В сравнении с другими крупными лунами Сатурна (и Юпитера) спутник Мимас не изобилует трещинами и разрывами, напоминая своими кратерами нашу Луну. Тем самым, это должен быть сухой мир из скальных пород, однако дело, похоже, обстоит иначе. У Мимаса странная орбита, как будто у него внутри что-то плещется, или его ядро имеет необычно вытянутую форму. Как показало моделирование, всё говорит в пользу скрытого океана, и это находка для учёных.

Художественное представление спутника Сатурна Мимаса. Источник изображения: Observatoire de Paris

Подробные данные по системе Сатурна собрала автоматическая станция «Кассини» в период с 2004 по 2017 годы. Группа учёных из Парижской обсерватории воспользовалась этой информацией, чтобы заново оценить орбитальные параметры Мимаса, который напоминает «Звезду смерти» благодаря огромному ударному кратеру на своей поверхности. Они хотели исключить один из сценариев, из-за которого орбита этой луны выглядит необычно для монолитного скалистого небесного тела.

Согласно одному из вариантов, Мимас может содержать сильно вытянутое ядро, которое заставляет его совершать колебательные движения, проходя по орбите. Во втором случае, под его скалистой поверхностью может скрываться глобальный водный мир, потоки которого также вызывают изменения в орбитальном движении спутника.

Моделирование показало, что существование вытянутого ядра представляется наименее вероятным сценарием. С учётом динамики орбитального движения Мимаса под воздействием гравитации Сатурна и других его крупнейших лун, орбитальные параметры подозрительной луны, скорее всего, объясняются жидким подповерхностным океаном.

Расчёты показывают, что жидкий океан на Мимасе сравнительно молодой — ему всего 2–3 млн лет. Вероятнее всего, незадолго до его появления орбита этой луны изменилась со стабильной круговой на вытянутую, что в системе с множеством лун считается нормальным явлением. Гравитация Сатурна стала оказывать на недра Мимаса прерывистое воздействие, и это привело к гравитационному разогреву его ядра и внутренней структуры. Вода начала выделяться в жидком виде и постепенно там образовался глобальный подповерхностный океан, который к настоящему моменту подошёл к поверхности Мимаса на 20–30 км.

По часовой стрелке слева вверху: Энцелад, Европа, Ганимед и Титан. В центре — Мимас. Источник изображения: Observatoire de Paris

По внешнему виду этой луны не скажешь, что под её корой плещутся массы воды, намного больше, чем в земных океанах. На Мимасе нет трещин и гейзеров, как на лунах Энцеладе, Европе, Ганимеде и Титане, поэтому он долго хранил свою тайну. Не менее важно, что если там действительно есть глобальный океан, то его молодость — это способ заглянуть в прошлое других лун Сатурна и Юпитера, чтобы понять эволюционное развитие подповерхностных водных миров. На глазах учёных буквально может твориться ранняя геологическая история этих миров, чему учёные несказанно рады.

26 декабря 2022 года находящийся на орбите Марса зонд NASA MAVEN зафиксировал редкое явление — своеобразный провал в солнечном ветре. Это «окно» вызвало взрывное расширение атмосферы Марса. Космическая погода преподнесла очередной сюрприз, изучение которого позволит больше узнать о потенциально обитаемых мирах вокруг далёких звёзд.

Источник изображения: NASA

Интенсивность солнечного ветра — вылетающих с поверхности звезды электронов и ионов водорода — зависит от её активности и конкретного состояния локальных магнитных полей. Изредка бывает так, что звезда испускает частицы с большей силой и скоростью, которые догоняют более медленные массивы частиц, испущенные раньше. Тогда в нашей системе возникают области повышенной и пониженной концентрации частиц солнечного ветра, и это оказывает влияние на атмосферы планет.

Впервые такое влияние было замечено в 1999 году, когда внезапное ослабление солнечного ветра в 100 раз раздуло атмосферу и магнитосферу Земли. При этом надо помнить, что у Земли есть магнитное поле, которое защищает нас от космических частиц, а у Марса его нет. В то же время у Марса есть индуцированное магнитное поле. Оно возникает в процессе взаимодействия солнечного ветра с ионосферой Марса. Это поле и частицы солнечного ветра способна фиксировать аппаратура орбитального зонда NASA MAVEN.

В ходе наблюдения за электромагнитными явлениями вокруг Марса 26 декабря 2022 года было зафиксировано 10-кратное снижение давления солнечного ветра и 100-кратное снижение плотности его частиц. Анализ данных показал, что в это время ионосфера и индуцированное магнитное поле Красной планеты расширились в три раза. Атмосферу Марса как будто взорвало изнутри. Очевидно, будь Марс в системе с менее «ветреной» звездой, его эволюция пошла бы по другому пути.

Опыт с Марсом показывает, насколько важно проводить измерения на месте. Без орбитальных аппаратов у близких и далёких планет мы не сможем получить информацию о процессах подобного рода. Изучение этих процессов в нашей системе даст информацию для моделирования атмосферных явлений у планет в иных звёздных системах и, в целом, позволит лучше моделировать процессы зарождения жизни на других мирах.

Международная группа исследователей при помощи космических телескопов TESS и «Хеопс» разгадала загадку редкой звёздной системы с шестью планетами — она располагается в ста световых годах от Земли, а её изучение поможет раскрыть новые тайны, связанные с формированием планет.

Источник изображений: esa.int

В центре звёздной системы находится похожая на солнце звезда под названием HD110067, а наблюдается она в созвездии Волосы Вероники. Вокруг неё вращаются шесть планет больше Земли, но меньше Нептуна — субнептуны, которые часто встречаются на орбитах солнцеподобных звёзд во Млечном Пути. Планеты, обозначенные буквами от b до g, вращаются в орбитальном резонансе. На каждые шесть витков планеты b, ближайшей к звезде, планета g совершает ровно один оборот. Пока планета c делает три оборота вокруг звезды, планета d делает два. А когда планета e совершает четыре оборота, планета f делает три. Этот гармонический ритм создаёт резонансную цепочку, в которой все они иногда выстраиваются в ряд. Звёздная система сформировалась около миллиарда лет назад, за прошедшее время в ней изменилось очень немногое, и это открытие может пролить свет на эволюцию планет и происхождение распространённых в нашей галактике субнептунов.

Исследователи впервые обратили внимание на эту звёздную систему в 2020 году, когда американский космический телескоп TESS зафиксировал снижение яркости HD110067, что часто свидетельствует о прохождении планеты по диску звезды. На основе полученных в 2020 году данных учёные определили периоды обращения двух планет в этой звёздной системе. Спустя два года TESS снова наблюдал за этой звездой, и его данные показали другие орбитальные периоды планет. Когда данные не сошлись, исследователи решили продолжить наблюдение на другом телескопе — выбор пал на европейский «Хеопс» (CHaracterising ExOPlanet Satellite — CHEOPS), который позволяет наблюдать по одной звезде за раз, тогда как TESS охватывает сразу целый участок неба. При помощи «Хеопса» удалось открыть третью планету, а дельнейшее сопоставление данных его наблюдения с информацией TESS позволило установить присутствие и трёх остальных.

Ближайшая к звезде планета совершает вокруг неё оборот за 9 земных дней, а самой дальней требуется 55. Для сравнения, ближайшая к нашему Солнцу планета Меркурий делает оборот вокруг звезды за 88 земных дней. Учитывая, насколько близки планеты к HD110067, их средние температуры, вероятно, близки к температурам Меркурия и Венеры — согласно оценкам, их диапазон составляет от 167 до 527 °C.

Формирование звёздных систем традиционно характеризуется как достаточно агрессивный процесс. Астрономы считают, что первоначально планеты имеют тенденцию формироваться в резонансе вокруг своих звёзд, но впоследствии гармоническое равновесие нарушается гравитационным влиянием массивных планет, а также столкновениями со звездой и другими объектами. Большинство звёздных систем не находится в резонансе, а системы с несколькими планетами, сохранившие свои первоначальные ритмы, являются большой редкостью, поэтому исследователи хотят детально изучить HD110067 и её планеты. Они считают, что первозданный резонанс сохраняют не более 1 % систем. Всего известны лишь три такие системы с шестью планетами, и две из них за три года своей работы обнаружил «Хеопс» — первой была TOI-178, о которой объявили в 2021 году.

Известна также система TRAPPIST-1, в которой семь планет вращаются вокруг красного карлика — она имеет резонансную цепочку, но наблюдение за ней затруднено из-за небольшой яркости звезды. А вот HD110067 с массой в 80 % солнечной является самой яркой известной звездой, на орбите которой более четырёх планет. Особую ценность системе придают обращающихся вокруг неё шесть субнептунов — они достаточно распространены в нашей галактике, но в Солнечной системе таких планет нет; у астрономов отсутствует единое мнение об их формировании о составе, что придаёт изучению HD110067 большое значение. Первоначальные данные о массе этих планет позволяют предположить, что некоторые из них обладают объёмной, богатой водородом атмосферой, а значит, их можно будет изучать при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST): звёздный свет проникает через их атмосферу, и космическая обсерватория поможет определить состав каждой планеты.

Астрономы впервые наблюдали тепловое свечение, которое возникло в результате разрушительного столкновения двух планет-гигантов в системе звезды ASASSN-21qj, похожей на наше Солнце. В результате этого столкновения, уничтожившего обе планеты, образовалось множество обломков, а также горячий вращающийся объект, размеры которого потенциально в сотни раз превышают размер Земли.

Источник изображения: Mark Garlick / University of Bristol / PA

«Это было очень эффектно. Энергия столкновения превратила остатки в нечто, напоминающее звезду, более тусклую, чем главная звезда системы, но примерно в семь раз большую по размеру и видимую через всю остальную звёздную систему», — рассказал Мэтью Кенворти (Matthew Kenworthy), один из авторов исследования из Лейденской обсерватории в Нидерландах.

Звезда ASASSN-21qj находится на расстоянии 1800 световых лет от Земли. Интерес к ней у Кенворти появился после того, как в декабре 2021 года было замечено, что звезда потускнела необъяснимым образом. Позднее для наблюдения за этой областью использовался инфракрасный космический телескоп Neowise Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США. В результате было установлено, что за 900 дней до того, как звезда потускнела, телескоп фиксировал устойчивое и продолжительное усиление инфракрасного излучения в этой области.

Источник изображения: Jingyao Dou / University of Bristol / PA

Кенворти отмечает, что изначально он искал нечто совершенно иное. Обнаруженное инфракрасное свечение подсказало учёным, что в окрестностях звезды произошло что-то необычное. После детального анализа полученных от телескопа данных исследователи пришли к выводу, что мощное инфракрасное свечение создаёт новый горячий объект, образовавшийся в результате столкновения двух планет, размер каждой из которых сопоставим с размером Нептуна. По подсчётам учёных, вращающийся объект имел температуру около 700 °С в течение примерно трёх лет. Со временем он остынет и сформирует на орбите ASASSN-21qj новую планету.

«Мы впервые наблюдали послесвечение после такого события. Мы и раньше видели обломки и диски, но никогда не видели послесвечения образовавшегося планетарного тела», — рассказал Саймон Лок (Simon Lock), участник исследования из Бристольского университета.

Астрономы намерены продолжить наблюдение за этой областью, чтобы подтвердить предположение о том, что происходит в звёздной системе. По мнению Кенворти, если пылевое облако продолжит вращаться вокруг звезды, то через 5-10 лет оно сместится в сторону от светила, и астрономы смогут увидеть отражённый от частиц пыли свет звезды с помощью самых мощных наземных телескопов. Также не исключается, что для наблюдения за этой областью может быть задействован наиболее современный космический телескоп NASA Джеймс Уэбб (James Webb Space Telescope).

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» заглядывает не только во времена юности Вселенной. Она поможет также узнать секреты многих уголков нашей родной Солнечной системы. Свежим примером стало наблюдение за спутником Юпитера — Европой, под ледяным щитом которой плещется солёный океан. «Уэбб» ответил на один из ключевых вопросов для оценки вероятности появления жизни на Европе: есть ли на ней углерод и откуда он там взялся?

Источник изображений: NASA

Наблюдение за Европой с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam и спектрометра NIRSpec позволили идентифицировать места скопления замороженного углекислого газа (CO₂). Разрешение спектрометра составляет 320 × 320 км на пиксель. Этого оказалось достаточно, чтобы анализ показал сосредоточение кристаллического вещества CO₂ преимущественно в двух областях на Европе: в регионах Тара и Повис (Tara и Powys). И это решает всё: отвечает на вопрос, откуда там появился углекислый газ и может ли быть биологическая жизнь в подлёдном океане малой планеты.

Регионы Тара, Повис и другие на Европе относятся к так называемым видам рельефов, как хаос. Это регионы без чётко определённой структуры поверхности — буквально хаотическое нагромождение всего на всём. На Европе такие регионы возникают в местах предполагаемых мегаполыней, где подлёдный океан тем или иным образом контактирует с внешней средой. Тем самым учёные делают заключение, что углерод попал на поверхность скорее из океана, а не из космоса на кометах или астероидах. В океане углекислый газ мог возникнуть в процессе разложения органики или в ходе иных химических процессов. В любом случае — это повышает шансы когда-нибудь обнаружить в водах океана Европы биологическую жизнь.

Первое слева изображение сделано инфракрасной камерой, все последующие — спектрометром (CO₂ показан белым)

К сожалению, в ходе этих кратковременных наблюдений за Европой учёным не удалось обнаружить бьющих из недр спутника газовых шлейфов или гейзеров. Признаки активного газового обмена — плюмы — ранее были замечены в наблюдениях «Хаббла» за Европой. «Уэббу» с этим не повезло, что наводит на мысль, что плюмы на Европе возникают лишь в определённых ситуациях.

До конца прояснить вопрос с существованием биологической жизни на Европе поможет только бурение и прямой доступ к его океану. Но до этого ещё очень и очень далеко. Больше ясности появится после 2030 года, когда над Европой начнёт кружить автоматическая станция NASA Europa Clipper. Запуск аппарата ожидается в октябре 2024 года. Научная миссия станции начнётся в 2030 году в ходе множества близких пролётов над поверхностью этого спутника Юпитера.

Пятна в атмосферах планет-гигантов — это обычное явление. Мало кто не слышал о знаменитом Большом красном пятне на Юпитере. Но не все они доступны для наблюдения с Земли. Похожее пятно в атмосфере Нептуна обнаружилось только приборами космического аппарата «Вояджер-2» в 1989 году, когда он пролетал рядом с этой далёкой планетой. Позже пятно в атмосфере Нептуна увидел космический телескоп «Хаббл». И лишь теперь его впервые засекли с земного телескопа.

Изображение Нептуна, полученное на четырёх длинах волн. Источник изображения: ESO

Пронаблюдать за загадочным пятном в атмосфере Нептуна удалось с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, который в виде четырёх разнесённых и синхронизированных оптических телескопов разместился на горе Серро-Параналь в Чили. Более того, команда по изучению атмосферы Нептуна использовала для получения данных многоканальный спектрометр MUSE. Этот прибор позволил разложить отражённый от Нептуна свет на несколько длин волн и, тем самым, рассказал об особенностях его атмосферы на разных высотах.

Новые наблюдения позволили сделать вывод, что пятна — это не просветы в облаках, как на Земле. По всей видимости, это потемнение частиц в атмосфере Нептуна в процессе происходящих там химических и физических процессов. Лёд и аэрозоли смешиваются ниже основного слоя видимой дымки, и это приводит к потемнению ниже уровня дымки.

Также неожиданно вскрылось, что рядом с большим синим пятном в атмосфере планеты на той же высоте обнаружилось яркое пятно, которое не было видно при наблюдении из космоса. Ранее нечто подобное наблюдалось при обнаружении высотных метановых облаков в атмосфере Нептуна, но новое «яркое глубинное облако» оказалось на той же высоте, что и тёмное пятно, а значит, оно имеет другую природу, пока не объяснённую учёными.

Возможность наблюдения за атмосферой Нептуна с Земли позволит астрономам получить больше информации о происходящих там процессах, освободив космические обсерватории для работы с глубинами Вселенной.

Международная группа учёных обнаружила на расстоянии 1400 световых лет от Земли двойную звёздную систему белого и коричневого карликов. Она поможет в изучении ультрагорячих юпитеров — газовых гигантов, расположенных достаточно близко от своих массивных звёзд.

Источник изображений: caltech.edu

Расположенный в системе коричневый карлик имеет температуру 7700 °C, что выше тех 5500 °C, которые отмечаются на поверхности Солнца. Но такой высокий показатель не является «заслугой» самого объекта: коричневый карлик вращается очень близко к своему компаньону — белому карлику WD 0032-317, который подвергает его излучению. Ночная сторона коричневого карлика, обращённая от компаньона, почти на 5700 °C холоднее.

Эта уникальная система поможет учёным больше узнать об экзопланетах, находящихся на небольшом расстоянии от своих звёзд. Интенсивное ультрафиолетовое излучение может лишить такие планеты атмосферы и даже твёрдого вещества. Этот процесс пока изучен слабо, но уникальная система белого и коричневого карлика, которую намного проще наблюдать, во многом повторяет закономерности, свойственные парам звёзд и ульрагорячих юпитеров.

Первоначально систему WD 0032–317 обнаружили в начале двухтысячных в рамках проекта по изучению белых карликов, и на тот момент решили, что таких звёзд в ней две. Белый карлик — это звезда, которая достигла финального этапа своей жизни: расширившись до красного гиганта, она исчерпала запасы топлива, сбросила внешние слои и осталась с горячим инертным ядром. При последующем изучении данных стало ясно, что второй объект относится к классу коричневых карликов.

Коричневые карлики — это уже не планеты, но ещё не звёзды. Они как минимум в 13 раз массивнее Юпитера, но недостаточно массивны, чтобы вырабатывать тепло и давление для превращения водорода в гелий. Это своего рода несостоявшиеся звёзды. Коричневый карлик в этой системе — один из крупнейших среди известных, поскольку его масса составляет от 75 до 88 масс Юпитера. Ошибка в классификации была допущена потому, что при первоначальном наблюдении коричневый карлик был повернут к телескопу стороной, обращённой к белому карлику. При последующем наблюдении к телескопу была обращена ночная сторона объекта.

Астрономов интересует реакция атмосфер горячих юпитеров на интенсивное излучение звезды в той же системе — доходит до того, что молекулы в атмосфере начинают распадаться. Но такие планеты трудно обнаруживать и наблюдать. Этому мешает излучение звёзд-хозяев и их склонность к звёздным бурям: масса планеты измеряется по красному и синему смещениям звёзд, порождаемым гравитационным воздействием планеты. Но это затруднительно сделать, когда звезда быстро вращается и производит вспышки. В некоторой степени их аналогами как раз являются системы из белых и коричневых карликов: первые меньше большинства звёзд, но всё ещё могут выделять достаточно тепла, чтобы сжигать своих компаньонов; а вторые имеют примерно те же размеры, что горячие юпитеры.

Система WD 0032–317 также интересна с позиции изучения эволюции звёзд. Температура белого карлика пока достаточно высока — она указывает, что в таком статусе звезда пребывает «всего» около миллиона лет. При массе 0,4 от массы Солнца такой звезде потребовалось бы слишком много времени, чтобы стать белым карликом — больше возраста самой Вселенной. Учёные предполагают, что раньше два объекта находились в одной газовой оболочке, и в какой-то момент газовый гигант поглотил своего компаньона. Коричневый карлик, в свою очередь, вероятно, помог главной звезде утратить часть своей массы и ускорил её превращение в белого карлика.

Потрясающее изображение скопления материи вокруг звезды V960 Mon, светящегося ярко-голубым цветом в центре золотых «крыльев» из газа и пыли, было создано совместными наблюдениями с Очень Большого Телескопа (VLT) и Атакамской большой антенной решётки миллиметрового диапазона (ALMA). Изучение пылевых сгустков вокруг звезды V960 Mon, расположенной в 5000 световых лет от Солнца, в созвездии Единорога, покажет, как рождаются газовые планеты-гиганты, подобные Юпитеру.

Источник изображений: ESO/ALMA/Weber

Астрономы впервые обратили внимание на молодую звезду в 2014 году, когда она неожиданно увеличила яркость примерно в 20 раз по сравнению с обычной величиной. Наблюдения с помощью инструмента VLT Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) были проведены вскоре после этой вспышки, благодаря чему учёным удалось получить изображения звёздной системы с беспрецедентным уровнем детализации. «Это открытие действительно захватывающее, поскольку оно знаменует собой самое первое обнаружение скоплений вокруг молодой звезды, которые потенциально могут породить планеты-гиганты», — говорится в заявлении наблюдателя Алисы Зурло (Alice Zurlo) из чилийского университета Диего Порталеса.

Исследования показали, что газопылевое облако вокруг V960 Mon, образует серию сложных спиральных рукавов, которые простираются на расстояния, превышающие размер Солнечной системы. Это открытие было подтверждено с помощью ALMA. В то время как VLT и SPHERE предоставили детализированные изображения поверхности сгустков пыли и газа, ALMA смогла «заглянуть» глубже, раскрывая астрономам внутреннюю структуру системы и механизм формирования газового гиганта.

«При использовании ALMA стало очевидно, что спиральные рукава подвергаются фрагментации, что приводит к образованию сгустков с массами, подобными массам планет», — сказал Зурло. «Наша группа искала признаки формирования планет более десяти лет, и мы очень взволнованы этим невероятным открытием», — поддержал его исследователь чилийского университета Сантьяго Себастьян Перес (Sebastián Pérez).

Астрономы называют два способа формирования газовых планет-гигантов. Первый — аккреция, процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи из окружающего пространства. Второй — гравитационная неустойчивость, при которой сверхплотные участки протопланетного диска из газа и пыли вокруг звезды коллапсируют.

Объединённые изображения, полученные с помощью ALMA и SPHERE, дали астрономам первые свидетельства наблюдения механизма формирования газового гиганта. «Никто никогда до сегодняшнего дня не проводил реального наблюдения гравитационной нестабильности, происходящей в планетарных масштабах», — заявил руководитель чилийского исследовательского университета Сантьяго Филипп Вебер (Philipp Weber).

Слева — изображение с VLT, справа — с ALMA

Команда чилийских астрономов намерена продолжить изучение процесса формирования этой планетарной системы при помощи Чрезвычайно Большого Телескопа (ELT), который в настоящее время строится в районе пустыни Атакама на севере Чили. Новый телескоп поможет раскрыть «секреты» V960 Mon, скрытые от VLT и ALMA, включая химический состав газопылевых облаков вокруг звезды.

Европейские учёные обнаружили экзопланету, атмосфера которой защищена от перегрева лучами ближайшей звезды благодаря металлическим облакам. По данным Европейского космического агентства (ESA), планета отражает 80 % света звезды. Речь идёт о первой планете за пределами Солнечной системы, столь же «зеркальной», как и Венера.

Планета LTT9779b на орбите звезды, художественная иллюстрация. Источник изображения: ESA

Планета LTT9779b, расположенная в 260 световых годах от Земли, открыта ещё в 2020 году с помощью космического телескопа TESS агентства NASA. С помощью космического телескопа ESA Characterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) выяснить, что в атмосфере планеты буквально формируются облака из металла и идут титановые дожди. Благодаря этому, облачный слой планеты формирует своеобразное «зеркало», защищающее её от ближайшей звезды.

По размеру планета сопоставима с Нептуном (около 50 тыс. км в диаметре) и совершает полный оборот вокруг звезды за 19 часов. Из-за близости к звезде на планете очень высокая температура — несмотря на защиту металлических облаков, на освещаемой звездой стороне LTT9779b она достигает 2 тыс. градусов по Цельсию. Хотя астрономы считали, что при такой температуре формирование облаков невозможно, они всё же есть.

«Это было настоящей головоломкой, пока мы не подумали о процессе формирования облаков как о конденсации, которая остаётся в ванной после горячего душа», — цитирует ТАСС соавтора исследования Вивьен Парментье из Обсерватории Лазурного берега.

Согласно результатам исследования, раскалённые жидкие металлы и минералы-силикаты насыщают атмосферу планеты до степени формирования металлических облаков, как зеркало отражающих внешнее излучение. Это, в частности, позволяет защитить атмосферу от «выветривания». Данные об исследовании уже опубликовали в журнале Astronomy & Astrophysics.

Ранее сообщалось, что учёные обнаружили экзопланету, на которой идут дожди из железа, а в атмосфере присутствуют каменные испарения — климат на ней тоже немыслим для посещения человеком и, вероятно, существования любой белковой жизни вообще.

На ежегодном собрании Королевского астрономического общества в Кардиффе астроном Джейн Гривз из Кардиффского университета в Уэльсе сообщила, что её группа снова обнаружила фосфин в атмосфере Венеры. Ранее она сообщала о таком же открытии в 2020 году, но тогда оно вызвало шквал критики и не было подтверждено сторонними наблюдениями. Учёная утверждает, что искать это химическое соединение необходимо глубже в атмосфере Венеры, и она его там нашла.

На Земле фосфин является продуктом жизнедеятельности ряда микроорганизмов. Других источников этого соединения в воздухе химики не знают. Это позволяет принять фосфин как основу для поиска биологической жизни в космосе. Спектральный анализ света звёзд, проходящего сквозь атмосферы экзопланет, а также анализ в радиочастотном диапазоне даёт возможность искать это и другие соединения на безумных расстояниях. Но также точно можно искать фосфин на планетах в нашей системе.

Группа Гривз воспользовалась телескопом Джеймса Кларка Максвелла (JCMT) в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях для поиска фосфина в облаках Венеры. И она его там нашла, что теоретически представляется возможным. На поверхности планеты вряд ли будет существовать биологическая жизнь. Там настолько «тепло», что плавится свинец. Но на высоте от 50 км и выше в атмосфере Венеры вполне земные условия и по давлению, и по температуре.

Попытка найти фосфин другими группами учёных не увенчалась успехом. Российские учёные сразу отмели такую возможность, а американцы выделили на поиск фосфина время летающей обсерватории NASA SOFIA и тоже ничего не нашли.

Миссия к Венере в представлении художника. Источник изображения: Rocket Lab

По словам Джейн Гривз, искать нужно было на другой высоте. Её группа снова обнаружила следы фосфина «примерно в середине облачного покрова Венеры». Ждём реакции научного мира. Жаль, что миссия компании Rocket Lab к Венере отложена до 2025 года или на большее время. Они как раз собирались туда лететь в этом году для поиска неуловимого фосфина.

Учёные Уорикского университета предложили «теорию сэндвича» — новую модель формирования планет, которая объясняет, как между двумя более крупными планетами в звёздной системе может появиться ещё одна небольшая.

Источник изображения: warwick.ac.uk

Классическая модель формирования планет предполагает, что они образуются из протопланетных дисков, возникающих вокруг звезды на ранних этапах развития системы. Частицы протопланетного диска со временем «слипаются» как снежный ком и в течение миллионов лет формируют крупные тела. Классическая теория также объясняет, почему каменистые планеты вроде Венеры и Земли оказались ближе к Солнцу, а газовые гиганты Сатурн и Юпитер — на некотором отдалении от него.

Учёные Уорикского университета выдвинули теорию, согласно которой в протопланетных дисках кольца вещества чередуются с пустотами, в которых планеты уже сформировались. Потоки пыли между ними относительно невелики, но в этих остаточных кольцах вещества между более крупными «братьями и сёстрами» могут появляться более мелкие планеты. Они чем-то напоминают тонкий слой начинки между двумя толстыми ломтями хлеба в сэндвиче.

Авторы исследования утверждают, что при наблюдении на экзопланетами им удалось найти подтверждения своей гипотезы. Она также объясняет появление в Солнечной системе Марса и Урана, окружённых с обеих сторон более крупными планетами.

Международная группа учёных рассказала о планете, дальнейшее изучение которой поможет понять, какое будущее ждёт Землю с расширением Солнца — наша планета может стать либо очень горячей, либо превратиться в новую молодую Венеру.

Источник изображения: cornell.edu

Открытая в 2022 году планета LP 890-9c вращается вокруг красного карлика в 100 световых годах от нас, и она на 37 % крупнее Земли. Красные карлики холоднее Солнца, но и LP 890-9c вращается на расстоянии всего в 6,4 млн км от своей звезды, тогда как от Земли до Солнца 149 млн км. Исследователи считают, что при таких условиях на планете может быть жидкая вода. Если они правы, планета находится в обитаемой зоне — она достаточно удалена от звезды, чтобы на ней могла возникнуть жизнь, но там не настолько жарко, чтобы океаны выкипели, и всё живое погибло. Последний сценарий настиг нашу Венеру, лежащую вне обитаемой зоны.

LP 890-9c находится на внутреннем крае обитаемой зоны — по аналогии ближе Земли, но дальше Венеры. Возможно, она пребывает на том этапе, когда уже началось испарение воды и был запущен процесс превращения в подобие Венеры. Исследователи хотят понять, до какой степени должна раскалиться планета, чтобы она выпустила всю свою воду в космос. Они подготовили три модели с наиболее вероятными сценариями: влажный и мягкий мир наподобие Земли; планета с безудержным развитием парникового эффекта; а также жаркий и бесплодный мир наподобие Венеры.

К сожалению, наблюдение за объектом через доступные авторам телескопы не позволяет им причислить LP 890-9c к какой-либо из этих категорий. Поэтому они рассчитывают на ресурсы космического телескопа «Джеймс Уэбб». Это поможет им понять, есть ли на поверхности планеты жидкая вода, может ли планета быть обитаемой; или описать, какими окажутся условия на Земле, когда Солнце достаточно состарится и начнёт расширяться — такой сценарий может стать реальностью уже через полмиллиарда или миллиард лет. Если LP 890-9c до сих пор остаётся потенциально обитаемым миром, то и у Земли может быть больше времени, прежде чем её океаны испарятся. Если воды там уже нет, то и у Земли меньше времени, чем считалось ранее. То есть LP 890-9c поможет исследователям заглянуть в будущее нашей собственной планеты.

Учёные Лестерского университета (Великобритания), кажется, разгадали тайну того, почему протозвезда FU Ori в 1200 световых годах от Земли 85 лет назад внезапно увеличила свою яркость и до сих пор её не снизила. Виной вспышка, которая в триллион раз мощнее самой мощной вспышки на Солнце, могло быть разрушение гигантской планеты о расположенный вокруг звезды протопланетный диск из сверхгорячего газа и пыли, и последующее поглощение звездой вещества.

Источник изображений: eurekalert.org

Согласно результатам проведённого исследователями моделирования, к растущей звезде могла слишком близко подойти планета в десять раз крупнее Юпитера. Это привело к «экстремальному испарению» супер-юпитера — планета сгорела в перегретом супе из вещества, вращающегося вокруг звезды, а часть вещества планеты звезда поглотила. Авторы работы охарактеризовали этот процесс как «дисковый ад» для молодых планет. Протопланетные диски считаются чем-то вроде яслей планет, и теперь становится ясно, что в этих яслях царят отнюдь не тишина и покой. Это суровые области, в которых множество, если не большинство молодых планет сжигается или даже поглощается своими звёздами.

Поглощение планеты на начальной стадии.

В предложенной учёными модели в протопланетном диске системы FU Ori образовалась область гравитационной нестабильности и порождённый ею сгусток вещества по размеру больше Юпитера, но с гораздо меньшей плотностью. Этот объект с высокой скоростью приблизился к звезде и на расстоянии около 15 млн км от неё столкнулся с протопланетным диском, настолько горячим, что он сжёг внешние слои атмосферы молодой планеты. Гравитационное воздействие FU Ori породило экстремальные приливные силы, которые растянули планету в одном направлении и сплющили в другом — этот процесс называют «эффектом лапши» или «спагеттификацией».

Поглощение планеты на конечной стадии — в нижней части обозначен её остаток

Всё это обеспечило звезду, вокруг которой вращается протопланетный диск, свежим веществом, которым можно «полакомиться». Возникла мощная вспышка, а звезда стала светиться ярче. Учёные считают, что это не единичный прецедент — аналогичные процессы могут протекать и в других формирующихся звёздных системах, но FU Ori отличают как продолжительность вспышки, так и её яркость, которая в триллион раз превысила любую из солнечных.

Сегодня зонд Европейского космического агентства (ESA) BepiColombo совершит очередной гравитационный манёвр около своей целевой планеты — Меркурия. Манёвр поможет космическому аппарату снизить скорость, чтобы через два с половиной года выйти на орбиту Меркурия.

Источник изображений: ESA

Это будет третий пролёт BepiColombo мимо Меркурия, и в 22:34 по МСК космический аппарат пронесётся мимо планеты на крайне близком расстоянии всего в 236 км. Это ближе, чем орбита двух орбитальных аппаратов зонда, которые отделятся от него во время основной миссии. Однако главная цель пролёта заключается не в том, чтобы сделать потрясающие крупные планы поверхности Меркурия, а в том, чтобы замедлить зонд с помощью гравитации Меркурия, чтобы он мог выйти на орбиту планеты в конце 2025 года.

«Так как Земля вращается вокруг Солнца, наш космический аппарат стартовал со слишком большим количеством энергии. Чтобы быть захваченными Меркурием, ему нужно замедлиться, и мы используем гравитацию Земли, Венеры и Меркурия, чтобы сделать это», — сказал в официальном заявлении эксперт ESA по динамике полёта Фрэнк Будник (Frank Budnik).

Миссия BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), является лишь третьим в истории космическим аппаратом, который взглянет на Меркурий, самую близкую к Солнцу планету. Хотя Меркурий в среднем в 10 раз ближе к Земле, чем Юпитер, для того чтобы добраться до планеты, требуется столько же времени, сколько и для того, чтобы добраться до газового гиганта. Это связано с тем, что космический аппарат, находящийся на Меркурии, должен постоянно тормозить против мощного гравитационного притяжения Солнца. Для этого BepiColombo, запущенный в 2018 году, совершает тщательно рассчитанные пролёты мимо планет на своём пути, находясь на орбите Солнца. Ранее зонд дважды пролетал мимо Меркурия — в октябре 2021 года и в июле 2022 года. До этого космический аппарат также один раз посетил Землю и дважды Венеру.

«Когда BepiColombo начнёт ощущать гравитационное притяжение Меркурия, он будет двигаться со скоростью 3,6 км/с по отношению к планете. Это чуть больше половины скорости, к которой он приблизился во время двух предыдущих пролётов Меркурия. Пролёт ещё больше уменьшит скорость космического аппарата относительно Солнца на 0,8 км/с и изменит его направление на 2,6 градуса», — добавил Будник. Прежде чем BepiColombo станет достаточно медленным для захвата скалистой планетой, которая лишь немного больше земной луны, произойдёт ещё три пролёта Меркурия: в сентябре 2024 года, в декабре того же года и последний — в январе 2025 года.

Поскольку некоторые приборы космического аппарата будут работать во время пролёта, учёные с нетерпением ждут возможности использовать эту возможность для проведения измерений среды вокруг Меркурия. BepiColombo также несёт три камеры наблюдения с низким разрешением, которые во время пролёта будут делать черно-белые снимки малоизученной скалистой планеты. «Предыдущие два пролёта Меркурия уже дали интересные научные результаты», — сказал Йоханнес Бенкхофф (Johannes Benkhoff), научный сотрудник проекта BepiColombo в ЕSА. Например, зонд провёл первые в истории измерения слабой южной внутренней магнитосферы планеты и выявил состав заряженных частиц в этой области.

Космический аппарат BepiColombo состоит из двух орбитальных аппаратов, которые в настоящее время путешествуют по Солнечной системе, состыкованные друг с другом. В результате этого некоторые приборы зондов закрыты во время полёта. Тем не менее, во время сегодняшнего пролёта два прибора, предназначенные для измерения формы поверхности Меркурия и изучения его гравитационного поля, впервые соберут данные. Основные камеры орбитального аппарата с высоким разрешением, к сожалению, пока недоступны.

Планета WASP-76 b прославилась благодаря дождям из железа — температура на ней достигает 2400 градусов по Цельсию, что способствует существованию весьма специфических условий, при которых металлы испаряются, а после проливаются на поверхность. Теперь исследователи обнаружили в атмосфере планеты в изобилии 11 химических элементов, обычно формирующих камни.

Источник изображения: Prettysleepy/pixabay.com

Примечательно, что некоторые элементы, обнаруженные в атмосфере далёкой планеты, в газовых гигантах солнечной системы вроде Сатурна и Юпитера не обнаружены вовсе — это поможет кое-что узнать о собственной Солнечной системе.

Расположенная в 634 световых годах от Земли в созвездии Рыб планета WASP-76 b отличается невероятными температурами из-за близости к местной звезде — она в 12 раз ближе к ней, чем Меркурий к Солнцу и классифицирована, как т.н. «ультрагорячий Юпитер». Вокруг звезды планета обращается за 1,8 земных дня и, хотя её масса составляет всего 85 % от массы Юпитера, она почти вдвое больше газового гиганта диаметром и приблизительно вшестеро объёмнее. Всё это — результат близкого присутствия звезды, «раздувающей» планету.

Объект интенсивно изучается ещё с момента открытия в 2013 году. В 2020-м обнаружилось, что на планете идут дожди из железа. Планета приливно заблокирована — всегда обращена одной стороной к местной звезде, поэтому температура на другой её части заметно ниже, в результате чего испарившееся железо конденсируется и выпадает буквально в виде дождя. Новые наблюдения с помощью спектрографа MAROON-X телескопа Gemini North на Гавайях позволило изучить состав атмосферы в беспрецедентных деталях.

Из-за невероятных температур на планете элементы, из которых обычно формируются камни на планетах вроде Земли — например, железо и магний, здесь находятся в газообразном состоянии в верхних слоях атмосферы. По результатам исследований учёные смогут делать предположения и о составе других газовых гигантов — подобные элементы на более холодных планетах вроде Юпитера, вероятно, просто незаметны, поскольку находятся в более глубоких слоях атмосферы. Также выяснилось, что содержание марганца, хрома, магния, ванадия, бария и кальция близко соответствует не только содержанию этих химических элементов в собственной звезде планеты, но и количествам, обнаруженным на Солнце. В целом учёные предположили, что звёзды одного возраста имеют примерно один состав с одинаковым содержанием элементов тяжелее водорода и гелия.

WASP-76 b в представлении художника. Источник изображения: Frederik Peeters

То, что сформировавшаяся из окружавшего звезду протопланетного диска WASP-76 b имеет химический состав, похожий на состав ближайшей звезды, косвенно свидетельствует о том, что это может касаться и других гигантских планет, тогда как землеподобные варианты формируются в результате более сложных процессов.

При этом атмосфера WASP-76 b оказалась не вполне такой, как ожидалось. Считается, что разница в составах верхних слоёв атмосфер гигантских планет связана с даже незначительной разницей температур — некоторые элементы конденсируются и спускаются ниже, что может служить своеобразными «отпечатками пальцев» планет. Вероятно, две планеты с немного отличающимися температурами могут иметь очень разные атмосферы, как два горшка с водой. При температуре -1° C вода замерзает, а +1° C — остаётся жидкой. Например, на WASP-76 b обнаружен кальций, но на более прохладной планете его могут и не найти.

Сделан и ряд других открытий. Например, не исключено, что избыток никеля свидетельствует о том, что в своё время планета поглотила какое-то небесное тело, аналогичное Меркурию и богатое подобным элементом.

Астрономы продолжат изучать экзопланету и похожие миры, пытаясь выяснить, как температуры влияют на составы атмосфер. Учёные надеются, что некоторые открытия будут применимы к планетам, расположенным намного ближе к Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature 14 июня.