Астрофизики из Университета Киндай и Национальной астрономической обсерватории Японии устроили массовую симуляцию транснептуновых объектов (ТНО) пояса Койпера и пришли к выводу, что где-то там есть девятая планета. Апогей ее орбиты 500 астрономических единиц, перигей - 250. Для справки, одна астрономическая единица это расстояние от Солнца до Земли, примерно 150 миллионов километров, а тот же Нептун, за орбитой которого и расположен пояс Койпера, находится всего лишь в 30 а.е.
Причиной старта симуляций стали аномалии движения ТНО, наблюдаемые в телескопы. Эти аномалии явно указывали на гравитационное влияние некоего небесного тела массой в 1,5-3 раза превышающую массу Земли. Строго говоря, гипотезы о планете Х уже давно курсируют в научных кругах, но ранее считалось, что оная должна быть за пределами Плутона, на окраинах Солсиса.
Будем надеяться это не ложный след и в скором времени к семейству планет нашей системы присоединится еще один объект, самый дальний из возможных
Астрономы впервые подтвердили существование тонкой атмосферы у транснептунового объекта, не считая самого Плутона. Ранее считалось, что среди подобных тел только карликовая планета способна удерживать заметную газовую оболочку.
Транснептуновые объекты (ТНО) – это небольшие ледяные тела, вращающиеся вокруг Солнца за орбитой Нептуна. В статье в Nature Astronomy, исследователи под руководством Ко Ариматсу из Национальной астрономической обсерватории Японии описывают (612533) 2002 XV93 – ТНО с очень разреженной атмосферой.
Ариматсу пояснил, что транснептуновые объекты настолько холодные и удалённые, что учёные долгое время считали их в значительной мере неизменными и неактивными, из-за чего Плутон выделялся на их фоне.
Наш результат показывает, что даже гораздо меньший объект, всего около 500 километров в поперечнике, может иметь атмосферу, по крайней мере временно. Подобные открытия демонстрируют, что внешняя Солнечная система может быть более динамичной, чем мы ожидали.
Объект 2002 XV93 относится к классу плутино и вращается на расстоянии около 38 астрономических единиц от Земли – примерно 5,6 миллиарда километров. Это ставит его на дистанцию, сопоставимую с орбитой Плутона.
Команда не получала прямых снимков атмосферы 2002 XV93. Открытие стало результатом наземных наблюдательных кампаний с участием как профессиональных, так и астрономов-любителей на четырёх обсерваториях в Японии. Учёные зафиксировали звёздное покрытие – явление, при котором объект Солнечной системы проходит перед фоновой звездой.
Если у объекта нет атмосферы, свет звезды должен исчезнуть и появиться резко. Если атмосфера есть, свет звезды может преломляться за счёт рефракции и меняется более плавно.
Когда команда заметила признаки именно второго сценария, исследователи приступили к анализу полученных кривых блеска. Они проверили три упрощённые модели атмосферного состава, сопоставив их с результатами предыдущих исследований. В итоге учёные пришли к выводу, что атмосферная рефракция лучше всего объясняет наблюдаемые данные.
Результаты бросают вызов устоявшимся представлениям о транснептуновых объектах (ТНО). Считалось, что они слишком малы, чтобы "удерживать наблюдаемую атмосферу" в течение продолжительного времени. Согласно научной статье, "несмотря на целенаправленные поиски с помощью звёздных покрытий", ни один крупный ТНО, кроме Плутона, не демонстрировал измеримой атмосферы.
Планетологи заинтересованы в обнаружении таких атмосфер, ведь они "контролируют, как переносится тепло, как поверхностные льды испаряются или замерзают, как вещество улетучивается в космос и как поверхность эволюционирует со временем", отметил Ариматсу. Даже если атмосфера ТНО далека от земной, понимание её наличия позволяет учёным лучше разобраться в том, как летучие вещества вроде метана, азота или угарного газа перемещаются внутри и за пределы космического тела.
Пока остаётся неясным, носит атмосфера объекта временный или постоянный характер. Это может стать предметом дальнейших исследований происхождения газовой оболочки. Возможно, она возникла в результате криовулканической активности внутри ТНО. Другой вариант – столкновение с небольшим ледяным телом.
Если атмосфера была создана ударом, она может рассеяться в течение нескольких ближайших лет. Если же она сохраняется или меняется сезонно, это будет свидетельствовать в пользу постоянного внутреннего источника газа.
Ариматсу добавил, что поразительно, как небольшие изменения в свете звёзд способны раскрыть столь значимые особенности крошечных далёких миров. В дальнейшем команда планирует проводить аналогичные многоточечные кампании по наблюдению покрытий, чтобы выяснить, есть ли у Плутона ещё больше "родственников".
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?
Периодически на просторах интернета встречается утверждение, что Юпитеру "чуть-чуть не хватило массы" для превращения в звезду. На деле же это серьезное искажение реальности: разница между массой Юпитера и минимальной звездной массой колоссальна.
В настоящее время Юпитер генерирует значительное количество энергии за счет гравитационного сжатия. Планета ежегодно сокращается примерно на два сантиметра, преобразуя гравитационную потенциальную энергию в тепловую. Этот процесс приводит к общему излучению в 335 триллионов ватт – примерно на 67% больше энергии, чем газовый гигант получает от Солнца.
При всей мощи этих процессов, температура в ядре Юпитера достигает лишь 24 000 градусов Цельсия, тогда как для начала термоядерных реакций необходима температура около семи миллионов градусов. Достижение такой температуры требует значительно большего гравитационного давления.
Предел Кумара
Для запуска термоядерных реакций масса объекта должна превышать так называемый предел Кумара – около 80 масс Юпитера (или примерно 0,08 массы Солнца). Это минимальная масса, необходимая для создания достаточного давления и температуры в ядре для начала термоядерных реакций.
Текущие параметры
Масса Юпитера составляет 1,9 × 10^27 килограммов. Для достижения звездного статуса требуется масса около 1,6 × 10^29 килограммов. При такой массе гравитационное сжатие создало бы необходимые условия для самоподдерживающихся термоядерных реакций, превратив планету в красный карлик — самый маломассивный тип звезд.
Существующая масса Юпитера оптимальна для текущей конфигурации Солнечной системы. Его гравитационное влияние играет ключевую роль в поддержании стабильности орбит других планет (особенно Марса) и защите внутренней Солнечной системы от крупных астероидов и комет. Достаточно вспомнить драматическое столкновение кометы Шумейкеров — Леви 9 с Юпитером в 1994 году – планета-гигант приняла удар на себя.
Гравитационное поле Юпитера отклоняет или захватывает большинство крупных комет и астероидов, которые могли бы достичь внутренних планет (включая Землю). Кроме того, его влияние структурирует пояс астероидов.
Помимо гравитационного влияния, Юпитер обладает мощнейшей в Солнечной системе (после Солнца) магнитосферой. Его магнитное поле в 14 раз сильнее земного, что обеспечивает дополнительную защиту как собственным спутникам, так и внутренней части Солнечной системы.
Астрофизик из Гарварда Ави Лоб еще несколько месяцев назад выдвинул гипотезу, согласно которой межзвёздный объект 3I/ATLAS может оказаться "материнским кораблём", несущим на борту зонды для выполнения тех или иных целей в Солнечной системе. Согласно его новым спекуляциям, объект может выпустить аппараты для засева Юпитера технологическими устройствами. Учёный обратил внимание на необычное совпадение в траектории , которое он называет "экстраординарной аномалией". Правда, скорее всего это лишь совпадение.
По расчётам Лоба, 16 марта 2026 года 3I/ATLAS достигнет минимального расстояния от Юпитера – 53,445 миллиона километров с погрешностью 0,06 миллиона километров. Это значение практически идентично радиусу Хилла Юпитера на эту дату – 53,502 миллиона километров. Радиус Хилла представляет собой границу гравитационного влияния планеты, внутри которой притяжение Юпитера преобладает над солнечным. Точки Лагранжа L1 и L2 расположены именно на этом расстоянии и считаются идеальными позициями для спутников, так как требуют минимальных затрат топлива на коррекцию орбиты.
Лоб рассказал в интервью News Nation:
Объект прибывает точно на то расстояние от Юпитера, где гравитация планеты доминирует. Если он хочет выпустить зонды вблизи Юпитера, именно там ему нужно быть.
Особое внимание учёный обратил на негравитационное ускорение 3I/ATLAS, зафиксированное во время месячного прохождения вблизи перигелия. По его словам, это ускорение ввело небольшую коррекцию курса именно той величины, которая необходима для достижения радиуса Хилла Юпитера – без неё объект промахнулся бы мимо границы гравитационной сферы влияния. Лоб предполагает, что множественные джеты, наблюдавшиеся вокруг 3I/ATLAS на снимках после перигелия, могли использоваться для этой коррекции орбиты.
Насколько статистически редким оказывается такое совпадение? По расчётам Лёба, погрешность в 0,06 из 53,5 миллиона километров соответствует точности в одну тысячную. С учётом полного диаметра орбиты Юпитера вокруг Солнца это совпадение составляет 1/26000.
Астрофизик отметил, что 3I/ATLAS достиг перигелия, находясь за Солнцем и будучи невидимым для земных обсерваторий.
Мы не знаем, выполнил ли он манёвр для достижения min{D}=H или также выпустил технологические устройства вблизи перигелия.
Любые гипотетические устройства, выпущенные внутри сферы Хилла Юпитера, должны были бы погасить скорость 3I/ATLAS относительно планеты – 65,9 километра в секунду.
Лоб также выразил надежду, что новые объекты на орбите Юпитера после прохождения 3I/ATLAS могут быть обнаружены космическим аппаратом Juno или другими орбитальными станциями.
Если мы найдём технологические спутники Юпитера, которые не отправляли, это будет означать, что Юпитер представляет интерес для внеземной цивилизации.
Почему гипотетические отправители выбрали бы газовый гигант, а не населённую Землю? Лоб предполагает, что человечество "опоздало на вечеринку" – мы появились лишь несколько миллионов лет назад, тогда как Юпитер, крупнейшая планета Солнечной системы, был виден отправителям 3I/ATLAS, когда миссия стартовала сотни миллионов или даже миллиарды лет назад.
При этом сам Лоб признаёт, что версия о разведывательной миссии к Юпитеру наименее вероятна среди шести основных аномалий 3I/ATLAS, которые он перечислил в отдельной публикации. Официальная позиция NASA остаётся неизменной – агентство классифицирует 3I/ATLAS как межзвездную комету.
В 1976 году мир затаил дыхание: на поверхности Марса было обнаружено нечто, напоминающее гигантское человеческое лицо. Это открытие породило множество теорий заговора и фантастических гипотез. Однако спустя четверть века наука предоставила убедительное объяснение этому феномену, раскрыв тайну, которая долгое время будоражила умы людей по всему миру.
25 июля 1976 года космический аппарат NASA "Викинг-1", исследуя поверхность Красной планеты с орбиты, сделал снимок, который вскоре стал сенсацией. На фотографии отчетливо проступали очертания, напоминающие человеческое лицо. Огромная структура, размером около трех километров в поперечнике, казалась слишком правильной, чтобы иметь естественное происхождение.
Энтузиасты и уфологи быстро подхватили эту идею. Как грибы после дождя стали появляться публикации о древней марсианской цивилизации, о посланиях, оставленных для человечества, и даже о связи между пирамидами Египта и этим марсианским "артефактом".
Научный подход
Ученые NASA с самого начала скептически отнеслись к идее искусственного происхождения "лица". Они объясняли феномен игрой света и тени, а также низким разрешением камер "Викинга-1". Однако убедить общественность было непросто: многие банально предпочитали верить в загадочные цивилизации, чем разбираться в каких-то там геологических процессах.
Точку в этом вопросе поставил орбитальный аппарат NASA Mars Global Surveyor (MGS). 8 апреля 2001 года он сделал новые, гораздо более четкие снимки той же области. Высокое разрешение камер MGS позволило увидеть, что "лицо" на самом деле является обычным выветренным холмом.
Изображения показали естественные геологические формации без каких-либо признаков искусственного происхождения. "Лицо" оказалось частью комплекса столовых гор в регионе Кидония (лат. Cydonia) — области, известной своими необычными ландшафтами.
Уроки парейдолии
История "лица на Марсе" стала классическим примером парейдолии — психологического феномена, при котором человек видит знакомые образы и формы в случайных изображениях и/или узорах. Мы эволюционировали так, чтобы с помощью глаз искать знакомые шаблоны и распознавать осмысленные образы, но порой это приводит к "обнаружению" структур там, где их на самом деле нет. По этой причине многие из нас, глядя на облака, могут увидеть в них лица, животных и даже целые сценки.
Этот случай подчеркивает важность критического мышления и научного подхода. Он также демонстрирует, как развитие технологий позволяет нам лучше исследовать и понимать окружающий мир, развенчивая мифы и предоставляя точные данные.
Заключение
"Лицо на Марсе" из загадочного артефакта превратилось в интересный урок о том, как работает наука и как устроено человеческое восприятие. Эта история напоминает нам о важности скептицизма, необходимости проверки фактов и о том, что реальность часто оказывается не менее захватывающей, чем самые смелые фантазии.
Сегодня, когда мы продолжаем исследовать Марс с помощью все более совершенных технологий, мы открываем новые, действительно удивительные факты о Красной планете. И кто знает, какие еще тайны скрывает этот загадочный мир.
Вспомните свои школьные уроки астрономии. Долгие годы мы были убеждены, что в нашей Солнечной системе есть девять планет. Это было так же очевидно, как то, что Земля круглая, а Солнце встает на востоке.
Но в 2006 году произошло нечто удивительное — количество планет официально сократилось до восьми. Что же стало тому причиной?
Я объясню вам, почему Плутон потерял статус планеты, и сделаю это настолько просто, что поймет даже ребенок.
Что случилось с Плутоном?
Летом 2006 года астрономы из разных стран собрались на важную встречу. Их целью было четко определить, какое небесное тело можно считать планетой Солнечной системы. Для этого они установили три главных правила. Давайте проверим, соответствует ли им Плутон.
Правило первое: вращение вокруг Солнца
С этим у Плутона все в порядке — он действительно вращается вокруг нашего светила. Первое правило выполняется!
Правило второе: форма тела
Планета должна быть достаточно большой и тяжелой, чтобы под действием собственной гравитации принять шарообразную форму. Плутон, хоть и маленький, но все же достаточно массивный, чтобы быть круглым. Второе правило тоже выполняется!
Правило третье: чистота орбиты
А вот здесь начинаются проблемы. За миллиарды лет своего существования планета должна либо притянуть к себе все более мелкие объекты поблизости, либо оттолкнуть их подальше. То есть "навести порядок" на своей орбите.
У Плутона с этим не сложилось. Вокруг него летает множество космических тел схожего размера. Получается, что Плутон не стал полноправным хозяином своей орбиты.
24 августа 2006 года Плутон официально перестал быть планетой.
Настоящие планеты, такие как Земля или Юпитер, за миллиарды лет своего существования либо притянули к себе, либо оттолкнули почти все крупные объекты на своей орбите (не считая спутников). Они стали "хозяевами" своих орбитальных путей. Плутон же оказался просто одним из многих объектов в поясе Койпера — области на окраине Солнечной системы, где находится множество ледяных тел.
Что же такое Плутон?
Теперь Плутон называют "карликовой планетой". Это значит, что он похож на планету (вращается вокруг Солнца и имеет форму шара), но не является полноценным "хозяином" своей орбиты. Он как младший брат больших планет — важный член Солнечной системы, но в другой весовой категории.
Теперь вы знаете, почему Плутон больше не считается планетой. Но от этого он не стал менее удивительным — ведь это целый ледяной мир с подповерхностным океаном на краю Солнечной системы.
На поверхности Титана, крупнейшего спутника Сатурна, раскинулись настоящие моря и озера, но не водные, как на Земле, а углеводородные. Их поразительно спокойная поверхность, словно гигантское зеркало, отражает далекий солнечный свет.
Этот удивительный пейзаж был запечатлен 21 августа 2014 года картографическим спектрометром (VIMS) космического аппарата NASA "Кассини", работавшим одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах.
Благодаря "Кассини" ученые смогли детально изучить три крупнейших моря Титана — Кракена, Лигеи и Пунги. Оказалось, что их поверхность практически безмятежна: высота волн не превышает одного сантиметра, а длина составляет менее 20 сантиметров. Такое спокойствие поверхности невозможно представить даже в самый безветренный день на Земле. Особенно впечатляет море Кракена — крупнейший углеводородный "водоем" на этом сатурнианском спутнике, достигающий глубины около 300 метров.
Но самое интригующее в Титане — это его поразительное сходство с молодой Землей. Как и на нашей планете, здесь существует настоящий круговорот жидкости: метановые дожди питают реки и моря, которые затем испаряются, формируя плотную атмосферу. Метановые облака, конденсируясь, снова проливаются дождями, замыкая этот удивительный цикл. Главное отличие — экстремальный холод. Находясь на расстоянии около 1,4 миллиарда километров от Солнца (против 150 миллионов километров между Землей и Солнцем), Титан получает в 100 раз меньше солнечного тепла и света.
"Титан — это словно замороженная версия древней Земли, — отмечают в NASA. — Во многих отношениях крупнейший спутник Сатурна является одним из наиболее похожих на Землю миров, которые мы обнаружили на сегодняшний день. Изучая его, мы словно заглядываем в далекое прошлое нашей собственной планеты".
Титан продолжает удивлять ученых своими загадками. В его морях и озерах плещется смесь углеводородов — в основном жидкого метана и этана — при температуре -179°C, а под ледяной корой, скорее всего, скрывается океан жидкой воды. Неудивительно, что этот спутник Сатурна считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе.
Представьте, что вы смотрите на песчинку через увеличительное стекло. Она кажется просто маленькой точкой. Но что если бы мы могли заглянуть внутрь этой песчинки, глубже, чем позволяет самый мощный микроскоп в мире? Именно здесь начинается удивительное путешествие в мир теории струн.
Согласно современной физике, наш мир состоит из крошечных частиц – электронов, кварков и других фундаментальных "кирпичиков". Это представление лежит в основе Стандартной модели – нашей самой успешной теории элементарных частиц. Однако теория струн предлагает альтернативный взгляд на устройство Вселенной. Согласно этой гипотезе (да, это именно гипотеза, несмотря на название), в основе всего лежат не частицы, а крошечные вибрирующие струны.
Эти струны настолько малы, что если бы мы увеличили атом до размеров Солнечной системы, одна струна была бы размером с небольшое дерево. Но несмотря на свои микроскопические размеры, именно эти струны создают все, что мы видим вокруг.
Каждая струна может колебаться по-разному, и характер этих колебаний определяет, какой именно частицей она проявит себя в нашем мире. Когда струна колеблется одним образом, мы наблюдаем электрон, другой тип колебаний создает фотон, третий – кварк. Получается, что вся Вселенная – это своеобразная космическая симфония, исполняемая на струнах невообразимо малого размера.
Как вообще появилась столь необычная концепция?
Дело в том, что современная физика столкнулась с серьезной проблемой. У нас есть две великие теории: общая теория относительности, которая описывает поведение больших объектов вроде планет и галактик, и квантовая механика, объясняющая мир мельчайших частиц. Но эти теории никак не хотят работать вместе. Это все равно что иметь два разных языка для описания одного мира, которые противоречат друг другу.
Теория струн пытается решить эту проблему, предлагая единый "язык" для описания всего во Вселенной. Она говорит, что все физические явления в нашей реальности – это просто разные проявления колебаний одних и тех же струн.
Правда, у этой красивой идеи есть один существенный недостаток – проверить ее экспериментально пока невозможно. Струны настолько малы, что современные технологии не позволяют их обнаружить. Поэтому многие физики относятся к теории струн скептически, считая ее скорее математическим трюком, чем реальным механизмом описания природы.
Но даже если теория струн окажется неверной, она уже подарила физикам множество полезных математических инструментов и заставила по-новому взглянуть на устройство Вселенной. Она напоминает нам, что реальность может быть гораздо удивительнее, чем мы можем себе представить.
Возможно, когда-нибудь мы создадим достаточно мощные и чувствительные приборы, чтобы проверить существование струн. А пока эта красивая гипотеза остается одной из самых элегантных попыток человечества разгадать глубочайшие тайны мироздания.
Тут это, нашли углерод неясного происхождения, да не где-нибудь, а в Европе. Нет, не в нашей земной, а на спутнике Юпитера.
Европа - интересный спутник, так как он больше похож на объекты земной группы, нежели остальные его "ледяные собратья" - он состоит из камня, то есть различных силикатов, железного ядра и несовместимых с ними примесей, которые формируют кору. В рамках примесей считается стокилометровый слой из воды, верхнюю часть которого в размерах примерно тридцати километров представляет лед. То есть под слоем льда находится вполне себе жиденький океан - на это указывает магнитное поле Европы, обнаруженное аппаратом "Галилео", так как наличие магнитного поля говорит о слое электролитов между корой и ядром, что является, по сути океаном соленой воды. Другой пунктик, указывающий на наличие подповерхностного океана - сдвиг коры Европы на целых 80 градусов относительно недр, что невозможно при плотном прилегании верхних и нижних слоев небесного тела.
Область, где обнаружили углекислоту, зовется "Тара Регио" и ранее она уже светилась в новостях как место выхода поваренной соли, обнаруженной телескопом "Хаббл". Что-то мне подсказывает, что это не последний раз, когда мы о ней слышим - в 24 году к Европе отправится Europa Clipper, спутник, который изучит ее потенциал к поддержанию жизни, а также JUICE, аппарат, захвативший своей исследовательской программой все крупные юпитерианские луны.
Наличие углекислоты не подтверждает наличие жизни, но ясно указывает, на наличие условий для ее поддержания. Будем посмотреть.
Сегодня сутки на Земле, смена которых обеспечивается оборотом планеты вокруг своей оси, длятся 24 часа (23 часа 56 минут и 4 секунды, если быть точнее). Но так было не всегда. В ходе уникальных исследований ученые выяснили: в далеком прошлом продолжительность суток на нашей планете была короче современных почти на четверть.
Роль удивительных хранителей времени досталась... кораллам. При росте эти морские животные формируют известковый скелет, в котором образуются тончайшие годовые кольца, похожие на кольца деревьев. Но самое интересное, что в скелете кораллов образуются не только годовые, но и суточные кольца роста. В современных кораллах за год образуется 365 суточных колец, но когда ученые исследовали ископаемые кораллы возрастом около 400 миллионов лет, они обнаружили нечто поразительное — за один годовой цикл формировалось в среднем 390 суточных колец! Это открытие стало первым прямым доказательством того, что в древности сутки на Земле были короче. Но кораллы оказались не единственными свидетелями изменения скорости вращения нашей планеты.
Лунный дирижер времени
Ключевую роль в истории земных суток сыграла Луна. Гравитационное притяжение нашего спутника вызывает приливы и отливы на Земле. Это постоянное движение водных масс создает приливное трение, которое постепенно замедляет вращение планеты. В результате такого взаимодействия Луна получает дополнительный импульс и медленно удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год.
И именно благодаря этому древнему танцу Земли и Луны ученые получили еще одно удивительное свидетельство изменения продолжительности земных суток. На дне древних морей* сохранились уникальные слоистые отложения. Ритмичное чередование приливов и отливов создавало в осадочных породах последовательные слои — своеобразные отметки времени в каменной летописи Земли. Изучая количество приливных слоев в годовых отложениях и зная законы небесной механики, ученые смогли определить, как менялась продолжительность суток на разных этапах истории нашей планеты.
*Речь идет о морях, существовавших на Земле сотни миллионов лет назад, когда материки имели совсем другие очертания, а в водах только начинала зарождаться сложная жизнь.
Молекулярные часы в горных породах
В 2019 году ученые обнаружили, что приливные силы вызывают тончайшие изменения в структуре некоторых минералов. Эти едва уловимые перестройки на молекулярном уровне сохраняются в кристаллах как своеобразные "отпечатки времени", которые можно расшифровать с помощью современных технологий. Такой метод не только подтвердил результаты предыдущих исследований, но и позволил получить более точные данные о продолжительности суток в различные геологические эпохи.
Благодаря этим разнообразным методам исследований ученые установили, что:
1,4 миллиарда лет назад земные сутки длились всего около 18 часов;
620 миллионов лет назад сутки длились примерно 21,9 часа;
400 миллионов лет назад сутки длились около 22,7 часа;
70 миллионов лет назад, во времена динозавров, продолжительность суток составляла уже примерно 23,5 часа.
Взгляд в прошлое и будущее
Анализ изменений продолжительности суток позволил ученым не только реконструировать историю Земли, но и лучше понять множество важных процессов: от эволюции климата до формирования магнитного поля. Эти исследования показывают, насколько тесно связаны все компоненты нашей планеты — от движения небесных тел до микроскопических изменений в кристаллах минералов.
Более того, даже сейчас, в наши дни, процесс замедления вращения Земли продолжается. Каждое столетие продолжительность суток увеличивается примерно на 1,8 миллисекунды. И хотя это изменение настолько мало, что мы его не замечаем в повседневной жизни, сверхточные атомные часы способны уловить этот неумолимый ритм трансформации нашей планеты.
Земля — это динамическая система, находящаяся в постоянном развитии. Каждое мгновение в недрах планеты, в океанах и атмосфере происходят сложнейшие процессы, меняющие облик нашего мира. И чем глубже мы погружаемся в изучение прошлого Земли, тем яснее осознаем, насколько удивителен и хрупок этот голубой шар, который мы называем своим домом.
«Если рассматривать Punctum в контексте, он поразительно ярок».
NGC 4945 — спиральная галактика, видимая с ребра, всего в 11 миллионах световых лет от нас в созвездии Центавра(Изображение предоставлено ESO)
Необычайно мощный загадочный объект, обнаруженный в соседней галактике и видимый пока только в миллиметровом радиодиапазоне, может оказаться совершенно новым астрофизическим объектом, непохожим ни на что, виденное астрономами ранее.
Объект был назван «Punctum», производным от латинского pūnctum , означающего «точка» или«точка», группой астрономов под руководством Елены Шабловинской из Института астрофизических исследований Университета Диего Порталеса в Чили. Шабловинская обнаружила его с помощью ALMA , Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы.
Астрономы пока не знают, что это такое — известно лишь, что это компактное тело, у него удивительно структурированное магнитное поле и, по сути, это объект, излучающий огромное количество энергии.
«Если рассматривать это в контексте, Punctum поразительно яркий — в 10 000–100 000 раз ярче типичных магнетаров, примерно в 100 раз ярче микроквазаров и в 10–100 раз ярче почти каждой известной сверхновой , и только Крабовидная туманность превосходит его среди связанных со звездами источников в нашей галактике », — сказала Шабловинская.
Пунктум находится в активной галактике NGC 4945, довольно близком соседе нашей галактики Млечный Путь , расположенной в 11 миллионах световых лет от нас. Это чуть за пределами Местной группы. Однако, несмотря на такую близость, его невозможно увидеть в оптическом или рентгеновском диапазоне, а только в миллиметровом радиодиапазоне. Это только усугубило загадку, хотя космическому телескопу имени Джеймса Уэбба (JWST) ещё предстоит изучить объект в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах.
Изображение яркого ядра NGC 4945, полученное с помощью телескопа ALMA, и врезка: компактный загадочный объект под названием Пунктум.(Изображение предоставлено: Елена Шабловинская и др.)
Что может быть Punctum?
Его яркость оставалась неизменной в течение нескольких наблюдений, проведённых в 2023 году, что означает, что это не вспышка или какое-либо другое преходящее явление. Миллиметровое излучение обычно исходит от холодных объектов, таких как молодые протопланетные диски и межзвёздные молекулярные облака. Однако высокоэнергетические явления, такие как квазары и пульсары, также могут генерировать радиоволны посредством синхротронного излучения, при котором заряженные частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, описываются спиралью вокруг линий магнитного поля и излучают радиоволны.
Что мы знаем о Пунктуме, так это то, что, судя по силе поляризации его миллиметрового света, он должен обладать высокоструктурированным магнитным полем. Поэтому Шабловинская полагает, что наблюдаемое нами у Пунктума излучение — это синхротронное. Объекты с сильной поляризацией, как правило, компактны, поскольку более крупные объекты обладают хаотичными магнитными полями, которые нейтрализуют любую поляризацию.
Возможно, источником синхротронного излучения является магнетар , полагают учёные, который представляет собой пульсар с сильным магнитным полем . Однако, хотя упорядоченное магнитное поле магнетара отвечает всем требованиям, магнетары (и обычные пульсары, если уж на то пошло) гораздо слабее в миллиметровом диапазоне длин волн, чем Пунктум.
Остатки сверхновой , такие как Крабовидная туманность, представляющая собой беспорядочные внутренности звезды, выброшенные в космос в 1054 году нашей эры, ярко светят в миллиметровом диапазоне. Проблема в том, что остатки сверхновой довольно велики — сама Крабовидная туманность имеет диаметр около 11 световых лет, — тогда как Пунктум, очевидно, гораздо меньше и компактнее.
Крабовидная туманность, полученная космическим телескопом имени Джеймса Уэбба(Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech)
«На данный момент Punctum действительно стоит особняком — он не вписывается ни в одну из известных категорий», — сказала Шабловинская. «И, честно говоря, ничего подобного не наблюдалось ни в одном из предыдущих миллиметровых обзоров, в основном потому, что до недавнего времени у нас не было ничего столь же чувствительного и высокоточного, как ALMA».
Существует оговорка, что Punctum может быть просто аномалией: экстремальной версией известного объекта, например, магнетара в необычной среде или остатка сверхновой, взаимодействующего с плотным веществом. Однако пока это лишь предположения, не подкреплённые доказательствами. Вполне возможно, что Punctum действительно является первым представителем нового типа астрофизических объектов, которые мы раньше не видели, просто потому, что их может обнаружить только телескоп ALMA.
В случае с Пунктумом, он в 100 раз слабее активного ядра NGC 4945, которое заряжается энергией от сверхмассивной чёрной дыры, питающейся падающим веществом. Пунктум, вероятно, вообще не был бы замечен в данных ALMA, если бы не его исключительно сильная поляризация.
Дальнейшие наблюдения с помощью ALMA, безусловно, помогут пролить свет на тип объекта Punctum. Наблюдения, которые открыли Punctum, были сосредоточены на ярком активном ядре NGC 4945; Punctum оказался в поле зрения лишь случайно. В будущих наблюдениях Punctum с помощью ALMA можно будет добиться гораздо более низкого уровня шума, не беспокоясь о пересвечении яркого ядра галактики, и его также можно будет наблюдать на разных частотах.
Наибольшую помощь потенциально может оказать JWST. Если он сможет увидеть инфракрасный аналог, то его более высокое разрешение может помочь определить, что такое Punctum.
«Высокое разрешение и широкий спектральный диапазон JWST могут помочь выяснить, является ли излучение Punctum чисто синхротронным или включает в себя пылевые или эмиссионные линии», — сказала Шабловинская.
На данный момент это сплошные «если» и «но», и все, что мы можем сказать наверняка, это то, что астрономы столкнулись с настоящей загадкой, которая до сих пор сбивает их с толку.
«В любом случае, — заключила Шабловинская, — Punctum показывает нам, что в миллиметровом небе ещё многое предстоит открыть».
Статья, описывающая открытие Punctum, была принята в журнал Astronomy & Astrophysics, а предварительная версия доступна на сайте astro.ph .
На проектирование и строительство космического телескопа "Джеймса Уэбб" ушли десятилетия, но эти титанические усилия уже приносят свои плоды. Не прошло и года с начала работы космического телескопа, а "Уэбб" уже прислал десятки потрясающих космических снимков, а также множество научных данных, которые помогли ученым продвинуться в понимании Вселенной. Телескоп будет работать в космосе 20 лет.
Скопление галактик SMACS 0723 или более известное название - "Первое глубокое поле Уэбба".
Одной из первых задач, которую НАСА выполнило с помощью телескопа "Уэбб", было воссоздание одной из самых знаковых фотографий "Хаббла" за всю историю наблюдений. Глубокое поле Уэбба (Deep Field) — это самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной из когда-либо созданных, позволяющее увидеть тысячи галактик на участке неба размером с рисовое зернышко, которое держат на расстоянии вытянутой руки. Некоторым из галактик на этом изображении 13,1 миллиарда лет, они запечатлены в том виде, в каком они появились, когда Вселенная только-только остыла настолько, чтобы началось звездообразование.
Юпитер
Знаете ли вы, что у Юпитера есть кольца? Они не такие заметные, как у Сатурна, но мощная гравитация Юпитера притянула достаточно материала, чтобы у него появилось несколько своих колец. Большинство телескопов не могут разглядеть блеклые кольца планеты, но Уэбб может. Летом 2022 года ученые сфотографировали Юпитер с помощью "Уэбба" и запечатлели кольца, а также светящиеся полярные сияния на обоих полюсах.
Нептун
Говоря о кольцах, у Нептуна они тоже есть, но их еще труднее обнаружить. "Уэбб" работает в ближнем инфракрасном диапазоне от 0,6 до 5 микрон с помощью своей камеры NIRCam, поэтому планета не выглядит темно-синей, как на большинстве фотографий, но кольца видны очень четко. Ни один космический зонд не посещал Нептун со времен "Вояджера-2" в конце 1980-х годов. Таким образом, впервые за 30 лет удалось увидеть едва различимые кольца Нептуна.
Сатурн
Сатурн — последний газовый гигант нашей Солнечной системы на который обратил свое внимание телескоп "Уэбб". НАСА все еще работает над обработкой результатов наблюдений, но уже опубликовало предварительный снимок планеты, окруженной кольцами. На этом изображении Сатурн виден через фильтр NIRCam F323N (3,23 микрона). НАСА обработало это монохромное изображение и придало ему темно-оранжевый оттенок. Сатурн темнее колец, потому что метан в его атмосфере поглощает большую часть падающего на него света.
Экзопланета HIP 65426 b
Наблюдение за планетами с помощью "Уэбба" не ограничивается нашей Солнечной системой. "Уэбб" сделал свое первое изображение экзопланеты в 2022 году, когда он наблюдал за звездой HIP 65426. Там "Уэбб" обнаружил экзопланету HIP 65426 b. Экзопланета примерно в девять раз больше Юпитера, а ее орбита проходит в три раза дальше от звезды, чем Нептун от Солнца. Это помогло ученым разглядеть планету в "дымке" звезды, но все равно это впечатляющий подвиг для "Уэбба".
M74 или «Призрачная галактика»
Примерно в 32 миллионах световых лет от нас находится галактика, известная как M74 или «Призрачная галактика». На данный момент она движется в космосе под таким углом, что мы можем наблюдать сверху всю красу ее спиральной структуры. Этот звездный вихрь очень похож на нашу собственную галактику Млечный Путь, диаметр которой составляет 100 000 световых лет, а количество звезд оценивается в 100 миллиардов. Инструмент Mid-InfraRed Instrument (MIRI) "Уэбба" позволил ученым заглянуть сквозь пыль и газ, чтобы увидеть призрачную структуру галактики. "Уэббу" даже удалось сфотографировать ядерное звездное скопление в центре галактики.
Столпы творения
Разумеется, команда телескопа Уэбба не теряла времени даром и направило все свое внимание к, пожалуй, самому известному объекту Хаббла - Столпам творения. Эти структуры, самая большая из которых имеет высоту пять световых лет, являются частью туманности Орла, активной области звездообразования, расположенной на расстоянии около 6000 световых лет. Огромные столбы газа усеяны светящимися точками света от недавно образовавшихся звезд. Прибор NIRCam, установленный на "Уэббе", позволил увидеть гораздо больше звезд, чем это ранее сделал Хаббл, а также жуткое красное свечение в тех областях, где яркие молодые звезды приводят в движение атомы водорода.
Столпы творения, увиденные с помощью прибора MIRI.
"Уэбб" не видит Вселенную так, как мы, — он работает за пределами видимого спектра в инфракрасном диапазоне и может отображать один и тот же объект в разных спектрах, чтобы собрать больше данных. На предыдущем изображении Столбы показаны в ближнем инфракрасном диапазоне, но "Уэбб" также сделал снимок в среднем инфракрасном диапазоне с помощью своего прибора MIRI. Более темные области указывают на более плотный и холодный газ. Звезды не так ярко светятся в среднем инфракрасном диапазоне, поэтому большинство горячих молодых звезд не видны. Тем не менее, мы видим несколько голубых и белых звезд, сияющих сквозь него.
Квинтет Стефана
Это скопление из пяти галактик, открытое в 1877 году, было первой известной компактной группой галактик. Четыре из этих галактик находятся в тесной физической связи, и астрономы считают, что однажды они сольются. Один из объектов, NGC 7318, уже дает нам первые данные о слиянии галактик. Этот объект на самом деле представляет собой две галактики в процессе слияния. Изображение было получено с помощью прибора "Уэбба" MIRI, который показывает контуры пыли внутри галактик.
Протозвезда L1527
В конце 2022 года исследователи опубликовали изображение молодой протозвезды, известной как L1527. На изображении, полученном прибором "Уэбба" NIRCam, видно космическое облако в форме песочных часов, простирающееся от звезды посередине. По мере своего роста турбулентная протозвезда периодически выбрасывает материал, и светящаяся форма песочных часов показывает очертания полостей, созданных этими вспышками. Синие области — это места, где пыль тоньше, а оранжевые — более толстые слои. Вы также можете увидеть протопланетный диск в виде темной полосы прямо посередине звезды.
Звезда Вольфа-Райе WR 124
Звезды Вольфа-Райе представляют большой интерес для астрономов,
которые считают, что они могут быть ключом к пониманию того, почему во
Вселенной так много пыли. Эти звезды живут недолго, но проводят свою
короткую жизнь, извергая туманность из пыли и газа. Туманность вокруг WR
124 известна как M1–67, и "инфракрасные глаза Уэбба" (NIRCam и MIRI)
выявили невиданные ранее детали облаков.
Кольцо Эйнштейна
Телескоп "Уэбб" может видеть объекты на невероятном расстоянии, но иногда ему требуется небольшая помощь. Гравитационное линзирование может увеличивать удаленные объекты, иногда искажая свет, создавая так называемые кольца Эйнштейна. Это то, что Уэбб заметил в начале этого года — галактику, находящуюся на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас, линзированная галактикой, находящейся на расстоянии всего 3 миллиардов световых лет от нас. Более далекая галактика выглядит как кольцо вокруг более близкой из-за эффекта линзирования. В результате "Уэбб" смог проанализировать спектры фоновой галактики и найти доказательства существования органических материалов.
Столкновение космического аппарата с астероидом.
В октябре 2022 года "Уэбб" обратил внимание на интересную цель.
Именно тогда НАСА провело испытание DART (испытание на двойное
перенаправление астероидов), в ходе которого космический аппарат
врезался в меньший из двух самоорбитальных астероидов. "Уэбб" запечатлел
момент удара, как и телескоп Хаббл. Изображения "Уэбба" показывают
плотную светящуюся точку с расширяющимся наружу выбросом. Данные
наблюдения предоставили больше данных, чем "Хаббл".
Обнаружение углерода в туманности Ориона
Туманность Ориона находится на расстоянии 1300 световых лет от нас, но это одна из самых ярких туманностей на ночном небе — ее можно увидеть даже невооруженным глазом. Однако "Уэбб" видит гораздо больше нас. У одной из молодых звезд Ориона был обнаружен протопланетный диск, и ученые обнаружили интересный сюрприз в спектрах звезды. Именно вокруг этой звезды "Уэбб" обнаружил следы метилового катиона (CH3+), жизненно важной молекулы углерода, которая объединяется, образуя более сложную органику.
Галактика Колесо Телеги
В начале своей работы "Уэбб" взглянул на один самых популярных
объектов среди астрономов - галактику "Колесо телеги". В далеком прошлом
эта галактика пережила столкновение с другой галактикой, оставив ей
характерную колесообразную форму. "Уэбб" обнаружил более плавное
расположение старых звезд в ядре по сравнению с молодыми звездами в
расширяющемся кольце галактики.
Самые древние галактики
Мы уже обсудили "Первое глубокое поле Уэбба", но на этом изображении
скрываются некоторые особенные объекты, которые заслуживают внимания.
Две из множества галактик, видимых на этом кадре, привлекли внимание
исследователей из Гарвард-Смитсоновского центра. Было обнаружено, что
галактики (выше) имеют экстремальные красные смещения 10,5 и 12,5, что
означает, что они выглядят такими, какими они были всего через 450
миллионов и 350 миллионов лет после Большого взрыва. Это делает их
одними из самых далеких и, следовательно, самых старых галактик,
когда-либо виденных.
Туманность Южное кольцо
Южное кольцо — это планетарная туманность, облака пыли и газа,
образующиеся в результате вздутия и выброса массы стареющей звезды. Эти
плотные туманности могут существовать десятки тысяч лет, поскольку
звезды достигают конца своей жизни, и Южное кольцо является особенно
ярким примером с его многослойной формой. "Уэбб" наблюдал за этим
объектом в прошлом году, впервые обнаружив источник туманности. Это
затемнение двух звезд на правом изображении выше, которое было получено с
помощью прибора "Уэбба" MIRI. Другое изображение получено от NIRCam с
более короткой длиной волны, которая не может обнаружить вторую звезду.
"Хаббл" тоже не смог разглядеть звезду сквозь всю эту пыль, но "Уэбб"
без проблем заснял ее.
Туманность Киля
Среди первых изображений "Уэбба", опубликованных агентством НАСА,
было это поразительное видение туманности Киля. На изображениях показана
область звездообразования под названием NGC 3324 в туманности Киля.
Пустая область над клубящимися облаками возникает из-за интенсивного
ультрафиолетового излучения скопления горячих молодых звезд в центре
пузыря.
Галактика Бенгальский огонь
Вы думали, что мы закончили изучать "Первое глубокое поле Уэбба"? Ещё
нет, потому что там сотни необычных галактик. Там скрывается еще один
удивительный объект, который астрономы назвали «Бенгальский огонь». Как и
все на изображении, Бенгальский огонь выглядит таким, каким он был в
далеком прошлом. Эта галактика молодая и не очень большая, но она усеяна
шаровыми скоплениями, имеющими много общего со скоплениями, все еще
присутствующими в Млечном Пути. Ученые предполагают, что Бенгальский
огонь может быть очень похож на Млечный Путь в зачаточном состоянии.
Туманность Хамелеон I
"Уэбб" часто наблюдает за вихревыми потоками новообразованных звезд,
взорвавшихся солнечных систем и других жарких мест, но он также
заглядывал в глубины туманности Хамелеон I, которая отличается самой
низкой температурой в известной Вселенной. Хотя Хамелеон I,
расположенная примерно в 500 световых годах от Земли, является областью
звездообразования, там есть небольшая часть туманности, которая
изолирована от активной области. Там температуры, измеренные "Уэббом",
составляют невероятные -263 градуса Цельсия. Это всего лишь 10 градусов
по Цельсию от абсолютного нуля.
Водяной шлейф спутника Энцелад
Спутник Сатурна Энцелад представляет большой интерес для планетологов
благодаря выдающимся шлейфам воды, которые извергаются с его
поверхности. Это явное свидетельство наличия подповерхностного океана
сделало Энцелад возможной целью будущих космических миссий. "Уэбб"
недавно сфотографировал Энцелад, и хотя он не смог рассмотреть детали
самого крошечного спутника Сатурна, ему удалось увидеть шлейф воды,
извергающийся с его поверхности на расстоянии 9650 км.
Облака и поверхность Титана
Энцелад слишком мал, чтобы его можно было подробно изучить, но "Уэбб" без труда разглядел поверхность самого большого спутника Сатурна. Титан — единственный известный спутник с плотной атмосферой — там много азота со следами метана и водорода. На поверхности также есть озера углеводородов, и "Уэбб" смог обнаружить некоторые из них. На изображении выше показан спутник с несколькими различными параметрами фильтра. На левом изображении использован F212N (2,21 мкм), а на правом с особенностями поверхности спутника использовали комбинацию синего=F140M (1,40 мкм), зеленого=F150W (1,50 мкм), красного=F200W (1,99 мкм) и яркости=F210M (2,09 мкм).
Пояс астероидов Фомальгаут
"Уэбб" настолько мощный, что впервые видит особенности других
солнечных систем. Например, недавно телескоп впервые обнаружил пояс
инопланетных астероидов. Он находится в системе Фомальгаут, примерно в
25 световых годах от нас. Это близко по астрономическим меркам, и это
довольно мощный пояс астероидов. Наш главный пояс астероидов имеет
толщину около 1 а.е. (расстояние между Землей и Солнцем), но толщина
пояса Фомальгаута составляет ошеломляющие 80 а.е. Тем не менее, "Уэбб"
первый, кто это видит. Другие мощные телескопы, такие как ALMA и Hubble,
могут видеть только очертания диска.
Туманность Тарантул
В прошлом году "Уэбб" заметил космического паука. Туманность, которую НАСА охарактеризовало как «космического тарантула». Туманность Тарантул находится на расстоянии 161 000 световых лет в галактике-спутнике Млечного Пути, известной как Большое Магелланово Облако. Внешне она похожа на тарантула с многочисленной паутиной. Голубые звезды в центре образовали пузырь своим интенсивным ультрафиолетовым излучением и солнечным ветром, но тонкий «шелк» по краям представляет собой плотные столбы, способные противостоять силе звездного скопления.
Как известно, на орбите в условиях отстутствия привычной нашему организму силы тяжести у космонавтов происходит потеря мышечной массы и эта деградация организма компенсируется ежедневной работой на тренажёрах. Велотернажеры, беговые дорожки, даже вакуумная штанга - все это на станции имеется, но есть в них один нюанс, отличающий их от земных аппаратов поддержки физической формы. Все они демпфированы, то есть имеют систему гашения колебаний, вызываемых интенсивной тренировкой работников станции, что сильно влияет на стабильность чувствительных экспериментов в частности и на стабильность станции в целом, хотя сколько-нибудь сильное влияние ста килограмм мяса на четыреста тонн орбитальной стали мне лично представляется сомнительным. И как любая техника, эти демпферы могут выходить из строя.
Так и случилось. В далеком 2002 году, на велотренажере CEVIS, космонавт Дон Петтит заметил, что демпфер, представляющий собой сферу из трех пар параллельных проволок (напомню, что сфера полая, а шар заполненный), которые гасят колебания тренирующегося, не справляются с резкими усилиями и в итоге два противположных конца провлоки встречались друг с другом, передавая механический импульс. То есть система работала как пружина, в которой плохо терялось передаваемое усилие. Не способную долго фукнционировать в чрезмерных для нее нагрузках, проволка ломалась и ее приходилось часто менять. Потому уважаемый астронавт придумал выход - он свернул в шар 4 пары ношенных носков и вставил в полость пружинной сферы, тем самым распределив нагрузку на саму систему.
Спустя шесть лет, когда Дот вернулся на МКС, носки были все еще там. Только в 2011 было дано указание носки поменять, однако в том же году тот же Дот, неудовлетворенный яйцеобразной работой члена экипажа, перевязал носки, вновь придав им форму шара. Так, спустя более двадцати лет, эти носки все еще исправно функционируют и позволяют астронавтам смело тренироваться, не думая о постоянной замене демпфера и не беспокоясь за важные эксперименты.
Тот факт, что никто не стал изобретать новый демпфер, говорит о том, что данное техническое решение было официально принято инженерами НАСА. Боюсь представить лица начальников, которые подписывали документ о принятии такого положения дел.
В 1963 году, когда черные дыры считались лишь математической абстракцией, 29-летний математик из Новой Зеландии Рой Патрик Керр совершил прорыв, который поразил научное сообщество. Он нашел точное решение уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры, решив задачу, над которой безуспешно бились лучшие умы физики почти полвека.
Седовласые ученые были ошеломлены элегантностью его решения. Они проверяли и перепроверяли расчеты молодого математика, но не могли найти в них ошибки.
Выводы, следующие из этих расчетов, казались фантастикой.
Вихрь пространства-времени
Керр доказал математически, что при коллапсе массивной вращающейся звезды возникает структура, принципиально отличная от статической черной дыры. Вместо точечной сингулярности в центре образуется сингулярность в форме кольца.
Вращение черной дыры закручивает само пространство-время вокруг себя, как гигантский космический водоворот. Вблизи такого объекта ничто не может оставаться неподвижным – сама ткань реальности увлекается в это вращение.
Но самым удивительным оказалось то, что кольцеобразная сингулярность теоретически может быть... тоннелем в другую вселенную.
Портал между мирами?
По расчетам Керра, если гипотетический космический путешественник сумеет пролететь через центр этого кольца на достаточно высокой скорости, то он сможет избежать разрушительного воздействия чудовищных приливных сил.
И вместо неминуемой гибели, ожидающей в центре обычной черной дыры, смельчак мог бы вынырнуть где-то в совершенно другой области космоса – или даже в другой вселенной.
Как к таким выводам отнеслись коллеги Керра? Они были, мягко говоря, раздражены. Ученые годами "потрошили" решения новозеландского гения, надеясь найти ошибки и избавиться от того, что не укладывалось в их головах. Однако последующие проверки лишь подтверждали математическую безупречность модели.
От теории к реальности
Сегодня мы знаем, что черные дыры действительно существуют. Астрономы изучают их по косвенным признакам: аккреционные диски (те самые "кольца", которые описывал Керр), интенсивное излучение от падающей материи, гравитационные волны от их слияний и влияние на орбитальное поведение и даже форму близлежащих звезд.
В 2019 году проект Event Horizon Telescope получил первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики M 87, а годом позже ученые получили Нобелевскую премию за исследования этих загадочных объектов.
Но вопрос "работают" ли черные дыры как порталы в другие вселенные, остается открытым. Математика допускает такую возможность, но проверить теорию экспериментально пока невозможно.
Космический тоннель, ведущий в один конец
Даже если Керр был прав, путешествие через черную дыру было бы предприятием с крайне низкими шансами на успех. Представьте: вы разгоняетесь почти до скорости света, пересекаете горизонт событий, где пространство и время искажаются до неузнаваемости, выдерживаете колоссальные приливные силы, способные растянуть ваше тело в атомную нить и... если вам каким-то чудом удастся пролететь через кольцеобразную сингулярность, то где вы окажетесь? В другой части нашей Вселенной? В параллельном мире с иными физическими законами? Куда бы вы ни попали, это будет путешествие в один конец.
Современная квантовая механика предполагает, что реальные черные дыры могут быть даже сложнее, чем предсказывает модель Керра. Квантовые эффекты, вероятно, трансформируют сингулярность во что-то еще более экзотическое.
Так что пока путешествия через черные дыры остаются уделом научной фантастики, но эта идея является научно обоснованной! Так что, возможно, через миллионы лет наши очень далекие потомки не только смогут "обуздать" черные дыры, но и составят целую карту мироздания, зная, куда какой "тоннель Керра" ведет.
В системе Урана, на поверхности 470-километрового спутника с романтическим названием Миранда, природа создала нечто поистине грандиозное — самый высокий утес в Солнечной системе.
Уступ Верона (лат. Verona Rupes), как назвали это колоссальное образование, поражает своими масштабами: его высота достигает 20 километров, а протяженность составляет 116 километров. Эквивалентный утес на Земле имел бы высоту более 270 километров!
Происхождение этого гиганта окутано космической драмой. Ученые полагают, что уступ Верона — безмолвный свидетель древней космической катастрофы, когда в Миранду врезалось массивное небесное тело.
Удар был настолько мощным, что из-за него спутник буквально раскололся. После этого произошло смещение 30-километровой ледяной коры, сформировавшее этот колоссальный утес. Последствия этого катастрофического события до сих пор видны на поверхности спутника в виде обширной сети разломов и деформаций.
В условиях слабого гравитационного поля Миранды прыжок с вершины утеса продлился бы около 12 минут — время, достаточное для того, чтобы осмыслить все величие этого уникального места.
Первые — и до сих пор последние — детальные снимки этого удивительного образования были получены космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 24 января 1986 года. С тех пор уступ Верона остается одним из самых впечатляющих геологических объектов, известных человечеству.
Ехал я как обычно с ночной смены, зверье уже не поснимать, дай, думаю, остановлюсь, хоть луну сниму, вроде небо ясное. Стою, снимаю.
Вдруг из-за спины голос: ой, а что вы тут делаете? - да вот, Луну снимаю (протягиваю фотоаппарат с кадром). - у вас так красиво получается. Это она вот такая, да? Как интересно. Спасибо, что показали. И ушла.
А я стою и думаю, неужели правда хорошо получилось? Вроде Луна как Луна, что там на экранчике то рассмотреть можно?
Галактика NGC 6951, 78 миллионов световых лет от Земли, созвездие Цефей. Судя по всему инфракрасный диапазон, так как она излучает в основном именно в нем
Начиная с 19 ноября сего года у телескопа Хаббл были проблемы с одним из гироскопов. Это приводило к многократным переходом в безопасный режим. Сейчас три активных двигателя-маховика работают в обычном режиме.
Космический телескоп «Хаббл» вернулся к научным наблюдениям 8 декабря 2023 года с помощью двух основных камер — Wide Field Camera 3 и Advanced Camera for Survey, сообщается на сайте NASA. Два спектрографа возобновят свою работу позже.
В настоящее время «Хаббл» удерживает рекорд по длительности работы среди
космических телескопов, функционируя на околоземной орбите уже более
33 лет. Ожидается, что он проработает
как минимум до 2026 года. При этом рассматриваются возможности
значительного продления срока его работы за счет повышения орбиты.
Комментарии