Край Будущего

Международная группа ученых использовала космический телескоп НАСА "TESS", чтобы обнаружить экзопланету (планету за пределами нашей Солнечной системы), а затем провела дальнейшие наблюдения с помощью наземных телескопов в Австралии, Чили и Южной Африке. В результате измерений новая планета попала в класс “Горячий Нептун” – категорию планет, который вращаются слишком близко к своим звездам, а это намного ближе, чем орбита Меркурия!. Эта разновидность экзопланет похожа на наш Нептун по размеру и составу, но вращается очень близко к своей звезде. В этом случае “год” на TOI-3261 b длится всего 21 час. Такая узкая орбита позволяет этой планете занять свое место в эксклюзивной группе, в которую пока входят только три других члена: горячие Нептуны со сверхкоротким периодом обращения, массы которых были точно измерены.

Планета "TOI-3261 b" оказалась идеальным кандидатом для тестирования новых компьютерных моделирований формирования планет. Одна из причин, по которой горячие Нептуны встречаются так редко, заключается в том, что так близко к звезде трудно поддерживать плотную газовую атмосферу. Звезды массивны и поэтому оказывают большое гравитационное воздействие на окружающие их объекты, что может привести к разрушению газовых слоев, окружающих близлежащую планету. Они также выделяют огромное количество энергии, которая разрушает газовую оболочку. Оба эти фактора означают, что горячие Нептуны, такие как TOI-3261 b, возможно, изначально были гораздо более крупными планетами, размером с Юпитер, и с тех пор потеряли значительную часть своей массы.

Смоделировав различные исходные точки и сценарии развития, научная группа определила, что возраст планетной системы составляет около 6,5 миллиардов лет и что планета изначально была гораздо более крупным газовым гигантом. Однако, вероятно, что она потеряла массу двумя способами: при фотоиспарении, когда энергия звезды заставляет частицы газа рассеиваться, и при приливном воздействии, когда гравитационная сила звезды удаляет газовую оболочку с планеты. Планета также могла сформироваться дальше от своей звезды, где оба эти эффекта были бы менее интенсивными, что позволило бы ей сохранить свою атмосферу.

Оставшаяся атмосфера планеты, одна из самых интересных ее особенностей, вероятно, потребует дальнейшего анализа атмосферы, который, возможно, поможет разгадать историю формирования этого обитателя "Горячего Нептуна”. Планета TOI-3261 b примерно в два раза плотнее Нептуна, что указывает на то, что более легкие части ее атмосферы со временем исчезли, оставив только более тяжелые компоненты. Это показывает, что планета изначально состояла из множества различных элементов в своей атмосфере, но на данном этапе трудно точно сказать какие именно. Эту загадку можно было бы разгадать, наблюдая за планетой в инфракрасном свете, возможно с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба NASA – идеальный способ увидеть идентифицирующие отпечатки различных молекул в атмосфере планеты. Это не только поможет астрономам понять прошлое TOI-3261 b, но и начнет раскрывать физические процессы, стоящие за всеми горячими планетами-гигантами.

Первое в истории открытие сверхкороткопериодического горячего Нептуна LTT-9779 b было сделано в 2020 году. С тех пор "TESS discoveries" TOI-849 b и TOI-332 b также присоединились к элитному клубу ультракороткопериодических наблюдений за горячими Нептунами (с точно измеренными массами). Как LTT-9779 b, так и TOI-849 b находятся в очереди на инфракрасные наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, что потенциально расширит наши представления об атмосферах этих планет в ближайшие годы.

Учёные полагают, что мы лишь начинаем свои шаги в безбрежном космосе, и до планеты, где человек освоит Солнечную систему, нам предстоит пройти долгий путь. Человечество остро нуждается в технологическом прорыве, и проблема заключается не столько в финансовых затруднениях, сколько в необходимости новых идей. Мы не сможем обойтись без создания двигателя, который будет способен эффективно использовать имеющиеся ресурсы. Такой двигатель должен превосходить все существующие аналоги как минимум в пять раз, поскольку в противном случае космонавты не смогут достичь Марса живыми. Кроме того, необходимы инновации в области материалов, из которых будет выполнена обшивка корпуса. Желательно уменьшить вес используемых материалов, одновременно увеличив их прочность. Они также должны обладать улучшенной защитой от высоких температур и радиации, так как без этого освоение Солнечной системы окажется невозможным. Перед нами стоит множество препятствий, но это вовсе не означает, что наша цивилизация стоит на месте.

Особой гордостью человечества является выход за пределы Солнечной системы, и сегодня мы поговорим об аппарате под названием Voyager 1. Как вам, вероятно, известно, этой осенью аппарат, удалившийся от Земли на почти 25 миллиардов километров, внезапно перестал реагировать на команды. Когда связь была вновь восстановлена, выяснилось, что он использовал передатчик, который не активировался с начала 1980-х годов. Напомним, что проблемы начались 16 октября, когда NASA отправило Voyager 1 простую команду: включить один из нагревателей. Однако вместо ожидаемого подтверждения зонд перестал принимать сигналы. Убедиться в возникновении проблемы потребовалось несколько дней. Причина состоит в том, что сигнал до Voyager 1 путешествует почти 23 часа, и ровно столько же требуется для получения ответа. 18 октября аппарат пропустил запланированную передачу данных. Специалисты NASA начали поиск сигнала с помощью сети дальней космической связи (DSN) и в итоге смогли поймать его на неожиданной частоте. Позднее выяснилось, что проблема заключалась в системе защиты от сбоев, встроенной в Voyager 1. При чрезмерном потреблении энергии она автоматически отключает вспомогательные системы. На этот раз механизм отключил основной передатчик X-диапазона и активировал резервный передатчик S-диапазона, который не использовался с 1981 года.

Инженеры NASA испытывали опасения относительно того, что S-диапазонный передатчик окажется недостаточно мощным для передачи сигнала на столь гигантские расстояния. Однако уже 22 октября связь с зондом была успешно восстановлена. Команда удостоверилась, что передатчик S-диапазона продолжает функционировать, хотя активировать X-диапазон они пока не решились, чтобы избежать повторения сбоев. Произошедший инцидент продемонстрировал, что технологии, созданные более полувека назад, оказались исключительно надёжными, а сам зонд уже давно превзошёл все самые смелые ожидания своих создателей. Сегодня Voyager 1 и его близнец Voyager 2 находятся за пределами гелиосферы, области, находящейся под воздействием солнечного ветра. Это межзвёздное пространство остается практически неизученным, следовательно, информация, поступающая от зондов, имеет чрезвычайно важное значение. Значительных прорывов аппараты совершить не могут, поскольку полагаются на устаревшее оборудование. Тем не менее, недавно им удалось измерить плотность межзвёздной среды и зарегистрировать ударные волны, вызванные солнечными выбросами. Ведётся наблюдение за магнитными полями, что значительно расширяет наши знания о Вселенной, раскрывая процессы, происходящие за пределами Солнечной системы. Несмотря на то, что оба аппарата продолжают свою работу, их возраст начинает давать о себе знать. В 2022 году Voyager 1 в течение нескольких месяцев передавал искажённые данные телеметрии из-за сбоя в одной из систем памяти. В 2023-2024 годах ещё один дефект привёл к полугодовой потере научных данных. Ожидается, что из-за истощения запасов энергии аппараты прекратят свои научные наблюдения уже в 2025 году.

Напомним, что оба аппарата были запущены в 1977 году в рамках миссии NASA по исследованию удалённых планет Солнечной системы. Voyager 2 отправился первым, 20 августа 1977 года. Он пролетел в непосредственной близости от Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, став единственным аппаратом, изучившим все четыре газовых гиганта. Voyager 1, который был запущен 5 сентября 1977 года, сосредоточился на исследовании Юпитера и Сатурна, прежде чем направиться в бескрайние просторы межзвёздного пространства. Каждый зонд несёт золотую пластину с сообщением для возможных внеземных цивилизаций.На пластине выгравированы изображения Земли, схема нашей планетной системы, а также записи звуков и музыки, включая приветствия на 55 языках. Voyager 1 первым пересёк гелиопаузу в 2012 году, что обозначает границу между Солнечной системой и межзвёздным пространством. В 2018 году Voyager 2 достиг аналогичного рубежа, а это означает, что сегодня оба аппарата находятся за пределами Солнечной системы. После отключения научных инструментов аппараты продолжат своё путешествие. Voyager 1 через 40 000 лет подойдёт к звезде Gliese 445 на расстояние двух световых лет, в то время как Voyager 2 приблизится к звезде Ross 248. Столкновение с твердым телом маловероятно, и, следовательно, оба зонда будут продолжать свой путь через Вселенную еще миллионы и даже миллиарды лет!

Марсоход ищет доказательства того, что на древнем Марсе были необходимые условия для поддержания микробной жизни, если таковая существовала миллиарды лет назад, когда на Красной планете существовали озера и реки. Расположенный у подножия горы Маунт-Шарп, высота которой составляет 3 мили (5 километров), канал Гедиз-Валлис может помочь рассказать историю этого региона, когда вода на Марсе исчезала. Хотя более древние слои на горе сформировались в условиях сухого климата, наличие канала предполагает, что вода иногда протекала по этому району в результате климатических изменений.

Ученые продолжают исследовать процессы, приведшие к образованию различных объектов в русле, включая насыпь обломков, получившую название "Pinnacle Ridge", которая видна на новой 360-градусной панораме. Похоже, что реки, селевые потоки и сухие лавины оставили свой след. В настоящее время научная команда строит хронологию событий на основе наблюдений Curiosity.

С момента приземления в 2012 году Curiosity преодолел около 20 миль (33 километра) и сейчас движется вдоль западного края канала Гедиз-Валлис, собирая дополнительные панорамы для документирования региона перед тем, как отправиться к самшитам. Специалисты по ТОИР отмечают, что каркасные сооружения напоминают паутину, протянувшуюся по поверхности. Считается, что они образовались, когда минералы, принесенные последними потоками воды с горы Шарп, осели в трещинах поверхностных пород и затем затвердели. В процессе эрозии часть породы разрушалась, оставляя минералы, которые зацементировались в трещинах, образуя конструкцию, похожую на паутину.

Дополнительно, Curiosity продолжает анализировать образцы почвы и горных пород, чтобы лучше понять химический состав и геологическую историю региона. Научная команда также использует спектрометрию для определения наличия органических молекул и других химических соединений, которые могут указывать на прошлые условия, способствующие жизни. Эти исследования могут дать ключ к пониманию того, как изменялся климат Марса и какие факторы могли способствовать исчезновению воды с его поверхности. Важность этих данных не ограничивается только изучением прошлого Марса; они также могут помочь в планировании будущих миссий по исследованию Красной планеты, включая возможность поиска следов жизни и подготовки к потенциальным миссиям с участием человека.