Найдены старейшие обломки планет в нашей галактике

Астрономы из Уорикского университета идентифицировали самую старую звезду в нашей галактике. Звезда аккрецирует обломки вращающихся планетезималей, что делает ее одной из старейших скалистых и ледяных планетных систем, обнаруженных в Млечном Пути. Ученые выяснили, что слабому белому карлику, расположенному в 90 световых годах от Земли, а также остаткам его орбитальной планетной системы, более 10 миллиардов лет. Для этого исследования команда астрономов создала модели двух необычных белых карликов, которые были обнаружены космической обсерваторией GAIA ЕКА. Обе звезды загрязнены планетарным мусором, причем было обнаружено, что одна из них необычно голубая, в то время как вторая является самой тусклой и самой красной из обнаруженных на сегодняшний день звезд в местных галактических окрестностях. Команда подвергла обе звезды дальнейшему анализу. Чтобы определить возраст WDJ2147-4035, ученые использовали спектроскопические и фотометрические данные GAIA, «Обзор тёмной энергии» и прибор X-Shooter в Европейской южной обсерватории. В результате астрономы обнаружили, что звезде около 10,7 миллиардов лет, из которых 10,2 миллиарда она остывает. Проанализировав спектр WDJ2147-4035, команда обнаружила присутствие металлов натрия, лития, калия и предварительно обнаружила углерод, поглощаемый звездой. Таким образом, эта звезда является самым загрязненным металлами белым карликом.

Вторая звезда WDJ1922+0233 лишь немного моложе WDJ2147-4035. Она была загрязнена планетарным мусором, состав которого аналогичен составу континентальной коры Земли. Научная группа пришла к выводу, что синий цвет WDJ1922+0233, несмотря на низкую температуру поверхности, вызван необычной смешанной гелий-водородной атмосферой звезды.

Обломки, обнаруженные в атмосфере красной звезды WDJ2147-4035, принадлежат старой планетной системе, которая пережила эволюцию звезды в белого карлика.

«Эти загрязненные металлами звезды показывают, что Земля не уникальна, существуют и другие планетные системы с планетарными телами, похожими на Землю. 97% всех звезд станут белыми карликами, и они настолько распространены по всей Вселенной, что их очень важно изучить, особенно те, что чрезвычайно холодные. Образованные из старейших звезд нашей галактики, холодные белые карлики предоставляют информацию о формировании и эволюции планетных систем вокруг старейших звезд Млечного Пути», – сказала Эббигейл Элмс, ведущий автор статьи.

Астрономы также могут использовать спектры звезды, чтобы вычислить, как быстро металлы погружаются в ядро звезды, что позволяет определить, как много было каждого из этих металлов в первоначальном планетарном теле. Сравнивая это количество с астрономическими телами и планетарным материалом, найденным в Солнечной системе, ученые могут предположить, какими были эти планеты до того, как звезда умерла и превратилась в белого карлика, но в случае WDJ2147-4035 это оказалось непростой задачей.

«Красная звезда WDJ2147-4035 является загадкой, поскольку скопившиеся обломки планет очень богаты литием и калием, и не похожи ни на что известное в нашей Солнечной системе. Это очень интересный белый карлик, поскольку его сверххолодная температура поверхности, загрязняющие его металлы, его преклонный возраст и тот факт, что он магнитный, делают его чрезвычайно редким», – сказала Эбигейл. – «Когда эти старые звезды формировались более 10 миллиардов лет назад, Вселенная была менее богата металлами, чем сейчас, поскольку металлы образуются в эволюционировавших звездах и в гигантских звездных взрывах. Два наблюдаемых белых карлика дают возможность изучить процесс формирования планет в бедной металлами и богатой газом среде, которая отличалась от условий, в которых формировалась Солнечная система».

Две звезды малой массы и один коричневый карлик были обнаружены вокруг старых звезд

Используя спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), группа астрономов обнаружила трех компаньонов старых звезд — две звезды малой массы и одного коричневого карлика. Эти объекты размером с Юпитер, но при этом они в 70 раз массивнее самой большой планеты Солнечной системы. Об открытии сообщается в статье, опубликованной 25 октября на сервере arXiv dot org. TESS проводит исследование около 200 000 самых ярких звезд, находящихся вблизи Солнца, с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент спутник идентифицировал почти 6000 экзопланет-кандидатов (TESS Objects of Interest, TOI), 266 из которых уже подтверждены. TESS также помогает астрономам в поисках коричневых карликов и звезд-компаньонов. Группа астрономов из Университета Цинхуа в Пекине сообщила об обнаружении транзитных сигналов вокруг трех старых субгигантов TOI-2336, TOI-1608 и TOI-2521, имеющих спектральные классы F и G. Последующие наблюдения с использованием наземных обсерваторий показали, что сигналы вызваны не экзопланетами, а гораздо более массивными объектами. Коричневый карлик TOI-2336 b имеет радиус 1,05 радиуса Юпитера, а его масса составляет почти 70 масс Юпитера, что дает плотность на уровне 75 г/см3. TOI-2336 b обращается вокруг родительской звезды каждые 7,71 дня на расстоянии около 0,08 а.е.

TOI-1608 b примерно на 21% больше и, по меньшей мере, в 90 раз массивнее Юпитера, его плотность составляет 63,7 г/см3. Согласно исследованию, объект находится на расстоянии 0,04 а.е. от TOI-1608, а его орбитальный период составляет приблизительно 59 часов. Ученые предполагают, что TOI-1608 b – М-карлик малой массы.

TOI-2521 b – объект размером с Юпитер, но при этом он примерно в 77,5 раз массивнее самой большой планеты Солнечной системы. Его плотность около 93 г/см3. TOI-2521 b также считается М-карликом малой массы с периодом обращения 5,56 суток. Он находится на расстоянии около 0,06 а.е. от TOI-2521.

Подводя итоги, исследователи подчеркнули, что все три объекта являются «раздутыми». «Мы обнаружили, что все три компаньона имеют завышенные радиусы по сравнению с моделями эволюции коричневых карликов и звезд малой массы», - заявили авторы статьи.

Представлены новые доказательства наличия солёной воды на Марсе

Марс известен как каменистая планета, но появляется все больше доказательств, что в основании полярных отложений Марса существует соленая вода. Профессор Университета Южного Квинсленда Грациелла Капрарелли является частью международной команды, исследующей сигналы, отраженные от внутренних структур Марса, которые были впервые обнаружены в данных, полученных в период с 2010 по 2019 год с помощью радиолокационного эхолота MARSIS на борту Mars Express. Итальянская команда предположила, что они указывают на соленые озера, и опубликовала свое исследование в Science в 2018 году и в Nature Astronomy в 2021 году. Недавно новое сотрудничество между итальянской командой и американскими исследователями предоставило новые доказательства, подтверждающие эту интерпретацию. Результаты этих исследований были опубликованы в журналах Nature Communications и Journal of Geophysical Research: Planets. Профессор Капрарелли сказала, что новые лабораторные эксперименты и моделирование исключили альтернативные интерпретации. «Мы исследовали такие вопросы, как возможность того, что сильные радиолокационные сигналы могут создаваться другими типами материалов, такими как глина или соляной лед, или конструктивными помехами», - сказала она. – «В последних работах рассматривается давний вопрос, связанный с температурами у основания южной полярной шапки: до сих пор они считались слишком низкими даже для того, чтобы рассолы оставались жидкими».

Профессор Капрарелли разработала тепловые модели и рассчитала диапазон температур у основания южной полярной шапки Марса, под южнополярными слоистыми отложениями (SPLD).

«Мы решили изучить физические свойства самих отложений, смоделировав распространение радиолокационных волн через водяной лед и пыль», – сказала она.

Новые расчеты ограничивают процентное содержание пылевых включений в отложениях на уровне от 5% до 12%, дополнительно устанавливая верхний предел температуры основания в 230 К (-43°C).

«Наши исследования показывают, что температура у основания SPLD, рассчитанная исследователями (приблизительно 170-180 К), была сильно занижена, и вместо этого она может легко достигать 200 К (-73 ° C), что находится в пределах температур плавления перхлоратных рассолов», – сказала профессор Капрарелли. ¬– «Новые лабораторные эксперименты, проведенные в лабораториях Университета Рома Тре (Италия) и Юго-Западного исследовательского института (США), дополнительно демонстрируют, что физические свойства рассолов при этих пересмотренных температурах полностью соответствуют силе радиолокационных сигналов, полученных с марсианских южнополярных отложений».

Антенны LOFAR обнаружили свечение вокруг скопления галактик Abell 2255

Голландско-итало-немецкая группа астрономов наблюдала свечение радиоизлучения вокруг скопления из тысяч галактик. Они объединили данные с тысяч антенн LOFAR, которые были сфокусированы в течение 18 ночей на площади размером с четыре полных луны. Это первый случай, когда астрономам удалось зафиксировать радиоизлучение такой большой площади в течение такого длительного времени настолько детально. Они опубликовали свои результаты 2 ноября в журнале Science Advances. Астрономы изучали Abell 2255. Это скопление из тысяч галактик находится примерно в миллиарде световых лет от Земли в направлении созвездия Дракона. Новые изображения в 25 раз четче и содержат в 60 раз меньше шума, чем изображения, сделанные с помощью предшественника LOFAR. «Основываясь на новых изображениях и наших расчетах, мы считаем, что радиоизлучение от Abell 2255 было сгенерировано во время формирования кластера», – сказал руководитель исследования Андреа Боттеон и добавил, что это первый случай, когда астрономы изучали эти процессы очень далеко от центра скопления. «В нашей теории мы предполагаем, что частицы ускоряются за счет огромной турбулентности и ударов, возникающих во время формирования скопления. В свою очередь, эти движения также могут усиливать магнитные поля», – заявил Боттеон.

В будущем исследователи хотят нацелить телескопы LOFAR и еще не построенные телескопы, такие как Square Kilometer Array, на другие скопления галактик. Кроме того, они намерены более подробно понаблюдать за Abell 2255. Так они надеются узнать больше о космической паутине, которая соединяет скопления галактик.

Миссия Lunar Flashlight готова к поиску водяного льда на Луне

NASA отправляет Lunar Flashlight, небольшой спутник размером с портфель, на поиски воды на Луне. Космический аппарат будет использовать специальные лазеры, чтобы осветить темные кратеры и разглядеть, есть ли внутри них вода. Миссия будет запущена на ракете SpaceX Falcon 9 в середине ноября. Спутник выйдет на почти прямолинейную гало-орбиту для сбора научных данных. В самой удаленной точке он будет находиться на расстоянии 70 000 километров от Луны, а при самом близком сближении спутник окажется на расстоянии 15 километров над южным полюсом Луны. Lunar Flashlight будет второй миссией NASA, использующей этот тип траектории. Первой стала миссия NASA CAPSTONE, которая прибудет на свою орбиту 13 ноября. Почти прямолинейная гало-орбита позволит спутнику сэкономить на топливе. Lunar Flashlight станет первым межпланетным космическим кораблем, использующим новый вид «зеленого» топлива, которое безопаснее в транспортировке и хранении, чем обычное топливо, используемое в космосе. Новое топливо сгорает с помощью катализатора и не требует отдельного окислителя. Lunar Flashlight также станет первой миссией, в которой будет использоваться четырехлазерный рефлектометр для поиска водяного льда. Рефлектометр работает с использованием длин волн ближнего инфракрасного диапазона, которые легко поглощаются водой. Если лазеры попадут на голую скалу, их свет отразится обратно, сигнализируя об отсутствии льда. Но если свет будет поглощен, значит, эти темные кратеры действительно содержат лед.

«Это захватывающее время для исследования Луны. Запуск Lunar Flashlight, наряду со многими миссиями малых спутников, которые находятся на борту «Артемиды I», может заложить основу для научных открытий, а также поддержать будущие миссии на поверхность Луны», – сказал Роджер Хантер, руководитель программы по технологии малых космических аппаратов в Исследовательском центре Эймса NASA в Калифорнии.