Что известно о галактиках в красном смещении больше 10? Какие инструменты позволяют нам их наблюдать? Наличие каких космических объектов может поставить под сомнение известные теории образования Вселенной? Как астрономы наблюдают галактики, образовавшиеся в первый миллиард лет существования Вселенной, и что о них известно?
Об этом рассказывает Ольга Касьяновна Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе государственного астрономического института имени П.К. Штернберга.
Исследователи в ходе моделирования показали, что молодые планеты, вопреки ранее существовавшим представлениям, могут быть не сферическими, когда они очень молоды. На ранних стадиях формирования они, скорее всего, имеют сплюснутую форму, что позволяет пересмотреть наши представления об эволюции планетарных тел.
Традиционно считается, что планеты формируются в соответствии с теорией аккреции ядра — процесса, в котором частицы космической пыли медленно собираются и слипаются вместе, образуя более крупные тела. Согласно этой точке зрения, со временем эти агрегаты материи притягивают к себе еще больше материи, постепенно разрастаясь, пока не превращаются в планеты. В этой модели подчеркивается постепенное и систематическое наращивание массы, начиная с крошечных зерен и заканчивая конечной планетарной массой.
Однако новое исследование, проведенное под руководством Университета Центрального Ланкашира, предлагает другую точку зрения, основанную на "теории нестабильности диска". Исследование, размещенное на сайте arXiv и ожидающее публикации в журнале Astronomy & Astrophysics Letters, предполагает, что молодые планеты могут иметь сплюснутую форму, вместо предполагаемой сферической.
Это открытие, основанное на передовом компьютерном моделировании, предлагает новую модель для объяснения формирования газовых гигантов и может повлиять на наше понимание механизмов, лежащих в основе происхождения планетарных систем.
Команда из Института математики, физики и астрономии имени Джеремайи Хоррокса UCLan использовала компьютерные симуляции для моделирования формирования планет в соответствии с теорией дисковой нестабильности, предполагающей, что протопланеты формируются в короткие сроки в результате разрыва больших вращающихся дисков плотного газа, вращающихся вокруг молодых звезд.
Применяя этот подход, команда определила свойства планет, сравнила их с наблюдениями и изучила механизм формирования планет-гигантов. Исследователи сосредоточились на изучении формы молодых планет и того, как они могут стать крупными планетами-гигантами, даже больше Юпитера. Они также изучили свойства планет, которые формируются в различных физических условиях, таких как температура окружающей среды и плотность газа.
При вращении эти диски подвергаются гравитационным неустойчивостям, которые приводят к их фрагментации и, как следствие, к образованию протопланет с увеличенной формой на экваторе. Это открытие имеет глубокие последствия для нашего понимания планетарной космогонии. До сих пор теория аккреции ядра была широко принята для описания происхождения планет, включая газовые гиганты, такие как Юпитер.
Доктор Димитрис Стамателлос, соавтор исследования, сказал в пресс-релизе: "Мы уже давно изучаем формирование планет, но никогда раньше не задумывались о том, чтобы проверить форму планет в процессе их рождения в симуляторах. Мы всегда предполагали, что они сферические".
Компьютерное моделирование формирования планет в протозвездном диске.
Каковы будут последствия для нашего понимания Вселенной?
Наблюдательное подтверждение сплюснутой формы молодых планет может дать ответ на важнейший вопрос о том, как формируются планеты, указывая на модель нестабильности диска, которая в настоящее время является менее предпочтительной, чем стандартная теория формирования путем аккреции ядра.
Эта неожиданная морфологическая особенность дает ключ к объяснению загадок, связанных с гигантскими экзопланетами, расположенными на значительных расстояниях от звезды-хозяина. Теория аккреции не может объяснить, как такие планеты могут получить достаточно материи для достижения своих огромных размеров в отдаленных регионах, где материалы, необходимые для их роста, менее изобильны. Исследователи также обнаружили, что новые планеты развиваются по мере того, как материя движется к ним, в основном с их полюсов, а не с экватора.
Это подчеркивает важность угловых наблюдений при изучении протопланет. Форма молодой планеты может кардинально повлиять на ее внешний вид и измерения ее свойств, таких как светимость или спектр, в зависимости от угла, под которым она наблюдается. Протопланета, наблюдаемая сбоку, имеет широкий силуэт, в то время как та же планета, наблюдаемая с полюса, кажется более круглой. Эта изменчивость создает проблемы и возможности для астрономов, которые теперь должны учитывать пространственную ориентацию небесных объектов при интерпретации данных.
Смоделированная молодая планета вид сверху (слева) и сбоку (справа).
Это составное изображение, сочетающее лучшие фотографии Земли и Луны. Съемка была проведена 20 ноября 2016 года камерой High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), установленной на борту космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter.
Фотографии объектов обработаны отдельно, поскольку Луна гораздо темнее Земли и на общей фотографии едва заметна рядом с яркой планетой.
Комбинированное изображение сохранило пропорции и расположение космических тел относительно друг друга. Расстояние между планетами в 30 раз больше диаметра Земли. Для ученых фотосъемка позволила откалибровать камеру HiRISE.
Съемка была проведена в тот момент, когда Марс находился на расстоянии около 205 миллионов километров от Земли. В этот момент Луна располагалась позади Земли, поэтому расстояние между объектами кажется меньше, чем есть на самом деле. На Земле в этот момент видны Австралия, Юго-Восточная Азия и Антарктика.
Межпланетная станция Mars Reconnaissance Orbiter вышла на орбиту Красной планеты в 2006 году. На ее борту находится оборудование для изучения Марса, в том числе спектрометры и радары, которые используются для анализа рельефа планеты.
В официальных документах от Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) подчеркивается, что ключевые особенности H3 - это "простота в использовании" и "высокая надежность". (При этом про надежность говорят несколько раз.) Кроме того, говорят о низкой стоимости.
Максимальная грузоподъемность ракеты при выводе груза на геостационарную орбиту составляет 6,5 тонн, что выше, чем у Falcon 9 грузоподъемностью 5,5 тонн (в многоразовой конфигурации F9).
JAXA нацелено на достижение себестоимости ракеты в ~$33 млн и предполагает установить цену коммерческих запусков в размере ~$50 млн.
Для сравнения, стоимостью запуска Falcon 9 (в многоразовом варианте) составляет около $67 млн.
Подрядчик - Mitsubishi Heavy Industries.
Давайте посмотрим на ситуацию чуть пошире.
Великобритания и Япония тесно сотрудничают в развитии космических возможностей. Настолько тесно, что у них одна группировка спутников - инспекторов на двоих.
Давайте посмотрим вглубь истории. Япония и Великобритания - естественные союзники, которые всю историю строили тесные союзы друг с другом.
Конец 16 века - начало 17 века. Англичане сыграли заметную роль в становлении сёгуната Токугавы. У них был общий враг - Испания. Финансовое могущество испанцев было тогда во многом основано на их торговых операциях в Восточной Азии. Англия помогла Японии откусить кусок этой торговли - см. историю самурая Уильяма Адамса. Истребление католиков и политика самоизоляции Японии - сложные темы, и непонятно насколько большую роль в этих историях сыграли англичане. Но то, что без них не обошлось - не вызывает сомнений.
Да и вообще, синхронизации резни иезуитов в Японии, японского запрета на торговлю с Испанией и начала "шведского" периода тридцатилетней войны - слишком сильное совпадение для того, чтобы быть просто совпадением. Поршнев в своей книге "Тридцатилетняя война и вступление в нее Швеции и Московского государства" на основе архивных документов очень интересно описывает обстоятельства начала этого шведского периода, игру, которая велась, например, вокруг России по этому поводу. (Например, церковная реформа, которая привела к расколу, - в общем то одно из следствий этой игры.) Странно было бы предполагать, что аналогичная работа не велась антииспанской коалицией в Японии.
Вторая половина 19 века - начало 20. Великобритания формирует тесный союз с Японией. (Та же Русско-Японская война.) Который расторгает только в 1920-е - по требованию США, озвученному по принципу "или они, или мы". Сразу после войны, уже в 1945, союз был восстановлен. И англичане, с разрешения американцев, подрядили целые дивизии японской императорской армии к восстановлению английского суверенитета в колониях.
2010-е годы. Великобритания пытается устроить большую игру с Китаем. Все эти шелковые пути - еще большой вопрос чей это проект - китайский или английский? Тот же Пакистан, ключевой пункт этого пути. Не идут там дела у Китая после того, как он поссорился с Великобританией.
Здесь вновь возникает тема США - это они их окончательно рассорили в 2020 "отрубанием" Гонконга от Великобритании. После этого произошла резкая активизация сотрудничества Великобритании и Японии.
Рекомендую Окабе Нобуру, нетривиального японского автора, интересно освещающего тему развития союзных связей Великобритании и Японии. Выше - фото действующего японского императора во время его обучения в Оксфорде в 1983-1985, взятое из статьи "Японо-британские связи: студенческие годы императора Нарухито в Оксфорде" этого автора.
И раз уж в развитии космонавтики в Шотландии очень большой фактор - аристократические связи английской королевской семьи с датскими элитами, то почему это не фактор в развитии космического сотрудничества Великобритании и Японии?
