Китайская команда обнаружила первые следы воды на Луне

Китайские учёные впервые обнаружили молекулы воды в лунном грунте — открытие, которое может стать основополагающим для понимания того, как развивалась Луна и как использовать её ресурсы.

Образцы, привезённые американскими астронавтами Apollo несколько десятилетий назад, не обнаружили никаких признаков воды и заставили учёных сделать вывод, что лунный грунт должен быть абсолютно сухим, сообщает Nasa.

Теперь, изучив образцы лунного грунта, возвращённые китайской миссией «Чанъэ-5» в 2020 году, китайские учёные обнаружили гидратированный минерал, «обогащённый» молекулярной водой, сообщила во вторник Китайская академия наук (CAS).

Исследование, проведённое совместно учёными из Пекинской национальной лаборатории физики конденсированного состояния вещества и Института физики CAS, а также других отечественных научных учреждений, было опубликовано 16 июля в рецензируемом журнале Nature Astronomy.

Используя образец, предоставленный Китайским национальным космическим управлением, команда выделила более 1 000 минеральных «глыб». По словам исследователей, среди них был пластиноподобный прозрачный кристалл, получивший название «неизвестный лунный минерал» (ULM-1), который содержал молекулы воды.

Быстро вращающиеся мёртвые звёзды могут раскрыть секреты тёмной материи

Учёные планируют использовать «таймеры» из останков звёзд, чтобы осветить самую загадочную вещь во Вселенной — тёмную энергию.

Эти хронометры — на самом деле пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звёзды, появляющиеся после гибели звёзд, по крайней мере в восемь раз более массивных, чем Солнце. Экстремальные условия, в которых находятся нейтронные звёзды, делают их идеальными лабораториями для изучения физики в условиях, которых нет больше нигде во Вселенной.

Так называемые «миллисекундные пульсары» могут совершать сотни оборотов в секунду и испускать пучки электромагнитного излучения со своих полюсов, подобно космическим маякам, которые проносятся через весь космос. Своё название они получили потому, что когда их только заметили, оказалось, что эти нейтронные звёзды пульсируют, увеличивая свою яркость, когда их лучи были направлены прямо на Землю.

Сверхточная синхронизация изменения яркости миллисекундных пульсаров означает, что их можно использовать в качестве космических хронометров в «массивах пульсаров». Эти массивы настолько точны, что могут измерять гравитационные возмущения в ткани пространства и времени, объединённых в четырёхмерную сущность под названием «пространство-время», что может стать идеальным способом поиска тёмной материи.

«Наука разработала очень точные методы измерения времени», — сказал в своём заявлении исследователь пульсаров Джон ЛоСекко из Университета Нотр-Дам. «На Земле у нас есть атомные часы, а в космосе — пульсары».

Несмотря на то, что тёмная материя не взаимодействует со светом, она оказывает гравитационное влияние, и о её присутствии можно судить по тому, как это влияние сказывается на свете и обычной материи. Именно эффект этого гравитационного влияния на свет Лосекко и его коллеги хотели исследовать с помощью пульсаров.

Уэбб получил прямое изображение гигантской экзопланеты, которая находится не там, где должна быть

Что нужно, чтобы получить прямое изображение планеты, вращающейся вокруг звезды на расстоянии нескольких световых лет от нас? Прежде всего, аппаратура под названием коронограф, прикреплённая к телескопу. Он отвечает за блокировку света от звезды, вокруг которой вращается планета; без него этот свет будет перекрывать все остальные источники в экзосолнечной системе. Даже при наличии хорошего коронографа необходимо, чтобы планета вращалась на значительном расстоянии от звезды, чтобы она была отделена от сигнала, блокируемого коронографом.

Затем нужно, чтобы планета излучала достаточно много света. Хотя при правильном составе поверхности планета может обладать высокой отражательной способностью, это не самый лучший вариант, учитывая расстояния, на которых планета должна вращаться, чтобы её вообще было видно. Вместо этого, планеты, которые мы заметили до сих пор, были молодыми и всё ещё нагревались в результате процессов, которые собрали материал вместе, чтобы сформировать планету в первую очередь. Не помешает и то, что они очень большие.

Если сложить всё это вместе, можно ожидать, что мы обнаружим очень молодую и очень далёкую планету, достаточно массивную, чтобы попасть в категорию супер-Юпитеров.

Но запуск космического телескопа «Уэбб» дал нам новые возможности в инфракрасном диапазоне, и большая международная группа исследователей направила его на звезду Эпсилон Инди А. Она находится на расстоянии чуть меньше десятка световых лет (что очень близко по астрономическим меркам), и звезда по размеру и возрасту похожа на Солнце, что делает её интересной целью для наблюдений. Что особенно важно, предыдущие данные позволяли предположить, что будет обнаружена крупная экзопланета, поскольку звезда, по-видимому, смещалась, когда экзопланета тяготела к ней по своей орбите.

И в самом деле, признаки планеты были налицо. Только она не очень похожа на ожидаемую планету. «Она примерно в два раза массивнее, находится немного дальше от своей звезды и имеет другую орбиту, не такую, как мы ожидали», — говорит Элизабет Мэтьюс, одна из участниц исследования.

На данный момент объяснения этому расхождению нет. Вероятность того, что это несвязанный фоновый объект, крайне мала. А повторный анализ данных о движении Эпсилон Инди А позволяет предположить, что это, скорее всего, единственная крупная планета в системе — могут быть и другие планеты, но они будут гораздо меньше. Поэтому исследователи назвали планету Epsilon Indi Ab, хотя такое же имя было дано планете, которая, похоже, не соответствует свойствам этой.

В глубинах Меркурия есть алмазный слой толщиной в 15 км

Самая крошечная планета Солнечной системы может скрывать большой секрет. Используя данные космического аппарата НАСА MESSENGER, учёные установили, что под корой Меркурия, самой близкой к Солнцу планеты, может находиться алмазная мантия толщиной 15 км.

Меркурий давно озадачивает учёных, поскольку он обладает многими свойствами, не характерными для других планет Солнечной системы. К ним относятся очень тёмная поверхность, удивительно плотное ядро и преждевременное окончание вулканической эры на Меркурии.

Также среди этих загадок — пятна графита, разновидности (или «аллотропа») углерода на поверхности самой внутренней планеты Солнечной системы. Эти пятна заставили учёных предположить, что в ранней истории Меркурия на крошечной планете существовал богатый углеродом магматический океан. Этот океан всплыл на поверхность, создав графитовые пятна и тёмный оттенок поверхности Меркурия.

Этот же процесс привёл бы к формированию богатой углеродом мантии под поверхностью. Команда, сделавшая эти выводы, считает, что эта мантия состоит не из графена, как предполагалось ранее, а из другого, гораздо более ценного аллотропа углерода — алмаза.

«Мы подсчитали, что, учитывая новую оценку давления на границе мантии и ядра и зная, что Меркурий — богатая углеродом планета, углеродсодержащий минерал, который образуется на границе между мантией и ядром, — это алмаз, а не графит», — рассказал член команды Оливье Намур, доцент KU Leuven. «В нашем исследовании использованы геофизические данные, собранные космическим аппаратом НАСА MESSENGER».

MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) был запущен в августе 2004 года и стал первым космическим аппаратом на орбите Меркурия. В ходе миссии, завершившейся в 2015 году, был изучен весь крошечный мир, обнаружен обильный водяной лёд в тени на полюсах и собраны важнейшие данные о геологии и магнитном поле Меркурия.

У спутника Урана, Ариэль, тоже может быть океан

Недавние наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба показывают, что Ариэль, спутник Урана, также является сильным кандидатом на наличие подповерхностного океана. Как был сделан такой вывод? JWST обнаружил углекислый лёд на поверхности на заднем крае объектов, отклоняющихся от орбитального направления. Возможная причина — наличие подземного океана!

Уран — седьмая планета Солнечной системы и имеет пять спутников. Ариэль — одна из них, примечательная своей ледяной поверхностью и удивительным разнообразием геологических особенностей. Она была открыта в 1851 году Уильямом Ласселлом, который финансировал свою любовь к астрономии из своего пивоваренного бизнеса! Поверхность Ариэля представляет собой настоящую смесь каньонов, хребтов, разломов и долин, в основном обусловленных тектонической активностью. Криовулканизм — заметный процесс на поверхности, который приводит к постоянным всплытиям, благодаря чему Ариэль имеет самую яркую поверхность среди всех спутников Урана.

При ближайшем рассмотрении оказывается, что поверхность Ариэля покрыта значительным количеством льда из углекислого газа. Заднее полушарие «Ариэля», похоже, особенно покрыто льдом, что удивило сообщество. На расстоянии Урана от Солнца, составляющем в среднем 2,9 миллиарда километров, углекислый газ обычно превращается в газ и исчезает в космосе, а не замерзает.

До недавнего времени самой популярной теорией, поставляющей углекислый газ на поверхность Ариэля, было взаимодействие между его поверхностью и заряженными частицами в магнитосфере Урана. Процесс, известный как радиолиз, разрушает молекулы путём ионизации. Новое исследование, только что опубликованное в Astrophysical Journal Letters, предлагает интригующую альтернативу: молекулы углекислого газа выбрасываются с Ариэля, возможно, из подповерхностного жидкого океана.

Команда астрономов с помощью JWST провела спектральный анализ Ариэля и сравнила полученные результаты с лабораторными. Результаты показали, что на Ариэле находятся одни из самых богатых углекислым газом отложений в Солнечной системе. Это не просто отложения, а следы толщиной примерно 10 миллиметров по всей задней полусфере. Кроме того, результаты показали наличие сигналов от угарного газа, которого там не должно быть, учитывая средние температуры.

Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали