Учёные обосновали существование самого большого протопланетного диска в истории наблюдений. Кому-то сильно повезло или повезёт с запасами вещества в звёздной системе. По самым скромным подсчётам, система позволит сформироваться планетам вплоть до газовых гигантов на удалении в 300 раз большем, чем расстояние от Солнца до Юпитера.

Художественное представление протопланетного диска. Источник изображения: NASA

Строго говоря, объект IRAS 23077 + 6707 (IRAS 23077) был открыт около 40 лет назад инфракрасной обсерваторией IRAS. В 2016 году объект подвергся более детальному наблюдению с помощью обзорного телескопа Pan-STARRS. За десятилетие картинка не изменилась, что можно было бы ожидать от скоплений газа и пыли вокруг сверхновых или в процессе других динамических явлений во Вселенной, что заставило учёных по-новому взглянуть на него и, как оказалось, не зря.

Подключив к наблюдению IRAS 23077 + 6707 массив радиотелескопов SMA на Гавайях, учёные увидели, что данный объект обладает всеми характеристиками, присущими протопланетному диску. Но, какому! Газ, пыль, щебень и скопления вещества простирались на гигантское расстояние от родной звезды. Расстояние от неё до фиксируемого приборами края протопланетного диска IRAS 23077 + 6707 было в 300 раз больше, чем расстояние от Солнца до Юпитера, что соответствует 1500 астрономическим единицам.

В центре этой «космической бабочки» скрыт гигантский протопланетный диск. Источник изображений: SAO/ASIAA/SMA/K. Monsch et al/Pan-STARRS

«Данные SMA дают нам неопровержимые доказательства того, что это диск и, в сочетании с оценкой расстояния до системы, показывают, что он вращается вокруг звезды, которая, вероятно, в два-четыре раза массивнее нашего Солнца. Из данных SMA мы также можем взвесить пыль и газ в этом планетарном питомнике, в котором, как мы обнаружили, достаточно материала для формирования многих планет–гигантов — и на расстояниях, более чем в 300 раз превышающих расстояние между Солнцем и Юпитером!», — делятся открытием учёные.

За свой образ в данных радиотелескопа объект IRAS 23077 + 6707 получил прозвище «Чивито Дракулы», объединив в себе национальные акценты учёных-первооткрывателей: одного из Уругвая (чивито — это тот же гамбургер), другого — из Румынии. Объект не удобен для наблюдения в оптическом и инфракрасном диапазоне — протопланетный диск повёрнут к нам под углом, но в радиодиапазоне виден достаточно хорошо, чтобы различить его структуру и молекулярные сигнатуры присутствующих в нём веществ.

Изучение подобных объектов позволит нам лучше понять условия и процессы формирования звёздных систем. Поскольку объект IRAS 23077 + 6707 находится сравнительно недалеко от нас — на удалении примерно 1000 световых лет, он может дать множество подсказок в этой сфере исследований.

В NASA сообщили, что древний космический зонд «Вояджер-1» (Voyager-1) впервые за шесть месяцев после крупного и продолжительного сбоя прислал на Землю научные данные. Информацию передали два научных прибора — магнитометр и датчик плазмы. Для первого в истории человечества зонда за пределами гелиосферы — это бесценная информация. Вскоре команда миссии обещает запустить в работу ещё два инструмента на борту аппарата.

Источник изображения: NASA

Сегодня «Вояджер-1» и «Вояджер-2» являются самыми дальними разведчиками земной цивилизации. Обоим им в конце этого года стукнет по 47 лет. Это два самых старых действующих аппарата NASA. Удивительно даже то, что они всё ещё продолжают собирать научные данные и, в принципе, сохраняют работоспособность.

Крупный сбой в компьютерной системе «Вояджер-1» произошёл в ноябре 2023 года. Вместо телеметрии и научных данных зонд стал передавать на землю бессмысленный набор данных. В апреле 2024 года команда миссии смогла понять причину неисправности — вылетел небольшой сегмент (чип) в оперативной памяти одного из трёх компьютеров зонда. Специалисты сумели обойти неисправный сектор и впервые получили от зонда читаемую информацию.

Дальше было делом техники. Запрос на получение данных от двух научных приборов был отправлен 17 мая и спустя двое суток пришёл ответ — полная информация по наблюдениям (сигнал в один конец путешествовал 22,5 ч). Ещё два прибора — датчик космических лучей и датчик низкоэнергетических заряженных частиц — проходят калибровку и будут введены в строй в течение следующих недель или месяцев. Шесть других приборов на борту зонда либо отключены, либо вышли из строя раньше. Но даже оставшихся хватит на множество новых научных работ.

В NASA сообщили, что зонд Psyche («Психея») впервые на очень длительное время запустил свои «научно-фантастические» двигатели и начал движение в режиме крейсерского полёта. Зонд оборудован электроракетными двигателями на эффекте Холла. В космосе за зондом должен тянуться едва уловимый шлейф синего «пламени» — вылетающих из дюз заряжённых частиц рабочего тела. Это настоящая картинка из будущего, когда химические ракетные двигатели станут архаикой.

Художественное представление зонда «Психея». Источник изображений: NASA

В настоящий момент зонд «Психея» удалился от Солнца дальше орбиты Марса. Последние шесть месяцев команда миссии проверяла техническое состояние бортового оборудования зонда и нашла его в отличной форме. Это дало зелёный свет на переход в крейсерский режим полёта, в ходе которого зонд разгонится с нынешних 135 тыс. км/ч до 200 тыс. км/ч. Плазменные двигатели аппарата будут непрерывно работать до мая 2026 года. Затем двигатели на короткое время будут выключены, за которое «Психея» совершит гравитационный манёвр у Красной планеты.

Плазменный двигатель «Психеи» создаёт давление всего как «три 25-центовика в руке»

Своей цели — богатого металлами астероида «Психея» — зонд достигнет в августе 2029 года. Рядом с астероидом зонд NASA пробудет около двух лет. Считается, что целевой астероид представляет собой зародыш каменистой планеты, подобной Земле. Это лучший способ изучить глубинное строение землеподобных планет без вскрытия собственной.

Траектория полёта зонда «Психея»

В первые 100 дней после запуска 13 октября 2023 года с площадки Космического центра NASA имени Кеннеди во Флориде на ракете Falcon Heavy компании SpaceX зонд «Психея» прошёл комплексную дистанционную проверку, включая передачу на Землю первых изображений с бортовых камер и установление оптического канала связи по лазерному лучу. Позже зонд связался с Землёй по лазеру с расстояния 31 млн км и передал данные на скорости 267 Мбит/с — как по широкополосной сети интернет, только из глубокого космоса. Это будущее дальней космической связи, которое на борту «Психеи» проходит тестирование возможностей.

Среди более чем 5000 открытых учёными экзопланет нашлось настоящее чудо — планета-гигант с плотностью сахарной ваты. Есть только одна экзопланета с ещё меньшей плотностью, и обе они не вписываются ни в какие модели эволюции планет. Это тот случай, когда наука получает шанс продвинуться вперёд, и возможно совсем скоро, в чём поможет космическая обсерватория им. Джеймса Уэбба.

Художественное представление планеты-одуванчика. Источник изображения: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted/STScI

Как сообщила сегодня в журнале Nature Astronomy международная команда учёных, на расстоянии 1232 световых года от Земли открыта одна из самых странных на сегодня экзопланет — WASP-193b. Вселенная полна чудесами, и обнаружить экзопланету с плотностью 0,059 г/см³ — это самое редкое из них. Для сравнения, плотность Земли равна 5,51 г/см³. Плотность Юпитера, с которым экзопланету WASP-193b роднят размеры, составляет 1,33 г/см³. Плотность сахарной ваты, добавим, равна 0,05 г/см³.

Учёные затрудняются вообразить, из какого вещества может стоять экзопланета с подобной плотностью. Она вращается вокруг подобной Солнцу звезды WASP-193. Эта звезда примерно в 1,1 раза больше массы Солнца, а её радиус больше радиуса Солнца в 1,2 раза. Температуры у них похожие, возраст — тоже. Единственное что выделяет эту далёкую систему — экзопланета-одуванчик совершает один оборот вокруг своей звезды за 6,25 дня. В нашей системе таких планет нет.

«Её чрезвычайно низкая плотность делает её настоящей аномалией среди более чем пяти тысяч экзопланет, открытых на сегодняшний день. Эта чрезвычайно низкая плотность не может быть воспроизведена стандартными моделями облучённых газовых гигантов, даже при нереалистичном предположении о структуре без сердцевины», — сетуют учёные. Изучая транзит планеты по диску звезды, исследователи вычислили, что радиус WASP-193b примерно в 1,46 раза больше радиуса Юпитера. Но её масса невероятно мала: всего 0,139 от массы Юпитера.

Изучение второй такой экзопланеты — Kepler-51d, которая намного меньше WASP-193b, дало некоторую подсказку, почему обнаруженный газовый гигант очень лёгкий. По всей видимости, близкая звезда настолько сильно разогревает экзопланету, что её атмосфера распухла до чрезвычайных объёмов. В то же время планета не может находиться в таком состоянии бесконечно долго — максимум несколько миллионов лет. Однако возраст звезды составляет 6 млрд лет и она давно не молодая и не горячая, чтобы сотворить что-то подобное с атмосферой близкой экзопланеты. Одно дело, если бы события происходили на заре рождения звёздной системы. Но спустя 6 млрд лет такое невозможно. По крайней мере, с точки зрения наших знаний.

Учёные намерены разгадать загадку экзопланеты WASP-193b с помощью космической обсерватории им. Джеймса Уэбба. Она создавалась, в том числе, для анализа атмосфер экзопланет. Изучение атмосферы WASP-193b будет продолжено с использованием «Уэбба». Но это будет уже другая история.

Чуть больше полувека назад фантазию людей будоражили каналы на Марсе, которые могли быть искусственного происхождения. Но потом на Марс полетели автоматические станции и спускаемые аппараты, и каналы оказались причудливыми складками рельефа. Зато по мере улучшения регистрирующей аппаратуры Марс стал показывать другие свои чудеса. Последними из них можно считать обнаружение «жутких пауков в городе инков».

Источник изображений: ESA

Орбитальный аппарат Mars Express Trace Gas Orbiter Европейского космического агентства (ESA) с помощью цветной камеры CaSSIS высокого разрешения (4,5 м на пиксель) получил снимки необычных геологических образований на поверхности Красной Планеты. Эти образования похожи на бегающих по песку пауков. Конечно же, на Марсе нет пауков… размером около одного километра в поперечнике. Обнаруженные структуры в среднем именно такого размера. Но парейдолия своё дело делает. На первый взгляд — точно снующие туда-сюда пауки.

На самом деле тёмные пятна с «лапками» — это воронки от выбросов сублимированного сухого льда. Зимой температура на поверхности Марса опускается до -123 °C. Углекислый газ из атмосферы образует отложения на поверхности в виде хорошо известного на Земле сухого льда. С наступлением весны температура атмосферы повышается, но привычного на нашей планете таяния льдов нет. Сухой лёд сразу высвобождает газ и по достижению критического давления в замкнутом пространстве происходит взрыв с образованием воронки. Более тёмное вещество из-под льда разлетается вокруг, образуя тёмное пятно, видимое из космоса.

С «ножками пауков» — радиальными образованиями у воронок — всё ещё интереснее. На самом деле, это трещины под поверхностью льда. Они проявляются благодаря мультиспектральной чувствительности камеры CaSSIS. В оптическом диапазоне трещины не видны.

Наконец, о «городе инков». Так учёные прозвали структуры, которые сверху напоминают развалины древнего города. Эти структуры также образуются с наступлением весны на Марсе, которая своим приходом вносит изменения в его ландшафт.

В декабре 2023 года и в феврале 2024 года зонд NASA «Юнона» (Juno) пролетел над луной Юпитера Ио ближе всего в истории. Если раньше «Юнона» приближалась к поверхности Ио на десятки тысяч километров, то последние пролёты совершены на высоте 1500 км, что позволило получить самые детальные снимки этой луны Юпитера. На основе полученных данных художники NASA создали анимации двух странных объектов на Ио: озера раскалённой магмы и удивительной горы.

Источник изображений: NASA

Луна Ио считается самым вулканически активным телом Солнечной системы. На нём зафиксировано свыше 400 вулканов, значительная часть которых активна. Близкие пролёты позволяют оценить степень активности вулканической деятельности и составить её карту. Также Ио отличается от других крупных спутников Юпитера своим более-менее ровным пейзажем и разницей температур на экваторе и в полярных областях. В последний близкий пролёт Ио, например, «Юнона» впервые получила снимок южного полюса этой луны.

Ио с высоты 16 500 км. Снято во время пролёта 9 апреля 2024 года

«Ио просто усеяна вулканами, и мы застали несколько из них в действии, — сказал представитель программы на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза в Вене. — Мы также получили несколько отличных снимков крупным планом и другие данные о лавовом озере Локи Патера (Loki Patera) длиной 200 километров (127 миль). Удивительные детали показывают эти сумасшедшие острова, расположенные посреди потенциально магматического озера, окруженного горячей лавой. Зеркальное отражение озера, зафиксированное нашими приборами, предполагает, что части поверхности Ио гладкие, как стекло, напоминающее обсидиановое стекло, созданное вулканами на Земле».

Зонд «Юнона» летает по орбите вокруг Юпитера. Изучение Ио можно считать бонусом, тогда как в основном NASA следит за планетой-гигантом. Считается, что Юпитер стал первой планетой, которая сформировалась в Солнечной системе. Это делает её ценным объектом для изучения, которое поможет понять эволюцию как системы, так и других планет. В частности, учёных волнует вопрос содержания воды в атмосфере и в недрах планеты.

Вода — это необходимая основа для зарождения биологической жизни где бы то ни было. Данные по воде в составе Юпитера противоречивы. В 1995 году зонд NASA «Галилео» собрал данные во время 57-мин спуска в атмосферу планеты-гиганта. Данные оказались странными — зонд почти не обнаружил воды, и это шло вразрез с моделями учёных. «Юнона» подсчитывает объём воды в атмосфере Юпитера по содержанию кислорода и водорода — атомов, составляющих молекулу воды. По её данным, воды на Юпитере кратно больше, чем обнаружил «Галилео». На основе этого учёные сделали вывод, что старый спутник, вероятно, вошёл в атмосферу над местной версией Сахары.

Также каждый новый пролёт приближает «Юнону» к перемещению над северным полюсом Юпитера. Этот регион интересен своими циклонами, по размерам, динамике, очертаниям и плотности которых можно получить представление о поведении атмосферы планеты. Зонд делает снимки циклонов в видимом, инфракрасном и микроволновом излучении. Глубже всего под облака проникает микроволновое излучение, которое несёт учёным наиболее ценную информацию о структуре циклонов.

Следующий пролёт рядом с Юпитером «Юнона» совершит 12 мая.

Европейское космическое агентство заключило рамочное соглашение с рядом европейских компаний на создание посадочного модуля и систем по проекту «ЭкзоМарс-2028». Посадочный модуль «Казачок», ракету и ряд приборов для марсохода «Розалинд Франклин» ранее создали в «Роскосмосе», но после февраля 2022 года контракт был расторгнут, а оборудование возвращено в ЕС и Россию. ЕКА разработало новый план доставки марсохода на Марс и начало его реализовывать.

Марсоход «Розалинд Франклин» в представлении художника. Источник изображения: ЕКА

Разработка марсохода затянулась на 4 года. Первоначальный план отправки аппарата на Красную Планету в 2018 году был сорван, и миссия была отложена до 2022 года, что нашло отражение в её новом названии — «ЭкзоМарс-2022». Теперь миссия называется «ЭкзоМарс-2028», что означает стремление ЕКА запустить марсоход в ноябре или декабре 2028 года. В этот период Земля и Марс будут идти на сближение по одну сторону от Солнца, что максимально сократит длительность перелёта. Перенос миссии ещё на пару лет до следующего сближения поставит на проекте крест, поскольку оборудование имеет свой срок жизни.

На днях ЕКА заключила рамочный контракт на «ЭкзоМарс-2028» стоимостью 522 млн евро с консорциумом Thales Alenia Space. Марсоход «Розалинд Франклин» будет оснащён буром, разработанным компанией Leonardo, который будет способен проникать под поверхность Марса на глубину до двух метров. Это принципиально важно, поскольку позволит марсоходу собирать образцы из-под слоя почвы, фактически стерилизованного воздействием излучения на поверхности. Тем самым платформа будет наиболее близка к поиску признаков биологической активности на Марсе в прошлом или даже сейчас.

После отказа от партнёрства с «Роскосмосом» ЕКА рассчитывало на всемерную помощь от NASA. Но у NASA свои проблемы, включая резкое сокращение финансирования программы по возвращению образцов с Марса. Тем не менее, на 2024 год NASA выделит на программу «ЭкзоМарс-2028» $30 млн и поможет с ракетой, а также с рядом компонентов для посадочного модуля и марсхода, например, с батареями питания на основе радиоактивных материалов.

Заключенный с космическим консорциумом Thales Alenia Space контракт, будет разделён на несколько траншей общей стоимостью 522 млн евро. Контракт включает техническое обслуживание и модернизацию уже построенных элементов, а также разработку посадочного модуля входа в атмосферу Марса, спуска и посадки. Компания также будет отвечать за сборку, интеграцию, тестирование и надзор за кампанией запуска.

Консорциум возглавит итальянское отделение Thales Alenia Space. Французские, швейцарские и испанские дочерние компании будут отвечать за обтекатель, парашют, камеры и электронный блок управления тормозными двигателями посадочного модуля, а также за электронику привода марсохода. Британская компания Airbus Defence & Space будет отвечать за марсоход и механические, тепловые и двигательные установки посадочного модуля, в французское ArianeGroup — за тормозной и тепловой экран, а также за тепловую защиту корпуса.

Посадочный модуль будет разрабатывать немецкая компания OHB. Общее управление миссией будет осуществляться центром ALTEC в Италии — это Центр управления операциями марсохода (ROCC). Времени на раскачку нет. Всё надо подготовить и испытать в кратчайшие сроки, что в наше время стабильных задержек проектов на годы вызовет удивление, если миссия состоится в запланированный срок.

С 14 декабря 2023 год зонд NASA «Вояджер-1» (Voyager-1) отправляет на Землю тарабарщину: бессмысленный набор нулей и единиц. В начале марта команда NASA смогла получить полный дамп памяти блока FDS, ответственного за формирование пакетов. Это дало надежду обнаружить корень проблем с аппаратом, достигшим края Солнечной системы. Теперь уверенность в успехе окрепла — инженеры вычислили неисправный чип памяти в блоке.

Источник изображения: Caltech/NASA-JPL

Согласно анализу дампа памяти, в блоке бортовой системы полетных данных (FDS) отказала микросхема памяти, что затронуло около 3 % массива. В рабочем состоянии блок FDS собирает пакеты из телеметрии и научных данных, которые затем отправляет на передатчик. Неисправность микросхемы памяти привела к сбою запуска программы, которая отвечает за работу блока FDS. В настоящий момент уже нет специалистов, которые могли бы прояснить детали работы архитектуры компьютера «Вояджера», ведь система была разработана 50 лет назад.

Тем не менее, проблема отслежена до аппаратной неисправности и потенциально может быть решена. Другое дело, что на это наслаивается множество других сложностей. Зонд «Вояджер-1» удалился от Земли на 24 млрд км, поэтому сигнал до него добирается за 22,5 ч и столько же уходит на обратную дорогу. Проверка каждой команды требует значительного времени и восстановление может затянуться на месяцы. Между тем, часики тикают — ресурс батареи зонда тоже на исходе и через год-два спасать уже будет нечего.

«Хотя это может занять недели или месяцы, инженеры настроены оптимистично, что они смогут найти способ нормальной работы FDS без использования непригодного для использования оборудования памяти, что позволит "Вояджеру-1" снова начать возвращать научные и инженерные данные», — заявили в NASA.

Человечество успешно справилось с обнаружением экзопланет — миров в иных звёздных системах. На очереди открытие экзолун. Эти планетарные тела сравнительно небольших размеров и поэтому обнаружить их пока не удаётся. Зато намного проще может оказаться увидеть будущий спутник, пока он «размазан» тонким слоем пыли и газа по протопланетному диску. Подобные признаки формирования экзолун были обнаружены в молодой звёздной системе PDS 70.

Протопланетный диск системы PDS 70. Источник изображений: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty

Открытие системы PDS 70 несколько лет назад стало подарком астрономам и планетологам. Она расположена сравнительно недалеко от Земли — всего в 370 световых годах. Звезде и протопланетному диску PDS 70 всего 5,5 млн лет — это младенец по сравнению с Солнечной системой, возраст которой оценивается в 4,5 млрд лет. Поэтому система PDS 70 изучалась всеми доступными астрономическими инструментами от наземных до космических. Большинство интересных открытий были сделаны радиотелескопом ALMA и Очень большим телескопом, расположенными в Чили.

Самым впечатляющим открытием стало обнаружение в системе PDS 70 двух формирующихся экзопланет на одной орбите (PDS 70B и PDS 70C). После этого за системой стали следить ещё внимательнее и обнаружили удивительное — вокруг каждой из них наблюдались спиральные завихрения вещества в протопланетном диске. Моделирование показало, что с большой вероятностью это могут быть признаки образования естественных спутников у этих планет. Подобные завихрения вещества учёные наблюдали и раньше в протопланетных дисках других систем, но теперь появилась возможность связать все наблюдения воедино и предположить, что всё это один процесс — рождение будущих лун.

Два ранее обнаруженных зародыша экзопланет на одной орбите

Но на этом сюрпризы не окончились. На внутреннем крае протопланетного диска PDS 70 были обнаружены данные, которые заставили учёных заподозрить формирование там третьей экзопланеты. После подтверждения открытия другими группами планета получит индекс PDS 70D.

«Мы нашли новые доказательства присутствия третьей планеты в системе, которые были предложены на основе наблюдений VLT, — сказал Валентин Кристианс, один из учёных проекта. — Более того, новые инфракрасные измерения [Джеймсом Уэббом], которые мы провели для двух известных протопланет, предполагают наличие вокруг них нагретого материала, который может быть строительным материалом для формирующихся вокруг них лун».

Учёные поделились данными свежих наблюдений о поведении атмосферы Юпитера и состоянии его крупнейших вихрей — знаменитого Большого Красного Пятна и его меньшего собрата Младшего Красного Пятна, а также о других атмосферных процессах. Ещё в поле зрения «Хаббла» попал спутник Юпитера Ио — самое вулканически активное небесное тело Солнечной планеты. Изучение всех этих объектов позволяет лучше понять погоду на Земле и планетах в целом.

Источник изображения: NASA, ESA, STScI

Наблюдения «Хаббла» были проведены 5–6 января 2024 года. Снимки делаются на нескольких длинах волн, что позволяет также заглянуть вглубь атмосферы Юпитера. Интересно, что примерно за год до этого Юпитер подходил на ближайшее расстояние к Солнцу, и там было лето в самом разгаре. Теперь, год спустя, учёные констатируют факт, что атмосфера планеты по-прежнему достаточно разогрета, чтобы там проявлялась повышенная активность ураганов.

Наблюдения за Юпитером и другими планетами Солнечной системы с атмосферами проводятся в рамках программы «Исследование атмосфер внешних планет» (OPAL). Центральным объектом наблюдений остаётся Большое Красное Пятно (БКП). Оно задаёт учёным две главных загадки: когда оно пропадёт и случится ли это вообще, а также, почему пятно красного цвета?

На цвет, вероятно, влияет химический состав атмосферы и взаимодействие её частиц с солнечным светом, в частности — с ультрафиолетовым излучением. Что касается уменьшения размеров БКП, то этот процесс, возможно, ускоряется. Пятно уверенно наблюдается учёными не менее 200 лет подряд. Из первых достоверных источников известно, что его размеры составляли 41 тыс. км. В него тогда могло поместиться три Земли. В 1979 году миссия «Вояджеров» при пролёте Юпитера определила размер БКП как 23 300 км. Наблюдение «Хаббла» в 1995 году дало уже 20 950 км. В 2014 году диаметр пятна уменьшился до 16 500 км, а в 2021 — до 14 750 км. Наконец, в ноябре 2023 года астрофотограф-любитель Дэмиан Пич измерил его как 12 500 км, в которое едва помещается одна Земля.

На новых снимках «Хаббла» запечатлены оба полушария Юпитера (см. выше), который делает один оборот за 10 ч. Кстати, это легко вычисляется как раз по положению БКП. На левом снимке кроме Большого Красного пятна правее и ниже его мы можем разглядеть Младшее Красное Пятно, которое фиксируется с 2006 года после объединения нескольких ураганов в один, после чего оно покраснело.

На правом снимке севернее экватора просматриваются один циклон и один антициклон, которые будут отталкивать друг друга. Также на правом снимке виден спутник Юпитера Ио, на поверхности которого в одном из подходящих диапазонов просматривается чрезвычайная вулканическая активность. Но это уже другая история.

На днях во время 55-й научной конференции по Луне и планетам группа астрономов сообщила, что в районе экватора Марса обнаружен гигантский потухший вулкан. Образование это настолько явное, что остаётся только удивляться, почему учёные его проглядели. Снимки этой местности доступны с 1971 года со времён миссии NASA Mariner 9. В сочетании с другими факторами район вулкана может стать целью для высадки очередного марсохода.

Источник изображений: Pascal Lee and Sourabh Shubham 2024

Исследование района в восточной части Лабиринта Ночи в экваториальной зоне Марса проводилось с прицелом на обнаружение залежей водяного льда. Вода — это кислород для дыхания и ракетное топливо для возвращения экспедиций на Землю. Ранее в этой области был обнаружен реликтовый ледник, объёма воды которого, если данные подтвердятся, будет достаточно для покрытия всего Марса сплошным слоем глубиной около двух метров. Тем самым склоны вулкана могут стать целью для новой экспедиции на планету.

Новый вулкан получил название Гора Ночи (Noctis Mons). Толчком к его идентификации стали последние наблюдения орбитальной станции NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Также для подтверждения находки использовались данные других миссий, включая архивные — это NASA Mariner 9, Viking Orbiter 1 и 2, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и миссии Европейского космического агентства Mars Express.

Вулкан Гора Ночи относится к так называемым щитовым вулканам — образованиям пологой формы. На Земле такие вулканы расположены на Гавайях. Диаметр марсианского вулкана составляет около 250 км, а максимальная высота чуть превышает 9 км. Самый большой щитовой вулкан на Земле обнаружен на дне Тихого океана. Его диаметр составляет 650 км, а высота — 4 км. В этом плане Марс не уникален. На Красной планете Гора Ночи стала седьмым по высоте образованием рельефа. Лидирует гора Олимп высотой 21 км — это самый высокий из известных объектов в Солнечной системе.

«Его открытие указывает на новое захватывающее место для поиска жизни и потенциальное направление для будущих исследований роботов и людей», — отмечается в заявлении Института SETI, который принимал активное участие в исследовании.

Сочетание минералов, вулканического тепла и воды в одном месте делает район Горы Ночи крайне перспективным для поиска внеземной жизни. И это не считая потенциального наличия воды в этом районе. Вулкан долго не могли найти по той причине, что он слишком пологий и эрозия в значительной степени разрушила его стенки.

«Мы изучали геологию района, где в прошлом году обнаружили остатки ледника, когда поняли, что находимся внутри огромного и глубоко разрушенного вулкана», — объясняют учёные. Ранее на присутствие вулкана в этой местности намекали некоторые минералы, обнаруженные с орбиты. Фактически учёные были готовы к тому, что они, наконец, увидели — гигантский размытый временем кратер с признаками даже относительно недавней активности. И это ещё одна загадка Марса — остаётся ли он геологически активным, или его недра давно потеряли способность выбросить на поверхность хоть сколько-то магмы?

NASA представило памятную табличку, которая отправится в систему Юпитера на борту автоматической станции Europa Clipper. Этот зонд NASA будет искать признаки жизни в глобальном подлёдном океане Европы. Ожидается, что там в два раза больше воды, чем во всех земных океанах. Это роднит Землю и Европу, что отражено в оформлении памятного знака.

Источник изображений: NASA

Размеры изготовленной из тантала пластины составляют 18 × 28 см. Формально — это крышка, закрывающая отверстие в отсек с научным оборудованием. Европа находится в центре окружающих Юпитер радиационных поясов. В этом смысле там не просто жарко, а очень жарко. Но для соблюдения давней традиции по отправке посланий человечества в космос, что NASA практикует почти с самого начала миссий на окраины Солнечной системы, крышку оформили как письмо инопланетному разуму.

На одной стороне пластинки нанесена написанная от руки поэма американской поэтессы Ады Лимон (Ada Limón) — «Во славу тайны: поэма для Европы». В верхней части пластины выгравирована абстрактная, в общем-то, формула по вычислению числа цивилизаций в нашей галактике, придуманная в 1961 году американским физиком Фрэнком Дрейком (Frank Donald Drake). Также на лицевой стороне пластины выполнена гравировка портрета учёного Рона Грили (Ron Greeley), ставшего своего рода прародителем американской планетологии, что можно считать прологом к миссии Europa Clipper.

Наконец, на передней стороне пластины выгравированы частоты, на которых совершаются попытки прослушивать инопланетные сигналы. Также на этой стороне закреплены крошечные кремниевые пластинки, на которых выгравированы имена свыше 2,6 млн человек, пожелавших отправить упоминание о себе или о значимых для них людей в космос.

На тыльной стороне пластины расходящимися от центра символами выгравировано 103 произношения слова «вода» на языках и наречиях населяющего Землю человечества. Гравировка представляет визуальное изображение звуковых волн. В центре изображения помещён символ, показывающий воду в американской версии азбуки глухонемых.

Станция Europa Clipper будет отправлена в космос в октябре 2024 года. В систему Юпитера она прибудет в 2030 году. Станция совершит 49 близких пролётов Европы. Основной целью миссии станет поиск признаков жизни в подлёдном океане спутника. Памятная табличка вряд ли будет доставлена на спутник. Скорее всего, как и в случае предыдущих миссий в систему Юпитера, станция будет сожжена в его атмосфере, чтобы не допустить возможного заражения земными микроорганизмами поверхность Европы.

Несмотря на понимание общего принципа формирования планет из протопланетных дисков, большинство деталей человечество не знает. Ответ скрывается во Вселенной. Наблюдая за тысячами протопланетных дисков, можно узнать об их поведении на разных отрезках эволюции. Первым шагом в таких исследованиях стало наблюдение приборами «Джеймса Уэбба» за протопланетным диском звезды TCha, от которого впервые был зарегистрирован ветер — поток частиц и газа.

Художественное представление о ветре из протопланетного диска. Источник изображения: ESO/M. Kornmesser

Впервые линию неона в спектре потока частиц от протопланетного диска ещё в 2007 году обнаружил телескоп «Спитцер». Появление «Уэбба» побудило учёных ещё раз взглянуть на протопланетный диск TCha. Наблюдение помогло выявить ещё три линии, относящиеся к истечению из диска вещества. На этот раз был определён аргон. Оставался вопрос, что побуждает газ покидать протопланетный диск? Обычно такое происходит под воздействием высокоэнергичных фотонов, исходящих от молодой звезды, но это также может происходить под воздействием магнитного поля, индуцируемого самим диском.

Природа утечек, интенсивность этих процессов, а также распределение их во времени позволят понять эволюцию планет от пыли и газа до полноценных небесных объектов планетарной массы. К примеру, планеты Солнечной системы до Марса включительно вобрали в себя мало газов, тогда как дальше в системе расположены газовые гиганты, где газов аномально много. Было бы важно узнать и пронаблюдать, как газы распределены по протопланетным дискам и насколько разноудалённые от звезды планеты способны абсорбировать этот газ до того момента, как звёздный ветер или что-то ещё выдует вещество из протопланетного диска.

Звезда TCha с её протопланетным диском и впервые наблюдаемым учёными ветром от него может дать несколько ответов или подсказок на эти вопросы. Согласно первым оценкам, каждый год из протопланетного диска этой звезды улетучивается вещества как на одну нашу Луну. «Важно знать, как газ рассеивается, поскольку это ограничивает время, оставшееся зарождающимся планетам для поглощения газа из окружающей среды», — поясняют учёные в своей работе.

В данном случае, как показали модели, газ выдувается из диска высокоэнергичными фотонами, исходящими от центральной звезды, что сужает границы возможностей и даёт больше информации для выводов. Но наблюдения за системой будут продолжены.

Система Юпитера служит своего рода уменьшенной версией Солнечной системы и тем привлекает учёных и особенно астробиологов. Подо льдом, составляющим поверхность больших спутников Юпитера, могут скрываться глобальные океаны с инопланетной биологической жизнью. Ещё аппарат NASA «Галилео» засёк выработку кислорода на спутнике Юпитера Европе. Новое исследование зонда «Юнона» только укрепило учёных во мнении, что в океан этой луны может поступать кислород.

Источник изображений: NASA

Данные «Галилео» более чем 20-летней давности давали сильный разброс в оценках количества кислорода, продуцируемого ледяным щитом Европы. С поверхности этой луны могло улетать от нескольких килограммов до тонны кислорода в секунду. Кислород на Европе получается в процессе бомбардировки её поверхности заряжёнными частицами от Юпитера — этот спутник находится в центре радиационных поясов газового гиганта. Радиация расщепляет молекулу воды (льда на поверхности спутника) на водород и кислород. Датчики зондов улавливают ионы этих элементов и определяют интенсивность их потоков.

Прибор Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) на борту современного зонда «Юнона» (Juno) смог собрать данные о заряжённых частицах у спутника при пролёте на высоте 354 км над Европой, что произошло 29 сентября 2022 года. Как отмечают авторы исследования в свежей статье в журнале Nature Astronomy, анализ выявил выработку кислорода на Европе в объёме 12 кг в секунду. Этого достаточно для обеспечения кислорода для дыхания одному миллиону человек в течение суток. Добавим, непосредственно кислород приборы определить не могут. Оценка даётся по регистрации частиц атомарного водорода.

«Когда миссия NASA «Галилео» пролетала над Европой, это открыло нам глаза на сложное и динамичное взаимодействие Европы с окружающей средой. "Юнона" предоставила новую возможность напрямую измерять состав заряжённых частиц, выделяющихся из атмосферы Европы, и нам не терпелось ещё раз заглянуть за занавес этого захватывающего водного мира, — говорят авторы работы. — Но чего мы не понимали, так это того, что наблюдения "Юноны" дадут нам такие жёсткие ограничения на количество кислорода, вырабатываемого на ледяной поверхности Европы».

Выработка кислорода — это один из многих нюансов, которые будет исследовать миссия NASA Europa Clipper, когда она прибудет в систему Юпитера в 2030 году (запуск зонда ожидается в октябре 2024 года). Зонд будет оснащён сложной аппаратурой из девяти научных приборов, позволяющих определить, есть ли на Европе условия, которые могли бы быть пригодны для жизни. Даже теперь очевидно, что часть кислорода попадает в подлёдный океан. Там вполне может существовать биологическая жизнь. Впрочем, «Юнона» ещё не исчерпала свой научный потенциал и хотя основная её научная работа завершена, этот аппарат ещё послужит учёным.

Массивные молодые звёзды оказались способны подавить возникновение планет-гигантов в звёздных системах по соседству, показало исследование, проведённое с помощью космической обсерватории им. Джеймса Уэбба. Учёные ещё раньше обратили внимание на молодую область звездообразования на удалении 1400 световых лет от Земли. Для обнаружившего её «Хаббла» она оказалась непроницаема, но инфракрасный «Уэбб» разглядел её в интригующих подробностях.

На врезке изображение с «Уэбба» на фоне снимка обширной области «Хабблом». Источник изображения: NASA

Звезда системы d203-506 в туманности Ориона — это ничем не примечательный красный карлик массой около 10 % массы нашего Солнца. В принципе, это отличный кандидат на роль прообраза нашей звезды в далёком прошлом, чем он и зародыш его системы в виде протопланетного диска стали интересны учёным. «Мы думаем, что солнечная система сформировалась в среде, подобной Ориону, поэтому наблюдение за системами типа d203-506 — это способ вернуться в прошлое», — говорят исследователи.

Наблюдения с помощью «Уэбба» вскрыло интересную деталь. Несмотря на небольшие размеры звезды в её протопланетном диске, было зафиксировано интенсивное фотоиспарение. Каждый год диск терял массу, равную массе Земли. Это чрезвычайно много для наблюдаемой системы. Виновники пропажи были оперативно найдены. Ими оказались расположенные сравнительно недалеко от системы d203-506 молодые гигантские звёзды массой в 10 раз больше Солнца и со светимостью в 100 тыс. раз больше солнечной. Исходящее от этих звёзд интенсивное ультрафиолетовое излучение бомбардировало протопланетный диск и выдувало из него газ — основу будущих планет-гигантов.

В подобных условиях, пришли к выводу учёные, планеты-гиганты типа нашего Юпитера никогда не сформируются. Однако интрига в том, что наша система рождалась в похожих условиях. Как же нашей системе удалось сохранить и Юпитер и Сатурн?

Всё дело в массе центральной звезды, показывают расчёты. Наше Солнце в 5–10 раз массивнее звезды d203-506. Гравитация Солнца смогла справиться с фотоиспарением и удержала вещество в системе — не дала улетучиться в межзвёздное пространство. Именно благодаря размерам Солнца мы богаты на планеты-гиганты, которые ещё сослужат хорошую службу человеческой цивилизации. Удивительно, но нам снова повезло.