Планета, которой осталось жить недолго

Изображение David Cabezas Jimeno

В течение четырех лет космический телескоп Kepler собирал данные на звезды, имеющие планеты. Одна из них - KOI-2133, красный гигант. Экзопланета Kepler-91b, обращающаяся вокруг него, спустя приблизительно 55 миллионов лет будет поглощена своим солнцем.

Гейдельберг - 55 миллионов лет: столько времени понадобилось лошадям, чтобы вырасти с размеров лисы до их нынешних. То, что с эволюционной точки зрения является большим количеством, с астрономической - крайне малым. И все же у экзопланеты Kepler-91b есть ещё немного времени.

Планета, газовый гигант, вращается вокруг гигантской красной звезды, диаметр которой примерно в шесть раз больше, чем Солнца, и приближается к ней за каждый цикл на расстояние, равное величине от одного до трех солнечных радиусов. На основании этих данных астрономы из группы Амелии Байо (Amelia Bayo) и Луиджи Манчини (Luigi Mancini) астрономического Института Макса Планка предсказывают планете короткую жизнь. Её звезда в ближайшие миллионы лет будет всё больше разбухать, пока, наконец, не поглотит свою планету.

Опасная близость: экзопланета Kepler-91b, обращающаяся вокруг звезды - красного гиганта. Вскоре (с астрономической точки зрения) её существование прекратится Изображение: David Cabezas Jimeno

Близость планеты к звезде больших размеров приводит к тому, что красноватое солнце заслоняет восемь процентов её небесного свода. Тогда как у Земли Солнце или Луна занимают на небе всего 0.0005 %. На дневном небе Kepler-91 b должен сиять огромный красный шар, наполняя его светом необычной интенсивности.

Упадок и гибель планеты. Огромное солнце заполняет горизонт
Изображение David Cabezas Jimeno

Еще одна особенность экзопланеты: при таком строении системы звезды KOI-2133 должна быть освещена часть темной стороны планеты. Аналогичное явление существует на полюсах Земли, освещённых полуночным солнцем. На Kepler-91 b это будет происходить в любом регионе. Для сравнения: звезда имеет радиус в 6,3 раза больше радиуса Солнца, а её планета - в 1,38 раза больше радиуса такого же газового гиганта, Юпитера, и большую в 0,88 раз массу.

В определенной степени то, что предстоит Kepler-91b, ждёт в будущем и Землю. Наше Солнце будет неизбежно превращаться в красного гиганта. Вероятно, это случится приблизительно через пять млрд. лет. Однако о точной судьбе нашей планеты среди астрономов все еще нет единого мнения: большинство из них сейчас считает, что орбита Земли проходит вне будущего диаметра Солнца. Тем не менее, гравитационное взаимодействие с приближающейся к планете поверхностью светила может втянуть Землю в его недра. Точно лишь то, что на ней к этому времени уже давно не будет никакой жизни, пишет pysnnoticias.com.

Пилотируемый полёт и пребывание на Марсе возможны

Кратер Индевор Фото: AP/NASA

Могут ли люди долго оставаться на поверхности Марса, не подвергая себя при этом чрезвычайно высокому риску? Первые оценки радиационного излучения, измеренного марсоходом Curiosity, показывают, что пилотируемый полет на Марс возможен. Однако космонавты могут получить существенное облучение.

Была ли там жизнь, есть ли она на Марсе сейчас, и возможны ли пилотируемые полеты на Марс - для ответа на эти вопросы радиационный детектор марсохода Curiosity, измеряет излучение с момента своей высадки на Красной планете в августе 2012. Информация, полученная на Марсе в первые 300 дней, была изучена и опубликована на этой неделе.

Исследование является результатом сотрудничества ученых Института экспериментальной и прикладной физики Университета Христиана Альбрехта в Киле, НАСА, Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, Колорадо, и Немецкого центра авиации и космических полетов Aerospace. Целью работы было определение возможного радиационного облучения человека за 500 дней пребывания на Марсе. Оно составляет при текущей солнечной активности 0,32 зиверт.

В предыдущем исследовании уже было определено воздействие радиации при 360-дневном путешествии на Марс (туда и обратно). В космическом корабле с такой же защитой, как у Curiosity, облучение составит 0,66 зиверт. Таким образом, общая нагрузка будет чуть выше предела 0,8 зиверт. По международным рекомендациям, астронавты могут подвергаться такому воздействию за всё время прохождение своей службы.

Излучение на Марсе измерил прибор на борту марсохода Curiosity Фото: DPA/NASA

В целом, такое воздействие приводит к повышению риска заболевания раком примерно на три процента. Этот риск несравненно меньше, чем тот, на который идет курильщица или курильщик. Курение повышает риск заболеть раком легких примерно на 1500 %.

"Полученные данные являются важным шагом для реализации пилотируемой миссии на Марс и могут помочь защитить астронавтов будущих миссий, например, путем улучшения защиты космического корабля или с помощью безопасного жилища на Марсе", - сказал профессор Роберт Виммер-Швайнгрубер из Киля.

Против сильного излучения на поверхности Марса ученые рекомендуют размещение в пещерах или на глубине нескольких метров Рекламное фото: "Mars One"

Будет ли вообще оправданным пилотируемый полет на Марс? Ведется работа по минимизации риска облучения. Астронавты должны будут закопать свое жилище, так как в марсианской почве на глубине от трех до четырех метров излучение будет в основном экранированным и исследователи будут подвергаться радиации только при выходе на поверхность. Они могут также установить свой лагерь в пещерах, например, на склонах марсианских вулканов.

Измерения, которые проводились с помощью марсохода Curiosity, имеют значение также для поиска потенциальных доказательств жизни или все еще ​​существующих остатков прежней жизни. Они позволяют оценить, насколько долго и как глубоко в почве могла бы сохраниться жизнь на Марсе и как долго её следы еще ​​могут быть обнаружены в поверхностных слоях.

Ученые сообщили о своих результатах в журнале Science, пишет astronews.com.

Жизнь с Земли могла быть выброшена в космос

Удар метеорита привел к уничтожению динозавров

Древний метеорит, истребивший динозавров приблизительно 66 млн. лет назад, мог катапультировать жизнь на Марс и луны Юпитера, утверждают американские исследователи.

Лондон/Вена - Даже если эта идея не имеет научных доказательств, среди астрономов и биологов гипотеза панспермии (занесения "зародышей жизни" на нашу планету из космоса) находила издавна приверженцев. Среди них были пользующиеся хорошей репутацией в научных кругах Франкис Крик (Francis Crick) или Фред Хойл (Fred Hoyle).

Против тезиса панспермии говорит, конечно, тот факт, что жизнь до сих пор обнаружена только на Земле. Из этого и исходили американские учёные, выдвинувшие противоположную гипотезу: не могла ли Земля в течение последних 3,5 млрд. лет (столько на ней существует жизнь) экспортировать микробов на другие небесные тела Солнечной системы, например, на Марс?

Ход исследования

Сначала трое учёных из команды Рэйчел Ворт (Rachel Worth) - Пенсильванкий государственный университет, США - установили, что могло послужить "техническим" толчком для такого астробиологического экспорта. Они пришли к заключению, что при падении метеорита на Землю должны были быть выброшены с неё в космос глыбы величиной минимум 3 м. На таком обломке микробы теоретически могли быть достаточно хорошо защищены от смертельного излучения Солнца, чтобы выжить в путешествии, длившемся десять миллионов лет.

На втором этапе исследователи вычислили, сколько таких столкновений метеорита с Землёй было на протяжении последних 3,5 млрд лет. Они пришли к выводу: по крайней мере, шесть ударов астероидов были достаточно сильными, чтобы вырвать из Земли большие обломки и отправить их вплоть до спутника Юпитера, Европы, под ледовой коркой которой, как полагают, находится целый океан воды. Марс тоже получил бесчисленное количество этих "метеоритов с Земли".

Удар метеорита примерно 66 млн. лет назад мог выбросить жизнь в пространство

Расчёты на моделях

Последний такой удар, считает Ворт, был нанесён нашей планете 66 млн. лет назад. Земля столкнулась с астероидом, и он оставил кратер Чиксулуб на мексиканском полуострове Юкатан. Астероид величиной с маленький городок не только изничтожил динозавров. Метеорит выбросил в космос 70 млн. т горной породы. В интервью Би-би-си Ворт заявила, что она очень удивилась бы, если бы ничего из этого не "приземлилось" на Марсе.

По ее расчетам, 20 т оказались на спутнике Юпитера, Европе, и, возможно, обеспечили жизнь под её ледяным панцирем. Этот ледовый покров, действительно толстый, но Ворт полагает, что он постоянно вскрывается и на поверхность выходит вода.

Мнение  независимого эксперта

Астробиолог Джей Мелош (Jay Melosh) из Университета Пердью, не принимавший участия в исследовании, считает расчеты на моделях убедительными. Он не разделяет, однако, мнения авторов, что образование кратера Чиксулуб могло экспортировать жизнь, так как удар произошел в море. В результате этого в космос не могло вылететь много породы. Но вполне вероятно, что было "экспортировано" немало аммонитов. Мелош предполагает, что на Луне раковины аммонитов встречаются именно из-за этого попадания, пишет derstandard.at.

В древнем марсианском озере могла быть жизнь

Реконструкция озера в кратере Гейла © NASA/JPL-Caltech/MSSS

В марсианском кратере больше 3-х млрд лет назад существовало озеро, вода которого имела хорошие условия для жизни. Об этом свидетельствуют новые данные марсохода Curiosity. Однако исследователи не обнаружили там признаков древней жизни.

Вашингтон/Вена - Поиски ответа на сакраментальный вопрос о возможности жизни на Марсе стоили уже нескольких миллиардов. На одну только миссию Curiosity затрачено около двух миллиардов евро. Она поставляет лучшие данные, которые предоставляют новые, более конкретные отправные точки для исследований.

Эта котловина называется Йеллоунайф Бэй. В давние времена на её месте было озеро. Жизни в нём, вероятно, не было Фото: science/aaas

Последние измерения марсохода Curiosity касаются марсианского пятиметрового углубления Йеллоунайф Bay, которое находится в кратере Гейла. Эта впадина была приблизительно 3,6 млрд. лет назад, вероятно, озером, сообщает в журнале Science команда, возглавляемая палеонтологом Джоном Гротцингером (John Grotzinger), руководителем миссии Curiositi. Новые данные свидетельствуют, что когда-то в воде озера на Марсе существовали идеальные условия для жизни. Однако следы микроорганизмов исследователями не обнаружены.

Породы глинистого слоя Йеллоунайф Бэй. Белесые следы указывают на сульфаты Фото: Grotzinger et al./Science

В частности, марсоход Curiosity в высохшем озере натолкнулся на ряд мелких, средних и грубых отложений, формирующихся в спокойной воде. Исходя из анализа, это было пресноводное озеро. Там присутствовали некоторые основные биологические элементы: кислород, углерод, азот и сера. Исследователи предполагают, что водоём должен был существовать от десяти до ста тысяч лет.

В такой среде теоретически могли быть живые микроорганизмы, которые получают энергию в результате распада пород. Санджива Гупта (Sanjeev Gupta), одного из соавторов шести новых научных исследований по этой теме, вдохновляет идея существования миллиарды лет назад в спокойных озерных водах на Марсе древней микробной жизни.

У эксперта по Марсу Вальтера Гетца (Walter Goetz), который также работает с данными Curiosity, но не участвовал в новом исследовании, другое мнение. Он считает присутствие в этом озере жизни в древности маловероятным. Учёные Института Макса Планка исследований Солнечной системы отмечают отсутствие органических молекул: "Мы не можем сказать, отсутствуют ли они там или их концентрация ниже предела чувствительности приборов".

Источник: Science

Тайна экзопланеты HD106906b

Художественное изображение: NASA/JPL-Caltech

Недавно обнаруженная экзопланета поражает астрономов: если сравнивать удалённость Земли от Солнца и экзопланеты HD 106906b от её звезды, то расстояние между двумя последними будет в 650 раз больше. Как она там возникла, исследователи до сих пор объяснить не могут.

От нас до этой довольно крупной планеты свет идет приблизительно 300 лет, а масса её превышает в одиннадцать раз массу Юпитера.

Действительно необычным, однако, является большое расстояние между экзопланетой HD106906b и её звездой, составляющее около 650 AU (расстояние Солнце - Земля). Звезда HD106906 имеет приблизительено 1,5 масс Солнца. Её система еще молода, планета сформировалась 11-15 миллионов лет назад.

Сравнение расстояний: так как орбиту Земли рассмотреть на схеме трудно, астрономы сопоставили расстояние от HD 106906b до её звезды с удалением Нептуна от Солнца Изображение: NASA/JPL-Caltech

Современные модели возникновения звезд и планет не в состоянии объяснить существование такой пары. Учёные университета Аризоны считают, что этой планеты не должны быть. Исследователи из университета Тусона входят в международную команду астрономов, которая обнаружила HD 106906b помощью телескопа Magellan (обсерватория Лас Кампанас, Чили). Сравнение с данными космического телескопа "Хаббл", полученными около восьми лет назад, подтвердило орбиту планеты.

Возможно, это неудавшаяся звезда

Планеты могут, согласно традиционной теории, возникать, когда частицы пыли так называемого протопланетного диска вокруг молодой звезды слипаются в комки, постепенно образуя всё более крупные структуры. Но процесс происходит слишком медленно, чтобы им можно было объяснить наличие очень массивных планет на столь большом расстоянии от их звезды. HD 106906b, по мнению астрономов, не может зародиться внутри диска, а затем выбраться наружу, по следующим причинам:

1. Система по-прежнему имеет плотный пылевой диск.
2. Астрономы должны были бы зафиксировать и  измерить помехи, которые вызывает странствующая планета.

Впрочем, крупные планеты могут образовываться в результате внезапного коллапса материи. Но для этого на расстоянии от звезды в 650 AU вряд ли было достаточно материала, полагают астрономы. Что же остается? Возможно, экзопланета - это неудавшаяся звезда - коричневый карлик, часть двойной звездной системы.

Художественное изображение далекого газового гиганта: NASA /JPL-Caltech

"Она может образоваться, когда два соседних газовых облака относительно независимо друг от друга превращаются а результате коллапса в звезды, находящиеся достаточно близко, и начинают движение по одной орбите", - объясняет Бейли (Bailey). Однако, эта гипотеза в отношении HD 106906b имеет свои огрехи. Отношение массы двух объектов: звезды или коричневого карлика, обычно составляет от одного до десяти. А в этом случае оно составило бы от 1 до 100. Астрономы, опубликовавшие сообщение о системе в «Astrophysical Journal Letters», считают эту теорию наиболее вероятной, пишет spiegel.de.

Чем телескоп отличается от микроскопа

Вопрос этот часто задают любознательные дети, увидев в микроскоп увеличенную капельку воды и вспомнив, какими крупными выглядят кратеры Луны, если посмотреть на них в телескоп. Школьники, даже не изучавшие физику, интуитивно чувствуют между этими приборами какую-то связь. И они правы!

Принцип один - использование определённой оптической системы, с помощью которой строится изображение. У микроскопа она такая же, как у перевёрнутой трубы Кеплера, на основе которой построены все оптические телескопы - рефракторы, имеющие объектив (систему линз). Однако в микроскопе свет движется наоборот, так как у этих приборов разное соотношение фокусного расстояния окуляра и объектива. Микроскоп имеет объектив короткофокусный, окуляр же - длиннофокусный, а линзовый телескоп - наоборот.

Могут ли микроскоп и телескоп заменять друг друга

Можно провести опыт и поменять местами эти приборы. Длиннофокусный объектив телескопа станет окуляром микроскопа и наоборот: окуляр телескопа - короткофокусным объективом микроскопа. Но если посмотреть в телескоп, перевернутый из микроскопа, то размер наблюдаемого объекта уменьшится и покажется, что он удален. Чтобы увеличить изображение предмета надо его расположить точно между 1-м и 2 -м фокусными расстояниями. Причем, чем ближе к фокусу, тем крупнее будет изображение. В фокус - нельзя, будет просто размытое пятно. На двойном фокусном расстоянии изображение будет равно предмету. Такое преобразование можно сделать и с телескопом, получив микроскоп.

Но это только эксперимент. Никакой телескоп никто не будет использовать в качестве микроскопа, а микроскоп никогда не служит телескопом. Их конструкция и все оптические детали сделаны совершенно по-разному, так как рассчитаны на получение наилучшего изображения при конкретном использовании. А применяют телескопы и микроскопы в совершенно различных целях. Мы знаем, для чего нужен микроскоп - он помогает рассматривать мельчайшие предметы - и  что можно увидеть в телескоп - космические объекты, удалённые на гигантские расстояния.

Созвездие Микроскоп (Microscopium)

В южном полушарии неба есть созвездие Микроскоп, в котором невооруженным глазом видны приблизительно 20 звезд из 37. Звёздная величина лишь трёх самых ярких из них, образующих маленькую немного изогнутую дугу - 5m. Большинство находится на границе видимости. Это созвездие было открыто в 1752 году французским астрономом Никола Луи Лакайлем и названо в честь натуралиста и конструктора микроскопов Антуана (Антони ван) Левенгука.

Сейчас его имя носит серия микроскопов и других отличных оптических приборов, прекрасно себя зарекомендовавших: купить медицинский микроскоп и многие другие, а также бинокли, телескопы, монокуляры и лупы, носящие имя этого основоположника научной микроскопии, можно зайдя на сайт levenhuk.ua.

Поиск экзопланет земного типа скоро станет проще

Зкзопланета земного типа Рисунок: grewi.de

Берн (Швейцария) - Швейцарским ученым удалось разработать метод, с помощью которого они могут упростить поиск экзопланет земного типа. Определив, на какой планете, находящейся вне Солнечной системы (экзопланете), жизнь не может развиваться по земной модели, они могут существенно ограничить поиск.

Сейчас разрабатываются обширные программы мониторинга с целью поиска экзопланет, на которых могла бы существовать жизнь. На основе обрушивающегося на ученых потока данных, который будет всё увеличиваться с развитием новых технологий наблюдения, задача становится практически неразрешимой.

Янн Алиберт

"Вопрос о том, является ли так называемая экзопланета обитаемой или нет, очень сложный, так как известны не все условия, необходимые для этого", - объясняет Янн Алиберт (Yann Alibert) - Центр пространства и обитаемости, университет Берна.

Это явилось причиной исследования, опубликованного сначала на arXiv.org, а затем в "Astronomy & Astrophysics". Бернский учёный выбрал решение "от противного" и установил основные критерии, базирующиеся на двух параметрах: массе и радиусе экзопланеты, которые исключают на ней существование земной жизни.

Данные о массе таких планет предоставляет разработанный в университетах Женевы и Берна совместно с другими партнерами HARPS-спектрограф высокой точности, находящийся в Чили. Начиная с 2017 года сможет определять радиус выбранных планет и космический телескоп ЕКА - CHEOPS, разрабатываемый под руководством CSH. Благодаря методу Алиберта и его коллег, из данных HARPS и телескопа CHEOPS можно будет исключать планеты, где нет основных условий для жизни. "Этот процесс исключения поможет астрономам сосредоточиться в будущих поисках миров земного типа на наиболее перспективных кандидатах", - пояснил исследователь.

Два условия возникновения жизни на Земле

Должны выполняться два условия, которые обеспечивают на Земле жизнь: на планете должны быть жидкая вода и углерод - углеродный цикл (Carbon-Zyklus).

Углеродный цикл

Этим термином обозначается геологический процесс, регулирущий содержание углекислого газа в атмосфере и, соответственно, температуру на поверхности планеты, поясняет пресс-релиз университета Берна. В океанах высвободившийся диоксид углерода вступает в химические соединения и переносится в горячие глубины земной коры. Там при высоких температурах он вновь высвобождается. При извержениях вулканов газ выбрасывается на поверхность планеты и опять поступает в атмосферу и в воду. Экзотический лед - враждебная среда для жизни на планетах.

Возможно, так выглядит Kepler-22b - экзопланета, обнаруженная 05.12.2011 космическим телескопом Kepler

Планеты с большим радиусом - газовые гиганты

Но если у планеты с данной массой очень большой радиус, она обладает невысокой плотностью. Поэтому там нет углеродного цикла и/или жидкой воды, так как низкая плотность означает, что в составе небесного тела газ и/или вода присутствуют в большом количестве. Если на планете много газа, атмосферное давление на её поверхности поднимается настолько сильно, что вода не может снова стать жидкой.

Водные планеты не имеют углеродного цикла

Если же на планете слишком много воды, тогда давление на её океанском дне поднимается до таких пределов, когда вода там может существовать в форме так называемого "льда VII" (кубической модификации льда, на Земле не существующей). У воды тогда такая высокая плотность, что лёд откладывается на морском дне и образует там барьер между скальной породой морского дна и водой, препятствующий углеродному циклу.

Наличие жизни зависит от радиуса и массы планеты

Самый большой радиус, когда еще может проходить углеродный цикл и существовать жидкая вода, зависит напрямую от массы планеты. У планеты, которая имеет массу Земли, радиус может превышать земной не больше, чем в 1,7 раза (сюда включаются газовый и водный покровы). Так называемые "супер-земли" - планеты земного типа - могут иметь от одной до 12 масс Земли, а их радиус должен находиться в пределах от одного до 2,2 радиуса нашей планеты. Пока, однако, были открыты, в основном, более крупные экзопланеты.

Благодаря высокой чувствительности строящегося телескопа CHEOPS, возможно, скоро будут обнаружены и экзопланеты меньших размеров.

Источник: http://www.unibe.ch/