Край Будущего

Космический телескоп "Хаббл" делает такие четкие снимки внешних планет, что их можно сравнить с фотографиями, сделанными космическим аппаратом "Вояджер", когда тот приближался к этим планетам. "Хаббл" использует разные длины волн света, от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, что позволяет ему получать стабильные и детализированные изображения. Это делает его уникальным инструментом для изучения облаков, атмосферной активности и изменения погоды на этих планетах.

Все четыре внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — имеют плотные атмосферы и не имеют твердой поверхности. У них есть свои уникальные погодные условия: яркие полосы облаков и мощные штормы, которые могут возникать внезапно или длиться много лет. На каждой из этих планет также есть долгие сезоны. В будущем инфракрасные возможности космического телескопа Джеймса Уэбба помогут еще глубже изучить их атмосферы вместе с данными от "Хаббла".

Наблюдая за поведением этих планет, ученые могут лучше понять, как работает погода на Земле и как на нее влияет Солнце. Эти четыре планеты также служат образцом для изучения погоды и климата на других планетах, которые вращаются вокруг других звезд. Ученые поняли, что данные "Хаббла" за один год, хотя и интересны, не дают полной картины. Поэтому программа OPAL наблюдает за планетами раз в год, когда они находятся ближе всего к Земле.

Саймон, один из исследователей, отмечает, что программа OPAL работает уже 10 лет, и за это время накопилось много данных. Это позволяет делать неожиданные открытия и отслеживать долгосрочные изменения в атмосферах планет. Научная ценность этих данных подтверждена более чем 60 публикациями. Архив данных OPAL стал важным ресурсом для астрономов по всему миру. Кроме того, данные "Хаббла" активно используются в других научных исследованиях и проектах как наземных, так и космических обсерваторий.

На данный момент крупнейшими в мире радиотелескопами являются немецкий Эффельсбергский радиотелескоп и американский Грин-Бэнк, каждый из которых имеет тарелку диаметром 100 м.

Однако Китайская академия наук полна решимости побить этот рекорд. В городе Хуадянь, который расположен в северо-восточной китайской провинции Цзилинь, уже заложен фундамент нового телескопа. Название этого телескопа пока держится в секрете, и его строительство планируется завершить не ранее 2028 года.

Наряду с изучением глубокого космоса, как и более крупный, но стационарный FAST, новый телескоп будет осуществлять мониторинг и исследование тел Солнечной системы. Его полноповоротная конструкция позволит вести наблюдения за объектами, находящимися над горизонтом, в любое время суток.

Кроме того в Китае также строятся более компактные радиотелескопы, оснащённые системами автоматического управления. Они будут расположены в различных регионах страны, включая Чанбайшань, Сигадзе в Тибетском автономном районе и Цитай в Синьцзян-Уйгурском автономном районе.

Чтобы в полной мере оценить значение кометы 456P/PANSTARRS, необходимо напомнить о различии между кометами и астероидами. Эти два типа небесных объектов имеют общее происхождение, будучи остатками первых этапов формирования Солнечной системы. Однако их состав и поведение существенно различаются.

Кометы состоят в основном из льда, пыли и камня. При приближении к Солнцу повышение температуры приводит к дегазации льда в их ядрах, что вызывает высвобождение газа и пыли, образующих яркую оболочку вокруг ядра и длинный хвост, который может простираться на миллионы километров. Это явление происходит под воздействием солнечного ветра, который отталкивает частицы пыли и газа от кометы. В результате газовыделения образуется своего рода природное топливо, слегка изменяющее траекторию кометы — явление, известное как «негравитационное ускорение». Именно эта активность делает кометы особенно заметными и завораживающими, особенно во время их близкого подхода к Солнцу, обеспечивая астрономам возможность легко их обнаружить, часто за несколько месяцев до максимальной яркости, за счет их блеска и эффектного следа.

Астероиды, напротив, состоят преимущественно из камней и металлов и не обладают льдом, который характерен для комет. Эти объекты чаще всего меньше и имеют более регулярные и стабильные орбиты, находясь на относительно постоянных расстояниях от Солнца. Астероиды не выделяют газов, то есть не имеют хвоста, что делает их движение более предсказуемым и менее заметным. Они могут значительно отличаться по размеру — от нескольких метров до нескольких сотен километров в диаметре, и, в отличие от комет, их траектории не изменяются под воздействием газовыделения.

Комета 456P/PANSTARRS, редкий представитель среди небесных тел главного пояса, была впервые обнаружена в 2021 году обсерваторией Pan-STARRS, расположенной на Гавайях. У данного объекта были заметны некоторые интригующие черты, такие как видимые «волосы», результат газовыделения, характерного для комет. Однако его расположение в главном поясе — районе, населенном преимущественно астероидами, — вызывало вопросы. После серии наблюдений ученые в конечном итоге подтвердили, что это действительно активная комета, а не астероид, переживший единичное событие.

Орбита 456P/PANSTARRS вокруг Солнца занимает около 10,83 года, что является относительно коротким циклом для кометы. При приближении к Солнцу под воздействием тепла она начинает выделять газы, а по мере удаления от него ее активность затихает. Такое периодическое поведение подтверждает, что это ледяное тело, по своей природе сходное с кометами из внешних районов Солнечной системы.

Это открытие имеет огромное значение, поскольку в главном поясе существует крайне ограниченное число активных комет. Ранее считалось, что большинство таких объектов происходит из ледяных областей за Нептуном. Редкость 456P/PANSTARRS только увеличивает ее ценность для ученых, стремящихся глубже постичь свойства комет в этом уникальном регионе.

Подтверждение статуса 456P/PANSTARRS как активной кометы открывает новые горизонты для научных исследований. Исследователей особенно привлекает вопрос о присутствии льда в Солнечной системе, так как он может хранить подсказки о происхождении воды на Земле и органических веществ, необходимых для возникновения жизни. Более того, данное открытие ставит под сомнение существующие предвзятые представления о формировании и эволюции комет. Ранее считалось, что подавляющее большинство активных комет зарождается в ледяных регионах за Нептуном. Однако комета 456P/PANSTARRS подтверждает, что ледяные тела могут существовать даже вблизи Солнца, в главном поясе астероидов.

Атомное ядро представляет собой центральную часть атома, состоящую из протонов и нейтронов. Гало — это особая организация атомного ядра, когда один или несколько протонов или нейтронов связаны с ядром настолько слабо, что располагаются на значительно удаленном расстоянии от его центра, образуя своеобразное «облако». Радиус таких ядер значительно превышает радиусы ядер, схожих по составу протонов и нейтронов, что делает их уникальными для изучения.

Ученые обычно наблюдают гало у слабосвязанных ядер, находящихся вблизи капельной линии — границы устойчивости атомных ядер, за которой протоны теряют связь с ядром и «вытекают» наружу. Протонные гало-структуры, в отличие от нейтронных, являются более редкими из-за кулоновского отталкивания между положительно заряженными протонами, что затрудняет их образование и наблюдение.

В ходе исследования ученые использовали современные методы спектроскопии и детектирования, чтобы более точно измерить массы экзотических ядер и их поведение. Эти данные существенно расширяют наше понимание структуры атомных ядер и механизмов, управляющих их стабильностью. Установление протонной капельной линии также имеет важное значение для ядерной физики, поскольку она помогает предсказать, какие из экзотических ядер могут существовать и каковы их свойства.

Дальнейшие исследования в этой области могут привести к новым открытиям в ядерной физике и астрофизике, включая понимание процессов, происходящих в звездах, где формируются тяжелые элементы, а также в исследованиях, связанных с ядерной энергетикой и медицинскими приложениями.