Рубрика: Космос

За наведенням волонтерів проекту TESS «Мисливці за планетами» вчені знайшли екзопланету з примітними параметрами. Через обмеження інструментів астрономам поки що рідко трапляються такі об’єкти, тому нова система дуже зацікавила астрономів.

Існує два освоєні способи виявлення екзопланет: за падінням яскравості зірки, коли планета ледве загороджує її світло під час транзиту, і за «вихованням» світила від гравітаційної взаємодії з планетою. Транзитним методом вдається «ловити» короткоперіодичні планети (з коротким роком), тому що вища ймовірність зловити «ритм» за час спостережень. Так, з усіх підтверджених екзопланет лише у 9,7 відсотка орбітальний період більший за 50 днів і лише у 1,6 відсотка — понад 200 днів. Мала частка їх було відкрито транзитним способом. Понад 70 відсотків екзопланет на орбітах більше орбіти Землі було відкрито за радіальною швидкістю світила, тобто «виховання» зірки.

Проблема методу радіальних швидкостей у тому, що він не дає можливості оцінити радіус планети та вивести її густину. Також неможливо провести спектральний аналіз атмосфери. Ці параметри важливі для оцінки потенційної життєдіяльності екзопланети, а вивчення життєдіяльності Всесвіту — головна мотивація таких досліджень.

У новій роботі, опублікованій у журналі The Astronomical Journal, астрономи описали довгоперіодичну планету TOI 4633 c, спійману транзитним методом. Це міні-нептун, чий рік триває приблизно 272 земні дні. За цей час він робить один оберт навколо жовтого карлика, тобто зірки на кшталт Сонця. Зірка має компаньйона — такого ж жовтого карлика. Судячи з їхнього «виховання», у системі є ще одна ймовірна екзопланета TOI 4633 b вже з періодом близько 34 днів. Вони знаходяться на відстані приблизно 309,8 світлового року (95 парсеків) від нас.

На жаль, компаньйони подвійної зірки зараз знаходяться надто близько один до одного, щоб однозначно «розділити» їхнє світло. За допомогою комп’ютерного моделювання та аналізу даних спостережень автори нового дослідження змогли визначити, що планети точно не обертаються навколо обох зірок. Або обидві планети обертаються навколо одного зі світил, або у кожної зірки своя планета.

Через «підсумоване» випромінювання зірок у даних спостережень неможливо точно визначити параметри довгоперіодичного міні-нептуна. За радіусом він приблизно в 3,2 рази більший за Землю і в 47 разів масивніший. Ця нижня оцінка маси має досить сильний розкид, але вчені впевнено заявляють, що верхня межа — 123 маси Землі. Для порівняння: маса Юпітера – 317,8 земної маси, Сатурна – 95 земних мас, а Нептуна – 17,15 земної маси.

Міні-нептун літає до світила трохи ближче (0,847 астрономічної одиниці), ніж Земля. На цій відстані він отримує приблизно 1,56 більше світла, ніж наша планета. Рівноважна температура поверхні при нульовому парниковому ефекті — близько 16,8 градуса Цельсія (290 кельвінів). Коли дві зірки виявляються максимально близько одна до одної, планета розігрівається до 146 градусів Цельсія (420 кельвінів). Втім, настільки масивна планета має мати солідну атмосферу, тому на практиці температура там вища через парниковий ефект.

TOI 4633 c знаходиться на внутрішній межі населеної зони свого жовтого карлика. Теоретично там може бути рідка вода, але це малоймовірно через дуже велику і щільну атмосферу. Зате чим більша відстань до зірки, тим вища ймовірність наявності у планети супутників. І ось на супутниках можуть бути дуже сприятливі умови.

«Якщо у планети є супутник, то цей супутник, швидше за все, має тверду поверхню, і це чудове місце для пошуку води», — пояснила Нора Айснер, головний автор нової роботи, астроном з Центру обчислювальної астрофізики при дослідному Інституті Флетайрон (США).

Система TOI 4633 відрізняється від собі подібних за трьома параметрами. По-перше, в ній є довгоперіодична планета в населеній зоні. По-друге, це найяскравіша з відомих зірок із транзитними планетами в населеній зоні. По-третє, дві зірки можна порівняти за масою.

Вивчаючи склад таких зірок-«близнят», можна виявити відмінності, які будуть вказувати на наявність планет у системі. Тоді в астрономів з’явиться ще один спосіб пошуку екзопланет.

Той факт, що TOI 4633 — подвійна зірка, автори нової роботи визначили за десятьма архівними спостереженнями з 1905 по 2011 рік. Світила перебувають у середньому з відривом приблизно 48,6 астрономічної одиниці друг від друга. Їхній орбітальний період — близько 231 земного року. Для порівняння: витягнута орбіта виносить Плутон на відстань близько 49,3 астрономічної одиниці від Сонця, його орбітальний період – 248 земних років.

За розрахунками вчених, приблизно через 30 років зірки виявляться досить далеко одна від одної, щоб їх можна було розрізнити із наземних телескопів. Тоді астрономи зможуть розібратися у будові цієї цікавої системи та детальніше вивчити як її зірки, так і екзопланети.

У Пекіні представили перші зображення, які вдалося отримати китайсько-європейському зонду «Ейнштейн», запущеному в космос у січні 2024 року. 

З початку роботи обсерваторія виявила 127 зіркових спалахів та 17 джерел випромінювання, які сильно змінюють свою яскравість у рентгенівському діапазоні. Такими властивостями можуть мати, наприклад, подвійні зіркові системи або чорні дірки.

Перші зображення підтвердили високий потенціал зонда у виявленні різноманітних джерел випромінювання рентгенівського. 

Метою досліджень нового апарату стануть рентгенівські сплески, що походять від чорних дірок, зіткнень нейтронних зірок та вибухів наднових. Для цього «Ейнштейн» оснащений двома рентгенівськими приладами: широкопідлоговим (WXT) та високочутливим (EXT) телескопами.

Цього року Сонце досягає піка своєї 11-річної циклічної активності, надаючи вченим рідкісну можливість детально вивчити вплив потужних сонячних бур та радіаційних викидів на майбутні пілотовані місії до Марса.

Найближчими місяцями два марсіанські зонди NASA — орбітальний апарат MAVEN (Марсіанська атмосфера і нестабільна еволюція) і марсохід Curiosity — працюватимуть у тандемі, досліджуючи, як інтенсивні сонячні спалахи класу X та викиди високоенергетичних частинок можуть вплинути на роботизовану техніку і майбутніх марсіанських поселенців.

Період сонячного максимуму, який відбувається кожні 11 років, характеризується підвищеною спалахової активності на Сонці. У цей час наша зірка викидає в космос потужні потоки випромінювання та плазми, корональних викидів маси та радіаційних бур.

На Землі потужне магнітне поле ефективно захищає планету та її мешканців від руйнівного впливу цих космічних катаклізмів. Однак Марс протягом мільярдів років втратив своє глобальне магнітне поле, що робить його поверхню набагато вразливішою для радіаційного впливу Сонця. Вчені сподіваються отримати відповідь — наскільки небезпечними можуть бути сильні сонячні бурі для мешканців Червоної планети, вивчаючи дані під час нинішнього циклу максимальної сонячної активності.

«Щодо людей та об’єктів на марсіанській поверхні, у нас немає чіткого уявлення про те, як сонячна радіація може вплинути на них під час періодів високої активності. Перш ніж відправляти астронавтів на Марс, космічним агентствам важливо визначити необхідний рівень радіаційного захисту. Мені хотілося б зафіксувати потужний спалах або викид на Марсі цього року, щоб ми могли вивчити сонячну радіацію в деталях», — пояснює Шеннон Каррі з Університету Колорадо, головний дослідник орбітального апарату MAVEN.

MAVEN кружляє орбітою навколо Марса, спостерігаючи за потоками сонячних частинок, радіацією та іншими процесами у верхніх шарах розрідженої марсіанської атмосфери. Однак інтенсивність радіаційного випромінювання на поверхні планети може істотно відрізнятися. Тому комплексне вивчення вимагає залучення даних другого апарату – марсохода Curiosity з його радіаційним детектором RAD (Radiation Assessment Detector).

«Ми можемо зафіксувати мільйон частинок із низькою енергією або лише десяток вкрай енергійних частинок. MAVEN більш чутливий до низькоенергетичних частинок в атмосфері, тоді як RAD — єдиний інструмент, здатний відстежувати високоенергетичні радіаційні частинки, що досягають поверхні Марса, того середовища, в якому доведеться працювати майбутнім астронавтам», — пояснює головний дослідник RAD Дон Хасслер із Південно-Західного. дослідницького інституту.

Детектор RAD вже надав вченим цінні дані про вплив радіації на молекули органічних сполук на поверхні Марса – процес, який може вплинути на збереження потенційних біосигнатур від стародавніх марсіанських мікроорганізмів. RAD також дозволив оцінити рівень радіаційної загрози для астронавтів та визначити, які марсіанські укриття – печери, лавові трубки чи скельні виступи – забезпечать найкращий захист.

Коли MAVEN реєструє потужний сонячний спалах або викид, команда апарату негайно повідомляє колег з місії Curiosity. Це дозволяє марсіанським роверам оперативно активувати всі радіаційні датчики і відстежувати зміни в потоках частинок з тимчасовим дозволом аж до секунди — на всьому шляху від сонячної корони до марсіанської поверхні.

Поєднання орбітальних та поверхневих спостережень у ході нинішнього сонячного максимуму допоможе вченим всебічно оцінити ризики сонячної радіації та розробити надійні засоби захисту для дослідників Марса.

Крім вивчення ризиків для астронавтів, спостереження сонячного максимуму на Марсі допоможуть зрозуміти, як теплий і вологий древній Марс перетворився на нинішню крижану пустелю. 

Планета зараз перебуває найближче до Сонця, що нагріває атмосферу і провокує потужні пилові бурі. Частина залишкової атмосферної вологи при цьому підіймається на великі висоти, де вона може бути виштовхнута сонячною радіацією в космос. Вчені припускають, що повторення цього циклу тисячоліттями могло призвести до зникнення більшої частини води з Марса.

Якщо потужна глобальна буря збігається з сильним спалахом у період сонячного максимуму, це дозволить перевірити цю гіпотезу. Хоча глобальні бурі – рідкість, поєднання вдалих факторів змушує планетологів чекати на поточний пік сонячної активності з особливим нетерпінням.

Фулерени — це великі складні молекули вуглецю, відомі своєю довговічністю. Їх атоми розташовані в тривимірних сферичних структурах, які мають структуру чергування шестикутників і п’ятикутників. Це розташування нагадує футбольний м’яч у випадку фулеренів C60 і м’яч для регбі для фулеренів C70.

Ці молекули були виявлені в лабораторії в 1985 році, що забезпечило Нобелівську премію з хімії для їх трьох першовідкривачів 11 років потому. З того часу було багато спостережних доказів їх існування в космосі, особливо в газових хмарах навколо старих, вмираючих зірок розміром із Сонце, які називаються планетарними туманностями, які були викинуті із зовнішніх шарів зірок наприкінці їхнього життя. 

Оскільки ці молекули дуже стабільні і їх важко знищити, вважається, що фулерени можуть діяти як клітини для інших молекул і атомів, щоб вони могли принести на Землю складні молекули, які дали імпульс для початку життя. Тож їх вивчення є важливим для розуміння основних фізичних процесів, які беруть участь в організації органічного матеріалу у Всесвіті.

Невідомий хімічний слід

Спектроскопія необхідна для пошуку та ідентифікації фулеренів у космосі. Спектроскопія дозволяє нам досліджувати матеріал, з якого складається Всесвіт, аналізуючи хімічні сліди, які залишають атоми та молекули на світлі, яке доходить до нас від них.

Нещодавнє дослідження, повністю проведене IAC, проаналізувало інфрачервоні спектроскопічні дані, отримані раніше з телескопів у космосі, з планетарної туманності Tc1. Ці спектри показують спектральні лінії, що вказують на присутність фулеренів, але також показують ширші інфрачервоні смуги (UIR для їхніх ініціалів англійською), які виявляються широко у Всесвіті, від малих тіл у Сонячній системі до далеких галактик.

«Ідентифікація хімічної речовини, яка викликає це інфрачервоне випромінювання, широко поширене у Всесвіті, була астрохімічною загадкою, хоча завжди вважалося ймовірним, що вона багата вуглецем, одним з основних елементів життя», — пояснює Марко А. Гомес. Муньос, дослідник IAC, який керував цим дослідженням.

Нове походження фулеренів

Щоб ідентифікувати ці таємничі смуги, дослідницька група відтворила інфрачервоне випромінювання планетарної туманності Tc 1. Аналіз смуг випромінювання показав наявність зерен аморфного гідрогенізованого вуглецю (HAC). Ці сполуки вуглецю та водню в дуже невпорядкованому стані, яких дуже багато в оболонках вмираючих зірок, можуть пояснити інфрачервоне випромінювання цієї туманності.

«Ми вперше об’єднали оптичні константи HAC, отримані в результаті лабораторних експериментів, із моделями фотоіонізації, і завдяки цьому ми відтворили інфрачервоне випромінювання планетарної туманності Tc 1, яка дуже багата фулеренами», — пояснює він. Домінго Анібал Гарсіа Ернандес, дослідник IAC, який є співавтором статті.

Для дослідницької групи наявність того самого об’єкта HAC і фулеренів підтверджує теорію про те, що фулерени могли утворитися під час процесу руйнування пилових частинок, наприклад, під час взаємодії з ультрафіолетовим випромінюванням, яке є набагато більшим за енергію, ніж видиме світло.

Завдяки цьому вчені відкрили шлях для майбутніх досліджень, заснованих на співпраці між лабораторною хімією та астрофізикою. «Наша робота чітко демонструє великий потенціал міждисциплінарної науки та технології для досягнення фундаментальних успіхів у астрофізиці та астрохімії», — підсумовує Гомес Муньос.

Nokia працює над створенням першої системи мобільного зв’язку на Місяці. Фінський телекомунікаційний велетень розробляє мережу LTE/4G, яка забезпечить надійний зв’язок для майбутніх місячних місій. Ключовий компонент цієї системи може бути запущено вже наприкінці року.

В рамках місії Intuitive Machines IM-2 на південний полюс Місяця буде доставлено спеціальне апаратне забезпечення Nokia, яке зв’яже місячний посадковий модуль Nova-C, місяцехід MAPP Lunar Outpost і апарат Micro-Nova, що спускається від Intuitive Machines, протестувавши працездатність мережі як на ближніх. та далеких відстанях.

«Зв’язок буде найважливішим компонентом для будь-якої майбутньої місії на Місяць чи Марс, нарівні з житлом, провізією та системами життєзабезпечення. Замість створення власної космічної мережі з нуля ми використовуємо ті ж технології, що забезпечують зв’язок для мільярдів смартфонів на Землі», — заявив Тьєррі Кляйн, президент Bell Labs Solutions Research Nokia.

У 2020 році NASA уклало з Nokia контракт на $14,1 млн для розробки місячної мережі в рамках програми Artemis. Фінська компанія адаптує наземне обладнання до роботи в умовах Місяця. Місячна 4G/LTE мережа Nokia обіцяє забезпечити набагато більшу пропускну здатність, ніж традиційні системи космічного зв’язку. Це дозволить прискорити обмін даними між астронавтами, так і автономними роботами на Місяці. У майбутньому мережа може бути модернізована до 5G та адаптована для марсіанських місій.

«У наступні 20 років на Місяці буде багато місій різних космічних агентств та компаній з базами у різних регіонах. Створювати кожному окрему систему зв’язку було б неефективно. Набагато розумніше використовувати єдину інфраструктуру, що поєднує всі місячні бази», — пояснив Тьєррі Кляйн.

Втім, ідея місячного мобільного інтернету викликає побоювання деяких радіоастрономів. Вони стурбовані можливими радіочастотними перешкодами від мережі, які можуть порушити радіоспостереження. Проте, оператори типу Nokia теоретично можуть захистити певні частоти, не створюючи перешкод для обсерваторій.

У разі успіху, місячна 4G мережа Nokia зможе забезпечити зв’язком безліч міжнародних та комерційних місій. Ця система може стати важливою інфраструктурою для освоєння супутника Землі та подальшої експансії людства до космосу.

SpaceX оновила свій сайт: з’явився розділ Human Spaceflight, який пропонує бронювати місця для польотів у космос. Напрямків чотири — орбіта Землі, Міжнародна космічна станція, Місяць та Марс. За натисканням на кнопку «Join A Mission» відкривається поштовий клієнт, тобто це звичайне сліпе бронювання без будь-яких фінансових подробиць та конкретних термінів.

Втім, для двох напрямків, орбітального та МКС, є тимчасові орієнтири: кінець 2024 року та 2025 рік відповідно. Так що якщо все піде за планом, то SpaceX активно увіллється в космічний туризм вже цього року.

На сайті вказані кораблі, на яких виконуватимуться польоти: це Dragon та Starship. Останній буде задіяний у далеких місіях – на Місяць та на Марс.