Новая карта водных ресурсов Марса окажется бесценной для будущих исследований

Новая карта Марса показывает залежи полезных ископаемых по всей планете. Она тщательно создавалась в течение последнего десятилетия с помощью данных, полученных спектрометрами автоматической межпланетной станции «Марс-Экспресс» — OMEGA (Observatoire pourla Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activite) и CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars). На карте указаны местоположения водных минералов. Большим сюрпризом стала их распространенность: еще десять лет назад планетологи знали только около 1000 мест с залежами этих минералов, однако на новой карте указаны сотни тысяч таких районов. Не может быть никаких сомнений в том, что вода сыграла огромную роль в формировании геологии по всей планете. Новая карта показывает, что все намного сложнее, чем считалось раньше. Хотя многие марсианские соли, вероятно, сформировались позже, чем глины, на карте можно увидеть множество исключений: смешивание солей и глин, и соли, которые старше глин. «Эволюция от большого количества воды к отсутствию воды не так однозначна, как мы думали. Вода не исчезла за одну ночь. Мы видим огромное разнообразие геологических контекстов, так что ни один процесс или простая временная шкала не могут объяснить эволюцию минералогии Марса. Это первый результат нашего исследования. Во-вторых, если исключить жизненные процессы на Земле, Марс демонстрирует такое же разнообразие минералогии, как и Земля», — говорит Джон Картер из Института космической астрофизики (IAS).

Кратер Джезеро и его окрестности содержат множество минералов, которые были изменены водой в прошлом. Это преимущественно глинистые и карбонатные соли. Из минералов, идентифицированных в этом регионе, карбонат представляет собой соль, филлосиликаты Fe/Mg - глины, богатые железом и магнием, а гидратированный кремний - это форма диоксида кремния, который образует опал.

В рамках создания новой глобальной карты минералов Марса было обнаружено, что плато Оксия богато глинами. Эти глины включали богатые железом и магнием минералы смектита и вермикулита, а также местный каолин, который известен на Земле как китайская глина. Гидратированный кремнезем также нанесен на карту над древней дельтой в Оксии. Данные были получены с помощью ЕКА Mars Express и НАСА Mars Reconnaissance Orbiter.

Эта работа очень важна для специалистов по планированию миссий. Во-первых, водные минералы по-прежнему содержат молекулы воды. Вместе с известными местами захоронения водяного льда, это обеспечивает возможные места для извлечения воды, что является ключом к созданию человеческих баз на Марсе. Глины и соли также являются распространенным строительным материалом на Земле. Во-вторых, даже до того, как люди отправятся на Марс, водные минералы обеспечат нас фантастическими местами для проведения научных исследований. В рамках этой кампании по картированию минеральных ресурсов был открыт богатый глиной участок плато Оксии, который был выбран в качестве места посадки марсохода ЕКА «Розалинд Франклин».

Ракета NASA изучит взорвавшуюся звезду

Финансируемая NASA ракета-зонд Micro-X будет вести наблюдение за остатками взорвавшейся звезды Кассиопея А (Кас А), которые находятся на расстоянии около 11 000 световых лет от Земли в созвездии Кассиопея. Кассиопея А была открыта в 1948 году и стала одним из наиболее изученных объектов в ночном небе. Подобно шрапнели, вещества от взрыва распространились в космосе примерно на 13 световых лет. «Солнце и 14 ближайших к нему звезд поместятся внутри остатка сверхновой Кас А», - сказал Энектали Фигероа-Фелисиано, профессор физики и астрономии Северо-Западного университета в Иллинойсе и главный исследователь миссии Micro-X. Чтобы наблюдать за Кас А, ученые запустят зондирующую ракету. Ракеты-зонды совершают короткие 15-минутные полеты в космос, прежде чем вернуться на землю. Когда Micro-X окажется в космосе, у нее будет около пяти минут, чтобы понаблюдать за Кас А, фокусируясь на рентгеновском излучении. Космические рентгеновские лучи поглощаются нашей атмосферой и поэтому обнаруживаются только из космоса. Хотя многие миссии наблюдали Кас А, новые детекторы на Micro-X увидят его намного лучше чем раньше. «Разрешение Micro-X примерно в 50 раз выше, чем у существующих орбитальных обсерваторий», - отметил Фигероа-Фелисиано.

Одной из целей Micro-X является тестирование новых рентгеновских детекторов для будущих миссий, таких как миссия ЕКА (Европейского космического агентства) «АФИНА».

Micro-X впервые была запущена 23 июля 2018 года, но система управления ориентацией ракеты вышла из строя. Детекторы работали, но не могли точно указать на Кас А в период наблюдения.

Если все пойдет по плану, Micro-X безопасно спустится на землю для восстановления. «Мы надеемся вернуть зонд, отремонтировать и запустить снова», - заявил Фигероа-Фелисиано.

Телескоп Джеймса Уэбба получил новое изображение галактики NGC 1365

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) продолжает предоставлять потрясающие изображения Вселенной. Последнее фото пришло от Джуди Шмидт, астрофотографа, которая обработала снимок спиральной галактики NGC 1365, сделанный JWST. Как указывает Шмидт, она обработала изображение, используя данные, предоставленные командой Physics at High Angular resolution в Nearby GalaxieS (PHANGS). NGC 1365 - это двухполосная спиральная галактика, расположенная на расстоянии около 56 миллионов световых лет в созвездии Печи. Диаметр этой галактики примерно в 2 раза больше, чем у Млечного Пути. Она отличается тем, что ее широкие рукава далеко простираются от центрального стержня, придавая ей Z-подобную форму. Астрономы предполагают, что этот стержень играет решающую роль в эволюции галактики, притягивая газ и пыль к ядру, формируя новые звезды и питая сверхмассивную чёрную дыру (SMBH), которая обладает массой равной примерно двум миллионам солнечных масс, и вращается со скоростью близкой к скорости света.

NGC 1365 и другие спиральные галактики с перемычками представляют большой интерес для астрономов из-за новых наблюдений, которые показали, что Млечный Путь также может быть спиральной галактикой с перемычкой. Такие галактики, по оценкам, составляют две трети всех спиральных галактик во Вселенной. JWST хорошо подходит для изучения их ядер и наблюдения за силами, которые управляют такими явлениями, как звездообразование, сверхмассивные черные дыры, релятивистские струи и прочее.

Испытательная камера для нового космического картографа NASА передана в лабораторию SPHEREx

После трех лет проектирования и строительства, специально оборудованная испытательная камера для предстоящей миссии SPHEREx NASA была доставлена в Калифорнийский технологический университет (Caltech) в Пасадене. SPHEREx (сокращение от Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization и Ices Explorer) создаст уникальную карту космоса, которая будет содержать сотни миллионов объектов, включая звезды, галактики, звездообразующие регионы и другие космические чудеса. В отличие от любой другой карты, она будет предоставлять изображения отдельных объектов, а также спектр для каждой точки в небе. Спектры могут содержать большое количество информации о космических объектах, включая их химический состав, возраст и расстояние до далеких галактик. Для того, чтобы SPHEREx сделал все это возможным, телескоп должен быть в состоянии не только противостоять суровым условиям космоса, но и успешно в этих условиях работать. Для этого и нужна специальная испытательная камера. Цилиндрическая камера из нержавеющей стали была построена Корейским институтом астрономии и космических наук (KASI). Она будет использоваться для тестирования детекторов SPHEREx (в основном его камер) и оптики.

Испытательная камера предназначена для охлаждения детекторов до минус 200 градусов по Цельсию. Это необходимо для того, чтобы убедиться, что их собственное тепло не поглотит свет от объектов, которые были выбраны для наблюдения.

Но сначала команда SPHEREx должна проверить, в фокусе ли детекторы. Ученые должны будут получить расстояние между детекторами и оптикой в пределах 7,5 микрометров, или около одной десятой ширины человеческого волоса.

«Ряд факторов может повлиять на фокусировку нашего инструмента», - сказал Фил Корнгут, исследователь в Caltech. - «Очень важно, чтобы мы настроили фокус перед полетом, и единственный способ сделать это - через специальное криогенное оптическое тестирование в среде, обеспечиваемой камерой KASI».

Камера также настроена на калибровку спектрометра SPHEREx, который определит спектр каждой точки на небе.

В 2018 году KASI запустила миссию под названием Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history (NISS), которая имеет сходство с SPHEREx. Работа над NISS дала команде KASI необходимый опыт для создания испытательной камеры.

На данный момент камера была доставлена в испытательную лабораторию SPHEREx, где она будет находиться около 18 месяцев, пока не будут завершены испытания оборудования.

Подземные воды на Марсе не оправдывают ожиданий

Новый анализ сейсмических данных миссии NASA Mars InSight показал, что на глубине 300 метров под местом посадки около марсианского экватора либо нет льда, либо он присутствует в очень маленьких количествах. «Мы обнаружили, что кора Марса слабая и пористая. Отложения плохо сцементированы. И льда либо нет совсем, либо он есть, но его очень мало», — сказал геофизик Вашан Райт из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего. Райт и трое его соавторов опубликовали свой анализ в Geophysical Research Letters. Результаты анализа противоречат популярной теории о том, что произошло с водой на Марсе. Считается, что на красной планете изначально могли быть океаны воды. Специалисты предполагали, что вода вошла в состав минералов, которые, как цемент, скрепляют кору планеты. Однако отсутствие сцементированных отложений указывает на нехватку воды на глубине до 300 метров под местом посадки InSight вблизи экватора. Космический корабль InSight приземлился на Elysium Planitia, плоской, гладкой равнине недалеко от марсианского экватора, в 2018 году. Среди его инструментов есть сейсмометр, который измеряет вибрации, вызванные марсотрясениями и падением метеоритов.

Ученые связали полученную от него информацию с огромным массивом знаний о поверхности, включая изображения марсианских форм рельефа и данные о температуре. Поверхностные данные предполагали, что недра могут состоять из осадочных пород и потоков лавы. Тем не менее, команде пришлось учитывать неопределенность в отношении свойств недр, таких как пористость и содержание минералов.

Сейсмические волны от марсотрясений дают представление о природе материалов, через которые они проходят. Возможные цементирующие минералы, такие как кальцит, глина, каолинит и гипс, влияют на сейсмические скорости. Команда Райта из Scripps Oceanography применила компьютерное моделирование для интерпретации скоростей, полученных из данных InSight. Моделирование, показывающее подземную среду, состоящую в основном из несцементированного материала, лучше всего соответствовало полученным данным.

После миссии по возврату образцов приоритетом NASA на следующее десятилетие является миссия Mars Life Explorer, целью которой является бурение скважины в марсианской коре на высоких широтах. Также рассматривается международная роботизированная миссия Mars Ice Mapper, которая поможет NASA определить потенциальные научные цели для первых пилотируемых миссий на Марс.

Обнаружен новый далекий и холодный коричневый карлик

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) международная группа астрономов обнаружила новый тусклый, далекий и холодный коричневый карлик. Недавно обнаруженный объект, получивший обозначение GLASS-JWST-BD1, оказался примерно в 31 раз массивнее Юпитера. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 29 июля на arXiv.org. Коричневые карлики являются промежуточными объектами между планетами и звездами. Астрономы в целом согласны с тем, что это субзвездные объекты, имеющие диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера. Т-карлики - класс коричневых карликов с эффективной температурой от 500 до 1500 К. Это самые холодные и наименее яркие из обнаруженных до сих пор подзвездных объектов. Хотя на сегодняшний день обнаружено множество коричневых карликов, Т-карлики не очень распространены, поскольку на данный момент идентифицировано всего около 400 таких объектов. Открытие нового Т-карлика было сделано в рамках проекта «Сквозь Зазеркалье» (GLASS-JWST) программы JWST Early Release Science (ERS), нацеленного на изучение массивного скопления галактик Abell 2744. «Открытие стало возможным благодаря чувствительности JWST на длинах волн 4 мкм и панхроматическому охвату 0,9–4,5 мкм спектрального распределения энергии», — пишут ученые в статье.

Согласно исследованию, GLASS-JWST-BD1 имеет массу около 31,43 массы Юпитера и эффективную температуру около 600 К. Возраст этого коричневого карлика оценивается в 5 миллиардов лет.

Сравнение с теоретическими моделями позволяет предположить, что GLASS-JWST-BD1 является Т-карликом позднего типа. Новый объект находится на расстоянии от 1 850 до 2 350 световых лет от Земли в направлении перпендикулярном плоскости Млечного Пути. Результаты показывают, что этот объект, вероятно, является частью гало.

Астрономы отметили, что необходимы дальнейшие наблюдения за GLASS-JWST-BD1, чтобы подтвердить его Т-карликовую природу.

Авторы статьи подчеркнули, что их открытие демонстрирует способность JWST исследовать отдаленные маломассивные галактические звездные и субзвездные объекты.

Астрономы обнаружили 21 нового кандидата в белые карлики с чрезвычайно малой массой

Используя данные Большого многоцелевого спектроскопа для наблюдения обширных районов неба (LAMOST) и спутника ESA Gaia, астрономы обнаружили, с высокой вероятностью, 21 новых белых карлика с чрезвычайно малой массой. Об этом сообщается в статье, опубликованной 27 июля на сервере препринтов arXiv. Чрезвычайно маломассивные (ELM) белые карлики (WD) — редкие объекты, встречающиеся чаще всего в короткопериодических двойных системах. В двойных системах ELM WD одна из звезд имеет массу менее 0,3 массы Солнца. Предполагается, что столь малая масса не может быть результатом обычной эволюции одиночной звезды; поэтому считается, что эти системы претерпевают значительную потерю массы в ходе своей эволюции. На сегодняшний день известны всего около 100 ELM WD, поэтому поиск новых систем и их подробное изучение имеет важное значение для углубления наших знаний о звездной эволюции. Предполагается, что некоторые системы этого типа также излучают гравитационные волны и, следовательно, могут пролить больше света на природу этого явления. Теперь группа астрономов во главе с Куном Ваном из Западно-Китайского педагогического университета в Наньчуне, Китай, сообщает об открытии 21 новой WD ELM после исследования более 100 известных объектов-кандидатов этого типа.

«Основываясь на спектральной базе данных LAMOST DR8, мы проанализировали 136 кандидатов в ELM WD, выбранных из данных Gaia DR2, и 12 известных объектов, ранее идентифицированных с помощью ELM Survey», — пишут исследователи в статье.

В целом, команда Ванга изучила в общей сложности 188 спектров LAMOST с низким разрешением, 172 из которых принадлежат 136 кандидатам ELM WD. Другие 16 спектров относятся к 12 ранее известным образцам. Ученые получили параметры атмосферы и лучевые скорости (ЛС) по каждому из 188 спектров LAMOST. Результаты указывают на большое разнообразие звезд среди 136 кандидатов в ELM WD, большинство из которых могут быть горячими субкарликами или стандартными белыми карликами.

В ходе исследования была выявлена 21 новая высоковероятная ELM WD с массой ниже 0,3 массы Солнца и оценками параллакса, которые согласуются с точностью до трех. Два недавно обнаруженных кандидата в ELM WD, обозначенные как J0338+4134 и J1129+471, демонстрируют значительную изменчивость ЛС, и исследователи предполагают, что они, скорее всего, представляют собой двойные системы, содержащие по крайней мере один ELM WD. J0338+4134 и J112 +471 также являются единственными двумя новыми высоковероятными ELM WD, которые имеют больше одного спектра.

Кроме того, астрономы обнаружили, что J0338+4134 демонстрирует относительно высокое проецируемое вращение, которое может быть результатом вращения, смешения линий или орбитального размытия. Однако для подтверждения этого вывода необходимы дальнейшие последующие спектроскопические наблюдения с высоким разрешением.

Авторы статьи отметили, что их исследование демонстрирует потенциал использования LAMOST для поиска и исследования новых ELM WD.

«Данные ЛС LAMOST из разных эпох позволят нам подтвердить их природу как ELM WD и получить их физические параметры», — заключили они.

Суперземля Ross 508b движется по краю обитаемой зоны вокруг красного карлика

Астрономы открыли первую экзопланету в рамках программы Subaru Strategic Program, используя инфракрасный спектрограф IRD телескопа «Субару» (IRD-SSP). Эта планета, Ross 508b, представляет собой суперземлю массой примерно в четыре массы Земли, расположенную в обитаемой зоне вокруг звезды. На поверхности такой планеты может присутствовать жидкая вода, и поэтому она может сыграть важную роль в будущих поисках жизни в системах звезд небольшой массы. Исследования экзопланет, которые достигли больших успехов в последние годы, после открытия гигантской планеты на орбите вокруг звезды, подобной Солнцу, в настоящее время переориентированы на красные карлики – звезды, имеющие массы, много меньшие, по сравнению с Солнцем. Однако при наблюдениях красных карликов астрономы сталкиваются с проблемой, обусловленной низкой светимостью этих источников. Предыдущие поиски планет с использованием спектрометров видимого света позволили открыть лишь несколько планет на орбитах вокруг расположенных очень близко к нам красных карликов, например, планету Проксима Центавра b. В частности, красные карлики с температурой ниже 3000 градусов (красные карлики позднего типа) не изучались систематически на предмет наличия планет. Транзитный метод, который позволяет регистрировать изменения яркости звезд при прохождении планеты перед звездой, не требует настолько большого числа фотонов, как спектроскопический допплеровский метод, поэтому в последнее время транзитный метод приобрел большую популярность. Поиски планет транзитным методом с использованием спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) помогают обнаруживать планеты земного типа на орбитах вокруг относительно массивных красных карликов (красные карлики раннего типа).

Японский центр астробиологии успешно разработал инструмент IRD (InfraRed Doppler instrument), первый в мире высокоточный инфракрасный спектрограф для телескопов 8-метрового класса. Инструмент IRD, установленный на телескопе «Субару», может обнаруживать крохотные колебания скорости звезды, сравнимые со скоростью идущего пешком человека.

Программа IRD Subaru Strategic Program (IRD-SSP), предполагающая поиски планет в системах красных карликов позднего типа, стартовала в 2019 г.

В настоящее время проект находится на этапе проведения интенсивных наблюдений 50 многообещающих красных карликов, которые были тщательно отобраны из значительно более обширного исходного пула звезд.

Первая экзопланета, открытая в рамках программы IRD-SSP, расположена на расстоянии приблизительно в 37 световых лет от Земли, на орбите вокруг красного карлика Ross 508, масса которого составляет лишь одну пятую от массы Солнца.

Эта планета, Ross 508b, имеет минимальную массу всего лишь примерно в 4 массы Земли. Среднее расстояние до родительского светила для планеты составляет лишь 0,05 астрономической единицы (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), и планета движется у внутреннего края обитаемой зоны. Интересно отметить, что орбита планеты может иметь относительно высокий эксцентриситет, или эллиптический характер, и в таком случае планета будет заходить в обитаемую зону с периодом в 11 суток, указывают авторы.

До настоящего времени было открыто лишь три планеты на орбитах вокруг настолько малых звезд, включая планету Проксима Центавра b. Программа IRD-SSP будет продолжать помогать открывать новые планеты, отметили авторы.

Работа опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.