Многие учёные считают Венеру «пришедшей в негодность» Землёй. На Венере сложились условия для мощнейшего парникового эффекта, который мог погубить на ней древнюю жизнь. Но что, если Венера вечно была сухой? Учёные из Кембриджского университета решили проверить такую возможность, что дало бы подсказку к поиску жизни на экзопланетах. Как показало моделирование, на Венере могли сложиться условия без образования там океанов и колыбели для жизни.

Два сценария эволюции Венеры: наиболее вероятный сухой (верхний) и влажный (нижний). Источник изображения: Nature Astronomy 2024

На поверхности Венеры атмосферное давление в 92 раза выше, чем на Земле на уровне моря, а температура достигает 465 °C. Эти условия формировались на протяжении миллиардов лет, хотя стартовые условия Венеры, Марса и Земли были одинаковыми. Изучение механизмов изменения климата на этих трёх планетах Солнечной системы может помочь определить, на каких экзопланетах стоит искать признаки жизни за пределами нашей звёздной системы. Также это важно для прогнозирования земного климата с учётом возможных сценариев развития.

Учёные располагают данными о составе атмосферы Венеры, включая процентное содержание воды, углекислого газа и карбонилсульфида. Модель позволяет рассчитать скорость распада этих соединений в атмосфере под воздействием солнечного излучения, а также определить источники их восполнения.

«Рассчитав нынешнюю скорость разрушения воды, углекислого газа и карбонилсульфида в атмосфере, которые должны восполняться вулканизмом для поддержания её стабильности, мы показали, что внутри Венеры сухо, — пишет команда под руководством астронома из Кембриджа Терезы Константину (Tereza Constantinou). — Сухость внутри планеты свидетельствует о том, что Венера завершила свою эпоху высыхания магматического океана и после этого длительное время имела сухую поверхность. Таким образом, вулканическое восполнение атмосферы указывает на то, что планета никогда не была пригодна для [зарождения] жизни в жидкой воде».

На Земле в вулканических выбросах преобладает водяной пар, что свидетельствует о значительных запасах воды, скрытых в недрах планеты на протяжении миллиардов лет. Влажная внутренняя структура Земли способствовала появлению океанов и жизни. На Венере, как показало моделирование, в вулканических выбросах уровень водяного пара составляет всего около 6%. Мантийные породы Венеры крайне сухие. В таких условиях даже в древности на Венере не могли образоваться океаны, а значит, не существовало естественных колыбелей для зарождения биологической жизни, аналогичной земной.

Сложившиеся на Венере условия перевели запасы воды в парообразное состояние. Под воздействием солнечных лучей вода распадалась на составляющие атомы, а водород, как самый лёгкий элемент, быстро покидал атмосферу. Примечательно, что атмосфера Венеры на определённой высоте может быть пригодной для микробной жизни.

В ближайшие годы к Венере будут отправлены от трёх до пяти межпланетных станций. Некоторые из них займутся поиском жизни в облаках планеты, так как её поверхность представляет собой сплошную сушь.

До сих пор крупнейшими полноповоротными радиотелескопами в мире были немецкий Эффельсбергский радиотелескоп и американский Грин-Бэнк с тарелками по 100 м. Китай намерен обойти эти инструменты, начав строить монстра со 120-м полностью управляемой антенной. Телескоп будет следить за планетами и астероидами Солнечной системы. Полноповоротная конструкция позволит делать это в любой точке неба над горизонтом в любое время дня.

Полноповоротные антенны массива радиотелескопа VLA в США. Источник изображения: wikipedia.org

В лице радиотелескопа в Хуадяне на северо-востоке Китая (провинция Цзилинь) планетарная оборона получит впечатляющее подкрепление. С тех пор как обрушился 300-м радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико, который также выполнял функцию планетарного радара, следящих за околоземными астероидами радиотелескопов осталось не так много.

Сегодня самая большая сплошная тарелка у китайского радиотелескопа FAST, диаметр которой достигает 500 м. Но она создана в виде так называемой земляной чаши — в естественном углублении в земле и ограниченна в наведении на объекты и в слежении за ними. Такая антенна сама не поворачивается, это происходит с помощью подстройки фаз радиосигнала. Поворотный телескоп в этом плане — это верх гибкости, но его стоимость оказывается запредельной, поскольку нужны механизмы и противовесы, чтобы обеспечивать все степени свободы движения для гигантской антенны.

Место для строительства телескопа выбрано в мае 2024 года. К сегодняшнему дню фундамент сооружения отчасти уже залит. Ввод радиотелескопа в строй ожидается в 2028 году. Работы курирует Китайская академия наук (CAS).

В NASA сообщили, что смогли восстановить связь с зондом «Вояджер-1» (Voyager 1) в полном объёме. Полноценная связь прервалась в конце октября, когда автоматика зонда отключила основной передатчик. Вспомогательный канал был настолько слабым, что мог передавать и принимать только короткие команды, пресекая передачу любой научной информации. Теперь это позади и старичок снова в деле.

Источник изображения: NASA

Зонд «Вояджер-1» и его близнец «Вояджер-2» находятся в космическом пространстве 47 лет. Питание на борту обеспечивают по три радиоизотопных термоэлектрических генератора на каждом. Заложенный в блоки плутоний-238 в процессе распада выделяет тепло, которое преобразуется в электричество.

Каждый год источники питания на борту зондов теряют по 4 Вт мощности. По мере пролётов между планетами часть научного оборудования была отключена ввиду ненадобности. Сейчас оба зонда находятся в межзвёздном пространстве и поддерживают включёнными по четыре прибора из изначальных восьми. Научные данные собираются в области изучения плазмы и магнитных полей фактически за пределами солнечной гелиосферы. В ходе экспериментов оказалось, что ряд приборов могут работать без обязательного подогрева, что также позволило экономить на мощности расходуемого бортового питания.

В октябре команда NASA отправила на «Вояджер-1» команду включения подогрева и после этого связь с зондом прервалась. Реконструкция последовательности событий показала, что автоматика зонда определила чрезмерное расходование питания и начала отключать устройства на борту аппарата. В частности, был отключён основной передатчик диапазона X, который был основным каналом связи Земли с зондом. Вместо него автоматика включила более слабый передатчик диапазона S, что стало первым его включением с 1981 года. Связь была восстановлена на уровне передачи команд, но не для нормальной работы научных приборов (зонд не накапливает данные с датчиков, а сразу их передаёт, поэтому отсутствие канала связи равнозначно прекращению научной работы).

После серии экспериментов с ручным распределением мощности по узлам «Вояджера-1» команде NASA удалось запустить передатчик X-диапазона. Это произошло 18 ноября, и было проверено в течение последующей недели. Все четыре научных прибора зонда начали передавать на Землю собранные данные. В NASA уверены, что решили проблему. По крайней мере, на некоторое время. Оборудование зондов настолько древнее, что удивление вызывает сам факт продолжения его работы. Но это единственные наши разведчики в межзвёздном пространстве. «Вояджер-1» собирает информацию на удалении 24,9 млрд км от Земли. Даже свету требуется около двух суток, чтобы слетать к нему и вернуться обратно.

В понедельник — 25 ноября — астероид 2024 PT5 удалился от Земли и перестал считаться условной второй Луной. Объект размерами около 11 м в поперечнике был привлечён гравитацией планеты 29 сентября 2024 года и провёл с ней бок обок неполных два месяца. За это время астрономы ближе познакомились с 2024 PT5 и пришли к выводу, что это может быть осколок Луны. Получается, что 2024 PT5 вернулся к своим родителям.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Объект 2024 PT5 входит в группу астероидов Арджуны. Они движутся вокруг Солнца по орбите, близкой к орбите Земли и, в общем, считаются околоземными объектами. Наблюдение за 2024 PT5 выявило достаточно быстрый период его вращения — менее часа, что происходит в том случае, когда астероид рождается в результате ударного воздействия. Это открытие дало повод предположить, что астероиды Арджуна возникли в результате бомбардировки Луны крупными небесными телами. На поверхности спутника много крупных кратеров, поэтому такая возможность не должна удивлять.

По мнению учёных, чтобы 2024 PT5 мог считаться «маленькой луной» он должен был приблизиться к Земле на расстояние 4,5 млн км, имея при этом постоянную скорость около 3540 км/ч. В конце сентября 2024 года астероид 2024 PT5 полностью соответствовал этим условиям. Он стал временной маленькой луной нашей планеты, застряв у планеты на 56,6 дней. В NASA, что интересно, не склонны считать 2024 PT5 даже временным спутником Земли. Он никогда не был захвачен земным притяжением и как прилетел, так и полетел дальше.

Тем не менее, в NASA продолжат следит за этим объектом силами и средствами планетарной обороны. Астероид 2024 PT5 снова приблизится к Земле 9 января 2025 года. Агентство обещает держать объект «на мушке» 70-м антенны радара Goldstone Solar System Radar в Калифорнии. После этого «мини-луна» уйдёт из околоземного пространства на 30 лет.

Одной из перспективных миссий до 2032 года выбрана отправка зонда к Урану. Учёных волнует факт быстрого охлаждения термосферы этой планеты, которая с 1986 года понизила температуру в два раза. Подобного не наблюдается ни у одной планеты Солнечной системы, и эта аномалия требует изучения. Новая работа учёных, похоже, помогла найти ответ на эту загадку, что может заставить изменить цели миссии.

Художественное представление системы Урана. Источник изображения: NASA

Земной зонд пролетел рядом с Ураном лишь однажды. Это произошло в 1986 году в ходе полёта «Вояджера-2» NASA. Среди прочих измерений автоматическая межпланетная станция оценила температуру термосферы Урана — области пространства на высоту до 50 тыс. км над ним. Атомы и молекулы в тропосфере Урана нагреваются точно так же, как частицы в термосфере Земли — за счёт энергии ультрафиолетового излучения Солнца.

Согласно переданной «Вояджером-2» на Землю информации, температура в верхних слоях термосферы Урана достигала 500 ℃. К слову, в термосфере Земли частицы нагреваются до 1500 ℃ и даже 2000 ℃. Экипаж на МКС не поджаривается лишь потому, что термосфера очень и очень разреженная.

Измерять температуру термосферы Урана можно также с Земли. Свободно летающие там ионы трёхатомного водорода излучают фотоны в ближнем инфракрасном диапазоне, свободно проходящие сквозь атмосферу нашей планеты и позволяющие делать измерения дистанционно. И такие замеры делались регулярно и каждый раз ставили учёных в тупик: термосфера Урана стабильно становилась холоднее вне зависимости от 11-летних циклов активности Солнца и сезонных изменений, так что к сегодняшнему дню она стала в два раза холоднее, чем при пролёте «Вояджера-2».

В новом исследовании группы учёных под руководством доктора Адама Мастерса (Adam Masters) с физического факультета Имперского колледжа Лондона даёт обоснованное объяснение температурной аномалии. По мнению авторов работы, температуру термосферы Урана определяет энергия солнечного ветра, а не фотоны, как это происходит с термосферой Земли.

С 1990 года регистрируется постоянное среднее ослабление давления солнечного ветра, представленного в основном солнечными электронами, протонами, атомами и тяжёлыми ионами. Как доказывают авторы работы, снижение давления солнечного ветра на магнитосферу Урана заставляет её расширяться и, тем самым, влияет на температуру термосферы. В условиях Земли (буквально на вытянутую руку от Солнца) это компенсируется нагревом планеты фотонами звезды.

До Урана свет Солнца добирается в скромном объёме и не может влиять на нагрев его газовой оболочки. Поэтому лишённая давления солнечного ветра газовая оболочка Урана расширяется, и плазме Солнца становится труднее добираться до поверхности планеты и передавать ей свою энергию (нагревать), что ведёт к охлаждению, которое находит своё отражение в охлаждении термосферы Урана.

Интересное практическое применение данного явления кроется в том, что таким образом мы можем исследовать экзопланеты в других звёздных системах, делая выводы о магнитосферах экзопланет и возможности зарождения жизни на них. Ведь магнитосфера — это защита от ионизирующего излучения. Её-то и надо искать в первую очередь для правильных выводов о пригодности планет к биологической жизни.

В 1986 году зонд NASA «Вояджер-2» (Voyager 2) пронёсся мимо Урана — далёкой седьмой планеты Солнечной системы. Во время пролёта он сделал снимок магнитосферы планеты, расшифровка которого озадачила учёных. Конфигурация магнитосферы Урана оказалась настолько неожиданной, что внятного научного объяснения этому не находилось. Разобраться в этой головоломке помогло новое изучение архивных данных «Вояджера-2».

Слева обычное состояние магнитосферы Урана, справа — под воздействием солнечного ветра. Источник изображения: NASA

Магнитосфера планет защищает их от потока космических частиц и частиц Солнца — плазмы или солнечного ветра. Это, в частности, приводит к образованию слабых радиационных поясов вокруг планет, в которых, как в виртуальных пончиках, скапливаются высокоэнергетические частицы. Такой пояс вокруг Земли носит название пояса Ван Аллена. Из данных, полученных 38 лет назад «Вояджером-2», следовало, что Уран имеет сильно сжатую магнитосферу, лишённую плазмы, и мощнейший радиационный пояс, который по интенсивности радиации уступал только поясам Юпитера. Такого просто не могло быть.

Новое изучение архивных данных зонда позволило, наконец, понять причину этого несоответствия. Оказалось, что дело в редком стечении обстоятельств. Магнитосфера Урана пребывает в зафиксированном зондом состоянии лишь примерно 4 % времени, и «Вояджеру-2» повезло (или не повезло) пролететь мимо планеты именно в этот редкий промежуток времени. Всё остальное время магнитосфера Урана «нормальная», и её динамика мало чем отличается от динамики магнитосферы, например, Земли.

Уран в натуральных цветах. Снимок 1986 года с зонда «Вояджер-2»

За несколько дней до пролёта Урана планета подверглась массивному воздействию солнечного ветра. Солнечная плазма сильно сжала магнитосферу Урана и радиационные пояса, а также вытеснила местную плазму — ионы воды, выделяемые лунами планеты. Кстати, отсутствие данных о местной плазме в записях «Вояджера-2» заставило учёных предположить, что все пять ближайших лун Урана геологически мертвы. Однако теперь появилась возможность опровергнуть это утверждение. Зонд просто пролетел мимо планеты не в подходящее время. Это хорошая новость для планетологов — в системе Урана, как оказалось, есть много интересного, и планета ждёт своих первооткрывателей.

Специалисты NASA отключили один из научных приборов зонда «Вояджер-2», продуктивность которого резко снизилась в последние годы. Сэкономленная электроэнергия бортового источника питания зонда позволит ему на годы продлить полёт в межзвёздном пространстве, куда он вышел в 2018 году. В NASA ожидают, что «Вояджер-2» продолжит собирать бесценную информацию даже в начале 30-х годов, хотя раньше мало кто ожидал увидеть его работу после середины 20-х.

Художественное представление зонда «Вояджер». Источник изображения: NASA

Отключение прибора состоялось 26 сентября 2024 года и проводилось под контролем специалистов. Сигнал достиг «Вояджера-2» через 19 часов после отправки с Земли. Сейчас от нас до зонда 20,5 млрд км. Даже со скоростью света в вакууме сигналу потребовались без малого сутки, чтобы добраться до аппарата. Столько же пришлось ждать, чтобы узнать сработала ли команда. Как говорят в NASA, всё задуманное было сделано.

Отключённый прибор — это эксперимент PLasma Science (PLS). Три датчика прибора всегда ориентированы на Солнце, чтобы фиксировать направление, скорость и объём заряженных солнечных частиц — солнечного ветра (плазмы), а один датчик расположен под прямым углом к ним. Этот датчик был нужен в тех редких случаях, когда зонд проходил рядом с планетами, тогда он мог изучать поведение солнечного ветра в их магнитосферах.

После выхода зонда «Вояджер-2» из гелиосферы в межзвёздное пространство одиноко расположенный датчик принимал данные лишь раз в три месяца, когда зонд совершал полный оборот вокруг своей оси для ориентации. Вне гелиосферы поток плазмы из межзвёздного пространства направлен «в лицо» зонду и не воспринимается датчиком, направленным в сторону. Также поток плазмы от Солнца уже не достигает трёх направленных на него приёмников заряженных частиц, поскольку зонд движется вне гелиосферы Солнца и, следовательно, солнечный ветер уже не долетает до аппарата. Таким образом, прибор PLasma Science оказался практически бесполезен и при этом он отбирал у зонда бесценную энергию.

Март 1977 года. Этап сборки зонда.

На зонде «Вояджер-1», кстати, прибор PLS перестал работать ещё в 80-е годы. Он отключён давным-давно. Источник питания у обоих «Вояджеров» одинаков — это радиоизотопный термоэлектрический генератор (РТГ), работающий на распаде плутония. Каждый год он теряет 4 Вт мощности. Для эксперимента на «Вояджере-2» в 2023 году отключили схему стабилизации питания, которая также потребляла энергию, но всё время находилась в ждущем режиме. Это добавило зонду не менее трёх лет полёта. В дополнение к этому отключение прибора PLasma Science добавит ещё несколько лет полёта. В работе на «Вояджере-2» остаётся четыре научных прибора. Они продолжают собирать и отправлять на Землю данные.

На «Вояджере-1» NASA не рискнуло отключить блок стабилизации питания. Этот зонд отлетел примерно на 5 млрд км дальше от Земли, чем его близнец, и движется он в сторону от траектории «Вояджера-2». «Вояджер-1» считается более ценным аппаратом и в NASA не намерены им лишний раз рисковать.

В этом году зондам исполняется по 47 лет. На их долю выпало немало приключений даже в первые годы работы, не говоря о разного рода случаях на склоне лет. Но у них есть шанс пережить своё 50-летие и быть может даже дожить до следующего юбилея.

Благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» учёные впервые достоверно смогли определить ряд химических веществ на поверхности спутника Плутона Хароне. Миллиарды лет назад Харон мог отделиться от Плутона после удара астероида, как это произошло при отделении Луны от Земли. Также Харон может оказаться самостоятельным объектом, прилетевшим из пространства и застрявшим у Плутона. Изучение химического состава поверхности спутника могут помочь с этой загадкой.

Харон вблизи. Источник изображений: NASA

Вблизи Харон (и Плутон) наблюдались лишь однажды и недолго, когда рядом с ними пронеслась автоматическая станция NASA «Новые горизонты» (New Horizons). Эти данные использовались в новой работе, как и моделирование на базе изучения ледяных спутников Юпитера, а также лабораторные исследования по бомбардировке фотонами и заряжёнными частицами водяного льда и других веществ (учёных интересовали процессы фотолиза и радиолиза, которые инициируют химические реакции на окраинах Солнечной системы).

Харон и Плутон (на переднем плане)

Харон и Плутон имеют необычную орбиту. Она обусловлена тем, что Харон всего лишь вполовину меньше Плутона (1200 км против 2400), а его масса составляет примерно 1/8 массы Плутона. Оба они вращаются вокруг общего центра масс. Земля и Луна тоже вращаются вокруг общего центра масс, но он находится внутри Земли и Луна как бы всё равно обращается вокруг Земли. В случае Плутона и Харона общий центр масс далеко выступает за поверхность Плутона и, в частности, это стало одним из поводов, почему Плутон потерял статус планеты Солнечной системы.

Плутон и Харон на спектральных датчиках «Уэбба». Источник изображения: NIRSpec Silvia Protopapa et al. / Nature Communications, 2024

Наблюдение учёных Северо-Западного университета (США) за Хароном с помощью спектральных инфракрасных приборов «Уэбба» впервые позволило достоверно определить на его поверхности наличие углекислотного льда и перекиси водорода в смеси с водяным льдом (средняя температура на спутнике составляет -232 °C). Это достаточно важный шаг к пониманию, как образовалась эта по сути двойная система небесных тел. Также работа даёт понимание химических реакций на транснептуновых объектах, куда добираются лишь крохи энергии Солнца. В частности, фотоны и заряжённые частицы бомбардируют водяной лёд (и водяной лёд с добавками углекислотного льда), превращая часть его в перекись водорода.

Также исследования показали, что Харон содержит меньше аммиака и метана, чем Плутон и другие объекты за орбитой Нептуна. Это как минимум заставляет распознать в Хароне пришельца из другого уголка системы. Но это не точка в исследовании Харона, а лишь новый эпизод, за которым последует продолжение.

Примерно через 4,5 млрд лет Солнце превратится в красного гиганта и сбросит оболочку. В этом катаклизме будут уничтожены все планеты до Марса, включая Землю. Если это кого-то утешит, известная нам жизнь на Земле станет невозможной задолго до этого события. Сброс внешних слоёв Солнца поставит в судьбе нашей планеты последнюю точку, уничтожив её как физический объект. Но шанс уцелеть у Земли есть — как выяснилось, подобное уже было в нашей галактике.

На удалении примерно 4200 световых лет астрономы обнаружили систему белого карлика, у которого обнаружился кандидат в подобные Земле планеты. Белый карлик — это ядро звезды наподобие Солнца. На закате своей жизни звезда превратилась в красного гиганта и сбросила внешнюю оболочку, а ядро сжалось и стало остывать, став белым карликом на миллиарды и миллиарды лет. У этой погибшей звезды нашлась предположительно скалистая планета в 1,9 раз массивнее Земли. Причём планета находится всего в 2 а.е. от своей звезды. Это означает, что разросшийся гигант и удар слетевшей с него оболочки не стёр планету с карты местной системы. Планета пережила гибель центральной звезды, что даёт шанс Земле тоже уцелеть в далёком будущем.

Художественное представление системы белого карлика. Источник изображения: Adam Makarenko / W.M. Keck Observatory

Но это не самое удивительное. Поражает метод, с помощью которого была обнаружена система белого карлика. Ей повезло пройти над очень яркой далёкой звездой (удалённой от Земли на 26 100 световых лет) и оказаться на одной линии, соединяющей Землю и звезду. Тем самым возник эффект микролинзирования. Далёкая звезда вдруг стала ярче в 1000 раз, что засекли астрономы и стали наблюдать за ней.

Наблюдение за небом до, во время и после события микролинзирования. Источник изображения: Keming Zhang et al. / Nature Astronomy, 2024

Проводя измерения в течение нескольких лет, учёные собрали достаточно данных для моделирования состава и параметров системы белого карлика. Лучше всего подошла модель, согласно которой у белого карлика находилась бы землеподобная скалистая планета и коричневый карлик массой около 30 масс Юпитера. Планета должна была обращаться вокруг звезды на удалении 2 а.е., а коричневый карлик — на удалении 20 а.е.

Два варианта организации системы белого карлика и два варианта развития событий поле гибели звезды

До превращения звезды в красного гиганта такая землеподобная планета должна была вращаться вокруг звезды примерно в два раза тяжелее Солнца на удалении около 1 а.е. Но сброс оболочки во время гибели звезды отбросил её. Этот сценарий возможен и для Земли и Солнца. Поэтому он вдвойне интересен земной науке.

Гипотетические первичные чёрные дыры ещё ни разу не обнаружили себя, и учёные думают, как это сделать. Естественным индикатором подобных объектов в Солнечной системе мог бы выступить Марс, считают учёные из Массачусетского технологического института (MIT). Пролёт первичной чёрной дыры через нашу систему вызвал бы отклонение орбиты Марса на 1 метр, что сегодня легко различимо. Впрочем, для такого открытия нужно ещё немного удачи и терпения.

Художественное представление первичной чёрной дыры на орбите Марса. Источник изображения: Benjamin Lehmann, MIT

Расчёты показывают, что если первичные чёрные дыры существуют и хоть как-то соответствуют представлениям учёных, то через Солнечную систему они пролетают примерно раз в десять лет. В таком случае придётся запастись терпением и подготовиться, если поставить цель стать свидетелем этого явления.

Согласно наиболее распространённым современным представлениям, первичные чёрные дыры могли образоваться в первые доли секунды после Большого взрыва из коллапсирующих облаков газа и затем рассеялись по Вселенной. Каждая первичная чёрная дыра — это фактически сосредоточенная в одной точке пространства масса, сравнимая с массой астероида. Астероиды в Солнечной системе также оказывают влияние на орбиты планет, включая Марс, но ввиду относительно небольших размеров и массы это влияние проявляется крайне слабо и за очень большой промежуток времени.

Первичные чёрные дыры в этом отношении обладают одним решительным преимуществом. Они пролетают через Солнечную систему со скоростью порядка 200 км/с, что оказывает достаточно сильное, единовременное влияние на орбиты планет, которые они пересекают. Согласно анализу, для отклонения орбиты Марса на один метр первичная чёрная дыра должна пролететь мимо него на расстоянии 450 млн км. Другие планеты, включая Землю и Луну, менее пригодны для детектирования первичных чёрных дыр подобным образом. Дело не в самом Марсе, а в том, что это сегодня наиболее наблюдаемая планета в Солнечной системе. По его поверхности передвигаются марсоходы, а по орбите летают станции, с которыми постоянно поддерживается разносторонняя связь. Это позволяет вести прямые измерения орбитального движения Красной планеты с точностью до 10 см.

Забавно, что идея использовать Марс как детектор первичных чёрных дыр родилась из вопроса учёному MIT о том, что произойдёт с человеком, если в метре от него пронесётся первичная чёрная дыра. Учёный рассчитал, что человека при этом швырнёт на шесть метров за одну секунду. Чья-то любознательность трансформировалась в серьёзную работу, которая (вдруг повезёт!) может привести к открытию первичных чёрных дыр и даже раскрыть тайну тёмной материи, которая вполне может оказаться теми самыми первичными чёрными дырами, а не загадочным веществом.

Сегодня накоплено множество наблюдательных данных об астероидах в Солнечной системе, и объём этой информации постоянно растёт. Эти данные помогут оценить влияние этих небесных тел на орбиты планет и подготовить почву для эксперимента по детектированию первичной чёрной дыры.

Учёные из Национальной солнечной обсерватории США (NSO) представили первые в мире детальные карты магнитных полей солнечной атмосферы (короны). Проделанная работа — это только начало тотального картирования магнитосферы короны. Это новый уровень в изучении физики нашей родной звезды, который позволит прогнозировать едва ли ни все явления на Солнце от пятен до корональных выбросов, а это путь к предсказанию космической погоды в нашей системе.

Источник изображения: NASA/SDO

Новаторские карты магнитных полей в атмосфере Солнца смог получить новый и самый большой в мире наземный солнечный телескоп им. Дэниела Иноуэ (Daniel K. Inouye Solar Telescope, DKIST). Он начал научную работу в феврале 2022 года и уже добыл самые детализированные снимки нашей звезды, где разрешение каждого пикселя соответствовало 20 км. Казалось бы, что нам искать фактически под микроскопом на Солнце? Тем не менее учёные имеют более-менее полное представление о масштабных физических процессах на нашей звезде, но в мелочах не способны разобраться даже сегодня.

Для выявления магнитных линий (полей) в короне Солнца учёные воспользовались криогенно охлаждённым спектрометром, подключённым к телескопу DKIST. С помощью коронографа исследователи могли изолированно от поверхности наблюдать атмосферу Солнца и одновременно снимать её спектр в ближнем инфракрасном диапазоне. В частности, исследователей интересовал спектр железа в атмосфере звезды. Существует такое явление, как эффект Зеемана. Он описывает расщепление спектральных линий атомов в магнитном поле.

Карта магнитных полей солнечной короны

Спектрометр легко выявляет расщепление линий вплоть до определения поляризации линий магнитного поля. Всё это позволяет в подробностях увидеть распределение линий напряжённости в короне. Если мы знаем, как распределены линии магнитных полей в атмосфере Солнца, то можем предсказать появление, размеры и очертания пятен на Солнце, интенсивность вспышек и направления выбросов корональной массы. Солнце станет предсказуемым. Это будет своего рода победа над ним.

«Картирование напряженности магнитного поля в короне — фундаментальный научный прорыв не только для исследований солнечной системы, но и для астрономии в целом, — говорят авторы исследования. — Это начало новой эры, когда мы поймем, как магнитные поля звёзд влияют на планеты здесь, в нашей собственной солнечной системе, и в тысячах экзопланетных систем, о которых мы теперь знаем».

Исследователи Корнелльского университета смогли изучить фундаментальный процесс формирования и эволюции планет — приливный нагрев, наблюдая за вулканами самого вулканически активного тела Солнечной системы — спутником Юпитера Ио. Это не праздный интерес. Аналогичные явления происходят в глубинах глобальных океанов ряда других лун у Сатурна и Юпитера, а это шанс для возникновения там жизни, которую мы знаем по Земле.

Спутник Юпитера Ио. Источник изображения: NASA

Близкое расположение Ио к Юпитеру, а также пролёты сравнительно недалёких других спутников этой планеты-гиганта сминают и растягивают недра Ио приливной гравитацией. В результате напряжения и трения недра Ио чрезвычайно разогреты, а геология этой луны — активно-вулканическая. Одновременно на поверхности спутника активны до полутысячи вулканов и там же даже сегодня образуются новые вулканы. В какой-то мере вулканическая деятельность регулирует внутренне тепло спутника и также служит индикатором этого процесса.

В последние годы данные о вулканах Ио исправно поставляет зонд NASA «Юнона» (Juno). Также стало возможным делать высокодетализированные снимки Ио прямо с Земли, что даёт массу данных для анализа. Работа астрономов из Корнелльского университета помогла систематизировать накопленные по вулканам Ио данные и позволила сделать интересные выводы.

Так, учёные обнаружили неизвестную до этого деятельность вулканов в полярных областях спутника, тогда как раньше основной вклад в тепловой баланс планеты, как считалось, вносили вулканы экваториальной области. Более того, учёные засекли явно синхронную работу в группах полярных вулканов, которые одновременно разгорались и затухали. «Все они становились яркими, а затем тускнели с одинаковой скоростью, — говорят учёные. — Интересно наблюдать за вулканами и за тем, как они реагируют друг на друга».

«Изучение негостеприимного ландшафта вулканов Ио действительно вдохновляет науку на поиски жизни, — пояснили свою главную цель учёные. — Приливный нагрев играет важную роль в нагревании и эволюции орбит небесных тел. Он обеспечивает тепло, необходимое для формирования и поддержания подповерхностных океанов на спутниках планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн».

Современный Марс далёк от сферической и даже равномерно приплюснутой формы эллипсоида. Планета ассиметрична, что порождает вопросы к эволюции Марса. Американский учёный Михаил Эфроимский (Michael Efroimsky) представил на сайте arXiv.org копию отправленной в журнал Journal of Geophysical Research: Planets статьи, в которой он объясняет явно искажённую когда-то форму Марса. Всему виной — отсутствующая сегодня третья луна Марса, считает учёный.

Как Нерио могла повлиять на форму Марса. Источник изображения: Михаил Эфроимский

Как известно, приливное гравитационное воздействие ощущают на себе оба тела: большое (планета) и маленькое (её спутник). Пока планета представляет собой океан горячей магмы, её луна вызывает на ней приливы и отливы подобно поведению океанов воды на Земле. По мере остывания магмы планета сохранит причудливую форму, если притяжение спутника окажется достаточно сильным для её искажения. По мнению учёного, гипотетическая третья луна Марса, которую он назвал Нерио в честь супруги бога войны Марса из римской мифологии, могла бы иметь массу в треть нашей Луны, чтобы превратить Марс в трёхосный эллипсоид.

Наличием третьей луны у Марса на синхронной орбите учёный также объяснил некоторые топологические (геологические) аномалии рельефа Красной планеты. Например, наличие самой большой горы в Солнечной системе (Олимп) или гигантской системы каньонов — Долины Маринер.

«После того, как луна создала первоначальную трёхосность и асимметрию Марса, области, приподнятые приливами, стали более других подвержены подъёмам, вызванным конвекцией, а также тектонической и вулканической активности», — пишет Эфроимский.

Учёный не раскрывает всей небесной механики, которая могла бы возникнуть с появлением у Марса третьей луны, помимо нынешних Фобоса и Деймоса (которые также могут быть её останками). Также неясно, куда делся третий спутник, поскольку на Марсе нет явных признаков падения небесного тела подобного размера. Вопросы к исследованию остаются, однако такая гипотеза имеет право на существование и может объяснить геологическую эволюцию Марса.

Самое геологически активное небесное тело Солнечной системы — усыпанный сотнями действующих вулканов спутник Юпитера Ио — продолжает раскрывать свои секреты под наблюдением зонда NASA «Юнона» (Juno). «Юнона» давно выполнила свою основную научную программу и сейчас на остатках ресурсов оборудования совершает облёты Юпитера, сближаясь по возможности с некоторыми его спутниками, не переставая радовать учёных и рядовых граждан уникальными снимками.

Источник изображений: NASA

Осенью 2023 года и зимой 2024 года «Юнона» совершила близкие облёты Ио. Так, в феврале 2024 года зонд пролетел над спутником на высоте 2530 км, что позволило сделать цветные снимки поверхности Ио с разрешением 1,7 км/пиксель. При этом поверхность освещалась отражённым от Юпитера светом Солнца, что не помешало получить цветные снимки хорошего качества. На одном из них учёные обнаружили впечатляющий по размерам вулкан, которого ещё не было на снимках зонда «Галилео», сделанных в 1997 году.

Получается, что гигантская структура появилась на поверхности Ио за последние примерно 25 лет. Она включает в себя сам вулкан и разливы лавы с обрамлением из красной серы, выпавшей обратно на поверхность после извержений. Весь новый массив расположен на площади со сторонами примерно по 180 км. Это, в принципе, самая большая появившаяся за последние четверть века на Ио геологическая структура.

В 2024 году на ровном месте обнаружено что-то новенькое

«Наши недавние снимки JunoCam показывают множество изменений на Ио, включая этот крупный, сложный вулканический объект, который, по-видимому, сформировался из ничего с 1997 года», — пояснил Майкл Рейвин (Michael Ravine), руководитель передовых проектов Malin Space Science Systems, которая спроектировала и эксплуатирует прибор JunoCam для проекта NASA Juno.

Восточная сторона вулкана окрашена в рассеянный красный цвет из-за серы, которая была выброшена вулканом в космос и осела обратно на поверхность Ио. На западной стороне изверглись два темных потока лавы, каждый протяженностью около ста километров. В самой дальней точке потоков, где скопилась лава, высокая температура привела к испарению замерзшего материала на поверхности, в результате чего образовались два накладывающихся друг на друга серых круглых отложения.

Сравнение нового образования на Ио с Берлином и окрестностями

Все старые и новые снимки «Юноны» доступны на сайте миссии. NASA не делает секрета из получаемой информации, доступ к которой может получить каждый желающий.

Через год после проведения индийской лунной миссии «Чандраян-3» учёные опубликовали первую работу с расширенным анализом данных, собранных станцией и луноходом «Прагъян». Место высадки оказалось новым для земной науки, которая ещё не изучала поверхность Луны в приполярных районах спутника. Структура реголита там оказалась близка к породам из экваториальных и средних широт, что укрепило гипотезу о существовании в древности магматического океана на Луне.

Источник изображения: hothardware.com

До наступления лунной ночи луноход за 11 суток успел проехать 103 м от места высадки. На этом маршруте его приборами — рентгеновским спектрометром APXS и лазерным спектроскопом LIBS — было проведено 30 сеансов изучения грунта на поверхности Луны. Благодаря им учёные выяснили две вещи: во-первых, на поверхности спутника есть все признаки когда-то плескавшегося там магматического океана; во-вторых, образцы загрязнены породами из глубин Луны, что могло произойти лишь в случае глобальной катастрофы.

Источник изображений: Nature

Собранные индийским луноходом данные подтверждают, что много миллиардов лет назад на Луне был глобальный океан магмы. Об этом говорит обилие анортозита в реголите. Это лёгкие минералы, которые поднимаются в верхние слои магматического океана и в изобилии остаются на поверхности. Но вот наличие магния и его соединений в породах на поверхности — это уже привет из глубоких недр спутника.

Место высадки

Так просто такие вещества на поверхность не попадают. Однако в данном случае никакой тайны нет. Луноход спустился недалеко от края самого большого в Солнечной системе ударного кратера — у граница ударного бассейна Южный полюс — Эйткен. В поперечнике он достигает 2500 км. Что бы туда ни упало, оно подняло и разбросало по всей Луне столько породы из самых глубоких недр спутника, что их обнаружение не составляет труда.

Индийский посадочный модуль и луноход не пережили ближайшую ночь на Луне, но сделанные ими открытия стали первым близким взглядом на ту область спутника — южный полюс и приполярные районы, которые, как считается, станут главными кандидатами для разбивки первого базового лагеря человечества за пределами Земли.