Экзовенера в окрестностях Солнца

Земля прекрасное место для жизни - Венера же нам, людям, и нашей природе совершенно не подходит, хотя у этих планет почти одинаковые масса и плотность. Так почему же на одной развивалась жизнь, а другая превратилась в бесплодный и неприветливый парник? Ответить можно было бы, собрав наблюдения за другими планетами типа Земли и Венеры. После недавнего открытия в нашей части Галактики экзопланеты Kepler-1649b, похожей на Венеру, мы стали к этой цели на шаг ближе!

Новая соседка

Команда американских ученых, возглавляемая Изабель Анджело (Isabel Angelo), объявила об открытии методом транзита Kepler-1649b, экзопланеты звезды, от которой нас отделяет всего 219 световых лет. Она приблизительно размеров Земли и Венеры. Ей достается столько же света от центральной звезды, как Венере от Солнца

Сравнение размеров Венеры и Земли. Хотя у них почти одинаковые размер и плотность, эти две планеты развивались совершенно по-разному Фото: NASA

После открытия Kepler-1649b Анджело и ее сотрудники провели дальнейшие наблюдения с целью проверки планетарной природы и выяснения свойств экзопланеты. Они обнаружили, что радиус Кеплер-1649b больше земного в 1,08 раза и она получает света больше Земли в 2,3 раза. По этим параметрам эта планета, очень напрминает Венеру. Kepler-1649b обращается вокруг светила с радиусом, составляющим лишь четверть солнечного, за 8,7 суток. Однако она значительно ближе Земли к центральной звезде, поэтому получает столько же света, как планета Венера от Солнца.

По каким параметрам эта планета может отличаться от Венеры:

1. Экзопланета Kepler-1649b может быть более подвержена эффектам изменчивости своей звезды. M-карлики обычно более магнитоактивные чем Солнце, а орбита Kepler-1649b подходит к своему светилу очень близко.
2. Kepler-1649b, если сравнивать с Венерой, получает относительно мало энергии, так как ее звезда холоднее и излучает свет на более низких частотах, чем Солнце
3. Kepler-1649b может подвергаться большим приливным эффектам от центральной звезды, поскольку имеет очень тесную орбиту, что может вызвать приливное нагревание, синхронное вращение, и приливный захват, которые способны влиять на сезоны и геологическую активность планеты.

Художественное изображение экзопланеты, вращающейся вблизи своей звезды, как Венера вокруг Солнца Фото: CfA/Dana Beere

Задачи на будущее

Несмотря на эти различия, экзопланета Kepler-1649b считается наиболее похожей на Венеру с точки зрения ее размера и попадающего на поверхность излучения. Это впервые позволяет изучить ее отличия от землеподобных экзопланет и понять, какие условия могут привести к обитаемости планеты.

Мы сможем получить больше информации о Kepler-1649b по мере осуществления предстоящих миссий космических телескопов: TESS сможет наблюдать большее число транзитов, а Gaia - точнее вычислить свойства звезды и планеты; кроме того, Kepler-1649b станет отличным источником изучения атмосферы экзопланеты для стартующего в 2018 году телескопа Джеймса Вебба.

Источник: iopscience.iop.org

Почему Земля и Венера развивались по-разному?

Развитие планет зависит от их расстояния до Солнца

Венера и Земля - близнецы, по своим размерам, массе и химическому составу, но поверхность и атмосфера на этих планетах абсолютно разные. Возможно, это обусловлено более коротким расстоянием от Венеры до Солнца, поэтому она в первые же дни существования Солнечной системы быстро высохла и потеряла воду, выбросив её в Пространство. Такой вывод сделала группа японских исследователей, возглавляемая Кейко Хамано, Университет Токио.

Они моделировали ранний период существования Венеры и Земли вскоре после их возникновения, когда обе планеты были окружены светящимся океаном магмы. Астрономы учитывали при этом солнечное излучение и его воздействие на температуру поверхности этих двух небесных тел. Они обнаружили, что существует критический предел для солнечного излучения. Венера получает его примерно вдвое больше, чем Земля. Соответственно, температура её поверхности выше, что влияет на затвердевание поверхности океана магмы.

Венера - планета II-го  типа

Хамано и ее соавторы определили Венеру как планету типа II. Её океану магмы потребовалось много времени, чтобы затвердеть и покрыться прочной коркой. Исследователи полагают, что Венера еще около 100 миллионов лет после образования имела жидкую поверхность из расплавленной породы. Это препятствовало конденсации в атмосфере водяного пара, поэтому там не могло быть дождей. В течение этого длительного периода водяной пар в результате гидродинамических процессов мог выходить в Пространство, что постепенно привело к высыханию планеты. Осталась лишь газовая оболочка, которая состоит, в основном, из двуокиси углерода с небольшим количеством азота.

Земля относится к I-ому типу планет 

Земля же является планетой типа I. Её океан магмы затвердел уже через несколько миллионов лет, так что его поверхность и атмосфера остыли достаточно быстро. Таким образом, водяной пар мог конденсироваться и выпадать в виде дождя на поверхность, где затем образовались первые древние океаны. Возникновение водных океанов повлияло на дальнейшее развитие планеты Земля и вызвало, в конце концов, появление жизни на голубой планете.

Выводы Хамано и ее соавторов представляют интерес не только для изучения развития Земли и Венеры, но и для исследования экзопланет, многие из которых представляют собой скалистые небесные тела. Принимая во внимание расстояния от них до центральных светил, учёные способны теперь определить, может ли их поверхность быть покрыта жидкой водой или же эти миры похожи на пересохшую пустынную Венеру.

Треугольник планет на майском вечернем небе

Фото: © NASA

Уже несколько дней нас радует необычное зрелище: три планеты: Венера и Юпитер, а также менее заметный Меркурий образуют над горизонтом после захода солнца треугольник. А так как в него входят две ярких планеты, то наблюдать это явление можно даже в городах с интенсивным ночным освещением.

Планеты выстраиваются в ночном небе таким образом только раз в несколько лет. Следующая встреча ждёт нас в октябре 2015 года. В таких случаях планеты встают в линию или образуют - как 25 мая 2013 - плотный треугольник. В этом году картина особенно зрелищная, так как  участниками стали две самых ярких планеты Солнечной системы: Венера, известная благодаря своему сиянию как вечерняя и утренняя звезда, и Юпитер, самая большая планета Солнечной системы. К ним присоединился Меркурий - планета, ближайшая к нашему светилу.

Треугольник планет на западном горизонте

Начиная с 23 мая, эти три планеты появляются после захода солнца прямо над западным горизонтом приблизительно через 30-60 минут. Они образуют в течение 3-х дней компактный треугольник, находясь друг от друга на расстоянии меньше, чем два градуса. Две ярких планеты, Венера и Юпитер, видны чуть ниже более бледного Меркурия. Все три можно наблюдать в бинокль.

Положение планет на 26 мая Фото: © NASA

"Это прекрасная возможность увидеть эти три планеты вместе", сказал Алан Мак-Роберт (Alan MacRobert) из журнала Sky & Telescope. "Если считать Землю, то мы сразу охватываем взглядом половину Солнечной системы". Лучше всего смотреть после захода солнца через 30-45 минут. В сумерках, постепенно переходящих в ночь, три планеты проявляются все ярче и ярче.

От треугольника планет к ярко светящейся паре

Только 27 мая этот треугольник начинает распадаться. Юпитер медленно перемещается к горизонту и, тем самым, еще больше приближается к Венере. 28 мая оба будут стоять только в одном градусе друг от друга, образуя сияющую пару. Меркурий в это время поднимется немного выше и достигнет 7 июня своей высшей точки. Затем он начнет снова опускаться и к концу июня исчезнет из нашего поля зрения.

Положение планет на 31 мая

Конечно, этот небесный спектакль трёх планет можно наблюдать только с Земли. На самом деле, между орбитами Меркурия, Венеры и Юпитера миллионы километров. В эти дни Меркурий удалён от нас приблизительно на 168 млн км. Венера - хотя её орбита ближе к нам - на 240 млн км, а газовый гигант Юпитер - больше, чем на 900 млн км.

Когда встречаются Венера и Сатурн?

Белое пятно в середине кольца Сатурна не погрешность съёмки - это Венера. "Кассини" сфотографировал одновременно далекую планету и близкую. Перед вами одна из многих замечательных фотографий, отправленных зондом на Землю.

С 2004 года орбитальный космический зонд "Кассини" вращается вокруг Сатурна. С тех пор им передано на Землю множество данных и фото. Один из этих снимков, который показывает часть планеты и её концентрические образования изо льда и пыли, окутанные мягким солнечным светом и напоминающие нам сияющие золотом обручальные кольца, кажется, на первый взгляд, обычным. Однако белое пятно между кольцами Сатурна – это не спутник и не грязь на фото: В ноябре "Кассини" удалось сделать снимок Венеры, который был недавно опубликован.

Как могли встретиться Венера и Сатурн?

Отражающие облака

Густые облака двуокиси серы окружают Венеру, на поверхности которой преобладает температура до 500 градусов по Цельсию, то есть там жарче, чем на Меркурии. Облака в атмосфере Венеры настолько сильно отражают солнечный свет, что эта планета ярко сияет и поэтому её может «увидеть» даже далекий космический аппарат. Если Венера движется на расстоянии около 108 млн. км от Солнца, то орбита Сатурна проходит приблизительно в 1,43 млрд. км от нашей центральной звезды.

Венера выглядит на фото маленьким белым пятном. Снимок был сделан космическим зондом "Кассини", вращающимся вокруг Сатурна с 2004 года

 

На самом деле, Венера достаточно изучена с помощью другого зонда - "Венера-Экспресс", принадлежащего Европейскому космическому агентству ESA, который недавно представил свежую информацию о гигантском хвосте плазмы, которые формирует эта планета.

Задачи зонда Кассини

Научная деятельность "Кассини" направлена большей частью на анализ атмосферы спутников Сатурна, таких как Титан и Рея. При этом зонд постоянно облетает их на предельно малых высотах с целью получения самой подробной информации и детальных фотографий. В планы работы Cassini, который был отправлен в длительный полет ещё в 1997 году, входит также получение записей погодных явлений на Сатурне.

И то, что "Кассини" способен к тому же наблюдать далекую Венеру, показывает новый снимок, представленный НАСА и ЕКА.

И на этом снимке, сделанном "Кассини" в начале 2013 года, Венера видна "возле" Сатурна

Астрономы впервые наблюдали плазменный хвост Венеры

Фото: ESA/Wei

Ионосфера, то есть оболочка из электронов и ионов, окружающая Венеру на высоте от 150 до 300 километров, в исключительных случаях на стороне, обращенной к Солнцу, простирается в космос в виде «хвоста». Эта редкая деформация возникает, когда солнечного ветра - поток заряженных частиц от Солнца - почти нет. Именно это явление впервые наблюдали и изучали астрономы с помощью космического зонда ЕКА Venus Express. Результаты исследования могут объяснить, способны ли солнечные частицы переходить от одной планеты к другой, например, от Венеры к её соседке Земле.

Чрезвычайно редкое явление

3 и 4 августа 2010 после нескольких сильных выбросов частиц солнечный ветер (непрерывный поток электронов и протонов от Солнца) затих примерно через 18 часов. В этой фазе лишь 0,2 частицы на кубический сантиметр достигали Венеры (обычно - больше в 25-50 раз). Периоды с таким слабым солнечным ветром бывают весьма редко.

"Событие, произошедшее в августе 2010 года, было первым с момента запуска семь лет назад космического зонда Venus Express", - поясняет Доктор Маркус Френц (Markus Fränz) - Институт Макса Планка, занимающийся исследованиями Солнечной системы (MPS). Благодаря сильно вытянутой эллиптической орбите зонда вокруг планеты исследователям представился случай изучить, какие процессы вызывает в атмосфере Венеры слабый солнечный ветер.

Ионосфера Земли

Планета Венера окружена так же, как и Земля, так называемой ионосферой - оболочкой из электронов и ионов, то есть плазмой. Это происходит, когда чрезвычайно короткие волны ультрафиолетового света и рентгеновских лучей Солнца попадают на дневной стороне планеты на внешние слои атмосферы. На Земле сильное магнитное поле удерживает эти частицы, поэтому они вращаются в унисон с планетой и её магнитным полем вокруг оси Земли и достигают таким образом её ночной стороны. Так создается оболочка из заряженных частиц, которые полностью окружают Землю.

Ионосфера планеты Венера

"На Венере, это происходит совершенно по-другому", - объясняет доктор Юн Вэй (Yong Wei) из MPS, ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале "Планетарная и космическая наука". «У нашей сестры-планеты не только отсутствует собственное магнитное поле. Её вращение вокруг своей оси происходит тоже гораздо медленнее", - добавляет он. На один оборот Венере требуется чуть более 224 земных суток.

Тем не менее, ионосферу можно наблюдать и на ночной стороне Венеры. "Измерения предыдущих зондов показали, что электроны и ионы (в случае Венеры, главным образом, ионы кислорода) устремляются с дневной стороны на ночную", - утверждает Френц. Происходит это движение благодаря высокому давлению плазмы на дневной стороне. Примерно так же, как высвобождающийся из бутылки сжатый газ, плазма перетекает из области высокого давления в область низкого давления.

При нормальных условиях ионосфера окружает Венеру на высоте 150-300 км над уровнем моря (слева). Там её держат индуцированные магнитные поля (отмечены желтыми линиями). При очень слабом солнечном ветре ионосфера может быть вытянутой (справа). На ночной стороне, в результате этого, возникает своего рода плазменный хвост Иллюстрация: ESA/Wei

С помощью магнитометра MAG и прибора ASPERA-4 (анализатор космической плазмы и заряженных атомов) на борту европейского зонда Venus Express, ученые теперь смогли получить более полную картину этих процессов.

Выводы учёных

1. В отсутствие солнечного ветра, ионосфера Венеры не намагничивается, так как, при нормальных условиях, эти индуцированные магнитные поля держат заряженные частицы в ионосфере вблизи планеты.
2. При слабом солнечном ветре, однако, ионосфера может вытянуться в переходную область между дневной и ночной стороной. "Заряженные частицы могут более легко и, следовательно, в большем количестве, достигать ночной стороны", - поясняет Френц.
3. Вокруг Венеры формируется своего рода воздушный шар из плазмы, который устремлён в пространство в виде хвоста, и вся ионосфера приобретает каплевидную форму.
4. Хвост плазмы распространяется в космос примерно на 15 000 километров. "Но он может быть и гораздо больше, возможно, даже простираться на миллионы километров", - говорит Вэй. Траектория полета зонда во время измерения не проходила непосредственно позади Венеры, так что этот вопрос окончательно не решён.
5. Остается неясным, может ли ионосфера Венеры достигать Земли. В 1996 году исследователи MPS заметили плазму Венеры вблизи Земли, изучая данные космического зонда SOHO, который вращается синхронно с Землей вокруг Солнца. "Может быть, фазы чрезвычайно слабого солнечного ветра позволяют планетарным частицам мигрировать от ближайших к Солнцу планет намного дальше", - предположил Вэй, пишет mps.mpg.de. 

В атмосфере Венеры астрономы обнаружили холодный слой

Зонд "Венера-Экспресс"

Данные европейского зонда "Венера-Экспресс" показывают удивительно холодную область верхних слоёв атмосферы Венеры. Там может быть даже настолько холодно, что имеющийся там диоксид углерода замерзает и пребывает в виде льда или снега. Это открытие особенно поразительно, так как Венера с ее плотной атмосферой, состоящей из углекислого газа, считается "злым близнецом" Земли, напоминающим очень горячую духовку.

Новые данные основаны на пятилетних наблюдениях зонда и показывают слой, имеющий на высоте 125 км над поверхностью температуру около -175 градусов Цельсия. Таким образом, этот слой атмосферы холоднее, чем любая часть земной атмосферы, хотя Венера намного ближе к Солнцу, чем наша родная планета.

Эпохальное событие - транзит Венеры 2012

Фото: reuters/lisi niesner

Во всем мире любители астрономии подготовили свои телескопы и специальные очки, чтобы посмотреть в последний раз в жизни на то, как Венера прошла вдоль солнца.

На закате во вторник (22:09 GMT) транзит начался в Северной Америке (восточная часть) и в северо-западных регионах Южной Америки. Было видно, как маленькая черная точка движется по поверхности Солнца. Проход Венеры можно было посмотреть в Восточной Азии, на западных тихоокеансих островах и в Австралии, хотя плохие погодные условия испортили некоторым это редкое представление.

Видео недели: предпоследний транзит Венеры в этом веке

Транзит Венеры

Видео транзита Венеры датируется июнем 2004. Создано оно было немецким астрономом-любителем с применением фильтров. Видеоролик представляет нам событие, которое ждёт наблюдателей рано утром 6 июня 2012.

На нашем веку оно не повторится: следующий проход будет в 2117. В принципе, транзит Венеры - своего рода миниатюрное солнечное затмение. Расстояние огромное, поэтому Венера не закроет Солнце.

Наблюдателям нужно дождаться восхода солнца. Хотя транзит Венеры будет практически закончен, можно будет видеть, как Венера выходит с диска Солнца, конечно, если позволит погода, пишет wissenschaft.de. Однако будьте осторожны! Бинокль или телескоп должны иметь фильтр.

Наш последний шанс увидеть транзит Венеры

Фото: apa/epa/olivier matthys

Это редкое явление имеет важное значение и для исследователей, так как следующая такая возможность будет лишь в 2117 году.

Кто опоздает на свидание с Венерой, тот не успеет приобщиться к редкому зрелищу. Вернее сказать, поприсутствавать во время её "рандеву" с Солнцем! "Жаворонкам" встать на рассвете легко, а "совам" с пятого на шестое июня лучше совсем не ложиться. Этим утром наша ближайшая соседка Венера будет проходить мимо диска Солнца и в течение нескольких часов примерно на одну тысячную закроет его. Кто пропустит это редкое явление, тот, вероятно, никогда более не столкнётся с ним, так как следующий транзит Венеры состоится только 11.12.2117.

Как обстоят дела в мае у наших соседей

Венера притягивает в мае все взгляды. И недаром: по-прежнему остаётся она для землян самой яркой "звездочкой".

В начале месяца "вечерняя и утренняя звезда" сияет в ночном небе на западе. Кажется что, её яркий блеск и размер быстро увеличиваются. Такое впечатление возникает, потому что Венера быстро приближается к Земле. В телескоп и, возможно, даже в бинокль с двадцати-кратным увеличением можно рассмотреть серп: он становится в течение мая больше и стройнее.

К концу мая Венера прощается с вечерним небом. С 05.05 на 06.05 она обгонит Землю, двигаясь вокруг Солнца, пройдя между нами и дневным светилом. Венера выглядит как темное пятно на Солнце. Специалисты называют это транзитом Венеры. Такое явление - событие весьма редкое: следующий транзит Венеры наши потомки увидят через 105 лет.

Приливные силы превращают планеты в горячие печи

Условия на планете как на Венерк

Астрономы США опасаются, что на многих планетах, вращающихся вокруг своих солнц в обитаемой зоне, преобладают условия, как на Венере.

До 80 процентов звезд в Млечном Пути являются красными карликами. Только недавно у международной команды астрономов сложилось мнение, что в 40 процентах этих систем, так называемые супер-Земли находятся в обитаемой зоне, и, следовательно, на них может быть жидкая вода. Для нашей галактики, это означало бы, что на десятках миллиардов планет есть условия, которые способствуют, по крайней мере в теории, возникновению жизни.

Однако группа астрономов США этот оптимизм не разделяет: по их мнению, эти миры, вероятно, гораздо больше похожи на Венеру с её враждебным для нас климатом. И в этом виноваты силы, устраивающие на Земле приливы и отливы .

Таинственное пепельное свечение Венеры

В мае вам удастся лучшее всего увидеть слабое пепельное свечение нашей ближайшей соседки по Солнечной системе - Венеры. Тайна этого явления издавна интересует человечество.

Пепельный свет, появляющийся порой на темной стороне планеты в время её серповидной фазы, напоминает свет Луны, однако, он не столь ярок. Видят его преимущественно во время восхода Венеры, хотя не известно, чем вызвано это свечение.