Из атмосферы Венеры происходит крупная утечка газов, в том числе углерода и кислорода, показали данные наблюдений европейского космического зонда BepiColombo. Информация была получена, когда аппарат, направляющийся к Меркурию, пролетал мимо Венеры — её атмосфера оказалась негерметичной. В дальнейшем эти данные помогут в изучении магнитной среды Венеры.

Источник изображения: europlanet-society.org

У Земли есть собственное магнитное поле, которое защищает нашу атмосферу от утечки в космос, а вот Венера такого механизма лишена. Это связано с тем, что более холодная внутренняя часть ядра планеты не окружена расплавленным веществом, движение которого необходимо для создания и поддержания магнитного поля. Электрические токи в атмосфере Венеры создаются за счёт солнечного света, от которого оказывается зависимой и нестабильная магнитосфера планеты.

В августе 2021 года зонд BepiColombo находился в зоне действия этой слабой магнитосферы в течение 90 минут, когда ему было необходимо замедлиться и скорректировать свой курс по пути к Меркурию. Этого времени учёным хватило, чтобы собрать ценную информацию о Венере. Заряженные частицы или ионы, вероятно, покидают атмосферу планеты из-за того, что солнечный свет разгоняет их до чрезвычайно высоких скоростей — этого воздействия оказалось достаточно, чтобы частицы вырывались из гравитации планеты и улетали в космос. «Это тяжёлые ионы, которые обычно движутся медленно, поэтому мы всё ещё пытаемся понять работающие здесь механизмы», — заявила руководитель исследовательского проекта Лина Хадид (Lina Hadid), научный сотрудник Лаборатории физики плазмы во Франции.

В плотной атмосфере Венеры преобладает углекислый газ, но она также содержит азот и другие газовые примеси. Ранее учёным удалось установить, что на ночной стороне Венеры поднимается небольшое количество кислорода, а позже стало известно, что этот элемент в небольших объёмах присутствует и на дневной стороне планеты. Теперь французские учёные выяснили, что концентрация кислорода на Венере снижается одновременно с уменьшением солнечного излучения. Исследование механизмов потери молекул атмосферой Венеры «имеет решающее значение для понимания того, как развивалась атмосфера планеты, и как она потеряла всю свою воду», — добавил соавтор исследования Доминик Делькур (Dominique Delcourt).

BepiColombo, как ожидается, достигнет Меркурия в конце 2025 года. В ближайшее десятилетие Венеру посетят несколько исследовательских аппаратов: европейский Envision, а также американские DAVINCI и VERITAS — все они стартуют предположительно в 2031 году.

До полудня 9 марта ожидается вход в атмосферу Земли 2630-килограммового блока EP9 (Exposed Pallet 9) отработанных аккумуляторов, сброшенного с МКС в марте 2021 года. На тот момент это был самый массивный объект, выброшенный со станции. Данный способ утилизации отработанного оборудования является обычной практикой — такие объекты чаще всего благополучно сгорают в атмосфере.

Источник изображения: twitter.com/planet4589

В преддверии этого события немецкое Федеральное управление по защите населения и помощи при стихийных бедствиях опубликовало заявление: «Ожидается, что между полуднем 8 марта и полуднем 9 марта войдёт в атмосферу Земли и, возможно, распадётся крупный космический объект. Объект представляет собой аккумуляторные батареи с Международной космической станции (МКС). Возможны световые явления или ощущение звукового удара». Вероятность падения обломков объекта на территории Германии в ведомстве оценили как очень низкую.

Источник изображения: twitter.com/Marco_Langbroek

Астроном Джонатан Макдауэлл (Jonathan McDowell) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики уточнил, что вход блока аккумуляторов в атмосферу ожидается между 12:30 по Гринвичу (15:30 мск) 8 марта и 8:30 по Гринвичу (11:30 мск) 9 марта. Специалист по слежению за спутниками Марко Лангбрук (Marco Langbroek) сообщил, что ему удалось снять пролёт объекта над Нидерландами.

EP9 доставил на МКС 20 мая 2020 года японский корабль HTV-9. Он содержал шесть сменных блоков литийионных аккумуляторов, которые во время выхода в открытый космос были установлены вместо никель-водородных батарей.

Всего в 90 световых годах от Солнечной системы обнаружена планета размером с Землю, на которой, теоретически, могла бы существовать жизнь. LP 791-18d нашли благодаря наземным наблюдениям и космическим исследованиям, проводившимся с помощью телескопа Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), а также ныне не функционирующего телескопа «Спитцер».

Иллюстрация. Источник изображения: NASA

LP 791-18d находится на орбите красного карлика в созвездии Кратера в южном небесном полушарии. Наблюдая за орбитой планеты, учёные установили, что LP 791-18d лишь немногим больше и массивнее Земли. При этом она приливно заблокирована — это означает, что одной стороной она всегда направлена к своей звезде. На этой стороне слишком жарко, чтобы там оставалась вода на поверхности, но большая вулканическая активность может привести к существованию на планеты атмосферы, благодаря чему вода может конденсироваться за пределами освещённой зоны — на тёмной стороне.

По данным исследователей, лишь немногие из обнаруженных сегодня экзопланет, как считается, могли бы поддерживать жизнь. Открытие LP 791-18d даёт ещё одну надежду на то, что мечта об обнаружении жизни за пределами Земли рано или поздно осуществится.

LP 791-18d находится на «внутреннем крае» обитаемой зоны или т.н. «зоны Златовласки», в которой не слишком жарко и не слишком холодно для того, чтобы вода в жидком виде могла существовать на поверхности. До открытия LP 791-18d астрономы знали о существовании в той же звёздной системе ещё одной планеты — LP 791-18c, более массивной и крупной.

Когда LP 791-18c проходит близко от LP 791-18d, на последнюю оказывается значительное гравитационное воздействие, из-за чего её орбита является эллиптической. Гравитационное воздействие также слегка деформирует саму планету LP 791-18d, из-за чего на ней наблюдается высокая вулканическая активность. Схожие процессы происходят на одной из лун Юпитера — Ио.

Исследователи уже получили одобрение на изучение атмосферы LP 791-18c с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», благодаря которому можно будет больше узнать о планете. Теперь они надеются добавить в очередь на исследование и LP 791-18d. Благодаря более подробным исследованиям можно будет больше узнать о питаемой вулканическими выбросами атмосфере, а будущие открытия помогут понять, как ингредиенты жизни могут появиться на планетах, отличных от Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Новые наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» показали, что скалистая планета, вращающаяся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, вероятнее всего, не имеет никакой атмосферы. Это лишает учёных надежды на то, что на планете TRAPPIST-1b может обнаружиться биологическая жизнь. Впрочем, в системе имеется ещё шесть землеподобных планет для изучения.

Источник изображения: NASA

Астрономы использовали камеру среднего инфракрасного диапазона Mid-Infrared Instrument (MIRI) телескопа «Джеймс Уэбб» для измерения температуры на планете. Из семи планет системы TRAPPIST-1, планета TRAPPIST-1b размером в 1,4 раза больше Земли, находится ближе всего к местному светилу. Измерения показали, что дневная температура на планете составляет 230 градусов по Цельсию. По мнению астрономов, наличие атмосферы маловероятно, поскольку следов перераспределения света атмосферой или его поглощения углекислым газом или другими веществами не обнаружено. В NASA заявили, что рассчитывали на другие результаты. Некоторые исследователи прогнозировали наличие плотной атмосферы.

Расстояние между TRAPPIST-1b и звездой составляет всего 1/100 от расстояния, разделяющего Землю и Солнце, планета в 40 раз ближе к звезде, чем Меркурий к нашему светилу. Хотя красный карлик светит далеко не так ярко, как Солнце, планета получает вчетверо больше звёздного света, чем Земля. Другими словами, астрономы всерьёз не рассчитывали на наличие жизни ещё до того, как выяснилось, что атмосфера здесь отсутствует. Впрочем, в любом случае речь идёт о большом научном прорыве, поскольку «Джеймс Уэбб» доказал возможность получения подробной информации о столь отдалённом объекте.

Известно, что в системе TRAPPIST-1 имеются как минимум три планеты, имеющие условия для существования воды в жидком виде и в теории способные служить прибежищем для жизни: TRAPPIST-1e, 1f и 1g.

Источник изображения: NASA

TRAPPIST-1 чрезвычайно популярна среди учёных — эта система за исключением Солнечной является самой исследованной по версии NASA. Звезда расположена в 40 световых годах от Солнца. Размер красных карликов подобного типа составляет всего от 0,08 до 0,6 от солнечного, это самый распространённый тип звёзд в Млечном пути. По словам учёных, в нашей галактике находится примерно в 10 раз больше таких звёзд, чем солнцеподобных. При этом 95 % скалистых планет земного размера в Млечном пути, вероятно, вращаются именно вокруг звёзд вроде TRAPPIST-1, поэтому изучение этой звёздной системы может помочь учёным понять, на каких объектах лучшие условия для возникновения жизни.

Предыдущие наблюдения с помощью телескопа «Хаббл» и отправившегося на покой телескопа «Спитцер» не обнаружили следов атмосфер на всех планетах звёздной системы. Тем не менее, учёные не исключают возможности, что на TRAPPIST-1b всё-таки существует очень тонкая атмосфера, которая может отличаться от атмосфер планет Солнечной системы. В июне запланированы новые наблюдения, внимание будет уделяться излучению с другими длинами волн, предлагается наблюдать за большей частью орбиты планеты. Не исключено, что это поможет открыть новые типы атмосферы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Во многих местах, куда в обозримом будущем NASA намерена отправлять пилотируемые и беспилотные миссии, присутствует атмосфера — даже самая разреженная способна оказать разрушительное воздействие на спускаемые аппараты. Поэтому, например, при высадке на Марс использовалась тепловая защита для посадочных модулей. NASA намерена сделать её намного эффективнее — в ноябре она готовится протестировать надувную версию защиты в ходе эксперимента Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID).

Источник изображения: NASA

Поскольку учёные отправляют всё большие грузы во всё более удалённые участки космоса, разработка соответствующих конкретным требованиям вариантов тепловой защиты становится всё более сложной. Так, для выполнения миссий на Марсе, Венере или Титане обязательно потребуется «щит» при входе в атмосферу — кинетическая энергия в ходе снижения преобразуется в тепловую. То же самое касается возвращения космических аппаратов на Землю. Размеры используемых сегодня оболочек ограничены относительно небольшими габаритами ракет, но надувная защита может оказаться намного эффективнее.

LOFTID использует тепловой щит намного большей площади, чем те, что используются в современных ракетах. Новинка будет достигать 6 метров в диаметре. В NASA считают, что подобная разработка подойдёт как для пилотируемых, так и для беспилотных миссий, а также окажется незаменимой при посадке на Марс. Дело в том, что атмосфера Красной планеты достаточно плотная, чтобы вызвать значительный нагрев техники во время посадки, но чересчур разреженная для того, чтобы существенно замедлить её падение. Именно поэтому для мягкой посадки марсоходов Perseverance и Curiosity использовались ракетные двигатели. При этом большая площадь защиты в варианте LOFTID способна обеспечить большее сопротивление при движении посадочного модуля к цели.

В NASA также считают, что будущие версии технологии на основе LOFTID позволят снизить цену выполнения околоземных космических миссий. Например, надувной щит весит относительно немного, но при этом может использоваться для безопасного приземления многоразовых компонентов ракет вроде United Launch Alliance (ULA) Vulcan.

Прототип полетит на борту ракеты ULA Atlas V уже 9 ноября. Это не основной груз миссии, но, возможно, не менее важный, чем погодный спутник Joint Polar Surveyor System-2 (JPSS-2). Вариант LOFTID будет развёрнут на орбите и войдёт в атмосферу. За состоянием модуля будет наблюдать NASA, каждые 20 секунд получая сигнал о состоянии блока. Ещё до посадки на воду надувной щит отстрелит модуль с записями всех необходимых данных, а после этого приводнится при поддержке парашюта.

Учёные из Европы и Чили впервые зарегистрировали присутствие паров бария в атмосфере экзопланеты — они обнаружились у объектов WASP-76b и WASP-121b. Теперь это самый тяжёлый элемент, следы которого были обнаружены в газовых оболочках миров за пределами Солнечной системы, говорится в заявлении Европейской южной обсерватории (ESO).

Экзопланета WASP-76b. Источник изображения: wikipedia.org

Из всех открытых на сегодняшний день экзопланет так называемые горячие юпитеры составляют большинство — это газовые гиганты, находящиеся на крайне небольших расстояниях от своих звёзд, в разы ближе, чем от Солнца удалён Меркурий. Из-за такого соседства атмосферы этих планет раскаляются до 1000–1300 К или даже 2500 К на «солнечной» стороне, как в случае с WASP-76b и WASP-121b. При столь высоких температурах подобные экзопланеты часто демонстрируют немыслимые по земным меркам составы: атмосферы из газообразных металлов и горных пород, облака из свинца и стекла, а также дожди из алмазов, рубинов, сапфиров и других драгоценных каменей в верхних слоях атмосферы.

Атмосферы некоторых горячих юпитеров, установили учёные, часто содержат не только относительно лёгкие углерод и железо, но и значительно более тяжёлые элементы — как теперь выяснилось, в том числе и барий, чья атомная масса в 2,5 раза превышает аналогичный показатель железа. Авторы исследования отмечают, что при температуре 2500 К на «солнечной» стороне на этих экзопланетах постоянно идут железные дожди, а атмосферы, помимо бария, содержат такие элементы как литий, магний, хром, ванадий, кобальт и стронций — эти элементы имеют высокие температуры плавления и кипения, 1600–3200 К.

Учёные отмечают, что пока не могут объяснить присутствие паров бария в верхних слоях атмосферы этих планет. Они лишь могут предположить, что экзопланеты являются ещё более экзотическими, чем считалось ранее.

У добровольных помощников учёных появилась возможность оказать содействие NASA в исследовании облаков Красной планеты. Подать заявку на помощь проекту можно с помощью платформы Zooniverse, при посредничестве которой желающие могут принять посильное участие в настоящей научной работе.

Облака на Марсе, 2021 год //Источник изображения: NASA

Проект с кодовым названием Cloudspotting on Mars (наблюдение за облаками на Марсе) приглашает людей для просмотра снимков, сделанных за 16 лет зондом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), расположенным на марсианской орбите с 2006 года. По данным представителей Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, информация, полученная от волонтёров, может помочь исследователям выяснить, почему плотность местной атмосферы составляет всего 1 % от плотности земной, хотя имеется достаточно свидетельств того, что раньше она была далеко не столь разреженной.

На инфракрасных снимках, сделанных MRO с помощью инструмента Mars Climate Sounder, можно увидеть и фотографии местных облаков. Ранее учёным приходилось просматривать тысячи снимков самостоятельно, на что у них отсутствовали достаточные ресурсы.

Хотя Земля и Марс имеют облака схожих типов, состоящие из водяного льда, на Красной планете имеются и облака из сухого льда, представляющего собой замёрзший углекислый газ. Сортировка облаков очень поможет учёным получить более полное представление об атмосфере Марса на высоте 50-80 км над поверхностью планеты, и о том, как формируются марсианские облака — особенно водяные и каким образом они испаряются в атмосфере в разные сезоны.

Не менее важно то, что проект способен помочь понять, как именно Марс потерял свою атмосферу. Не исключено, что причиной этого стала атмосферная эрозия. Одна из теорий предполагает, что различные природные механизмы способствуют подъёму облаков в верхние слои атмосферы, где солнечная радиация расщепляет воду на водород и кислород. В результате чересчур лёгкий водород под воздействием солнечной радиации уходит в космос.

Помимо зонда MRO, изучение местных атмосферных феноменов осуществляется и в рамках ещё одной миссии NASA — MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution).