Зонд New Horizons обнаружил, что пояс Койпера простирается значительно дальше, чем считалось ранее

Далеко за орбитами Нептуна и Плутона зонд NASA New Horizons завершил проход пояса Койпера. Точнее, так думали в NASA. Сейчас аппарат находится на удалении 58 а.е. (8,7 млрд км) от Солнца. От дальней границы пояса Койпера, как мы его себе представляли, зонд ушёл вглубь системы как минимум на 3 а.е. (449 млн км). Вот только данные с приборов говорят, что зонд всё ещё продолжает движение в неожиданно плотном облаке межпланетной пыли, словно он ещё не покинул пояс. Данные о размерах частиц пыли и частоте их встреч на пути зонда собирает прибор SDC (Venetia Burney Student Dust Counter). Датчик состоит из 2 эталонных и 12 научных пленочных детекторов из поливинилиденфторида. Прибор вычисляет изменения поверхностной плотности заряда на проводящих пленках, которые возникают в процессе ударов пылинок о плёнку. Модели предсказывали, что после преодоления отметки 55 а.е. (8,2 млрд км) плотность пыли начнёт резко снижаться, ведь крупных объектов там уже не будет и, следовательно, не будет частых столкновений — инициаторов образования пыли. Прибор SDC, как следует из наблюдений и проделанной на их основе научной работы, продолжает фиксировать повышенное содержание пыли в пространстве. К такому результату могут вести несколько путей. Во-первых, пояс Койпера может оказаться намного шире, чем мы до сих пор считали. Во-вторых, давление солнечного излучения в данной области может быть усилено присутствием большего объёма ледяных обломков (воды, метана и других газов), испаряющихся в процессе фотораспыления.

Работа "Новых горизонтов" тем временем продолжается

Миссия New Horizons была продлена в октябре 2023 года. Ожидается, что у него будет достаточно топлива и энергии, чтобы работать до 2040 года на расстоянии более 100 АЕ от Солнца. На таком расстоянии SDC сможет даже зафиксировать переход зонда в область, где в пылевой среде преобладают межзвездные частицы. Это означает, что вместе с дополнительными наблюдениями с помощью телескопов с Земли у "Новых горизонтов" есть уникальная возможность узнать больше о ОПК, источниках пыли и протяженности пояса Койпера. Но также и о межзвездной пыли, а значит, и о пылевых дисках вокруг других звезд. "Эти новые научные результаты, полученные с помощью New Horizons, могут стать первым случаем, когда космический аппарат обнаружил новую популяцию тел в нашей Солнечной системе", — сказал Алан Стерн, руководитель миссии New Horizons. "Не терпится увидеть, как далеко удастся зайти за пределы этих высоких уровней пыли в поясе Койпера".

"Уэбб" нашел галактику, которая может быть старше, чем темная материя

Международная группа астрономов, работающая с помощью телескопа "Джеймс Уэбб"(JWST), подтвердила существование ранее открытой галактики, известной как JWST-7329(ZF-UDS-7329). Эта галактика примечательна тем, что может быть старше, чем темная материя, и имеет возраст 1,5 миллиарда лет (с красным смещением z = 3,205, что соответствует расстоянию 11,5 миллиарда световых лет от Земли с учетом расширения Вселенной). Однако большинство ее звезд относительно старые - им от одного до полутора миллиарда лет, то есть они сформировались через 400 миллионов лет после Большого взрыва (z = 11, или 13 миллиарда световых лет от Земли с учетом расширения Вселенной). Пока неизвестно, с чем это связано. Согласно принятым космологическим моделям, если Вселенная возникла после Большого взрыва, то в эпоху, когда существовала темная материя, она еще не успела собраться в крупные сферические гало, в которых она сосредоточена сегодня. Значит, в теории она не могла спровоцировать массовое образование звезд всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Судя по полученным данным, JWST-7329 - компактная галактика диаметром около 7.5 тысячи световых лет без признаков звездообразования. Чтобы подтвердить качество данных и исключить ошибки, авторы исследования использовали несколько специализированных программ. Все они показали, что галактика образовалась за четыреста миллионов лет, а звездообразование в ней прекратилось за миллиард лет до момента наблюдений.

Стоит отметить, что "Уэбб" обнаружил немало ярких галактик с активным звездообразованием и красным смещением от 10 до 12 z, которые "нарушают" модель формирования звезд с концентрацией темной материи. Авторы исследования отметили, что главное ограничение их работы - наличие лишь одного объекта для исследования. Если мы найдем больше подобных галактик, тогда можно будет убедиться, что JWST-7329 не уникальна в своем роде и ее породило вовсе не конкретное стечение условий формирования. По словам исследователей, JWST способен находить подобные объекты, так что это лишь вопрос времени.

Конец эпохи: что случилось с «Вояджер-1» и что будет дальше?

За последние полвека учёные получили огромный объём информации о Вселенной, включая как данные о Солнечной системе и её объектах, так и о дальнем космосе. Большую работу проделали космические аппараты, без них астрономы до сих пор гадали бы, например, что из себя представляет Европа, спутник Юпитера, или какова поверхность Плутона. «Вояджер-1» и «Вояджер-2» — именно такие аппараты, ставшие надёжными инструментами изучения космоса и служащие человечеству вот уже почти 50 лет. К сожалению, ничто не вечно, и у первого «близнеца» сейчас серьёзные технические проблемы, которые уже вряд ли получится решить. С чего всё началось - 5 сентября 1977 года «Вояджер-1» впервые отправил данные со своих приборов на Землю, и с тех пор поток информации не прекращает поступать, за исключением небольших перерывов. Зонд должен был изучать Юпитер и Сатурн, причём считалось, что он проработает всего несколько лет, после чего системы прекратят функционировать. Но всё оказалось иначе — срок службы двух аппаратов превысил расчётный в десять раз. «Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера в 1979 году, после чего посетил и окрестности Сатурна в 1980 г. Он вместе со своим «близнецом» внёс огромный вклад в изучение Солнечной системы, предоставив подробную информацию об атмосфере планет-гигантов, о спутниках и кольцах.

В частности, «Вояджеры» передали снимки вулканов на Ио (причём действующих), сфотографировали ледяной покров Европы, кольца Сатурна, циклоны Нептуна и многое другое. Информацию, переданную ими, до сих пор изучают.

В 1988 году «Вояджер-1» стал самым отдалённым от Земли аппаратом, созданным руками человека. К сожалению, последние несколько десятков лет зонды работают, что называется, на истощение, поскольку мощность термоэлектрических генераторов постоянно падает.

В 2017 году основные его двигатели отказали, и Земля активировала маневровые двигатели аппарата — впервые за 40 лет. Выяснилось, что деградировали системы коррекции ориентации аппарата, вместо них учёные попробовали использовать двигатель коррекции траектории, простаивавший 37 лет. Удивительно, но запуск показал, что всё хорошо, это позволило предположить увеличение срока службы аппарата ещё на 2-3 года. Забегая вперёд, скажем, что инженеры оказались правы.

Технические проблемы

Перебои в работе оборудования зондов возникали многократно, но каждый раз инженерам и учёным удавалось их решить. Но в 2022 году начались серьёзные проблемы с передачей телеметрии «Вояджером-1». Тогда аппарат стал отправлять странные данные о своём положении — последовательность нулей или 377.

Инженеры NASA объяснили, что всё это связано с AACS (подсистемой пространственной ориентации и маневрированием). Несмотря на то, что зондом всё ещё можно было управлять «вручную», он потерял представление о том, где находится в текущий момент. Скорее всего, причина заключается в негативном воздействии жёсткого излучения на навигационную систему устройства.

Тогда высказывалось даже предположение о влиянии тёмной материи или вещества с отрицательной массой на земной аппарат. Конечно, доказать или опровергнуть это мы не можем, но факт остаётся фактом — навигационная система стала сбоить. Инженерам проекта удалось решить проблему, отправив телеметрию через другой компьютер аппарата.

Но в декабре 2023 года ситуация повторилась. Блок телеметрической модуляции стал отправлять в ЦУП странный двоичный код. В NASA предположили, что проблема в FDS. Это один из трёх компьютеров зонда, работающий вместе с центральным блоком управления и контроля, а также устройством, отвечающим за ориентацию и наведение. Он также управляет сбором различной информации сети датчиков аппарата и объединяет всё это в данные в двоичном коде. А телекоммуникационный блок отправляет информацию на Землю. Возможно, проблема вызвана повреждением памяти в FDS.

Учёные перезагрузили систему, но ничего не получилось — зонд продолжал передавать на Землю невразумительные данные.

«Если мы вернём аппарат к жизни, это будет величайшим чудом. Мы определённо не собираемся складывать руки. Есть и другие методы, которые мы можем попробовать. Но случившееся, безусловно, самая серьёзная поломка с тех пор, как я стала менеджером проекта», — заявила руководитель миссии Сюзанна Додд.

Аппарат нормально принимает данные с Земли и «понимает» их, но это пока ничем не помогает вернуть обмен информацией. Сейчас сотрудники проекта продолжают передавать команды «Вояджеру-1», надеясь на локализацию проблемы при помощи коррекции памяти компьютера. Если в течение нескольких недель ничего не выйдет, то зонд можно будет считать потерянным. Конечно, Земля продолжит получать тот самый поток невразумительных данных, что позволит понять, работает ещё аппарат или нет. Но научной ценности информация уже не несёт.

На текущий момент «Вояджер-1» находится на расстоянии 24 365 306 285 км от Земли и продолжает своё путешествие со скоростью 61 тыс. км/ч. Сейчас для получения ответа от аппарата приходится ждать около 45 часов, настолько велико расстояние.

Не всё потеряно

Близнец зонда, «Вояджер-2», продолжает работать. В 2023 году срок его службы продлили на несколько лет. В частности, учёные решили проблему падения мощности топливного элемента, отключив обогрев систем, которые уже не нужны для поддержания полёта.

Чем дальше улетают аппараты, тем более ценную информацию они передают, поэтому в NASA очень заинтересованы в продолжении работы устройств. Насколько можно понять, системы «Вояджер-2» функционируют стабильно, и пока что никаких критических сбоев нет. В начале 2023 года учёные проанализировали информацию с зонда — оказалось, что всё идёт по плану.

Хотелось бы надеяться, что «Вояджер-2» проработает ещё несколько лет, до момента окончательной потери мощности топливным элементом, и мы сможем узнать ещё много интересного. И конечно, пожелаем удачи NASA с восстановлением работоспособности «Вояджера-1».

«Джеймс Уэбб» сфотографировал планеты около мертвых звезд

После гибели звезд наподобие Солнца остаются белые карлики – остатки их ядер. Но перед смертью такие звезды сильно раздуваются. Внешняя оболочка Солнца, например, поглотит Меркурий, Венеру, Землю, возможно, и Марс. Но остается вопрос относительно судьбы других планет. Новые снимки, сделанные космическим телескопом «Джеймс Уэбб», показывают, как может выглядеть Солнечная система после смерти звезды. Обсерватория обнаружила две планеты-гиганта, которые вращаются вокруг белых карликов – остатков солнцеподобных звезд. Сам по себе прямой снимок экзопланет – большая редкость. Всего несколько десятков из пяти с половиной тысяч было открыто с помощью прямых наблюдений. А тут еще и вместо полноценных звезд – белые карлики. Карлик WD 1202-232 находится на расстоянии 34 световых года от нас, а WD 2105-82 – в 53 световых годах. Пока удалось оценить лишь приблизительно массу обнаруженных планет на их орбитах – от одной до семи масс Юпитера. Зато известны расстояния от белых карликов. В первом случае это 11,47 а.е. (для сравнения, Сатурн находится на расстоянии 9,5 а.е. от Солнца), а во втором случае – 34,62 е.а. (для сравнения, Нептун находится на расстоянии около 30 а.е. от Солнца).

Эти наблюдения показывают, что планеты-гиганты смогли пережить гибель своих звезд и остались на орбитах. Дальнейшие наблюдения покажут, как будет меняться их движение. Возможно, эти планеты постепенно отдаляются от белых карликов и однажды станут блуждающими. В любом случае эти объекты интересны с точки зрения предсказания судьбы планет-гигантов в Солнечной системе после гибели Солнца.

Данные JWST предполагают, что экзопланета K2-18b может иметь расплавленную поверхность

Команда ученых, используя данные космического телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST), обнаружила, что некоторые гикеанские экзопланеты могут иметь расплавленную поверхность. В своем исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters, команда проанализировала данные JWST об экзопланете K2-18b. Предыдущие исследования показали, что существуют определенные экзопланеты, которые обладают признаками, классифицирующими их как архетипически гикеанские. Такие экзопланеты обычно имеют размеры между Нептуном и Землей и атмосферу, которая предполагает наличие поверхностных вод. Такие планеты обычно становятся мишенью исследователей, ищущих жизнь за пределами Земли. Для этого нового исследования команда сосредоточила свои усилия на гикеанской экзопланете K2-18b. Команда ученых изучила модели планеты, построенные ранее другими исследователями, некоторые из которых нашли доказательства того, что планета может быть слишком горячей для наличия океана — вода испарилась бы. Данные JWST выявили доказательства, которые согласуются с такими оценками. Ученые провели анализ атмосферы планеты. Они рассматривали два сценария: если бы на планете был океан и если бы у планеты вместо него была расплавленная поверхность. Оказалось, что оба варианта соответствуют данным JWST. Но поскольку планета очень горячая, последний сценарий, скорее всего, правильный.

Команда ученых предполагает, что исследования, связанные с поиском жизни на экзопланетах, должны сначала проверить температуру планеты, чтобы убедиться, что она не слишком горячая для наличия океана. Ученые заявляют, что данные JWST могут оказаться незаменимыми в ближайшие годы для таких исследований.

Авторы заключают: "Разработка четких, устраняющих неоднозначность атмосферных индикаторов присутствия жидкой воды в сравнении с магматическими океанами является ключевой в наших поисках потенциально пригодных для жизни миров среди населения экзопланет".