Исследователи из Института внеземной физики Общества Макса Планка и Европейского космического агентства провели моделирование условий на спутниках экзопланет, покинувших свои системы. Астрономы показали, что такие луны могут сохранять тепло миллиарды лет благодаря плотным водородным атмосферам.
Как водородная атмосфера сохраняет тепло. Обычно молекула водорода (H2) почти не задерживает тепло, так как она симметрична и не взаимодействует с инфракрасным светом привычным образом. Но в условиях сверхвысокого давления молекулы сталкиваются так часто и сильно, что их электрические заряды на мгновение смещаются. В этот миг пара молекул начинает работать как единая сложная структура, способная поглощать тепловое излучение. Это превращает прозрачный газ в мощный «парник», спасающий спутник планеты от охлаждения.
Астрономы обнаружили сотни планет-сирот, покинувших родные системы и дрейфующих в межзвездном пространстве. Лишенные тепла родительских звезд, эти миры кажутся замерзшими пустынями, но их спутники могут скрывать оазисы жизни. В процессе выброса планеты из системы орбита ее луны часто становится сильно сильно вытянутой.
Мощные приливные силы со стороны планеты-хозяина заставляют недра спутника деформироваться, порождая колоссальное количество внутреннего тепла, подобно тому, как это происходит на спутнике Юпитера Европе или спутнике Сатурна Энцеладе в нашей Солнечной системе. Главным фактором выживания становится состав атмосферы: если она состоит из водорода и находится под высоким давлением, этот газ превращается в настоящее «одеяло», удерживающее энергию внутри.
При экстремальном давлении молекулы водорода начинают поглощать тепло. В моменты сближения они образуют временные комплексы, которые задерживают инфракрасное излучение не хуже углекислого газа или метана. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Это позволяет избежать конденсации газов и быстрого остывания поверхности. Соавтор работы Давид Дальббюдинг поясняет: «Такая луна могла бы иметь температуру поверхности, достаточную для поддержания воды в жидком состоянии без тепла звезды, что значительно расширяет возможности для возникновения жизни во Вселенной». Хотя обнаружить такие атмосферы в ближайшее время будет крайне сложно, математические модели подтверждают их стабильность.
Миллиарды лет тепла
Проведенное моделирование объединило расчеты температурных режимов с данными об эволюции орбит. Выяснилось, что при давлении, в сто раз превышающем земное, эффект поглощения инфракрасного излучения водородом создает условия для существования жидкой воды на протяжении 4,3 миллиарда лет. Это сопоставимо с возрастом Земли и дает достаточно времени для потенциального биологического развития. Водород выступает не только как парниковый газ, но и как стабильный фон для других соединений, таких как аммиак или водяной пар, которые тоже помогают удерживать тепло.
Ученые проводят параллели с ранней историей Земли. Считается, что до появления жизни атмосфера Земли была богаче водородом, а частые удары астероидов могли создавать кратковременные скачки давления. Подобная среда могла способствовать формированию молекул РНК. Изучение далеких блуждающих миров помогает лучше понять химические процессы, давшие старт земной эволюции, объединяя астрофизику и биологию в поисках ответа на вопрос о происхождении жизни.
Астрономы нашли у аналога Солнца TOI-7510 третью экзопланету и определили, что все три тела близки к конфигурации цепочки резонансов Лапласа. Они представляют собой экзогиганты, причем один из них — суперпухлый. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Параметры орбиты — это одни из ключевых показателей для понимания свойств, механизмов возникновения и хода эволюции экзопланет. В частности, приливный захват и планетарная миграция способны объяснить свойства многих горячих короткопериодных экзопланет, а орбитальные резонансы — формирование компактных мультипланетных систем.
Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose Manuel Almenara) из Женевской обсерватории сообщила об обнаружении нового примера цепочки орбитальных резонансов экзопланет. Ученые проанализировали данные наблюдений за системой звезды TOI-7510 космических телескопов TESS и CHEOPS, наземного спектрографа CORALIE, а также наземного телескопа ASTEP.
Звезда TOI-7510 — это аналог Солнца возрастом около трех миллиардов лет с массой 1,053 массы Солнца и радиусом 1,03 радиуса Солнца, который находится в 799 световых годах от Земли. Ранее у светила найдены две транзитные экзопланеты, однако для одной из них колебания времени транзита оказались аномально большими, что связали с наличием в системе еще одного тела. Оказалось, что дополнительный объект действительно в ней есть. Орбитальные периоды экзопланет TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 11,5, 22,6 и 48,9 дня соответственно, что близко к соотношению 4:2:1 и цепочке резонансов Лапласа. В нашей Солнечной системе резонанс Лапласа применим к спутникам Юпитера Ио, Европе и Ганимеду.
Измеренные радиусы TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 0,65, 0,96 и 0,94 радиуса Юпитера, а массы, рассчитанные путем моделирования, находятся на уровне 0,057, 0,41 и 0,6 массы Юпитера. При этом длины больших полуосей экзопланет не превышают 0,267 астрономической единицы, что делает всю систему компактной и содержащей трио экзогигантов с умеренными (от 540 до 880 кельвин) равновесными температурами. Особый интерес в этой троице представляет самая внутренняя экзопланета, которая вписывается в модель суперпухлого тела с обширной газовой оболочкой из водорода и гелия. В дальнейшем система станет целью наблюдений крупных телескопов, которые будут исследовать атмосферы экзопланет.
Рекордно длинная резонансная цепочка экзопланет включает в себя пять тел и находится в системе TOI-178.
Специалисты Исследовательского центра NASA имени Эймса разработали ExoMiner++ — открытое программное обеспечение на базе искусственного интеллекта для поиска экзопланет. Алгоритм, обученный на данных миссий Kepler и TESS, уже выявил 7000 новых кандидатов, значительно ускорив процесс обработки гигантских массивов накопленной информации.
На этом художественном изображении показана звезда TRAPPIST-1 с двумя планетами, проходящими перед ней. ExoMiner++, недавно обновленный пакет программного обеспечения с открытым исходным кодом, разработанный NASA, использует искусственный интеллект для поиска новых транзитных экзопланет в данных, собранных в ходе миссий NASA
Основная трудность при поиске экзопланеты методом транзита заключается в «шуме»: яркость звезды может меняться не только из-за планеты, которая проходит по ее диску, но и из-за пятен на поверхности звезды или присутствия другой звезды. Экзопланета-кандидат — это лишь потенциальный объект. Чтобы превратить его в «подтвержденную планету», нужно доказать, что сигнал не является инструментальной ошибкой или помехой от другого космического тела, что и делает ИИ, анализируя кривые блеска с высокой точностью. «Золотым стандартом» все равно остается подтверждение, полученное наземными телескопами, но они точно знают, куда смотреть и что искать.
На сегодняшний день астрономам известно более 6000 планет за пределами Солнечной системы, и большая часть этих открытий была сделана благодаря телескопам Kepler и TESS. Но объем накопленной информации настолько велик, что человеческих ресурсов и классических методов анализа не хватает для проверки всех сигналов.
Искусственный интеллект стал незаменимым инструментом в этой области, позволяя просеивать сотни тысяч сигналов в поисках характерных признаков транзита — момента, когда планета проходит перед диском звезды, слегка приглушая ее свет.
Художественное изображение спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), запущенного в 2018 году и обнаружившего на данный момент почти 700 экзопланет. Программное обеспечение NASA ExoMiner++ работает над идентификацией дополнительных планет в данных TESS с помощью искусственного интеллекта.
Новая версия программы, ExoMiner++, обладает уникальной способностью работать с данными сразу двух разных миссий, несмотря на различия в их стратегии наблюдения. Пока алгоритм фокусируется на проверке уже выявленных сигналов, отделяя настоящие планеты от ложноположительных событий, таких как затменные двойные звезды. Работа опубликована в журнале Astronomical Journal.
Цифровое будущее астрономии
Масштабируемость технологии позволяет ученым надеяться на лавинообразный рост открытий в ближайшие годы. Важной особенностью проекта является его полная открытость: исходный код доступен на GitHub, что соответствует принципам «золотого стандарта» науки NASA.
Этот кадр показывает график потемнения, которое происходит, когда планета проходит перед своей звездой. Миссии NASA Kepler и TESS обнаруживают экзопланеты, ища эти транзиты. ExoMiner++ использует искусственный интеллект, чтобы помочь отделить реальные транзиты планет от других, похожих астрономических явлений.
Соавтор работы и один из разработчиков модели Мигель Мартиньо отмечает: «Когда у вас есть сотни тысяч сигналов, как в данном случае, это идеальное место для внедрения технологий глубокого обучения».
Благодаря автоматизации рутинных процессов, исследователи могут сосредоточиться на подтверждении наиболее перспективных кандидатов с помощью наземных телескопов. В будущем команда планирует научить ExoMiner++ самостоятельно находить сигналы в «сырых» данных, что станет критически важным для обработки информации от новейшего телескопа Nancy Grace Roman Space Telescope. Совместная работа человека и машины превращает NASA в глобальную открытую лабораторию, где каждый исследователь может внести вклад в изучение космоса.
Используя Очень большой телескоп (VLT) Европейской Южной обсерватории (ESO), астрономы обнаружили экзопланету, вращающуюся вокруг ближайшей к нам одиночной звезды – звезды Барнарда. Этот внесолнечный мир почти вдвое уступает по массе Венере, а год на нем длится чуть более трех земных суток. Об открытии сообщается в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Расположенная всего в шести световых годах от нас, звезда Барнарда является одной из основных целей при поиске экзопланет, похожих на Землю. Несмотря на многообещающее обнаружение еще в 2018 году, до сих пор достоверно не было подтверждено существование планет в ее системе», – рассказывают авторы открытия.
Открытие экзопланеты, получившей обозначение Barnard b, стало результатом пятилетних наблюдений, в ходе которых астрономы искали сигналы от возможных миров в пределах обитаемой или умеренной зоны у звезды Барнарда – диапазона, где на поверхности планеты вода может находиться в жидком состоянии.
«Красные карлики, подобные звезде Барнарда, часто становятся объектом пристального внимания, поскольку каменистые миры малой массы легче обнаружить у них, чем вокруг более крупных солнцеподобных звезд», – отметили авторы открытия.
Согласно наблюдениям, экзопланета Barnard b расположена в двадцать раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Температура ее поверхности оценивается примерно в 125 градусов по Цельсию. Даже с учетом того, что звезда Барнарда примерно вдвое холоднее Солнца, на ней слишком жарко, чтобы она могла поддерживать известную нам форму жизни.
Помимо подтвержденной экзопланеты, астрономы обнаружили намеки на существование еще трех миров в системе звезды Барнарда, которые также являются каменистыми и лежат за внутренней границей обитаемой зоны. Однако для их подтверждения потребуются дополнительные наблюдения.
Астрономы нашли у аналога Солнца TOI-7510 третью экзопланету и определили, что все три тела близки к конфигурации цепочки резонансов Лапласа. Они представляют собой экзогиганты, причем один из них — суперпухлый. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Параметры орбиты — это одни из ключевых показателей для понимания свойств, механизмов возникновения и хода эволюции экзопланет. В частности, приливный захват и планетарная миграция способны объяснить свойства многих горячих короткопериодных экзопланет, а орбитальные резонансы — формирование компактных мультипланетных систем.
Группа астрономов во главе с Хосе-Мануэлем Альменарой (Jose Manuel Almenara) из Женевской обсерватории сообщила об обнаружении нового примера цепочки орбитальных резонансов экзопланет. Ученые проанализировали данные наблюдений за системой звезды TOI-7510 космических телескопов TESS и CHEOPS, наземного спектрографа CORALIE, а также наземного телескопа ASTEP.
Звезда TOI-7510 — это аналог Солнца возрастом около трех миллиардов лет с массой 1,053 массы Солнца и радиусом 1,03 радиуса Солнца, который находится в 799 световых годах от Земли. Ранее у светила найдены две транзитные экзопланеты, однако для одной из них колебания времени транзита оказались аномально большими, что связали с наличием в системе еще одного тела. Оказалось, что дополнительный объект действительно в ней есть. Орбитальные периоды экзопланет TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 11,5, 22,6 и 48,9 дня соответственно, что близко к соотношению 4:2:1 и цепочке резонансов Лапласа. В нашей Солнечной системе резонанс Лапласа применим к спутникам Юпитера Ио, Европе и Ганимеду.
Измеренные радиусы TOI-7510b, TOI-7510c и TOI-7510d составляют 0,65, 0,96 и 0,94 радиуса Юпитера, а массы, рассчитанные путем моделирования, находятся на уровне 0,057, 0,41 и 0,6 массы Юпитера. При этом длины больших полуосей экзопланет не превышают 0,267 астрономической единицы, что делает всю систему компактной и содержащей трио экзогигантов с умеренными (от 540 до 880 кельвин) равновесными температурами. Особый интерес в этой троице представляет самая внутренняя экзопланета, которая вписывается в модель суперпухлого тела с обширной газовой оболочкой из водорода и гелия. В дальнейшем система станет целью наблюдений крупных телескопов, которые будут исследовать атмосферы экзопланет.
Рекордно длинная резонансная цепочка экзопланет включает в себя пять тел и находится в системе TOI-178.
Астрономы, работающие с космическим телескопом Джеймса Уэбба, наткнулись на одну из самых загадочных находок в недавней истории изучения экзопланет. Питер Гао из Лаборатории изучения Земли и планет Карнеги в Вашингтоне, соавтор исследования, рассказал:
Помню, после получения данных наша коллективная реакция была "Что это, чёрт возьми, такое?" Это крайне отличается от того, что мы ожидали.
Команда обнаружила экзопланету PSR J2322-2650b, которая вращается вокруг небольшой плотной звезды, излучающей электромагнитную радиацию – пульсара. Подобные пары называют системами "чёрная вдова", где быстро вращающийся пульсар соседствует с меньшим астрономическим телом. Сама по себе система "чёрная вдова" не редкость, но эта пара вызвала вопросы о том, как экзопланета изначально сформировалась.
Близость экзопланеты к пульсару и его интенсивное гравитационное притяжение исказили её в продолговатую форму лимона. Ещё более необычно то, что PSR J2322-2650b обладает уникальной атмосферой, состоящей в основном из гелия и углерода.
Вместо того чтобы найти обычные молекулы, которые мы ожидаем увидеть на экзопланете – такие как вода, метан и углекислый газ – мы обнаружили молекулярный углерод.— Майкл Чжан из Чикагского университета
Учитывая странную атмосферу, команда не уверена, как сформировалась экзопланета.
Очень трудно представить, как можно получить такой чрезвычайно обогащённый углеродом состав. Это, кажется, исключает все известные механизмы формирования.
Пока что это открытие остаётся ещё одной загадкой Вселенной.
Перед вами улучшенное изображение 396-километрового Мимаса, ледяного спутника Сатурна. Снимок был получен в январе 2005 года космическим аппаратом NASA "Кассини", который в момент наблюдения находился на расстоянии 215 273 километра от спутника.
Огромное ударное образование чуть ниже центра наблюдаемой стороны спутника представляет собой 139-километровый кратер Гершель и его центральный пик высотой около шести километров. Если бы на Земле существовал кратер такого же масштаба (по относительным размерам), то его диаметр превышал бы 4 000 километров (почти средняя протяженность России с севера на юг или Австралии с запада на восток).
Примечательно, что Мимас — самый маленький из известных астрономических объектов, собственная гравитация которого обеспечила ему приблизительно сферическую форму.
Перед вами Прометей, один из 274 спутников Сатурна, запечатленный 6 декабря 2015 года космическим аппаратом NASA "Кассини", который в момент наблюдения находился на расстоянии 37 400 километров от поверхности картофелеобразной луны. На заднем плане изображения видна часть F-кольца газового гиганта.
Примечательно, что F-кольцо Сатурна существует благодаря коллаборации Прометея и Пандоры, еще одного небольшого спутника.
Размеры Прометея составляют примерно 137 × 81 × 56 километров. На полный оборот вокруг Сатурна у спутника уходит всего 0,613 дня. Среднее расстояние от Прометея до "окольцованного гиганта" составляет 139 380 километров. Для сравнения, среднее расстояние от Земли до Луны составляет 384 400 километров.
Скорость убегания* Прометея составляет 80 километров в час, что ничтожно мало в сравнении с его средней скоростью движения по орбите в 59 526,2 километра в час.
*Скорость убегания — это наименьшая скорость, необходимая для удержания объекта на круговой орбите вокруг небесного тела.
Экзопланета TOI-2431 b, расположенная в 117 световых годах от Земли, побила все рекорды скорости вращения вокруг своей звезды. За время одного земного года эта экстремальная планета размером с Землю успевает совершить почти 1 600 оборотов!
Такая невероятная скорость возможна благодаря крайне близкому расположению к своему красному карлику. Один год на TOI-2431 b длится всего 5,5 земных часов. Представьте: вы просыпаетесь утром на этой планете, а к обеду уже наступает Новый год!
Из-за экстремально сильного влияния приливных сил со стороны родительской звезды планета имеет искаженную, вытянутую форму.
«Это подтверждает, что K2-18 b — наш лучший шанс изучить потенциальную пригодную для жизни среду за пределами Солнечной системы на данный момент».
На этой иллюстрации художника изображена планета K2-18 b, её звезда-хозяин и сопутствующая планета в этой системе. K2-18 b — единственная известная экзопланета класса «суперземля», на которой есть вода и температура, пригодная для жизни.(Изображение предоставлено: ESA/Hubble, M. Kornmesser)
Сага вокруг экзопланеты K2-18 b размером с Нептун, «суперземли», стала гораздо интереснее. Если коротко, то это планета, которую группа учёных недавно предположила как возможную среду для жизни, к большому разочарованию других учёных, которые посчитали, что это заявление не было продиктовано необходимыми мерами предосторожности.
«Это, безусловно, повысило вероятность наличия жизни на K2-18b », — рассказал Space.com Никку Мадхусудхан, учёный из Кембриджского университета, стоящий за открытием K2-18b и новым исследованием. «Это очень важное открытие, которое ещё больше повышает вероятность существования хейской среды на K2-18b. Оно подтверждает, что K2-18b — наш лучший шанс изучить потенциальную обитаемую среду за пределами Солнечной системы в настоящее время».
История с обитаемостью K2-18 b началась еще в апреле 2025 года, когда Мадхусудхан и его коллеги-исследователи из Кембриджского университета объявили, что нашли то, что они назвали «самым убедительным на сегодняшний день доказательством» существования жизни за пределами Солнечной системы вокруг этой далекой суперземли (она примерно в девять раз массивнее нашей планеты).
Доказательства были получены в результате предварительного обнаружения молекул, которые, будучи обнаруженными в атмосфере Земли, обычно являются результатом биологических процессов, происходящих в организме живых существ. Затем возникла необходимость подтвердить наличие этих потенциальных биосигнатур : диметилсульфида и диметилдисульфида.
Группа исследователей приступила к работе, наблюдая четыре отдельных случая пересечения (транзита) K2-18 b диска своего красного карлика, находящегося на расстоянии около 124 световых лет от нас, в течение его обращения по орбите примерно за 33 земных дня. Поскольку химические вещества поглощают и излучают свет на характерных длинах волн, когда свет от родительской звезды проходит через атмосферу планеты, молекулы в этой атмосфере оставляют свои характерные следы в спектре звёздного света.
«Благодаря четырём дополнительным наблюдениям транзитов с помощью JWST мы измерили спектр атмосферы K2-18b с беспрецедентной точностью», — рассказал Space.com Жэнью Ху, руководитель группы нового исследования и научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА. «Спектр позволил нам однозначно обнаружить наличие метана и углекислого газа в атмосфере планеты и определить их содержание. Эта информация указывает на наличие на планете богатых водой недр ».
Ху пояснил, что группа искала сигналы диметилсульфида и других органических молекул серы в спектре, используя несколько независимых моделей, но не нашла убедительных доказательств их присутствия.
«Это не обязательно разочаровало нас», — продолжил Ху. «Мы рады, что нам удалось установить, насколько богата вода на планете».
Является ли K2-18 океаническим миром?
Заявив, что теперь подтверждено, что K2-18b богата водой, Ху пояснил, что следующим шагом будет выяснение, есть ли на планете глобальный океан жидкой воды.
По иронии судьбы, одним из самых позитивных признаков наличия такого океана является тот факт, что в атмосфере этой суперземли, по-видимому, отсутствует водяной пар.
«Полученный нами спектр не показывает следов водяного пара. Если в атмосфере действительно нет воды, это говорит о её истощении — скорее всего, в результате конденсации», — сказал Ху. «На Земле этот процесс известен как „холодная ловушка“, и геологи считают его необходимым для удержания воды в течение миллиардов лет, предотвращая её утечку в космос».
«Наблюдение аналогичного процесса на экзопланете было бы очень увлекательным. Строгое подтверждение отсутствия воды само по себе может стать важной научной целью будущих наблюдений», — сказал Ху.
Однако Ху предупредил, что спектр, обнаруженный JWST , можно объяснить и альтернативной моделью, согласно которой атмосфера на самом деле содержит большое количество водяного пара.
Иллюстрация того, как мог бы выглядеть вид с K2-18 b, если бы это действительно был океанический мир.(Изображение предоставлено: ИИ, созданный Шан-Мин Цаем/UCR))
По словам Ху, для определения наличия на K2-18b и других подобных планетах умеренного климата, размером с Нептун , океанов жидкой воды потребуется также обнаружить присутствие более широкого спектра атмосферных газов, помимо метана и углекислого газа. Также потребуется убедиться в отсутствии таких молекул, как аммиак, угарный газ и диоксид серы, которые до сих пор не были обнаружены в атмосфере K2-18b.
«Этот вывод основан на теоретических работах моей группы и нескольких других учёных», — добавил Ху. «Благодаря новым наблюдениям, дающим ценный контекст, мы обобщили эти выводы в виде плана действий, который поможет нам в будущих наблюдениях и исследованиях».
Между тем, поиск биосигнатур — диметилсульфида и диметилдисульфида — далек от завершения; хотя это исследование и не достигло уровня значимости, необходимого для подтверждения, оно все же предоставило более сильный сигнал от этих молекул, чем предыдущие проверки.
«Данные, подтверждающие наличие диметилсульфида в настоящей работе, значительно превышают те, которые мы получили в ходе наших предыдущих наблюдений в том же ближнем инфракрасном диапазоне длин волн», — сказал Мадхусудхан. «Однако эти данные всё ещё недостаточно убедительны для окончательного подтверждения обнаружения».
«Нам также необходимо уметь отличать диметилсульфид от других возможных источников загрязнения, таких как метилмеркаптан, который также является биосигнатурой на Земле».
Похоже, K2-18 b будет по-прежнему привлекать внимание астрономов еще долгое время.
«Замечательно, что мы можем выявлять предварительные признаки потенциальных биосигнатур с помощью текущих наблюдений JWST, но для окончательного обнаружения требуется значительно больше времени. Ключевой вопрос заключается в том, содержит ли атмосфера одну или несколько биосигнатур», — сказал Мадхусудхан. «В то же время необходимы обширные теоретические и экспериментальные исследования для надёжного определения биологических и небиологических путей молекул-кандидатов на биосигнатуры».
Однако команда уверена в одном: достигнутый на сегодняшний день прогресс в изучении K2-18 b был бы невозможен без JWST. Этот космический телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов призван сыграть ключевую роль в будущем изучении этой суперземли.
«Наши наблюдения и анализы пополняют растущий список захватывающих открытий, которые подчёркивают поистине революционные научные достижения JWST», — заключил Ху. «Мы обнаружили, что его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона [NIRSpec] особенно хорошо подходит для достижения целей нашего исследования, однако другие инструменты JWST или режимы наблюдений могут предоставить дополнительную и чрезвычайно ценную информацию для дальнейшего углубления наших знаний об этой планете».
Исследование группы доступно в виде препринта в репозитории arXiv.
В созвездии Льва, на расстоянии около 124 световых лет от нас, находится удивительный мир, способный перевернуть наши представления о жизни во Вселенной. Речь идет об экзопланете K2-18 b, масса которой в 8,6 раза превышает массу нашей планеты.
K2-18 b вращается вокруг красного карлика K2-18 и относится к классу суперземель — планет, которые по массе превосходят Землю, но уступают газовым гигантам. Однако главный интерес вызывает не ее размер, а состав атмосферы. Наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", позволили выявить удивительные детали. Планета окутана плотной водородно-гелиевой атмосферой, в которой были обнаружены следы метана, углекислого газа и водяного пара. Эти соединения сами по себе уже вызывают интерес, но настоящей сенсацией стало возможное обнаружение диметилсульфида (DMS) — соединения, которое на Земле производится исключительно живыми организмами, в частности некоторыми видами планктона. Это открытие заставило ученых задуматься: может ли K2-18 b быть обитаемой?
Диметилсульфид: ключ к разгадке жизни?
DMS — это органическое соединение, которое на Земле тесно связано с биологическими процессами. Его возможное присутствие в атмосфере K2-18 b пока не является однозначным доказательством обитаемости этой далекой экзопланеты, но делает ее одним из самых перспективных кандидатов для подробного изучения. Ученые, разумеется, проявляют обоснованную осторожность в своих выводах. Дело в том, что теоретически DMS может образовываться и в результате небиологических (абиогенных) процессов, таких как бурная вулканическая активность или сложные — пока неизвестные науке — химические реакции в атмосфере. Более того, наблюдения за столь удаленным объектом сопряжены со значительными техническими сложностями, и даже самые навороченные телескопы могут давать неоднозначные результаты.
K2-18 b выделяется среди тысяч известных экзопланет своими уникальными характеристиками. Планета находится в "зоне обитаемости" своей звезды, где условия могут быть подходящими для существования жидкой воды. И действительно, данные указывают на возможность существования целого океана под плотной атмосферой, что делает K2-18 b представителем редкого класса планет — океанических миров. А возможное обнаружение DMS и других органических соединений делает K2-18 b одной из самых перспективных целей для поиска следов внеземной жизни. Дальнейшие исследования K2-18 b с помощью "Джеймса Уэбба" и телескопов следующего поколения помогут ученым лучше понять состав ее атмосферы и изучить процессы, протекающие на поверхности. Если наличие DMS подтвердится, то это станет важным шагом в наших поисках жизни за пределами Земли. Но даже если K2-18 b окажется безжизненной, ее изучение поможет нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты в других звездных системах.
(Основная) Иллюстрация блуждающей планеты, вызывающей гравитационное линзирование. (Вставка) Космический телескоп «Хаббл» на орбите Земли.(Изображение предоставлено: ESO/L. Calçada/T. Müller (MPIA/HdA) (CC BY 4.0))
Астрономы обнаружили признаки сложных органических молекул, предшественников строительных блоков известной нам жизни, в планетообразующем диске вокруг далёкой звезды. Результаты исследования предполагают, что химические семена жизни формируются в космосе, а затем распространяются на молодые или вновь формирующиеся планеты.
Используя Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), систему радиотелескопов в Чили, группа обнаружила следы 17 сложных органических молекул в протопланетном диске V883 Orionis , молодой звезды, расположенной примерно в 1305 световых годах от нас в созвездии Ориона.
V883 Ориона — молодая звезда, или протозвезда , возраст которой оценивается всего в 500 000 лет, и она находится в активной фазе набора массы и формирования планет. Если возраст в 0,5 миллиона лет кажется слишком большим, учтите, что нашему Солнцу среднего возраста около 4,6 миллиарда лет.
Сложные органические молекулы – это молекулы, содержащие более пяти атомов, по крайней мере один из которых – углерод. Ранее их наблюдали в местах формирования звёзд и планет .
Однако среди соединений, обнаруженных вокруг V883 Ориона, впервые обнаружены этиленгликоль и гликолонитрил – соединения, считающиеся предшественниками строительных блоков жизни. Например, гликолонитрил является предшественником аминокислот глицина и аланина, а также азотистого основания аденина, одного из строительных блоков ДНК и РНК.
Таким образом, находка может предоставить недостающее звено в истории эволюции молекул вокруг молодых звезд , объясняя период между первоначальным образованием звезд и ростом планет в окружающих их протопланетных дисках.
23 июня 2007 года марсоход NASA "Спирит", бороздивший марсианские просторы с 4 января 2004 года, сделал то, что обычно считается нежелательным для планетоходов – он переехал камень. Операторы на Земле стараются избегать таких ситуаций, чтобы не повредить чувствительное оборудование аппарата или его колеса. Но именно эта случайность подарила ученым ключ к разгадке марсианских тайн.
Камень, получивший романтичное название "Невинный Свидетель" (англ. Innocent Bystander), оказался не таким уж и крепким. Он легко раскололся под весом 185-килограммового марсохода, обнажив свое внутреннее содержимое. И это содержимое заставило ученых затаить дыхание.
Что скрывал "Невинный Свидетель"?
Анализ показал, что внутри камня скрывался настоящий клад – опаловый кремнезем. Для обычного человека это может звучать не слишком впечатляюще, но для ученых это было сродни находке сокровищ пиратов.
Дело в том, что опаловый кремнезем формируется в очень специфических условиях – в глубоководных гидротермальных жерлах. Проще говоря, этот камень когда-то лежал на дне океана, омываемый потоками горячей воды, бьющей из трещин в марсианской коре.
Марс – планета океанов?
"Невинный Свидетель" стал одним из первых весомых доказательств того, что когда-то на Марсе действительно была вода. И не просто лужицы или небольшие озера, а настоящие океаны, покрывавшие значительную часть планеты.
Это открытие заставило ученых по-новому взглянуть на историю Марса. Если на планете были океаны, значит, когда-то там могла существовать и жизнь...
Наследие "Спирита"
Открытие "Невинного Свидетеля" маленьким, но гордым марсоходом "Спирит", миссия которого завершилась 25 мая 2011 года, стало поворотным моментом в изучении Красной планеты. Это находка проложила путь к новым, более глубоким исследованиям марсианского прошлого.
Сегодня дело "Спирита" продолжают его более совершенные собратья – марсоходы Curiosity и Perseverance. Они, вооруженные передовыми научными инструментами, неустанно собирают данные, помогающие ученым воссоздать историю Марса.
Благодаря этим исследованиям, у нас теперь практически нет сомнений в том, что в далеком прошлом Марс был совершенно иным миром. Планета обладала плотной атмосферой, на ее поверхности бурлили реки, простирались глубокие озера и плескались огромные океаны. Марс прошлого разительно отличался от той холодной, сухой пустыни, которую мы видим сегодня.
Однако, несмотря на все эти открытия, один важный вопрос остается без ответа: была ли когда-нибудь жизнь на Марсе? Или, может быть, она существует там и сейчас, скрываясь от наших глаз? Эта загадка продолжает волновать умы ученых и вдохновлять новые миссии.
Так, маленький камень, случайно раздавленный "Спиритом", не только раскрыл тайны марсианского прошлого, но и подтолкнул нас к новым захватывающим исследованиям. Кто знает, какие еще удивительные открытия ждут нас на Красной планете?
Анализ более 800 галактических систем из обзора Sloan выявил чрезмерно большое количество галактик-спутников, движение которых коррелирует друг с другом. По мнению ученых, это признак того, что массивные группы галактик появились позже, чем предсказывает стандартная космологическая модель. Значит, и Вселенная моложе, чем мы думаем.
В стандартной космологической модели (ΛCDM) галактические системы растут постепенно за счет присоединения более мелких объектов. Сперва эти объекты становятся спутниками, но рано или поздно сливаются с основной галактикой. Так, недавно ученые поняли, что Малое Магелланово Облако, галактика — спутник Млечного Пути, состоит из двух отдельных структур, вероятно, остатков бывших галактик. А еще ранее в центре Млечного Пути обнаружили звезду, которая, видимо, сформировалась в какой-то карликовой галактике, после чего мигрировала к нам.
Именно поэтому астрономы изучают движение галактик — спутников ближайших к нам крупных галактик. И оказывается, что многие из них вращаются в одной плоскости, которая к тому же часто совпадает с плоскостью центральной галактики. Ученые объясняют это через «присоединение» спутников вдоль нитей космической паутины и другие взаимодействия объектов как друг с другом, так и с более масштабными структурами Вселенной. Тем не менее данные наблюдений расходятся с расчетами.
Расхождение в расчетах и наблюдениях в прошлых исследованиях можно объяснить малой выборкой галактик, отчего ранее ученые признали результаты неоднозначными. Поэтому авторы нового исследования провели статистический анализ подходящих галактик из Слоановского цифрового небесного обзора. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
В качестве «центральных» ученые отобрали галактики с массой от 1011 до 1011.5 солнечной массы, затем, следуя принятым параметрам для выявления галактик-спутников, они отыскали в окрестностях крупных галактик чуть менее яркие объекты. В результате получилось 813 галактических систем как минимум с двумя различимыми галактиками-спутниками.
Среди спутников ученые искали пары — галактики, которые находятся на противоположных сторонах от центрального объекта. Затем по смещению скорости вдоль луча зрения относительно центральной галактики они разделили эти пары на коррелирующие и некоррелирующие. Оказалось, коррелирующих — тех, которые летают вокруг центральной галактики в противоположных направлениях — гораздо больше.
Иллюстрация метода поиска пар галактик-спутников. Красной точкой обозначена центральная галактика (слева вверху). Общее число коррелирующих и некоррелирующих пар в данных обзора. Коррелирующих значительно больше (слева внизу). Доля коррелирующих пар в обзоре (черная линия) и в моделях (красная и синяя) (справа)
По словам одного из авторов профессора Гуй Ци (Gui Qi), чрезмерное количество коррелирующих пар говорит о том, что эти галактики-спутники присоединились недавно. В компьютерных моделях тоже есть такая тенденция: коррелирующих получается больше, но не настолько.
Данные наблюдений, по расчетам авторов исследования, расходятся с моделями Millenium и Illustris TNG300 на 4,1 и 3,6 сигмы, то есть стандартного отклонения. Это меньше «золотых» пяти сигм, равных 99,9999 процента вероятности, но все равно расхождение получается заметным. Значит, вероятно, массивные группы галактик образовались позже, чем предсказывает стандартная космологическая модель.
«Возраст массивных галактических групп тесно связан с возрастом Вселенной, поэтому полученные результаты указывают на то, что Вселенная моложе, чем показывают расчеты по фоновому микроволновому излучению, проведенные Planck Collaboration», — объяснил выводы главный автор исследования Гу Цин (Gu Qing).
Однако у наблюдений китайских астрономов могут быть и другие объяснения. Ранее Naked Science писал, что галактик-спутников у крупных галактик наблюдается в десятки раз меньше, чем должно быть по стандартной космологической модели. Недавняя научная работа на примере Млечного Пути показала, что причина этого — в быстром разрушении галактик-спутников. С ее учетом вопрос об «омоложении» Вселенной не следует и из новой работы китайских исследователей.
Тем не менее это обостряет другую проблему: быстрое разрушение галактик-спутников означает, что у них по каким-то причинам нет темной материи, иначе она стабилизировала бы их и не дала разрушаться. Стандартная космологическая модель не допускает массового существования галактик без темной материи — впрочем, как мы отмечали, последние открытия ставят эту модель под серьезное сомнение.
Экзопланета TOI-2431 b, расположенная в 117 световых годах от Земли, побила все рекорды скорости вращения вокруг своей звезды. За время одного земного года эта экстремальная планета размером с Землю успевает совершить почти 1 600 оборотов!
Такая невероятная скорость возможна благодаря крайне близкому расположению к своему красному карлику. Один год на TOI-2431 b длится всего 5,5 земных часов. Представьте: вы просыпаетесь утром на этой планете, а к обеду уже наступает Новый год!
Из-за экстремально сильного влияния приливных сил со стороны родительской звезды планета имеет искаженную, вытянутую форму.
Перед вами наиболее детальные изображения (ниже) поверхности Европы, полученных когда-либо. Эти исторические кадры были сделаны космическим аппаратом NASA "Галилео" 16 декабря 1997 года во время максимального сближения с юпитерианским спутником. Современные технологии обработки изображений позволили значительно улучшить их качество, открыв новые детали ледяной поверхности.
В момент съемки "Галилео" находился на высоте около 200 километров от поверхности Европы, двигаясь под углом примерно 50 градусов относительно экватора спутника. Для сравнения, Международная космическая станция вращается вокруг Земли на средней высоте 408 километров под углом 51,6 градуса к экватору. Ближайшее к камере разрешение составило шесть метров на пиксель, постепенно увеличиваясь к верхней части снимков.
Европа представляет собой уникальное космическое тело со средним диаметром около 3 122 километров. Под ее ледяной корой, толщина которой колеблется от 10 до 30 километров, скрывается океан жидкой воды. Согласно современным исследованиям, глубина этого океана может достигать 179 километров. Для сравнения: глубина самой глубокой точки Мирового океана на Земле — Марианской впадины — достигает "всего" ~11 километров (Бездна Челленджера). Это значит, что подледный океан Европы может быть примерно в 16 раз глубже, чем самое глубокое место на нашей планете.
Именно наличие жидкой воды делает Европу одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни в нашей Солнечной системе.
Новая эра в исследовании этого загадочного спутника Юпитера начнется в 2030 году. Для детального изучения Европы были запущены две масштабные миссии. Первая из них, Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), разработанная Европейским космическим агентством (ESA), была успешно запущена 14 апреля 2023 года. Этот аппарат исследует сразу три спутника Юпитера: Ганимед, Европу и Каллисто — все они обладают подповерхностными океанами. JUICE достигнет системы Юпитера в июле 2031 года.
Вторая миссия, NASA Europa Clipper, стартовала 14 октября 2024 года. Этот космический аппарат, созданный специально для изучения Европы, прибудет к Юпитеру в апреле 2030 года.
Основными задачами миссии станут:
Подтверждение наличия подповерхностного океана;
Детальное картографирование поверхности Европы;
Поиск возможных выбросов воды (гейзерная активность);
Изучение химического состава поверхности спутника.
Эти амбициозные проекты помогут ученым собрать важнейшие данные об условиях на Европе, определить точную глубину и, возможно, даже состав ее подповерхностного океана, а также изучить влияние Юпитера на внутреннюю структуру спутника. Следующее десятилетие обещает стать революционным в исследовании этого загадочного мира, скрытого под толщей льда.
Среди 28 известных лун Урана особое внимание ученых привлекает Ариэль — достаточно массивный спутник, под ледяной поверхностью которого может скрываться глобальный океан жидкой воды.
Спутник Ариэль был открыт 24 октября 1851 года британским астрономом Уильямом Ласселом, но до исторического пролета зонда NASA "Вояджер-2" о нем практически ничего не было известно.
Далекий ледяной мир
24 января 1986 года космический аппарат "Вояджер-2" получил первые в истории детальные изображения Ариэля с расстояния 127 000 километров. Снимки открыли удивительный ледяной мир, покрытый темной пылью, испещренный гигантскими обрывами, горными хребтами и каньонами.
Ариэль занимает четвертое место по размеру среди спутников Урана. При среднем диаметре в 1 158 километров он почти в три раза меньше нашей Луны (средний диаметр 3 475 километров). Гравитация здесь настолько слабая, что 70-килограммовый человек весил бы всего около 1,9 килограмма.
Состав спутника представляет собой почти равную смесь водяного льда и силикатных пород. На поверхности видны кратеры разного возраста, но их сравнительно немного, что, определенно, указывает на относительно недавнюю геологическую активность.
Следы древней активности
Рельеф спутника Урана способен поведать историю бурного геологического прошлого. Например, система каньонов свидетельствует о мощных тектонических процессах. Некоторые из этих образований простираются на сотни километров и достигают глубины до 10 километров.
Кроме того, на поверхности были обнаружены признаки криовулканизма — извержений воды, аммиака, метана и других летучих веществ вместо магмы. Светлые полосы, вероятно, представляют собой застывшие потоки соленой воды, которая в разное время прорывалась через трещины в коре.
Приливные силы Урана разогревают недра Ариэля, а орбитальный резонанс с соседними спутниками Умбриэлем и Мирандой усиливает этот эффект. Исходя из имеющихся данных, внутренняя активность Ариэля значительно снизилась в сравнении с далеким прошлом, но это не означает, что она прекратилась вовсе. Другими словами, на спутнике все еще может сохраняться тектоническая и криовулканическая активности.
В 2023 году, пересматривая архивные данные "Вояджера-2", команда исследователей обнаружила, что Ариэль и/или его сосед Миранда загрязняют окружающее космическое пространство мелкими частицами — вероятно, крупицами льда и пыли. Возможное объяснение заключается в том, что один или оба спутника являются обладателями подповерхностных океанов, которые имеют временный или постоянный доступ к поверхности.
Напомню, что подповерхностные океаны спутников газовых гигантов — одно из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе.
Миссии будущего
Система Урана остается одной из наименее изученных областей Солнечной системы. "Вояджер-2", оснащенный примитивными по современным меркам инструментами, провел возле планеты всего несколько дней, собрав лишь базовую информацию о ней и ее спутниках. Прошло почти 40 лет, но человечество больше не отправляло аппараты к этому загадочному миру.
Однако в обозримом будущем ситуация может измениться, если получит финансирование миссия NASA Uranus Orbiter and Probe (UOP), запуск которой намечен на начало 2030-х годов.
Если все пойдет по плану, то благодаря серии гравитационных маневров зонд UOP достигнет системы Урана к 2044 году и приступит к детальному изучению планеты, ее колец и спутников.
Особое внимание будет уделено лунам Ариэль и Миранда. Современные приборы смогут обнаружить гейзеры, проанализировать состав выбрасываемого материала и, если подповерхностные океаны действительно существуют, то установить их потенциальную пригодность для зарождения и поддержания жизни.
Космический телескоп имени «James Webb», запущенный в 2021 году, открыл новую страницу в наблюдении за внеземными мирами. Впервые с его помощью удалось получить прямое изображение неизвестной ранее экзопланеты. Об открытии сообщается журнале Nature.
Экзопланеты обычно обнаруживаются косвенными методами, так как они чрезвычайно тусклы и находятся слишком близко к своим звездам. Однако команда ученых использовала специальный коронограф французской разработки, установленный на инструменте MIRI телескопа «James Webb». Он маскирует свет звезды, позволяя разглядеть ее окрестности – аналогично тому, как во время солнечного затмения становится видно корону Солнца.
Новый внесолнечный мир обнаружен внутри пылевого диска вокруг молодой звезды TWA 7 возрастом примерно 6,4 миллиона лет. Система интересна тем, что в ее диске наблюдаются три концентрических кольца, одно из которых особенно узкое и ограничено почти пустыми зонами. Именно в этом узком кольце удалось заснять яркий источник, который, по результатам моделирования, оказался экзопланетой, получившей обозначение TWA 7 b.
По массе TWA 7 b сопоставима с Сатурном – примерно в 10 раз «легче» тех экзопланет, которые удавалось запечатлеть ранее. Это серьезный шаг вперед в направлении прямого наблюдения все более мелких и, возможно, землеподобных миров.
Телескоп James Webb сфотографировал экзопланету с массой, подобной массе Сатурна, вращающуюся вокруг звезды TWA 7. Свет от нее был удален из этого изображения, чтобы обнаружить планету в протопланетном диске.
Открытие подтверждает эффективность метода и демонстрирует потенциал «James Webb» в поиске маломассивных планет. Ученые надеются, что в будущем телескоп сможет различать даже планеты с массой всего 10 процентов от массы Юпитера. Уже сегодня специалисты составляют список перспективных систем, которые могут стать следующими целями для наблюдений с использованием все более совершенных коронографов и телескопов нового поколения.
Астрономы определили, что кандидат в быстрый радиовсплеск, обнаруженный летом 2024 года радиотелескопом ASKAP, на самом деле связан с давно неработающим спутником связи Relay 2. Он возник из-за электростатического пробоя из-за зарядки аппарата. Препринт работы доступен на arXiv.org.
Быстрые радиовсплески остаются одной из основных нерешенных проблем современной астрофизики. Это одиночные или повторяющиеся вспышки радиоизлучения, которые длятся миллисекунды (порой время увеличивается до секунд), но при этом достаточно яркие, чтобы быть заметными на внегалактических расстояниях. Несмотря на несколько сотен обнаруженных источников таких всплесков, в том числе и в нашей галактике, механизмы их генерации остаются неясными, однако заметное предпочтение отдается теориям, связанным с намагниченными нейтронными звездами.
Группа астрономов во главе с Клэнси Джеймсом (Clancy James) из Университета Кертина сообщила, что один из найденных наземной системой радиотелескопов ASKAP кандидатов в быстрый радиовсплеск на самом деле связан с деактивированным околоземным спутником связи. Сигнал был обнаружен ранним утром 13 июня 2024 года 17 из 36 антенн, обладал большим соотношением сигнал-шум, длился 30 наносекунд и характеризовался малым значением меры дисперсии (величина «сдвига» времени прихода сигнала в зависимости от частоты волны).
Дальнейший анализ показал, что всплеск состоял из первичного импульса длительностью менее 10 наносекунд (возможно, около трех) и пиковой плотностью потока около 3 мегаянских, и последующих двух менее интенсивных импульсов. На большинстве частот излучение характеризовалось полной линейной поляризацией, но вблизи 800 мегагерц и одного гигагерца обладало круговой поляризацией. Расстояние до источника всплеска было оценено в 4500 километров, в этом случае напряженность электрического поля источника составляет 280 ватт на метр, а пиковая выходная мощность — 400 ватт. Таким образом, параметры всплеска указывали на его потенциальную связь с околоземными аппаратами.
Анализ каталогов спутников выявил пространственное совпадение на момент наблюдений положения источника всплеска со спутником Relay 2, который находился на высоте 4322 километров. Аппарат был запущен в космос на эллиптическую орбиту в январе 1964 года и в течение трех лет работал как спутник связи, а также как зонд для исследований радиационных поясов Земли для NASA.
Предполагается, что радиоизлучение возникло из-за электростатического пробоя между поверхностями аппарата или между аппаратом и космической плазмой вблизи него. Подобные разряды — следствие зарядки аппарата из-за взаимодействия с космической средой и могут быть инициированы, например, попаданием микрометеорита. Они могут приводить к потере спутника, как это было с аппаратом Galaxy 15 в апреле 2010 года. В случае Relay 2 уровень солнечной активности не был на момент регистрации всплеска повышенным, а спутник не проходил через внутренний радиационный пояс, поэтому подобные всплески могут быть вполне частым явлением в обычных условиях.
Это не первый случай, когда околоземные объекты маскируются под астрофизические явления. Так, найденный несколько лет назад кандидат в рекордно далекий гамма-всплеск оказался бликом от разгонного блока «Бриз-М»
Представьте планету, которая примерно на четверть больше Юпитера, но при этом находится так же близко к своей звезде, как Меркурий к Солнцу. А теперь добавьте невероятную деталь — эта планета поглощает 99% падающего на нее света, что делает ее чернее любого известного природного материала на Земле.
Экзопланета TrES-2b, находящаяся на расстоянии около 750 световых лет от Земли, стала настоящей диковинкой для астрономов. Этот мир, классифицируемый как "горячий юпитер", примерно в 1,2 раза массивнее Юпитера. При этом экзопланета поглощает свет эффективнее, чем уголь (поглощает 96% света) или даже свежий асфальт (поглощает 97% света).
Причина такой необычной черноты кроется в экстремальных условиях на планете:
Средняя температура составляет 1 600 градусов, что переводит некоторые нетипичные компоненты атмосферы (натрий и калий) в газообразное состояние.
В атмосфере присутствуют испаренные натрий и калий, а также оксид титана, создающие уникальную химическую среду.
При такой высокой температуре эти вещества взаимодействуют особым образом, что приводит к исключительному поглощению света.
Кроме того, в атмосфере TrES-2b, скорее всего, отсутствуют отражающие облака, подобные тем, что делают Юпитер таким ярким, несмотря на его удаленность от Солнца.
Экзопланета TrES-2b была открыта 21 августа 2006 года транзитным методом* с помощью наземного телескопа TrES, но ее уникальные свойства были выявлены позже благодаря совместным наблюдениям нескольких инструментов. Космический телескоп NASA "Кеплер" измерил невероятно низкое альбедо (отражательная способность) планеты, а телескоп NASA "Спитцер" помог исследовать ее тепловое излучение, подтвердив экстремальные условия, царящие в атмосфере. На полный оборот вокруг родительской звезды, представленной красным карликом, TrES-2b нужно менее чем 2,5 земных дня. Для сравнения, Меркурий совершает оборот вокруг Солнца за 88 земных дней.
*Метод транзита — один из основных способов обнаружения экзопланет, который заключается в наблюдении за уменьшением яркости звезды, когда перед ней проходит планета.
Эта загадочная экзопланета не просто расширила наши представления о возможных свойствах небесных тел — она показала, что даже базовые характеристики планет, такие как отражательная способность, могут выходить за пределы всего, что мы знали ранее. В то время как Земля отражает около 30% падающего на нее солнечного света, а Луна — 12%, существование планеты, поглощающей 99% излучения, заставляет задуматься: какие еще удивительные объекты скрываются в глубинах Вселенной, терпеливо дожидаясь своего момента открытия?
5 июля 2022 года космический аппарат NASA "Юнона" обратил свой взор на юпитерианский спутник Ио, находясь на расстоянии около 80 000 километров от его поверхности.
Воспользовавшись инфракрасным картографом JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper), зонд получил инфракрасное изображение спутника, которое стало картой вулканической активности одного из его полушарий.
Чем ярче цвет на изображении — тем выше температура, зафиксированная прибором. Каждая яркая точка на поверхности Ио — это активный вулкан, извергающийся в момент наблюдения.
Ио — чемпион Солнечной системы по вулканической активности. На спутнике со средним диаметром всего 3 642 километра насчитывается свыше 400 действующих вулканов. Чем объясняется такая бурная вулканическая активность? Главная причина — мощнейшие приливные силы, возникающие из-за гравитационного воздействия Юпитера и соседних спутников.
Ио находится в 350 000 километрах от газового гиганта (для сравнения, Луна удалена от Земли на 384 400 километров, но Юпитер в 318 раз массивнее нашей планеты), так что Юпитер является источником чудовищных приливных сил. Кроме того, Ио оказался в "гравитационной ловушке" между Юпитером и другими крупными спутниками — Европой и Ганимедом. Их совместное гравитационное воздействие непрерывно "мнет" и "растягивает" Ио, разогревая его недра до экстремальных температур; поверхность спутника периодически поднимается и опускается на 100 метров!
В ходе наиболее интенсивных извержений, вулканы Ио могут "выстреливать" на высоту до 500 километров, отправляя в космическое пространство серу и диоксид серы. Из-за этой активности спутник постоянно "худеет" — по оценкам ученых, около тонны материала в секунду уходит в космическое пространство, большая часть которого захватывается магнитным полем Юпитера, формируя плазменный тор вокруг планеты.
Стоит отметить, что многие яркие точки на изображении представляют собой не просто вулканы, а целые лавовые озера или поля, некоторые из которых покрывают площадь в сотни квадратных километров.
Комментарии