Было ли столкновение источником F-кольца?

Таинственное кольцо из ледяной пыли вокруг Сатурна, чьи размеры увенчаны двумя небольшими лунами, вероятно, является следом космического столкновения. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в понедельник в журнале Nature Geoscience.

Так называемое кольцо F расположено в 140 000 километрах от поверхности шестой планеты от Солнца. Ближе к поверхности Сатурна миллионы ледяных камней не могут объединиться и образовать луну из-за чрезмерных приливных сил планеты. С другой стороны, дальше от Сатурна есть крупные луны, которым удалось придать ему сферическую форму: Мимас, Энцелад и Титан, который является единственной луной Солнечной системы с плотной атмосферой.

Было ли столкновение источником кольца F?

На границе этих двух регионов находится F-кольцо, состоящее из частиц льда и имеющее ширину всего 100 км. С обеих сторон кольцо ограничено орбитами двух лун — Прометея и Пандоры.

Ученым давно известно, что эти так называемые луны-пастухи отчасти ответственны за сохранение небольшой ширины этого кольца. В отличие от этого, до сих пор они не знали, как возникла эта необычная конфигурация.

Рюки Хёдо и Кейджи Охцуки, астрономы из Университета Кобе в Японии, с помощью компьютерного моделирования доказали, что Прометей и Пандора, скорее всего, являются результатом столкновения, произошедшего у внешнего края кольцевой системы Сатурна.

Более ранние предположения привели к выводу, что две ледяные мини-луны были бы полностью разрушены при лобовом столкновении и образовали бы новое кольцо материи вокруг Сатурна.

Но что произойдет, если эти объекты будут состоять из чего-то более твердого и столкнутся друг с другом под углом?

В данном случае такое столкновение вызывает лишь частичное разрушение мини-монов. Более того, такое столкновение может создать очень узкое кольцо частиц, которое станет новым планетарным кольцом.

Хёдо и Охцуки также утверждают, что подобные процессы могут объяснить большее количество колец в Солнечной системе. В качестве примера можно привести кольца Урана.

Сатурн — вторая по величине планета Солнечной системы (после Юпитера) с радиусом, в девять раз превышающим радиус Земли. Его кольцевая система включает девять полных колец и несколько неполных дуг. Большинство из них состоит из частиц льда и меньшего количества скалистых обломков и пыли.

На орбите Сатурна вращается более 60 лун, а также сотни более мелких объектов, таких как Прометей и Пандора.

Большинство данных и высококачественных изображений Сатурна и его колец получены из данных, собранных зондом «Кассини», который достиг орбиты Сатурна в 2004 году и с тех пор неустанно передает на Землю новые данные и изображения. Миссия зонда «Кассини» должна завершиться в сентябре 2017 года.

Источник: phys.org / Nature Geoscience

Голдстоун: пожалуйста, подождите, будет разговор

На фотографии выше показан комплекс радиотелескопа Голдстоун в пустыне Мохаве, штат Калифорния. Его основное назначение — отслеживание и связь с космическими зондами.

Широко распространено мнение, что именно в Голдстоуне был получен первый сигнал, подтверждающий запуск первого американского спутника Explorer I.

Тем не менее, около 4 часов назад в обсерватории Голдстоун было много работы, поскольку зонд New Horizons с Плутона, зонд Cassini с Сатурна и их старший коллега Voyager I одновременно позвонили домой. Это называется междугородний звонок 🙂 .

Голдстоун: пожалуйста, подождите, будет разговор

Близнец Солнечной Системы?

С помощью 3,6-метрового телескопа ESO астрономам удалось идентифицировать планету, похожую на… Юпитер, вращающуюся вокруг звезды, похожей на Солнце (HP 11915), на таком же расстоянии, как Юпитер в Солнечной системе. Согласно современным теориям, формирование планет с массой Юпитера играет важную роль в эволюции структуры планетной системы. Само существование планеты с массой Юпитера на юпитероподобной орбите вокруг звезды, похожей на Солнце, делает возможным, чтобы планетарная система была очень похожа на Солнечную систему.

До сих пор исследования неба в поисках экзопланет были наиболее чувствительны к планетным системам, расположенным близко к звезде и состоящим из массивных планет с массой не менее нескольких масс Земли. Эти системы значительно отличаются от нашей собственной, с небольшими каменистыми планетами вблизи звезды и газовыми гигантами дальше.

Согласно последним теориям, создание нашей Солнечной системы, столь благоприятной для зарождения жизни, можно объяснить присутствием Юпитера и гравитационным влиянием этого газового гиганта на Солнечную систему во время ее формирования. Поэтому мы можем сделать вывод, что обнаружение планеты-близнеца Юпитера — это еще один большой шаг к поиску планетарной системы, похожей на нашу собственную. Инструмент HARPS, установленный на 3,6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья в Чили.

Бразильская команда сосредоточилась на изучении звезд, похожих на Солнце, в поисках планетарных систем, похожих на Солнечную систему. В ходе исследования им удалось обнаружить планету с массой, близкой к массе Юпитера, вращающуюся вокруг звезды, похожей на Солнце — HIP 11915 на расстоянии, почти идентичном расстоянию Юпитера от Солнца. За этим открытием стоит HARPS — один из самых точных в мире инструментов для поиска планет, установленный на 3,6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья в Чили.

Хотя ранее было найдено много планет, подобных Юпитеру, на различных расстояниях от звезд, похожих на Солнце, новая планета по массе и расстоянию от звезды, а также по сходству звезды с Солнцем, пока является лучшим аналогом Солнца и Юпитера.

Родительская звезда планеты, близнец нашего Солнца HIP 11915, похожа на Солнце не только по массе, но и по возрасту. Как будто этого недостаточно, состав звезды также похож на Солнце.

Близнец Солнечной Системы?

По словам Хорхе Мелендеса из Университета Сан-Паулу в Бразилии, руководителя группы и соавтора публикации, «поиск Земли 2.0 и Солнечной системы 2.0 — одна из самых захватывающих задач в астрономии сегодня. Мы рады быть частью исследования, которое стало возможным благодаря новейшим инструментам наблюдения ESO».

Меган Беделл из Чикагского университета и ведущий автор статьи заключает: «После двадцати лет поиска экзопланет мы, наконец, начинаем находить долговременные газовые гиганты, похожие на те, что есть в Солнечной системе. Это стало возможным благодаря долгосрочной стабильности таких инструментов, как HARPS. Наше открытие во всех отношениях является захватывающим признаком того, что многие солнечные системы еще ждут своего открытия».

Для подтверждения еще необходимы дальнейшие наблюдения, но HIP 11915 является одним из наиболее перспективных кандидатов на звезду, вокруг которой может существовать планетарная система, подобная нашей собственной.

Источник: phys.org / A&A

Шаровые скопления показывают свой возраст

Используя новый метод определения возраста, международная группа астрономов установила, что  старые звездные скопления сформировались в две разные эпохи — первое 12,5 миллиардов лет назад, а второе на миллиард лет позже.

Хотя возраст скоплений соответствует возрасту всей Вселенной, новые измерения показывают, что звездные скопления, называемые шаровыми скоплениями, на самом деле несколько моложе, чем считалось ранее.

Шаровые скопления раскрывают свой возраст

«Теперь мы считаем, что шаровые скопления образовались одновременно с галактиками, а не немного раньше», — говорит руководитель исследовательской группы профессор Дункан Форбс из Технологического университета Суинберна.

Получение новых оценок среднего возраста звездных скоплений стало возможным благодаря данным обзора SLUGGS (SAGES Legacy Unifying Globulars and Galaxies), проведенного на телескопе Кек II на Гавайях.

Наблюдения проводились в течение многих лет с помощью мощного спектрографа DEIMOS, установленного на телескопе Кек II.

DEIMOS разбивает видимое излучение объекта на спектры, из которых команда затем получает возраст шаровых скоплений, сравнивая их химический состав с составом Вселенной на разных этапах ее эволюции.

«Мы хорошо знаем, что возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет. Теперь мы определили, что шаровые скопления образовались в среднем через 1,2-2,2 миллиарда лет после Большого взрыва. Теперь, когда мы знаем, когда образовались шаровые скопления, нам предстоит ответить на вопрос: где и как они образовались».

Цель обзора SLUGGS — понять формирование и эволюцию галактик и их шаровых скоплений, которые представляют собой компактные скопления, содержащие около миллиона звезд каждое. Большинство крупных галактик, таких как Млечный Путь, имеют собственные шаровые скопления.

Источник: phy.so, MNRAS

Плутон: Кит и пончик?

Здесь представлена последняя карта Плутона, созданная на основе изображений, полученных в период с 27 июня по 3 июля с помощью аппарата Long… Range Reconnaissance Imager (LORRI) и объединенных с цветными данными, полученными инструментом Ralph с более низким разрешением. Центр карты соответствует той стороне Плутона, которая будет видна во время пролета «Новых горизонтов» 14 июля.

Эта карта является важным инструментом для ученых, наблюдающих за миссией. Это поможет расшифровать сложную и интригующую область темных и светлых пятен на поверхности Плутона.Благодаря карте мы теперь можем рассмотреть все стороны Плутона с одной и той же точки зрения, так что теперь можно сравнить формы и размеры объектов на Плутоне.Новейшая карта Плутона, используемая в Google Earth
Источник: JPL

Вытянутая темная область, неофициально называемая «китом», расположенная вдоль экватора слева, является одной из самых темных областей, наблюдаемых North Horizons. Его длина составляет около 3000 км.

Плутон: Кит и пончик?

Справа от «головы» кита находится самая яркая область планеты, диаметром около 1600 км. Это может быть регион, заполненный относительно свежими морозными отложениями — вероятно, замерзшими метаном, азотом и/или монооксидом углерода.

Продолжая двигаться вправо, вдоль экватора, мы сталкиваемся с четырьмя загадочными темными пятнами, которые озадачили большинство наблюдателей в мире. Диаметр каждого из пятен составляет около 400 км. На первый взгляд, каждый из них напоминает круглые объекты, распространенные в Солнечной системе, такие как ударные кратеры или вулканы. Однако ученые воздерживаются от любой интерпретации этих и других особенностей поверхности Плутона до получения более точных снимков местности.

Конечно, снимки лучшего разрешения в ближайшие дни позволят ученым составить более точные карты. Однако эта карта уже является хорошим введением

Источник: НАСА

Экскурсия по поверхности Цереры

Фантастические 3D детали самого большого холма, яркие точки и другие образования на поверхности Цереры — все это вы увидите в последнем видео, созданном на основе изображений, загруженных зондом Dawn.

Выделяющаяся гора с яркими полосами, проходящими по ее крутым склонам, представляет собой особенно интересный объект для ученых. Форма холма напоминает конус или пирамиду. Его высота оценивается в 6 километров от уровня равнин, окружающих гору. Это означает, что гора может сравниться с горой Мак-Кинли на Аляске, самой высокой точкой Северной Америки.

Экскурсия по поверхности Цереры

Не менее интересен кратер Оккатор, который содержит самые яркие точки на Церере. Новая анимация имитирует пролет этой области. Изучая то, как яркие точки Оккатора отражают свет с разной длиной волны, команда ученых миссии Dawn не увидела большого сходства со льдом. Кроме того, альбедо точек — количество отраженного света — меньше, чем предсказывалось для льда на поверхности.

Источник: НАСА

Образовались ли газовые гиганты из гальки?

Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) и Университета Королевы в Канаде прояснили загадку того, как сформировались Юпитер и Сатурн. Открытие, которое меняет наши представления о процессах формирования всех планет, описано в статье, опубликованной в сегодняшнем номере журнала Nature.

Интересно, что самые большие планеты Солнечной системы могли сформироваться первыми. Юпитер и Сатурн, состоящие в основном из водорода и гелия, скорее всего, собрали достаточно газа, прежде чем туманность рассеялась. Наблюдения за молодой планетарной системой показывают, что газовый диск, из которого формируются планеты, существует всего от 1 до 10 миллионов лет. Это означает, что газовые гиганты должны были сформироваться в такое время. В отличие от этого, Земле потребовалось от 30 до 100 миллионов лет, чтобы сформироваться. Почему же Юпитер и Сатурн сформировались так быстро?

Газовые гиганты возникли из гальки?

Наиболее широко принятой теорией, описывающей образование газовых гигантов, является модель аккреции ядра. В рамках этой модели сначала формируется ядро, состоящее из горных пород и льда планетарного размера. Затем межпланетный газ и пыль прикрепляются к растущей планете. Однако у этой модели есть один недостаток: она является первым этапом этого процесса. Чтобы создать такую огромную атмосферу, ядро должно иметь массу 10 масс Земли. И все же эти гигантские объекты должны были сформироваться всего за несколько миллионов лет.

В стандартной модели формирования планет каменистые ядра образуются в результате аккреции объектов схожего размера — процесс, называемый аккрецией. Однако, согласно этой модели, формирование достаточно крупных планетарных ядер заняло бы слишком много времени, чем это было у Юпитера или Сатурна.

Эта проблема беспокоит ученых уже некоторое время. Новые расчеты группы специалистов под руководством д-ра Хэла Левисона (Hal Levison) из SwRI показывают, что ядра Юпитера и Сатурна могли сформироваться менее чем за 10 миллионов лет, если они росли путем постепенного слияния популяций планетарных камешков — ледяных объектов диаметром 30-40 см. Последние исследования также предполагают, что сам газ может несколько ускорить этот тип аккреции. Камешки, выходящие на орбиту вокруг зарождающегося ядра, могут постепенно приближаться к протопланете, в то время как газ может немного замедлять их движение.

«Насколько я знаю, это первая модель, способная воспроизвести структуру внешней части Солнечной системы, с двумя газовыми гигантами, двумя ледяными гигантами и поясом Койпера», — говорит Левисон.

«После многих лет безуспешного компьютерного моделирования на основе стандартной модели, для меня большое облегчение найти новую модель, которая так хорошо работает», — добавляет Дункан.

Источник: Nature / phys.org

Плутон: еще одна конференция

Несколько минут назад началась очередная телефонная конференция команды «Новых горизонтов», в ходе которой были подведены итоги новой информации о Плутоне:

Плутон: еще одна конференция

— завтра будут новые цветные фотографии,

— Объем работы сейчас заставляет нас чувствовать себя так, как будто мы «десять лет катались в лифте, а теперь поднялись на борт сверхзвуковой ракеты». (А.Штерн),

— Прибор, созданный студентами для измерения количества пыли вблизи Плутона, собирает собственные данные и будет загружен немного позже,

— наибольший риск будет при пролете через плоскость орбит лун,

— Текущие модели показывают, что риск столкновения с угрожающими пылевыми зернами составляет 1:10000,

— Завтра у команды будет небольшой выброс адреналина, New Horizons сосредоточится на сборе данных, а контакт с Землей произойдет только через 24 часа. Ожидание первого сигнала, конечно, будет волнительным, но Алан Стерн говорит, что будет спать спокойно,

— Радиус Плутона составляет 1185 км, что однозначно означает, что это самый большой объект в поясе Койпера (до сих пор было неясно, Плутон или Эрис является самым большим), это означает, что он состоит из большего количества льда и имеет меньшую плотность, чем считалось ранее,

подтвердили наличие полярных ледяных шапок, состоящих из метана и азота,

— приборы указывают на выход азота из атмосферы — он был обнаружен раньше, чем предполагалось, что означает, что он выходит с большей скоростью, чем считалось, или выход происходит по другому механизму, чем предполагалось,

— кстати:

Млечный Путь и его бурный центр

Как образовались шрамы в центре Млечного Пути? Международная группа астрономов из Института внеземной физики имени Макса Планка разыскала виновника на снимках, сделанных космической обсерваторией XMM-Newton. Главный подозреваемый — сверхмассивная черная дыра, скрывающаяся в центре Млечного Пути. Но помимо него подозрения ученых вызывают несколько массивных звезд и сверхновых

Изучение рентгеновского излучения из галактического центра является важнейшей задачей в астрономии. Одним из первых крупных проектов, одобренных и выполненных спутником XMM-Newton вскоре после запуска, было сканирование центра Галактики. Команда под руководством ученых MPE недавно получила новые данные из обзора XMM-Newton и объединила эти наблюдения со всеми архивными данными для создания наилучшей возможной карты центра Млечного Пути.

С помощью этой карты команда смогла детализировать остатки катастрофических событий, которые высвободили огромное количество энергии. В результате исследования было обнаружено воздействие массивных (размером в десятки световых лет) плазменных пузырей, излучающих огромное количество энергии в рентгеновском диапазоне, на их окружение. Эти пузыри приводят к образованию огромных провалов в газе, пыли и более холодной плазме в центре Млечного Пути.

Одним из наиболее показательных признаков на рентгеновских снимках является пара противоположно направленных «лепестков», простирающихся на десятки световых лет выше и ниже галактической плоскости и встречающихся в точке, где находится сверхмассивная черная дыра. Источниками материи и энергии, необходимых для заполнения этих лепестков горячим рентгеновским газом, могут быть потоки, выбрасываемые вблизи горизонта событий сверхмассивной черной дыры, ветры от массивных звезд, вращающихся вокруг черной дыры, или катастрофические события конца жизни массивных звезд вблизи черной дыры.

Млечный Путь и его бурный центр

Команда также смогла обнаружить следы горячей плазмы на краю наблюдаемой области (сотни световых лет). Это означает, что события в центре Млечного Пути влияют на гораздо большую область. Вновь обнаруженные области плазмы могут быть связаны с неоднородной горячей «атмосферой» горячего газа, занимающей центральные области Галактики. Подобные структуры иногда наблюдаются в центрах других галактик. Однако, благодаря близости к центру Млечного Пути, обсерватория XMM-Newton может наблюдать этот регион в мельчайших подробностях.

В этой турбулентной области были обнаружены и другие интересные объекты: несколько «суперпузырей» — огромных провалов размером в десятки световых лет, заполненных горячей плазмой, излучающей в мягком рентгеновском диапазоне. Одна из этих областей имеет энергию не менее 1051 эрг (близкую к общей энергии, излучаемой Солнцем за 10 миллиардов лет). Данные свидетельствуют о том, что эта массивная структура была заполнена за последние несколько десятков тысяч лет сильными ветрами от самых массивных звезд, принадлежащих к скоплению Квинтуплет, и катастрофическими событиями, такими как массивные звездные вспышки. Такие огромные объемы высвобождаемой энергии оказывают значительное влияние на эволюцию межзвездной материи в центре Млечного Пути.

Источник: MNRAS / phys.org

НАСА работает над созданием лазерной связи

Современные технологии позволили устранить задержки в телекоммуникациях на Земле, но когда они случаются — они вызывают разочарование. Особенно когда речь идет об отправке сложной или срочной информации. Такой же тип задержек может возникнуть при связи с зондами или членами экипажа, направляющимися к Марсу. Связь с использованием радиоволн может иметь задержку до 31 минуты от поверхности Марса. Согласно недавнему исследованию, такого рода задержки могут снизить производительность и благосостояние команды.

НАСА работает над лазерной связью

Исследователи из Comm Delay Assessment задались целью определить, могут ли задержки связи, с которыми астронавты могут столкнуться во время длительных полетов на астероид или Марс, повлиять на их индивидуальную или командную производительность и самочувствие. Чтобы проверить это, они изучили трех членов экипажа Международной космической станции и команды наземного управления, которые выполняли 10 заданий с возрастающими задержками: шесть заданий без задержек связи и четыре задания с задержкой в 50 секунд.

Проанализировав высказывания экипажа до и после полета, видеозаписи и анкеты, исследователи смогли определить, что качественная связь (без задержек) привела к повышению производительности и улучшению самочувствия экипажа. Самоощущение ухудшилось во время выполнения заданий с задержками в общении.

«Члены экипажа реагировали с разочарованием, когда им нужно было быстро получить информацию», — говорит Ларри Палинкач, главный исследователь команды.

Некоторое разочарование было вызвано и дополнительными факторами, такими как окружающий шум в различных помещениях на борту космической станции или другие члены экипажа, задающие вопросы, в то время как кто-то пытается связаться с Землей.

Некоторые из способов борьбы с задержками заключались в том, чтобы задавать более длинные и подробные вопросы, планировать в экипаже, что и как спросить у диспетчерского центра, планировать наперед дальнейшие вопросы. Также было предложено включить задержки связи уже на этапе подготовки астронавтов.

Другие предложения, связанные с технологической стороной, включали использование устройств, которые могут воспроизводить сообщение, подкреплять его видео, чтобы наземный контроль мог лучше понять контекст вопроса, а также разработку технологии связи, которая могла бы минимизировать задержки.

Одной из исследуемых технологий был проект OPALS — Optical Payload for Lasercomm Science, который доказал, что лазерная связь, а не радио, позволяет передавать больше данных на более высоких скоростях. В июне 2014 года НАСА успешно передало высококачественное видео через лазер из космоса на Землю со скоростью 50 Мбит/с. Это видео размером 175 МБ стало первым видео проекта OPALS и первым шагом к улучшению передачи данных с орбиты и далее в космос. Сфокусированная лазерная энергия потенциально позволяет передавать данные в 10-100 раз быстрее, чем это делается в настоящее время. Успех проекта OPALS представляет собой важный шаг в улучшении связи с зондами за пределами низкой околоземной орбиты.

Источник: НАСА