в воду, чтобы сымитировать условия, характерные для районов Марса, которые в далеком прошлом были влажными. Как выяснилось, в присутствии воды биомаркеры разрушаются еще быстрее — всего за 0,5—10 миллионов лет.

Ученые пришли к выводу, что найти останки живых организмов среди гидратированных минералов на поверхности Марса будет крайне сложно.

Конечно, низкие температуры замедляют распад биомаркеров, и в ряде случаев они могут продержаться до 100 миллионов лет, но этого все же недостаточно для того, чтобы они сохранились до наших дней. Исследователи считают, что их открытие — плохая новость для тех, кто с нетерпением ждет новых миссий, направленных на поиск марсианской жизни.

Спутник Юпитера Европа — один из главных объектов для поиска жизни в Солнечной системе. Под ледяной коркой этой луны скрывается глобальный океан глубиной в десятки километров, в котором ученые надеются когда-нибудь отыскать живые организмы.

NASA планирует миссию к Европе в 2020-х годах и не исключает наличия у будущей межпланетной станции посадочного модуля. Конечно, спускаемый аппарат вряд ли сможет пробурить ледяной панцирь Европы, толщина которого предположительно составляет 10—30 километров. Однако есть надежда, что свидетельства жизни из недр спутника могут подниматься на его поверхность.

Известно, например, что в некоторых местах поверхность Европы имеет красноватый оттенок, что означает присутствие солей, поднявшихся из океана. Ученые также предполагают, что из недр Европы могут бить гейзеры или султаны, как это происходит на спутнике Сатурна Энцеладе.

Ученый NASA Луис Теодоро (Luis Teodoro) решил выяснить, как космическая радиация может сказаться на жизни или ее останках в условиях Европы. Результаты Теодоро оказались похожими на выводы Павлова.

«Радиация проникает на несколько десятков метров в глубь ледяной коры Европы. Останки самых стойких бактерий-экстремофилов, обитающих на Земле, не продержатся в верхних слоях ледяного щита (1 метр в глубину) больше 150 тысяч лет. Некоторые биомаркеры могут сохраняться на этой глубине не дольше 1—2 миллионов лет», — сообщил Теодоро.

Конечно, есть надежда, что исследовательский зонд сможет найти биомаркеры в веществе, выброшенном на поверхность Европы относительно недавно. Поэтому так важно найти места, где из ледяного панциря бьют гейзеры.

«Полученные данные говорят о том, что вряд ли мы обнаружим жизнь на поверхности Европы. Но это не означает, что ее нет в огромном океане, который спрятан под ледяной корой», — обнадежил энтузиастов Теодоро.