Рубрика: Космос

Юпітер має деякі з найпомітніших атмосферних особливостей нашої Сонячної системи. Велика червона пляма планети, досить велика, щоб огортати Землю, майже так само відома, як деякі з різноманітних річок і гір на планеті, яку ми називаємо домом.

Однак, як і Земля, Юпітер постійно змінюється, і про планету нам ще багато чого належить дізнатися. Космічний телескоп НАСА імені Джеймса Вебба розкриває деякі з цих таємниць, відкриваючи нові особливості Юпітера, яких ми ніколи раніше не бачили, включаючи високошвидкісний реактивний літак, що летить над екватором планети.

Хоча реактивний потік не такий візуально очевидний або приголомшливий, як деякі інші особливості Юпітера, він дає дослідникам неймовірне розуміння того, як шари атмосфери планети взаємодіють один з одним, і як Вебб допоможе в цих дослідженнях у майбутньому.

Космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба виявив нову, ніколи раніше не бачену особливість в атмосфері Юпітера. Високошвидкісний струменевий потік, який охоплює понад 3000 миль (4800 кілометрів) в ширину, знаходиться над екватором Юпітера над основними хмарними палубами. Відкриття цього струменя дає зрозуміти, як шари знаменитої турбулентної атмосфери Юпітера взаємодіють один з одним і як Вебб унікально здатний відстежувати ці особливості.

«Це те, що нас абсолютно здивувало», — сказав Рікардо Уесо з Університету Країни Басків у Більбао, Іспанія, провідний автор статті, в якій описуються знахідки. «Те, що ми завжди бачили як розмиті тумани в атмосфері Юпітера, тепер виглядає як чіткі особливості, які ми можемо відстежувати разом зі швидким обертанням планети».

Дослідницька група проаналізувала дані NIRCam (камера ближнього інфрачервоного діапазону) Вебба, зняті в липні 2022 року. Програма Early Release Science, яку спільно очолювали Імке де Патер з Каліфорнійського університету в Берклі та Тьєррі Фуше з Паризької обсерваторії, була розроблена, щоб робити зображення Юпітера з інтервалом у 10 годин або один день Юпітера за допомогою чотирьох різних фільтрів, кожен з яких здатний унікально виявляти зміни в дрібних деталях на різних висотах атмосфери Юпітера.

«Хоча різноманітні наземні телескопи, космічні кораблі, такі як «Юнона» та «Кассіні» НАСА, а також космічний телескоп «Хаббл» спостерігали за мінливими погодними умовами системи Юпітера, Вебб уже надав нові висновки щодо кілець, супутників та його атмосфери Юпітера», — зазначив де Патер. .

Хоча Юпітер багато в чому відрізняється від Землі — Юпітер — газовий гігант, Земля — кам’янистий світ із помірним кліматом, — обидві планети мають шарувату атмосферу. Інфрачервоне, видиме, радіо та ультрафіолетове випромінювання, які спостерігали ці інші місії, виявляють нижні, глибші шари атмосфери планети, де знаходяться гігантські шторми та хмари аміачного льоду.

З іншого боку, Вебб дивиться далі в ближній інфрачервоний діапазон, ніж раніше, чутливий до шарів атмосфери на більшій висоті, приблизно 15-30 миль (25-50 кілометрів) над вершинами хмар Юпітера. У ближньому інфрачервоному діапазоні димки на великій висоті зазвичай виглядають розмитими з підвищеною яскравістю над екваторіальним регіоном. За допомогою Webb дрібніші деталі розрізняються в межах яскравої туманної смуги.

Нещодавно виявлений струменевий потік рухається зі швидкістю приблизно 320 миль на годину (515 кілометрів на годину), що вдвічі перевищує тривалий вітер урагану категорії 5 тут, на Землі. Він розташований приблизно на висоті 25 миль (40 кілометрів) над хмарами, у нижній стратосфері Юпітера.

Порівнюючи вітри, які спостерігав Вебб на великих висотах, із вітрами, які спостерігав Хаббл у більш глибоких шарах, команда могла виміряти, наскільки швидко вітри змінюються з висотою, і створювати зсуви вітру.

У той час як чудова роздільна здатність і охоплення довжини хвилі Вебба дозволили виявити невеликі хмарні елементи, які використовуються для відстеження струменя, додаткові спостереження Хаббла, зроблені через день після спостережень Вебба, також мали вирішальне значення для визначення базового стану екваторіальної атмосфери Юпітера та спостереження за розвитком конвективні бурі на екваторі Юпітера, не пов’язані зі струменем.

«Ми знали, що різні довжини хвиль Вебба та Хаббла дозволять виявити тривимірну структуру грозових хмар, але ми також змогли використати дані за часом, щоб побачити, як швидко розвиваються шторми», — додав член команди Майкл Вонг з Університету ім. Каліфорнія, Берклі, який керував пов’язаними спостереженнями Хаббла.

Дослідники з нетерпінням чекають додаткових спостережень Юпітера з Веббом, щоб визначити, чи змінюються швидкість і висота літака з часом.

«Юпітер має складну, але повторювану картину вітрів і температур в екваторіальній стратосфері, високо над вітрами в хмарах і серпанках, виміряних на цих довжинах хвиль», — пояснив член групи Лей Флетчер з Університету Лестера у Великобританії. «Якщо потужність цього нового струменя пов’язана з цією коливальною стратосферною схемою, ми можемо очікувати, що струмінь суттєво змінюватиметься протягом наступних 2-4 років — буде дуже цікаво перевірити цю теорію в наступні роки».

«Для мене дивовижно, що після багатьох років відстеження хмар і вітрів Юпітера з численних обсерваторій, нам ще потрібно більше дізнатися про Юпітер, і такі об’єкти, як цей струмінь, можуть залишатися прихованими від очей, поки ці нові зображення NIRCam не будуть зроблені у 2022 році», – продовжив Флетчер. Джерело

Перша суперземля, яку коли-небудь виявили астрономи, видає дивні сигнали протягом майже двох десятиліть, і вчені, можливо, нарешті з’ясували, чому. Нове дослідження показує, що вулкани в цьому пекельному світі періодично відкриваються і викидають гарячий газ, який утворює атмосферу, лише для того, щоб ця атмосфера згоріла і знову залишила планету лисою. Перевірка цієї теорії включатиме навчання космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) на дивній екзопланеті.

Планета, 55 Cancri e, є скелястим світом, приблизно у вісім разів масивнішим за нашу планету, і була відкрита у 2004 році приблизно за 40 світлових років від Землі.

Планета знаходиться настільки близько до своєї материнської зірки, менше ніж на 2% відстані між Землею та Сонцем, що робить повний оберт всього за 17 годин. Це створює досить екстремальні умови на планеті, які не піддаються поясненню. Можливо, найбільш загадковим аспектом планети, як зазначено в статті, прийнятій у вересні до Astrophysical Journal Letters, є природа її транзитного сигналу. Це світло, видиме із Землі, коли 55 Cancri e перетинає поверхню своєї материнської зірки, створюючи крихітне затемнення, і світло, видиме, коли планета проходить позаду своєї зірки.

Іноді, коли 55 Cancri e проходить позаду своєї зірки, від самої планети не виходить видиме світло, тоді як в інших випадках планета випромінює сильний сигнал видимого світла. В інфрачервоному світлі завжди є сигнал, хоча сила сигналу різна.

Спостереження цього інфрачервоного світла за допомогою космічного телескопа Spitzer показали, що денна сторона планети зазнавала надзвичайно пекучої температури, яка перевищувала 4400 градусів за Фаренгейтом (2427 градусів за Цельсієм), тоді як нічна сторона мала холоднішу, але все ще пекельну температуру близько 2060 F. (1127 С).

У новому дослідженні автори припускають, що близькість планети до її зірки спричиняє викид газу, тобто гігантські вулкани та термальні джерела відкриваються, викидаючи в атмосферу гарячі елементи, багаті вуглецем. Але планета не може довго утримуватися в цій атмосфері через сильну спеку, і цей газ зрештою здувається, залишаючи планету оголеною, доки знову не почнеться виділення газів.

На відміну від більшості планет, атмосфера 55 Cancri e нестабільна. Процес виділення газів намагається збільшити атмосферу, тоді як екстремальна радіація та сонячний вітер від зірки здувають її. Але ці два процеси не врівноважені, що призводить до ситуації, коли іноді планета має атмосферу, а іноді її немає.

Дослідники вважають, що цей дисбаланс в атмосфері планети може пояснити дивні транзитні сигнали. Коли планета перебуває у своїй «лисій» фазі без атмосфери, видиме світло не виходить з атмосфери планети, оскільки його немає, але гаряча поверхня планети все ще випромінює інфрачервоне світло. Коли атмосфера роздмухується, як видиме світло, так і все випромінювання, що надходить від поверхні, виявляються в транзитному сигналі.

Хоча це лише гіпотеза, JWST пропонує спосіб її перевірити. Вимірявши тиск і температуру атмосфери планети, вчені могли визначити, чи завжди присутня атмосфера. Джерело

Як повідомили вчені у вівторок (17 жовтня), найсильніший в історії землетрус, який сильно вразив Марс, стався не через падіння астероїда, а через тектонічні сили всередині самої планети. Нові результати показують, що Червона планета більш сейсмічно активна, ніж раніше.

4 травня 2022 року посадковий модуль InSight НАСА, що вийшов з експлуатації, зафіксував землетрус магнітудою 4,7, що в п’ять разів сильніше, ніж попередній рекордсмен магнітудою 4,2, виміряний InSight у 2021 році. На відміну від більшості маротрусів, які припиняються протягом години, відлуння травневого 2022 року Землетрус тривав рекордні шість годин, ставши найсильнішим і найтривалішим землетрусом, коли-небудь зареєстрованим на іншій планеті.

Після приземлення на Elysium Planitia на Марсі в листопаді 2018 року Insight зафіксував понад 1300 маротрусів, принаймні вісім з яких були пов’язані з ударами астероїдів. Сигнал потужного землетрусу в травні 2022 року, виміряний чутливим сейсмометром на борту посадкового модуля, був схожий на інші, спричинені ударами астероїдів, тому вчені почали пошуки свіжого кратера шириною 300 метрів на Марсі і пилу шлейфу, який з’явився б відразу після падіння астероїда. За словами вчених, команди з Індії, Китаю, Європи та Об’єднаних Арабських Еміратів шукали ці індикатори, використовуючи відповідні орбітальні апарати, що обертаються навколо Марса, але їх так і не знайшли. Саме тому після кількох місяців пошуків вчені дійшли висновку, що землетрус мав тектонічне походження.

Загальноприйнята думка стверджує, що, на відміну від Землі, Марс занадто малий і занадто холодний для тектонічних процесів. Тектонічні плити Землі — масивні гірські породи неправильної форми, межі яких поховані під океанами — рухаються у відповідь на дію сил у мантії (шар між її корою та ядром) і зазвичай призводять до зсувів і землетрусів. Проте поверхня Марса не подрібнена так, як поверхня Землі, тому вважається, що на Червоній планеті не відбувається тектоніки плит.

Згідно з новим дослідженням, землетрус, виявлений InSight, ймовірно, був викликаний вивільненням мільярдного стресу в корі Марса, який утворився та розвивався внаслідок охолодження та скорочення різних частин планети з різною швидкістю.

«Ми все ще не зовсім розуміємо, чому деякі частини планети, здається, мають більший стрес, ніж інші, але такі результати допомагають нам досліджувати далі», — сказав Бенджамін Фернандо, докторант Оксфордського університету у Великобританії. заява. «Одного разу ця інформація може допомогти нам зрозуміти, де людям буде безпечно жити на Марсі, а де варто уникати!». Джерело

Вчені давно вважали, що спалювання космічного сміття в атмосфері Землі створює забруднення повітря, яке може вплинути на клімат планети. Тепер їм вперше вдалося виявити присутність цих забруднюючих речовин у повітрі високо над нашою планетою.

Команда дослідників літала на великій висоті на літаку НАСА над Аляскою та материковою частиною США, щоб дослідити хімічний склад розрідженого повітря в стратосфері, другому найнижчому шарі земної атмосфери, який простягається приблизно від 6 миль до 30 миль (від 10 до 50 кілометрів) над поверхнею планети. 

Літаки NASA WB-57 і ER-2 дозволили дослідникам досягти висоти до 11,8 милі (19 км), що приблизно на п’ять миль (9 км) вище крейсерської висоти комерційних авіалайнерів.

Чутливі датчики в носовій частині літака аналізували хімічні сполуки, розведені в розрідженому незайманому стратосферному повітрі, яке знаходиться поза зоною досяжності для джерел забруднення повітря на Землі. Дослідники виявили у пробах повітря сліди літію, алюмінію, міді та свинцю. Виявлені концентрації цих сполук були набагато вищими, ніж ті, які могли бути спричинені природними джерелами, такими як випаровування космічного пилу та метеоритів при їх зустрічі з атмосферою. Насправді концентрації цих забруднюючих речовин відображають співвідношення хімічних сполук, присутніх у сплавах, які використовуються у виробництві супутників, йдеться в заяві дослідників.  

«Ми знаходимо цей створений людиною матеріал у тому, що ми вважаємо незайманою ділянкою атмосфери», — сказав Ден Чіцо, професор наук про Землю, атмосферу та планети в Університеті Пердью в Індіані та один з авторів дослідження. заяву. «І якщо щось змінюється в стратосфері — цій стабільній області атмосфери — це заслуговує на ближчий розгляд».

Останніми роками вчені б’ють на сполох щодо можливих наслідків зростання кількості запусків ракет і повторних входів супутників у верхні шари земної атмосфери. 

Наприклад, оксид алюмінію, продукт вигоряння сплавів на основі алюмінію, відомий своєю здатністю руйнувати озон. За збігом обставин озоновий шар Землі, який захищає життя на планеті від шкідливого ультрафіолетового (УФ) випромінювання, знаходиться в стратосфері, де виявлено забруднюючі речовини. Озоновий шар тільки почав відновлюватися після руйнування, спричиненого попереднім використанням озоноруйнівних речовин у холодильниках і аерозольних спреях, і забруднення космічним сміттям може сповільнити процес його відновлення. 

Крім того, частинки оксиду алюмінію можуть змінювати альбедо Землі, здатність планети відбивати світло, сказав у попередньому інтерв’ю Space.com Аарон Болі, доцент кафедри астрономії та астрофізики в Університеті Британської Колумбії в Канаді. Тому надто високі концентрації оксидів алюмінію в стратосфері можуть призвести до температурних змін у стратосфері, що, своєю чергою, може мати непередбачені наслідки для клімату Землі. 

Проблема полягає в тому, що частинки, розсіяні на великих висотах, швидше за все, ніколи не впадуть на Землю, попередив Болі, а це означає, що їх концентрація з часом лише зростатиме.

Поява мегасузір’їв, великих систем супутників, таких як Starlink від SpaceX, призвела до різкого збільшення кількості супутників, виведених на орбіту в останні роки. Більшість цих супутників сконструйовані таким чином, щоб після завершення своїх місій падати назад на Землю та згоряти в атмосфері. Десятки чи навіть сотні супутників можуть бути запущені в найближче десятиліття, а це означає різке збільшення кількості повторних входів супутників і, отже, концентрації хімічних речовин, утворених їх згорянням у верхніх шарах атмосфери.

«Зміни в атмосфері може бути важко вивчити та складно зрозуміти», — сказав Чіцо. «Але це дослідження показує нам, що вплив людської діяльності та космічного польоту людини на планету може бути значним — можливо, більш значним, ніж ми собі уявляли. Розуміння нашої планети є одним із найневідкладніших дослідницьких пріоритетів».

Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences у понеділок (16 жовтня).

Кілька астероїдів у нашій Сонячній системі настільки щільні, що жоден елемент на Землі не може пояснити їхні властивості. Натомість вони можуть складатися з природних «надважких елементів», окрім тих, що перераховані в періодичній таблиці — нашому поточному найкращому каталозі зі 118 хімічних елементів — показує нове дослідження.

«Якщо астероїди справді містять надважкі елементи, це відкриє численні питання про те, як утворилися ці елементи і чому ми ще не виявили їх за межами астероїдів», — сказав співавтор дослідження Йоганн Рафельскі, професор фізики з Університету Арізони. Жива наука.

Надзвичайно важкі космічні породи, відомі як компактні ультращільні об’єкти (CUDO), зазвичай важчі за осмій, найважчий природний елемент на Землі. Однією з таких скель є 33 Polyhymnia, розташована в головному поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Вчених довго спантеличила його щільність, оскільки цей об’єкт шириною 34 милі (55 кілометрів) не має маси, необхідної для видавлювання мінералів у надщільні форми. Однак його склад було важко визначити завдяки його невеликим розмірам і великій відстані від Землі.

Попередні дослідження показали, що щільність CUDO, подібних до 33 Polyhymnia, можна пояснити, якби об’єкти були заповнені загадковими частинками темної матерії, які, можливо, існують не як вільно розподілені частинки, а скоріше в скупченнях всередині астероїдів. Тепер, у дослідженні, опублікованому 15 вересня в The European Physical Journal Plus, Рафельські та двоє його колег математично продемонстрували, що існування CUDO можна пояснити не темною матерією, а невідомими класами хімічних елементів за межами періодичної таблиці, які набагато щільніші за осмій.

Вчені вже давно сперечаються про те, чи можуть елементи важчі від оганесона, останнього в таблиці Менделєєва, зустрічатися в природі й бути стабільними. Такі надважкі елементи дуже радіоактивні та розпадаються протягом мілісекунд завдяки відштовхуванню великої кількості протонів, упакованих у їх ядрах.

Попередня робота передбачала, що існує теоретична область таблиці Менделєєва, звана «островом стабільності» надважких елементів навколо атомного номера 164. При такій вазі елементи не можуть зазнавати швидкого радіоактивного розпаду і будуть існувати протягом коротких періодів часу. Нові розрахунки Рафельські та його команди узгоджуються з цим передбаченням.

«Усі надважкі елементи — як дуже нестабільні, так і ті, які просто не спостерігаються, — були об’єднані в «унобтаїум», — сказав Рафельскі у своїй заяві. «Ідея про те, що деякі з них можуть бути достатньо стабільними, щоб їх можна було отримати з нашої сонячної системи, є захоплюючою».

Щоб прийти до своїх висновків, дослідники теоретизували атомну структуру гіпотетичних надважких елементів, використовуючи грубу модель атома, відому як модель Томаса-Фермі. Вони виявили, що елементи з атомними номерами близько 164 матимуть щільність десь між 36 і 68,4 грамами на кубічний сантиметр (20 і 39,5 унцій на кубічний дюйм).

«Що особливо захоплююче в цій роботі, так це те, що ми точно не знаємо, до чого це приведе», — сказав Рафельскі Live Science.

Virgin Galactic завершить свій графік суборбітальних космічних польотів цього року місією на початку листопада, до екіпажу якої увійде давній прихильник суборбітальних досліджень. 18 жовтня компанія оголосила, що наступний політ її суборбітального космічного літака VSS Unity, Galactic 05, заплановано на вікно, яке відкриється 2 листопада з космопорту Америка в Нью-Мексико. Це буде п’ятий комерційний рейс для компанії та шостий рейс Unity цього року з кінця травня.

Galactic 05, як і червнева місія Galactic 01, описується компанією як дослідницький політ. Серед його екіпажу будуть двоє дослідників, Алан Стерн і Келлі Джерарді. Третього клієнта компанія описує лише як франко-італійського приватного астронавта.

Стерн, помічник віце-президента відділу космічної науки Південно-західного науково-дослідного інституту (SwRI), оцінить джгут, який використовується для збору біомедичних даних, а також випробує макет астрономічної камери, запланованої для майбутнього суборбітального польоту. Джерарді, представник Міжнародного інституту астронавтичних наук (IIAS), дослідницької та освітньої організації, випробує пристрій біомоніторингу та збере інші біомедичні дані, одночасно проводячи експеримент із гідродинаміки.

Стерн був провідним прихильником використання комерційних суборбітальних транспортних засобів, таких як SpaceShipTwo компанії Virgin Galactic, для проведення досліджень швидше та дешевше, ніж альтернативні платформи, надаючи вченим доступ до кількох хвилин мікрогравітації та інших аспектів космічного середовища. Цей інтерес включав проведення серії конференцій з 2010 року, присвячених комерційним суборбітальним дослідженням.

Стерн був першим вченим, обраним NASA у 2020 році для отримання нагороди через програму Flight Opportunities агентства, яка дозволить йому відправитися на комерційний суборбітальний апарат для проведення досліджень. Цей політ, однак, фінансується SwRI та буде служити тренуванням для майбутньої місії, фінансованої NASA.

«Що відрізняє цей політ від інших і який, ймовірно, представляє новий вид космічної діяльності, так це те, що більше всього я буду тренуватися — у космосі — для майбутніх космічних експериментів, які я проводитиму за фінансування NASA», — сказав Стерн у заяві. «Суборбітальні витрати Virgin достатньо низькі, щоб відкрити космічні навчання фактично в космосі як реальну можливість, і це змінює правила».

У 2021 році IIAS підписав угоду з Virgin Galactic про польоти Gerardi, який працював з IIAS протягом кількох років. «Ця місія являє собою початок нової ери доступу до космосу для дослідницької спільноти та кульмінацію особистої мрії всього життя», — сказала вона в заяві. «Я з нетерпінням чекаю можливості прокласти шлях для багатьох наших талановитих дослідників, які підуть за ними, використовуючи космос як лабораторію на благо людства».

Компанія виділила суборбітальні дослідження як альтернативу застосуванню для своїх транспортних засобів у порівнянні з космічним туризмом, яка є потенційно більш прибутковою за кожне місце. «Ми раді запропонувати широкий спектр високоякісного та надійного доступу до космічних досліджень», — сказав Майкл Колглазьєр, виконавчий директор Virgin Galactic, у заяві компанії. «Інформація про цей політ буде використана для покращення та вдосконалення дослідницьких можливостей нашого майбутнього флоту Delta».

Місією керуватиме Майк Мазуччі, пілотом буде Келлі Латімер, а інструктором-космонавтом Колін Беннетт. Компанія заявила, що Galactic 05 буде останнім, на якому буде перевозити астронавта-інструктора, а Galactic 06 і наступні польоти будуть перевозити чотирьох приватних клієнтів-астронавтів. У серпневому звіті про фінансові результати Colgalzier сказав, що компанія, швидше за все, замінить інструктора-космонавта четвертим клієнтом, «як ми перейдемо до 2024 року».

Хоча Galactic 05 продовжує суборбітальні місії Virgin Galactic приблизно щомісяця, починаючи з кінця травня, вона також буде останньою в цьому році. Компанія повідомила, що Galactic 06 відбудеться в січні, щоб дати компанії час для «звичайних планових щорічних перевірок транспортних засобів».