Застывшая лава выдает тайны мантии Земли

На фото показана остывшая лава, обнаруженная в Коста-Рике. Поразительно, что на ней есть геохимический отпечаток участка земной мантии, который находится примерно в 1400 километрах под Галапагосскими островами.

Любой, кто найдет породу в холодных лавовых источниках на западе Панамы и Коста-Рики и проанализирует геохимический состав, ожидает, что это результат тектоники плит, потому что здесь плита Кокос опускается под Карибскую плиту и, таким образом, подпитывает дугу вулканов Центральной Америки.

Но исследователи из Корнельского университета (шт. Нью-Йорк) совершили удивительное открытие: они обнаружили образцы горных пород, которые, должно быть, произошли из глубин мантии Земли. Это выдает соотношение двух изотопов гелия, которое отличается в горных породах из земных недр и в образовавшихся на поверхности планеты.

«Можно представить себе мантию Земли как океан с разными течениями, - объясняет Эстебан Газель, профессор наук о Земле и атмосфере Корнельского университета. - Есть невероятно глубокие течения, которые идут вверх от границы ядра и мантии. Мы показали, что по достижении мантии этот материал может распространяться и влиять на гораздо большую площадь, чем считалось ранее».

Найденный материал, вероятно, происходит из участка мантии Земли, который находится под Галапагосскими островами, примерно в 1400 километрах от Коста-Рики. Результаты исследовательской группы подтверждают предположение, что так называемые мантийные плюмы - течения горячей породы из глубин земной мантии - не только поднимаются вертикально, но и покрывают большие участки в стороне.

Теперь ученые хотят исследовать, насколько далеко могут распространяться эти течения, и таким образом узнать больше о сложных геологических процессах в мантии Земли.

Источник информации и фото: wissenschaft.de

Таинственный барьер в центре Млечного Пути

«Силовое поле» вокруг галактического центра не пропускает космические лучи из внешнего мира.

Астрономами открыт невидимый барьер, оберегающий центр Млечного Пути от проникновения космического излучения из остальной части галактики, но позволяющий излучению центральной черной дыры Стрельца A * проходить наружу. Это показали измерения, полученные гамма-телескопом Fermi LAT.

Наша галактика наполнена космическими лучами и высокоэнергетическими частицами. Это галактическое море гамма-излучения относительно равномерно распределено по Млечному Пути. Внутри галактики его создают взрывы звезд, пульсары, центральная черная дыра и внегалактические источники, например ядра далеких галактик или столкновения нейтронных звезд.

Однако команда Сяоюаня Хуана обнаружила при оценке данных Fermi-LAT, что есть область Млечного Пути, куда это излучение не может легко проникнуть. Китайские астрономы создали своего рода карту космического излучения Галактики, подтвердившую, что оно относительно равномерно распределено на больших участках Млечного Пути.

Кроме того, как и ожидалось, из области центральной черной дыры исходит поток несколько более жесткого излучения, который генерируется вблизи нее высокоэнергетическими процессами. При этом галактическое излучение и гамма-излучение черной дыры должны накладываться в центре галактики и увеличивать плотность излучения. Однако Fermi-LAT показал, что часть космического излучения здесь подавлена.

Видимо, вокруг галактического центра существует своего рода барьер, который не позволяет проникнуть туда значительной части диффузного космического излучения из остальной части галактики. При этом жесткое излучение Стрельца A * может сквозь него беспрепятственно проникать. Этот невидимый барьер окружает галактический центр на расстоянии примерно 620 световых лет.

Что вызывает эту блокировку и почему она имеет только односторонний эффект, до сих пор неясно. Однако астрономы предполагают, что свою роль в этом играют магнитные поля, создаваемые центральной черной дырой. Эти магнитные поля или их взаимодействие с галактической средой могут действовать так же, как магнитосфера Солнца защищает от большей части космического излучения Солнечную систему.

Но также возможно, что радиационное давление особенно плотных звезд в центре Галактики отталкивает поступающее извне космическое излучение. Дальнейшие исследования должны прояснить, как на самом деле возникает барьер в центре Галактики.

Источник информации и фото: scinexx.de

Хаббл сделал новое фото галактики UGC 11537

На фотографии представлен снимок, опубликованный пару дней назад Европейским космическим агентством. На нем видна галактика, свет от которой идет к Земле приблизительно 230 миллионов лет. UGC 11537, находящаяся в созвездии Орла, западная часть которого попадает в восточную ветвь полосы Млечного Пути, содержит в своих спиральных рукавах множество звездных и темные полосы пылевых скоплений.

По центру и на левом краю фотографии UGC 11537 сияют две ярчайшие звезды, не имеющие к этой галактике никакого отношения. На фото она оказалась недалеко от ленты Млечного Пути. Это объясняет, почему на изображении присутствуют также звезды нашей родной галактики, находящиеся гораздо ближе к нам. Их можно четко распознать по световым крестам. Эти так называемые "шипы" вызваны дифракцией света на внутренней структуре телескопа.

Внешний вид спиральных галактик, подобных UGS 11537, во многом зависит от угла, под которым мы смотрим на систему: порой мы видим только край галактики, а иногда смотрим прямо на эффектные спиральные рукава "сверху". В UGC 11537 мы смотрим на систему "наискосок сверху".

Изображение основано на данных в ближнем инфракрасном и видимом свете, полученных широкоугольной камерой 3, которой снабжен космический телескоп Хаббл.

Источник информации и фото: www.astronews.com

Земле угрожает кислородный апокалипсис

Моделирование предполагает, что через миллиард лет высшие организмы на нашей планете буквально исчерпают воздух.

С момента своего рождения Солнце постепенно становится все горячее. То, что произойдет через несколько сотен миллионов лет, исследователи реконструировали для НАСА, используя климатические, геологические и биологические модели Земли.

В исследовании, опубликованном весной в Nature Geosience, Кадзуми Одзаки из Университета Тохо в Фунабаши, Япония, и Крис Рейнхард из Технологического института Джорджии в Атланте определили, что решающий поворотный момент для жизни наступит примерно через миллиард лет. Детальное моделирование показало, что по мере того, как Солнце нагревается, содержание углекислого газа в атмосфере Земли падает, поскольку газ поглощает тепло и распадается. Сожжен будет и озоновый слой.

Атмосфера Земли, этот тонкий слой газа над нашей родной планетой, в далеком будущем радикально изменится. Фото: НАСА

Если количество углекислого газа упадет ниже определенного значения, организмы, использующие фотосинтез, начнут страдать, особенно растения. Вероятно, это будет происходить довольно быстро: всего за 10 000 лет содержание CO2 упадет настолько резко, что большая часть земной флоры, вероятно, вымрет. Вскоре за ней последует и животный мир, а вместе с ним и мы (если все еще будем существовать), потому что без кислорода, который производят растения, животные быстро исчерпают воздух.

Как показало моделирование, содержание метана в атмосфере увеличивается в десять тысяч раз, что дополнительно способствует повышению температуры и ускоряет исчезновение жизни, дышащей кислородом. Наша планета снова будет миром анаэробных существ, таких как бактерии или археи. В последний раз очень похожие условия преобладали около 2,4 миллиарда лет назад на границе архея и протерозоя.

По мнению исследователей, даже если кислородный апокалипсис произойдет через сотни миллионов лет, этот сценарий определенно важен для поиска жизни на далеких экзопланетах. Согласно Одзаки и Рейнхарду, из этих моделей можно сделать вывод, что временное окно, в котором процветает высшая жизнь, может быть значительно короче, чем предполагалось ранее.

Источник: derstandard.at

Фрагмент сверхновой мчится по Млечному Пути

Остатки белого карлика были выброшены в космос во время его взрыва.

Наблюдения за одним из самых быстрых объектов в нашей галактике - LP 40-365 подтвердили, что это изобилующий металлами реликт сверхновой, белого карлика, взорвавшегося, "насытившись" поглощенным материалом своего ближайшего компаньона. В результате гравитационного взаимодействия пары, образовавшаяся сверхновая выбросила обе звезды в космос.

Солнце и большинство других звезд удерживаются в Млечном Пути гравитационным притяжением нашей галактики и вращаются вокруг ее центра. Но есть и исключения: быстро движущиеся звезды мчатся сквозь пространство с такой прытью, что могут ускользнуть от гравитационного притяжения нашей галактики. Одни из них обязаны своей скоростью взаимодействию с центральной черной дырой, другие были выброшены из бинарной системы взрывом сверхновой.

Астрономы Бостонского университета, возглавляемые Дж. Дж. Гермесом, более детально изучили один из этих мчащихся остатков взрыва. LP 40-365 имеет крайне низкую массу и напоминает очень маленький белый карлик, но имеет необычный состав. Его световой спектр показывает большое количество тяжелых элементов, таких как неон, кислород, магний и железо, при почти полном отсутствии водорода и гелия.

Поэтому еще в 2019 году астрономы заподозрили, что это не белый карлик, а своего рода сгоревший остаток сверхновой типа 1a. Такое явление возможно, когда белый карлик в бинарной системе становится слишком жадным: он забирает у своего партнера так много материи, что становится нестабильным и взрывается. Исследователи считают, что белый карлик в случае с LP 40-365 не был полностью уничтожен - его большой фрагмент был выброшен в космос.

Новые модели предполагают, что взрывами примерно 20 % сверхновых типа 1a в Пространство выбрасывается остаток. До сих пор доказательств этого не было, но новые данные наблюдений их предоставили. Хаббл и спутник НАСА TESS показали, что этот объект мчится через Млечный Путь с гигантской скоростью 850 км/с. Это подтверждает, что быстрая звезда не связана гравитацией галактики и вскоре ее покинет. Ее орбита позволяет также предположить, что LP 40-365 прибыл не из окрестностей центральной черной дыры.

 

Но самое главное, что кривые блеска двух телескопов показывают поразительные колебания яркости, повторяющиеся с интервалом примерно в 8,9 часа. Проще всего объяснить это вращением объекта, попеременно поворачивающего к нам то светлые, то темные участки поверхности, вызывая тем самым колебания. С помощью модели астрономы восстановили скорость вращения реликтов взорвавшегося белого карлика или его звезды-донора после взрыва сверхновой.

Выяснилось, что эта звезда после выброса вращается гораздо быстрее, чем LP 40-365. "Все донорские реликты с массой более 0,2 солнечной имеют периоды вращения менее одного часа - в любом случае, их скорость вращения гораздо больше, чем у объекта. Однако реликт взорвавшегося белого карлика тоже должен был бы вращаться быстрее, чем LP 40-365.

Тем не менее, астрономы считают последнее более вероятным. Они предполагают, что объект является остатком белого карлика, пережившего собственную сверхновую - по крайней мере, в виде фрагмента.

"Мы пока не можем полностью объяснить сочетание чрезвычайно высокой скорости и медленного вращения. Но еще менее вероятно, что звезда-донор - это LP 40-365".
Дж. Дж. Гермес

Команда Бостонского университета надеется, что будущие наблюдения позволят получить больше информации.

"Если мы поймем, что произошло с этой звездой, то сможем разгадать тайну других подобных звезд"
Оделия Путтерман, коллега Гермеса

Источник информации и фото: scinexx.de

Таинственный суперпузырь в звездной туманности

Причина появления большой полости диаметром 250 световых лет в газовой туманности N44 неясна.

Свет газового образования Большого Магелланова Облака, одной из наших меньших соседних галактик, идет к нам приблизительно 170 000 лет. Однако поразительной особенностью этой эмиссионной туманности является огромный безгазовый пузырь в центре. Это один из нескольких «суперпузырей» в туманности N44, причины которого выяснены лишь частично.

Эмиссионные туманности - это скопления межзвездных газов, вызываемые интенсивным и высокоэнергетическим излучением звезд. Когда атомы и молекулы этих газов через некоторое время возвращаются в свое исходное состояние, они отдают часть поглощенной энергии в виде света и вызывают свечение туманности.

На снимке видна часть эмиссионной туманности N44 протяженностью приблизительно 1000 световых лет. У нее сложная структура, в которой есть области с ярко светящимся водородом, темные пылевые потоки и звезды самого разного возраста. Область в правом нижнем углу этого изображения, светящаяся ярко-синим, показывает один из самых горячих регионов туманности с интенсивным звездообразованием.

Безгазовый пузырь в эмиссионной туманности N44

Однако самой удивительной особенностью туманности N44 являются огромные пузыри, из которых исчез почти весь газ. Этот снимок космического телескопа Хаббл показывает один из этих «суперпузырей». Размер безгазового пространства в центре туманности 250 световых лет. Обычно такие полости создаются в газовых туманностях интенсивным излучением молодых массивных звезд, опустошающих вокруг себя ультрафиолетовым и рентгеновским светом целые области.

Однако астрономы до сих пор не смогли найти в пузыре никаких признаков такого интенсивного звездного ветра. В гигантской полости несколько десятков массивных звезд, но они разного возраста. Поэтому исследователи предполагают, что эта пустота могла быть образована более ранними взрывами звезд. Ударная волна от одной или нескольких таких сверхновых могла вытеснить газ и пыль из центра туманности N44.

Источник информации и фото: scinexx.de

Как земля превратилась в обитаемую планету (ч. I)

Эволюция нашей родной планеты приготовила нам множество загадок. Их изучение помогает и в поисках внеземной жизни.

Если посмотреть на нашу планету издалека, можно подумать, что название «Земля» ей дали по ошибке. И действительно, термин «вода», которой покрыто свыше двух третей поверхности, был бы для нее более подходящим. Даже если карты мира говорят об обратном, на самом деле мы живем на голубой планете.

Результаты последних исследований показывают, что когда-то океаны могли содержать почти в два раза больше воды, чем сегодня, и покрывали гораздо большие массивы суши. С самого начала Земля была создана не водой, но очень долгое время наша планета была водным миром.

Голубая планета Земля

Ученых многих дисциплин интересует, что именно произошло в первые миллионы лет турбулентности после образования нашей родной планеты. С тех времен минуло 4,6 млрд лет, а потому многие детали процесса неизвестны, но важные ключевые данные можно реконструировать.

Например, газовая оболочка образовалась вокруг небольшой глыбы, которая увеличилась в размере в результате столкновений с другими протопланетами. Эта изначальная атмосфера, которая в основном состояла из водорода и гелия, вскоре снова была потеряна. Пока еще ничего не указывало на то, что однажды на этом небесном теле возникнет жизнь.

Водяные бомбы из космоса

Современная наука позволяет предположить, что превращение планеты в водную началось примерно через 200 млн лет. Как именно это произошло, вопрос спорный. Преобладающее число исследователей предполагает, что большая часть воды попала на Землю благодаря астероидам, точнее, в результате регулярной бомбардировки влажными глыбами.

Химические и минералогические исследования подтверждают этот сценарий и опровергают, что источником воды могли быть кометы. Однако ученые допускают, что им могло стать катастрофическое столкновение с Тейей, небесным телом размером примерно с Марс, случившееся около 4,5 млрд лет назад. Наша луна образовалась из фрагментов, оставшихся после этого космического лобового столкновения. Возможно, Тейя принесла на Землю большое количество воды из внешних источников Солнечной системы.

Море магмы

Часть воды также могла присутствовать на Земле с самого начала, входя в состав материала, из которого была образована планета. Она все еще была бурлящим вулканическим миром, возможно, даже полностью покрытым расплавленной скальной породой. Молодая планета была настолько раскаленной, что ее первый океан состоял не из воды, а из магмы, в которой кипел весь материал, попавший на Землю в результате ударов метеоритов и столкновений с другими объектами.

Когда постоянная бомбардировка космическими глыбами стала менее частой, Земля постепенно остыла, ее поверхность затвердела и начал выделяться газ. Вновь образовавшаяся газовая оболочка - атмосфера планеты - состояла в основном из водяного пара, углекислого газа и азота.

Когда температура упала настолько, что вода могла конденсироваться, началась геологическая глава, которой мы в конечном итоге обязаны всем: образовались облака, пошел дождь и началось превращение в голубую планету. Земля смогла за миллиарды лет создать в Солнечной системе стабильную систему из атмосферы и океана, что сделало возможным появление жизни. Не исключено, что в других местах тоже есть благоприятные условия для жизни.

Художественное изображение экзопланеты K2-18b

Сейчас известно, что у ряда экзопланет есть жидкая вода на поверхности - некоторые могут быть полностью покрыты океанами. Однако это может быть неблагоприятным условием для возникновения жизни: на Земле она могла зародиться в пограничных областях между водой и сушей.

Источник: derstandard.at