Астрономия

Орбитальный телескоп «Хаббл» запустили ещё в 1990 году, но он до сих пор служит науке, отправляя на Землю огромное количество важных данных. Несмотря на то, что проектировался он свыше 30 лет назад, аппарат является очень сложным устройством. Работает он отлично, но время от времени случаются неполадки.

Самая известная из них возникла в начале «научной карьеры» телескопа. Сегодня поговорим об этой и других проблемах а также способах их решения. Ну и, конечно, не забудем обсудить текущее состояние аппарата.

Млечный Путь далеко не одинок во Вселенной. И речь сейчас не о том, что есть и другие галактики, большие и очень большие, которые находятся где-то очень далеко. Сам Млечный Путь окружают спутники — карликовые галактики. До недавнего времени считалось, что они смогут мирно сосуществовать с нашей галактикой в течение миллиардов лет, но теперь оказалось, что нет. Не завтра и не послезавтра, конечно, а в очень отдалённом будущем, но они будут поглощены, в этом сомнений у учёных почти нет.

В 2020 году группа исследователей обнаружила нечто удивительное в верхних слоях атмосферы Венеры. Земные телескопы обнаружили спектральную подпись фосфина - простой молекулы, которая не должна была сохраняться в этих чрезвычайно кислых облаках. С осторожным восторгом, исследователи написали, что фосфин может быть результатом «неизвестной фотохимии или геохимии» — или, как они почти застенчиво отметили, «возможно, жизни».

Это была захватывающая возможность. «Признаки жизни обнаружены в облаках, окружающих Венеру», — гласил один заголовок; другой — «Инопланетяне были на Венере всё это время?!». Но, как оказалось, это была ложная тревога. Фосфин не только не был сигналом жизни, но, вероятно, его вообще не было — это был промах в интерпретации данных. Облака Венеры, насколько было известно, оставались такими же необитаемыми, какими они всегда казались.

Астрономам известно около 60 скалистых экзопланет, находящихся в зонах обитаемости своих звёзд. Обнаружение воды в атмосферах экзопланет играет огромную роль в задаче определения того, насколько они могут быть пригодными для жизни.

Что если бы существовал удобный способ измерения содержания воды в этих мирах? Исследователи разрабатывают способ моделирования этих миров, чтобы определить, сколько в них воды.

Насколько мы можем судить, для обитаемости, скорее всего, необходима вода на поверхности планеты. Но обнаружить поверхностную воду практически невозможно. Следующий лучший вариант — использовать имеющиеся у нас инструменты, например космический телескоп имени Джеймса Уэбба, чтобы обнаружить и описать атмосферы экзопланет. Но, несмотря на всю мощь Уэбба, он не может исследовать атмосферу всех экзопланет. Некоторые из них находятся за пределами его возможностей. Но одна группа исследователей использует то, что мы знаем об экзопланетах, приливном и радиогенном нагреве, чтобы попытаться определить, на каких экзопланетах могут быть океаны — на поверхности или под поверхностью.

Учёные любят краевые случаи. На таких примерах природа рассказывает нам, каковы её границы и где лежат её пределы. Вместо того чтобы расстраиваться, когда необычный случай не вписывается в принятую схему, учёные проявляют любопытство.

Так произошло и с новым открытием массивной планеты, вращающейся вокруг маленькой звезды. Это противоречит нашему пониманию того, как формируются планеты, а значит, наша модель планетообразования нуждается в обновлении.

В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи объявили об открытии экзопланеты с массой как у Нептуна, вращающейся вокруг звезды с довольно малой массой. Это звезда LHS 3154, M-карлик, или красный карлик. Её масса всего в 0,11 раза больше массы Солнца, что является нормальной массой для красного карлика.

Невиданная вселенская дерзость

Конечно, Бетельгейзе о такой дерзости никогда не узнает, и уж точно не взорвется раньше времени из-за такого стечения обстоятельств. Но у астрономов внезапно появился шанс одним махом исследовать и то, и другое — и далекий малоизученный астероид, и одну из самых интересных звезд нашей Галактики.

12 декабря 2023 года состоится интереснейшее астрономическое явление. Произойдёт покрытие астероидом звезды первой величины. Красная звезда Бетельгейзе из созвездия Ориона будет покрыта астероидом 319 Leona. Покрытия астероидами слабых звёзд случаются часто, но покрытие столь яркой звезды – явление чрезвычайно редкое.

Леона – это типичный представитель пояса астероидов, располагающегося между орбитами Марса и Юпитера. Диаметр астероида составляет около 50 километров. Леона не представляет опасности для Земли, так как не имеет сближений с планетами.

Покрытие звезды астероидом даёт возможность астрономам получить очень ценные сведения. Оно позволяет с большой точностью оценить размеры и форму астероида. И предоставляет одну из немногих возможностей измерить угловой размер видимого диска звезды. В случае с Бетельгейзе покрытие позволит уточнить не только размеры, но и форму звезды. Известно, что форма поверхности Бетельгейзе очень сложная и отличается от сферической.

Покрытие Бетельгейзе астероидом Леона состоится 12 декабря 2023 года в промежутке от 01:09 до 01:25 по Всемирному времени и продлится лишь несколько секунд. Невооружённым глазом покрытие будет выглядеть как полное исчезновение Бетельгейзе на несколько секунд. К сожалению, визуальное исчезновение Бетельгейзе можно будет наблюдать только в узкой полосе на поверхности Земли. Покрытие будет доступно для наблюдения в Туркменистане (01:09), на северо-западе Ирана (01:10), в Турции (01:11), Греции (01:12), на Сицилии (01:14), около Гибралтара (01:16) и на Багамских островах (01:25). Время указано Всемирное.

С 1979 года, когда зонды «Вояджер» пролетели мимо Юпитера и его системы спутников, учёные строят предположения о возможности существования жизни на Европе. На основе планетарного моделирования предполагается, что у Европы каменистое и металлическое ядро, ледяная кора и мантия, а также океан с жидкой водой, глубина которого может составлять от 100 до 200 км. Учёные предполагают, что этот океан поддерживается в жидком виде благодаря приливному изгибу — когда взаимодействие с мощным гравитационным полем Юпитера приводит к геологической активности в ядре Европы и порождает гидротермальные источники на границе ядра и мантии.

Изучение потенциальной обитаемости Европы — главная цель миссии НАСА Europa Clipper, которая стартует 10 октября 2024 года и прибудет к Юпитеру в апреле 2030 года. Однако решение этой задачи кажется астробиологам сложным, поскольку обитаемость Европы зависит от множества взаимосвязанных параметров, которые требуют совместного изучения. В недавней статье группа исследователей под руководством НАСА проанализировала цели миссии Europa Clipper и предположила, что она может открыть в отношении внутренностей, состава и геологии спутника.

Title: The Time

Abstract: Some thoughts about The Time

«И колёса Времени
Стачивались в трении
(Всё на свете портится от трения),
И тогда обиделось Время —
И застыли маятники Времени.»

В.С. Высоцкий

Ход времени нельзя повернуть назад.

Время своими свойствами резко отличается от трех других пространственных компонент в пространственно‑временном континууме.

Время может замедлиться или ускориться, что доказывается экспериментальными данными.

Такие вот случайно выхваченные из разных теорий его свойства. Иакое вот оно — это обидчивое время. Но дальше‑больше.

«На границе наблюдаемой Вселенной происходит нечто»,‑ считает Кэти Мак, астрофизик из Института теоретической физики Периметра в Канаде. «Вселенная расширяется после Большого взрыва, и это расширение растягивает время.

Что толку в законах физики, если мы не можем решить уравнения, которые их описывают?

Независимо от того, насколько хорошо мы думаем, что знаем основные законы физики и постоянно расширяющийся список элементарных частиц, нам недостаточно вычислительной мощи для изучения вселенной, чтобы уследить за ними всеми. И мы никогда не сможем узнать достаточно, чтобы достоверно предсказать, что произойдет, когда все эти частицы столкнутся или иным образом будут взаимодействовать. Десятичная точка, добавленная к оценке, скажем, местоположения или скорости частицы, может отразиться в истории и изменить результат спустя миллиарды лет, благодаря так называемому эффекту бабочки из теории хаоса.

Найден простой способ улучшить самочувствие

В необычных металлах электричество течёт как жидкость

Физики предположили, что небольшие чёрные дыры можно использовать в качестве источников ядерной энергии

Орбитальный аппарат НАСА «Марс Одиссей» сделал потрясающий снимок горизонта Марса

Учёные обеспокоены кроваво-красными «атмосферными дырами» в небе от ракет SpaceX

На днях была размещена научная статья с описанием результатов изучения космической частицы сверхвысокой энергии, которая прилетела на Землю ещё в мае 2021 года. О важности этого открытия может говорить сам факт, что учёные изучали «пришелицу» два года, да и то выяснили ещё далеко не всё. Интересного много, включая то, что явилась она из пустынной области Вселенной, где нет ничего такого, что могло бы породить Аматэрасу, как назвали частицу. Ну а энергия её эквивалентна падению кирпича на палец ноги с высоты талии взрослого человека. Подробности — под катом.

Наши поиски жизни за пределами Земли всё ещё находятся в зачаточном состоянии. Мы сконцентрировались на Марсе и, в меньшей степени, на океанических спутниках, таких как Европа у Юпитера и Энцелад у Сатурна. Должны ли мы расширить наши поиски, чтобы охватить более маловероятные места — такие, как молекулярные облака?

Идея о том, что жизнь может существовать на других мирах, таких как Марс или Европа, набрала силу в последние несколько десятилетий. Учёные обнаружили, что земная жизнь сохраняется даже в экстремальных условиях: гидротермальных источниках, антарктических паковых льдах, щелочных озёрах и даже внутри ядерных реакторов.

Параллельно с этими открытиями астрономы обнаружили химические строительные блоки жизни в космосе. Они обнаружили аминокислоты в метеоритах, органическую химию в межзвёздной среде (ISM) и полициклические ароматические углеводороды (PAHs) в молекулярных облаках.

Хотя подготовка к угрозе столкновения с астероидом может показаться гипотетическим занятием, на самом деле это не так. Солнечная система по сравнению с прежними временами стала значительно спокойнее — раньше столкновения были более частыми. Но столкновение астероида с Землёй — это лишь вопрос времени. Вероятность столкновения не равна нулю.

Задача по определению момента, в который это может произойти, сравнима по сложности с задачей заставить человечество сотрудничать и подготовиться к нему.

Вот неопровержимый факт, от которого не отмахнуться ни мыслями, ни молитвами: даже скромный астероид диаметром 500 метров способен нанести мощный удар по Земле и выдать в результате более 10 гигатонн энергии.

Астрофизик, профессор любит дразнить гусей – и говорит, что его критики просто завидуют. Он обсуждает НЛО, межзвездные объекты и риски его всепоглощающих поисков.

29.11.2023, Дэниел Лавель, The Guardian

В мае прошлого года марсианский аппарат InSight зарегистрировал самое сильное марсотрясение за всю историю наблюдений Красной планеты. Магнитуда явления достигла 4,7, при том что на Марсе нет тектонических плит. Само по себе колебание коры Красной планеты не редкость, на данный момент их насчитывается свыше 1 300. Какие-то вызваны падением метеоритов, какие-то — тектоникой. Но что вызвало настолько мощное марсотрясение? Кажется, учёные это выяснили.

Со всех концов Вселенной планеты, звёзды, остатки звёзд и другие массивные объекты вступают в сложный, но по своей сути нестабильный гравитационный танец. Каждая масса искривляет ткань пространства-времени в своей окрестности, а все остальные массы движутся по траектории, определяемой этим искривлённым пространством-временем. Но этот простой акт — движение одной массы через пространство, искривлённое другой массой, — по своей сути нестабилен, поскольку гравитирующие массы, движущиеся через гравитационное поле, сами испускают гравитационное излучение, или гравитационные волны.

В течение 100 лет после создания общей теории относительности эти гравитационные волны оставались незамеченными, пока научная коллаборация LIGO не обнаружила их исходящими от чёрных дыр малой массы (несколько сотен солнечных масс или меньше) на последних стадиях их инспирации и слияния. За время, прошедшее с момента первого обнаружения в 2015 году, было обнаружено ещё около 100 сигналов гравитационных волн, но все они находились на тех же конечных стадиях падения друг на друга по спирали и слияния.

Впервые новый класс сигналов гравитационных волн был замечен совершенно иным способом: учёные следили за работой самых точных природных часов во Вселенной — миллисекундных пульсаров. В серии работ NANOGrav коллаборация представляет убедительные доказательства существования детектируемого гравитационного волнового фона на временных масштабах, в ~10 миллиардов раз превышающих возможности LIGO. Это первое прямое обнаружение такого космического гравитационно-волнового фона, и следующие шаги будут ещё более захватывающими.

«И для отрицания такой среды мы имеем авторитет тех древнейших и знаменитейших философов древней Греции и Финикии, которые сделали вакуум, атомы и тяготение атомов первыми принципами своей философии, молчаливо приписывая тяготение какой-то иной причине, чем плотная материя. Позднейшие философы отбрасывают рассмотрение такой причины… придумывая [вместо неё] гипотезы для механического объяснения всего сущего [Но] главное дело натурфилософии — без притворных гипотез доказывать явления, выводить причины из следствий, пока мы не придём к самой первой причине, которая, конечно, не механическая.»

«И не только для того, чтобы раскрыть механизм мира, но и главным образом для того, чтобы разрешить такие вопросы, как «Что находится в местах, пустых от материи?» и «Почему солнце и планеты тяготеют друг к другу без плотной материи между ними? Почему природа ничего не делает напрасно? И откуда берётся весь тот порядок и красота, которые мы видим в мире? Для чего существуют кометы? И почему планеты движутся все одним и тем же путём в концентрических орбитах, а кометы — разными путями в очень эксцентрических орбитах? И что мешает неподвижным звёздам падать друг на друга?»

В 1920-х годах произошли два события, которые проложили путь к нашему современному пониманию Вселенной. С теоретической стороны подоспел вывод о том, что если ваша Вселенная подчиняется законам Общей теории относительности и в среднем равномерно заполнена материей и энергией, то она не может быть статичной и стабильной, а должна либо расширяться, либо сжиматься. С наблюдательной стороны мы начали находить галактики за пределами Млечного Пути и быстро установили, что (в среднем) чем дальше от нас они находятся, тем быстрее удаляются.

Просто соединив теорию и наблюдения, мы получили представление о расширяющейся Вселенной, которое с тех пор остаётся с нами. Наша стандартная космологическая модель - включающая Большой взрыв, космическую инфляцию, формирование космической структуры, тёмную материю и тёмную энергию - построена на базовом фундаменте представления о расширяющейся Вселенной.

Но является ли расширяющаяся Вселенная абсолютной необходимостью, или есть способ обойти её? В новой интересной работе, которая недавно получила широкую огласку, физик-теоретик Лукас Ломбризер утверждает, что расширяющуюся Вселенную можно "убрать", манипулируя уравнениями общей теории относительности. По его сценарию, наблюдаемое космическое расширение окажется всего лишь миражом. Но соответствует ли это уже известным нам научным данным? Давайте разберёмся.

Мы интуитивно понимаем, что, когда в наше поле зрения попадает небольшой предмет, на самом деле существует множество вариантов. Это может быть изначально маленький объект, находящийся рядом, объект среднего размера, находящийся на среднем расстоянии, или очень большой объект, находящийся на большом расстоянии. Именно поэтому птица, самолёт и Луна могут казаться одинакового размера в нашем поле зрения, занимая один и тот же угол на небе — то, что астрономы называют угловым диаметром, — несмотря на то, что их внутренние размеры сильно отличаются. Это простая геометрия: объект, находящийся вдвое дальше, кажется вдвое меньше, а видимый размер объекта уменьшается с увеличением расстояния до него.

Но это при условии, что геометрия Вселенной фиксирована, похожа на прямоугольную сетку и является евклидовой. В нашей реальной, расширяющейся Вселенной всё не так просто, и поэтому наш читатель задаёт вопрос: как бы выглядела Андромеда или галактика размером с Андромеду, если бы мы рассматривали её в разные эпохи космической истории:

«Если бы у вас была галактика, которая была бы точно такого же размера, как галактика Андромеды, то находясь на расстоянии до сегодняшней Андромеды, она имела бы такой же угловой размер, как сегодня. Если поместить ту же галактику ещё дальше, она будет выглядеть меньше. Но если поместить её в самые отдалённые уголки Вселенной, то она окажется близко к Большому взрыву. При этом пространство между галактиками расширяется. Поэтому, если вернуться далеко в прошлое, галактики должны быть ближе друг к другу, и при этом закрывать все 360° неба. Так не начнёт ли галактика размером с Андромеду визуально “раздвигаться” и казаться очень большой?»