Приоткрыта тайна суперротации облаков Венеры

Атмосферные волны могут играть важную роль в быстром вращении слоя облаков Венеры.

На поверхностный взгляд, Венера и Земля кажутся близнецами. Обе планеты почти одинаковых размеров, обе имеют сложную погодную систему. Однако на этом их сходство заканчивается: средние температуры Земли делают ее пригодной для жизни, а на поверхности нашей соседки царят почти адские условия: давление атмосферы Венеры приблизительно в 90 раз превышает земное. Это соответствует давлению на морских глубинах свыше 900 м. Плотный облачный покров из капель серной кислоты позволяет проникать лишь 2 % солнечного света, поэтому на поверхности Венеры вечные сумерки. Благодаря парниковому эффекту температура никогда не падает ниже 440 °C.

Стремительное вращение облаков

Верху слева: неподвижные волны (Venus Express, вверху слева), узор "сеть" (IRTF, вверху справа), таинственные нити (Venus Express, внизу слева) и динамические неустойчивости (Venus Express, внизу справа) Фото: ESA, NASA, Пералта (JAXA), Хуэсо (UPV/EHU)

Кроме того, вращение нашей соседки вокруг своей оси продолжается где-то 243 земных суток. По идее, атмосфера Венеры должна вращаться в том же ритме, но для полного оборота вокруг планеты ей требуется всего 4 земных суток. Это явление называется суперротацией. Причина его до сих пор представляла загадку для ученых. Недавно международная группа исследователей выяснила, что приводит к суперротации. Важную роль в этом играют атмосферные волны, заметные по температурным колебаниям, сообщают они в журнале Nature Astronomy.

Результаты измерений были обработаны в рамках международного сотрудничества, возглавляемого ISAS (Институтом космических исследований и астронавтики) и JAXA (Японским агентством аэрокосмических исследований). Ученые проанализировали данные Venus Express и собрали важную информацию о сложной атмосфере Венеры на основе инфракрасных измерений излучения в 3,8 и 5,0 мкм, полученных в течение 2006-2008 гг. и в 2015 году.

Гравитационные волны в атмосфере

В частности, прибор VeRa, установленный на Venus Express, показал астрономам на ночной стороне планеты картину взаимодействия вертикальных и горизонтальных атмосферных волн. В результате обнаружены постоянные гравитационные волны, чаще возникающие над возвышенностями. Это позволяет предположить, что эти волны создаются потоками ветра над топографическими барьерами.

«Мы предполагаем, что они вносят важный вклад в поддержание суперротации атмосферы Венеры».
Сильвия Тельманн (Silvia Tellmann), соавтор работы, Кельнский университет

Источник: nature.com

Половина Млечного Пути из материи иных галактик

Большая часть всех атомов Млечного Пути может происходить из других галактик.

Как показала симуляция, около половины всех атомов в Млечном Пути может происходить из других галактик. Эта чужая материя попала в Млечный Путь только с межгалактическими ветрами и создала здесь возможность звездообразования. Этот газовый транспорт мог временами даже играть доминирующую роль в эволюции галактик во Вселенной, предполагают астрономы.

Известно, что галактика Млечный Путь не изолирована в Пространстве. Она окружена многочисленными карликовыми соседками, а на некотором удалении находятся более крупные, такие как галактика Андромеды. Уже давно есть доказательства, что между ними существует обмен материей. Млечный Путь откачивает их газовые потоки и даже крадет звезды.

Млечный Путь и многие галактики подобных размеров могут в значительной степени состоять из внегалактической материи Фото: © NASA/JPL-Caltech/ ESO/R. Hurt

Даниэль Англес-Альказар (Anglés-Alcázar) из Северо-западного университета и его коллеги обнаружили, каких удивительных размеров может достичь межгалактический обмен. Для исследования они использовали числовое моделирование. Это реалистичные 3D-модели галактик, создающие формирующие процессы и межгалактические ветра.

«Мы смогли проследить происхождение звезд и определить, образовалась ли звезда из материи Галактики или возникла из газа других галактик».
Даниэль Англес-Альказар

Было показано, что галактики, подобные Млечному Пути сильно подвержены влиянию таких межгалактических ветров. Они постоянно испускают большое количество газа и пыли, часть которых затем уносится ветрами, а часть возвращается снова в центр Галактики.

Имитация передачи газа между галактиками межгалактических ветрами Фото: © Даниэль Англес-Альказар /Северо-западный университет

Моделирование показало, что около 30 % содержащейся в звездах материи было возвращено собственными галактическими ветрами. А еще 50 % выдули межгалактические ветра из внешних галактик. Эти потоки газа движутся со скоростью нескольких сотен км/сек сквозь Пространство и за миллионы лет могут преодолеть даже большие расстояния между галактиками.

Это означает, что Млечный Путь может наполовину состоять из чужой материи. Поэтому половина всех атомов в нашей родной Галактике, в Солнечной системе и на Земле может происходить из галактик, удаленных на расстояние даже до миллиона световых лет. Они долгое время поставляли Млечному Пути стройматериал для новых звезд и планет.

«Следовательно, мы также в значительной степени состоим из внегалактической материи».
Даниэль Англес-Альказар

Анимация межгалактического переноса к Млечному Пути вещества из соседних карликовых галактик © Даниэль Англес-Альказар/Северо-западный университет

«Эти результаты меняют наши представления о том, как после Большого взрыва формировались галактики».
Клод-Андре Фаухер-Гигуере (Claude-André Faucher-Giguere) из Северо -западного университета, соавтор работы

Астрономы долгое время предполагали, что перемещение материи было движущей силой в создании больших галактик и происходило, например, путем их столкновений. Но выяснилось, что здесь играет существенную роль даже довольно незаметный галактический ветер. А в современную космическую эпоху эти газовые потоки могут быть даже доминирующим процессом.

Источник: scinexx.de

Мораторий отправки команд на Марс из-за Солнца

Если смотреть с Земли, то в результате движения планет Марс окажется в этом месяце почти прямо позади Солнца, что приведет к ухудшению связи между ними.

С 22 июля по 1 августа НАСА воздержится от отправки команд трем американским орбитальным аппаратам, вращающимся вокруг Марса, и двум марсоходам.

Из-за предполагаемого значительного ухудшения линии связи может возникнуть риск получения космическими аппаратами неверных команд.

Данные будут поступать с Марса на Землю, хотя ожидаются некоторые потери или повреждения, поэтому сведения будут позже переданы повторно.

«Мы будем продолжать получать телеметрию, поэтому каждый день у нас будет информация о статусе транспортных средств».
Чад Эдвардс, NASA, менеджер Лаборатории реактивного движения

При взгляде с Земли Марс примерно каждые 26 месяцев проходит вблизи Солнца. Во время большинства таких «солнечных соединений», в том числе и в этом году, Марс не проходит прямо за Солнцем.

Наблюдая за предстоящим 21 августа полным солнечным затмением, можно убедиться, что Марсу не нужно прятаться за нашим светилом, чтобы ухудшилась связь между Землей и Марсом. Корона Солнца, которая всегда простирается далеко от его поверхности, во время полных затмений становится видимой. Она состоит из горячего ионизированного газа, который может мешать проходящим через него радиоволнам.

Чтобы предотвратить получение космическими аппаратами на Марсе команд, искаженных ионизованным газом, НАСА избегает их передачи в течение нескольких дней до и после того, как Марс окажется ближе всего к месту позади Солнца.

Радиопередачи между двумя планетами во время соединения могут быть повреждены вмешательством Солнца, поэтому марсианские миссии NASA имеют мораторий на отправку команд космическим аппаратам Схема: NASA/JPL-Caltech

Управляющие орбитальными аппаратами Марса и марсоходами команды готовились в течение многих недель в ожидании моратория, который начнется 22 июля.

«Транспортные средства будут оставаться активными, выполняя, посланные заранее команды. Орбитальные аппараты будут вести свои научные наблюдения и передавать данные. Марсоходы не будут двигаться, но наблюдения и измерения продолжатся».
Хоппи Прайс, главный инженер Программы Марса, JPL

Команды ровера определят самые полезные места для марсоходов Curiosity и Opportunity, чтобы те могли оставаться продуктивными в период солнечного соединения.

У всех активных миссий НАСА на Марс есть опыт, по крайней мере, одного предыдущего солнечного соединения. Этот будет восьмым периодом солнечного соединения для орбитального спутника Mars Odyssey, седьмым - для Opportunity, шестым - для Mars Reconnaissance Orbiter, третьим - для Curiosity и вторым - для MAVEN.

«Все эти космические аппараты теперь являются ветеранами соединения. Мы знаем, чего ожидать».
Чад Эдвардс

Видео геометрии солнечной связи Марса:

Источник: jpl.nasa.gov

В Млечном Пути 100 млрд коричневых карликов

Коричневые карлики встречаются в Космосе гораздо чаще, чем считалось ранее. В одном нашем Млечном Пути их может оказаться 50-100 миллиардов. Астрономы вычислили на основе наблюдений в звездных яслях: из десяти звезд образуется от двух до пяти коричневых карликов.

Это, очевидно, не просто исключение или «глюк» в формировании звезд. Коричневый карлик рождается, когда материи протозвезды недостаточно, чтобы внутри него начался ядерный синтез. Вблизи нас астрономы отследили несколько таких объектов. Один оказался с водными облаками в газовой оболочке, а на другом преобладают даже минусовые температуры. У ряда коричневых карликов могут быть условия, подходящие для жизни и сопутствующие планеты.

Однако было неизвестно, как часто такие тела  возникают при звездообразовании. В 2016 году астрономов удивило наблюдение в Туманности Ориона: там в звездных яслях они нашли в десять раз больше молодых коричневых карликов, чем ожидали. Но чем это было: просто особенностью туманности Ориона или правилом?

Ответ смогли дать Коралька Музиц (Koraljka Muzic) и его коллеги по Лиссабонскому университету. В поисках коричневых карликов они изучили звездные ясли RCW38, находящиеся на удалении 5500 световых лет. Там возникает особенно много недолговечных массивных звезд, а условия не похожи на другие места звездообразования, такие как в туманности Ориона.

Звездная колыбель RCW38: инфракрасное изображение с увеличенными фотографиями некоторых обнаруженных там молодых коричневых карликов Фото: Коралька Музиц и др.

Оказалось, что коричневые карлики попадаются в вышеуказанной звездной колыбели гораздо чаще, чем считалось: в соотношении со звездами чуть более 2:1.

«Это значит, что на каждые десять звезд малой массы образуется от двух до пяти коричневых карликов».
Коралька Музиц

Доля коричневых карликов в них соответствует той, которая ранее наблюдалась и в других, иногда очень разных, областях формирования звезд. Астрономы делают вывод: видимо, нет разницы, насколько много объектов в звездной колыбели или какие звезды там возникают - массивные или с малой массой.

«Независимо от того, как выглядит колыбель, коричневые карлики, вероятно, частое явление. Это свидетельствует о том, что там большое количество коричневых карликов. Поскольку эти тела сами не светятся и чаще малы, большинство из них просто еще не обнаружены».
Соавтор работы Александр Шольц (Alexander Scholz), университет Сент-Эндрюс

В Млечном Пути, возможно, присутствует 50-100 млрд коричневых карликов, то есть около половины числа остальных звезд Галактики. Как отмечают исследователи, они принимали в расчет только крупные тела, обладающие как минимум 0,03 солнечной массы, но рассчитывают, что есть много более мелких коричневых карликов, похожих на планеты.

Источник: scinexx.de

Обнаружен новый класс переменных звезд

Очень горячие и сияющие голубые объекты, обнаруженные астрономами, изменяют свою светимость быстрее и сильнее всех известных переменных. Что происходит с этими голубыми звездами-пульсарами большой амплитуды, было до сих пор загадкой. Исследователи не могли даже объяснить, почему они стали так мигать.

Переменные звезды - это маяки космоса, регулярно меняющие сигнал с яркого света на тьму. Но причины их вспышек бывают разными. В некоторых случаях это двойные звезды: партнеры поочередно закрывают друг друга. В других - звезда пульсирует сама, как это происходит с цефеидами.

Целый новый класс переменных звезд обнаружили Павел Петрукович (Pawel Pietrukowicz) и его коллеги по Варшавскому университету. У 14 звезд они наблюдали необычно сильное и быстрое изменение светимости: цикл длился 20-40 минут.

На первый взгляд эти переменные похожи на известный класс горячих звезд-карликов, которые могут так же быстро мигать. Однако для них отличия между светлой и темной фазами новых пульсаров были слишком большими. Пульсаций с такой большой амплитудой и такими короткими периодами нет у других известных типов звезд, считают исследователи.

Фото: © Makalo86 / Thinkstock

Астрономы проанализировали их свет с помощью двух мощных телескопов в пустыне Атакама. Он оказался намного более  голубым, чем у обычных. К тому же найденные переменные очень горячие: температура их поверхности приблизительно 30000 градусов Кельвина, то есть примерно впятеро больше, чем поверхности Солнца. Кроме того, эти звезды голубого цвета гораздо крупнее, чем горячие карлики.

Ученые отнесли новые объекты к классу ранее неизвестных звезд, которые похожи на горячих карликов, но имеют гораздо более обширные оболочки. Это совершенно новый класс звезд: так называемые Голубые пульсары большой амплитуды (BLAP).

Из-за большой удаленности еще не выяснено их происхождение и детали. Необычайная редкость этих пульсаров предполагает, что они могут быть исключительным явлением в звездной эволюции.

Исследователи предполагают: возможно, это ядра звезд с остатками раздутых оболочек, например, красными гигантами, которые могли отторгнуть часть своих газовых ореолов. Колебания яркости могут происходить, так как излучение из ядра звезды не может беспрепятственно проникать сквозь плотный слой газа.

Этот барьер выдавливается наружу и растягивается, а уменьшение при этом плотности газа позволяет излучению время от времени выходить, что и делает звезду ярче. Однако вскоре ее гравитация заставляет газовый слой втягиваться внутрь и свет тускнеет.

Дальнейшие наблюдения должны показать, действительно ли недавно обнаруженные голубые пульсары соответствуют этому описанию, полученному на основе физических моделей.

Источник: scinexx.de

В лаборатории создан космический глицерин

Группе астрофизиков в лаборатории Лейденского университета (Нидерланды) удалось сделать глицерин в условиях, сравнимых с условиями в темных межзвездных облаках. При этом лед окиси углерода реагировал с атомами водорода при -250 °C . Исследователи опубликовали свои результаты в Astrophysical Journal.

В последние годы в космосе идентифицируется все больше сложных молекул. По поводу их происхождения все еще ведутся дискуссии. Глеб Федосеев, постдокторант в Osservatorio Astrofisico di Catania в Италии и ведущий автор статьи, пояснил: «Плотность частиц в космосе чрезвычайно низкая, а монооксид углерода обладает большой летучестью, однако он замерзает на небольших пылевых частицах при температурах ниже 250 °C, где он действует как семенной материал для более крупных и сложных молекул, как только начинает взаимодействовать с ударами атомов водорода».

Голландские астрономы создали молекулу глицерина при -250 °C из моноксида углерода и водорода. На фотографии изображен крупный план ледяной вакуумной камеры с художественным изображением глицерина и области звездообразования в созвездии знаменосца IRAS 16293-2422 Фото: Гарольд Линнартц

В 2009 году голландские исследователи, используя свои установки криогенной водородной бомбардировки, показали, что монооксид углерода при гидрировании реагирует с образованием формальдегида (четыре атома) и метанола (шесть атомов). К 2015 году стало возможным сделать гликольальдегид - сахар (восемь атомов), который важен для кодирования наших генов. И теперь можно получать глицерин (14 атомов).

Вопрос в том, присутствует ли глицерин в межзвездных облаках. Молекулы формальдегида, метанола и гликольальдегида уже были обнаружены телескопами в межзвездных облаках IRAS 16293-2422. Приблизительно 460 световых лет отделяют от нас созвездие Змееносца, где находится этот регион. Молодые звезды, появившиеся здесь, напоминают наше Солнце, каким оно было 4,5 млрд лет назад. Цель астрономов на следующий год - использовать радиотелескоп ALMA для поиска молекулярных маркеров глицерина именно там, где были идентифицированы его предшественники.

«Чем сложнее химия на ранней эволюционной стадии звезды, тем выше вероятность, что строительные блоки жизни уже были доступны до образования планет».
Эвин ван Дишок (Ewine van Dishoeck), Лейденский университет

Глицерин, C3H8O3, является важным компонентом живых клеточных мембран и является молекулярной основой многих химических и биологических соединений. Глицерин также входит в капли от кашля, суппозитории, зубную пасту, шампунь, мыло, конфеты и маргарин. На Земле его легко производить, но в космосе условия совершенно другие. Вот почему для имитации процессов необходимы лабораторные эксперименты.

Источник: phys.org

Новое в исследовании звездообразующих галактик

Чем больше звезд содержит типичная спиральная галактика, тем быстрее она создает новые. Астрономы называют эту довольно тесную корреляцию «главной последовательностью галактики», которая может возникать просто ввиду того, что галактики с большим количеством звезд имеют больше всего материи для изготовления новых звезд. С другой стороны, механизмы, которые рождают новые звезды, могут быть в некоторых галактиках более эффективными, или там может существовать некоторая комбинация этой и других возможностей.

Звездообразование в спиральных галактиках генерирует обильный ультрафиолет, который поглощается пылью и повторно испускается в инфракрасном диапазоне, а космические миссии позволили ученым более точно измерить инфракрасное излучение теплой пыли в галактиках. Когда астрономы исследуют сильно удаленные галактики ранней Вселенной и вынуждены полагаться на измеренные потоки, а не интерпретировать их визуальное строение, соотношения главной последовательности стали важным инструментом для отслеживания, когда и как Вселенная создала свои звезды.

Оптическое изображение галактики NGC2718. Астрономы, изучающие активность звездообразования этой и других спиральных галактиках, подтвердили и уточнили тесную взаимосвязь между этими галактиками и их субрегионами, между количеством присутствующих звезд и скоростью создания новых звезд Фото: Sloan Digital Sky Survey

Астрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Александрос Марагкоудакис (Alexandros Maragkoudakis), Андреас Зезас (Andreas Zezas), Мэтью Эшби (Matthew Ashby), и Стив Виллнер (Steve Willner) недавно исследовали галактику главной последовательности с 246 звездообразующими галактиками.

Систематически изучая взаимосвязи и звезды главной последовательности, они измерили десятки тысяч звездных масс и скоростей образования звезд, исследовали отдельные области в пределах этих галактик, включая яркие узлы и околоядерные регионы. Их целью было определить, что те также соответствуют соотношениям главной последовательности. И если да, являются ли эти корреляции одинаковыми или слегка отличаются. Предыдущие авторы, например, обнаружили несколько явные отличий связей между галактиками, если они сгруппированы по подтипу, космологическому возрасту или другим признакам.

Астрономы обнаружили, что даже в широком диапазоне звездных масс, по крайней мере, для локальных галактик, существует тесная взаимосвязь между звездной массой и скоростью звездообразования галактик. Они также считают, что такая тесная корреляция присутствует в небольших субрегионах галактик, в частности, областях вокруг ядер сверхмассивных черных дыр.

Источник: phys.org