Космос: Наука и техника: Lenta.ru

Астрономы из Аризонского университета и Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) выяснили, что в течение последнего миллиарда лет на Церере активно извергались криовулканы. К такому выводу они пришли, обнаружив на карликовой планете следы древних ледяных гор, которые не были замечены до настоящего момента. Статья ученых опубликована в журнале Nature Astronomy.

В условиях экстремально низких температур окружающей среды криовулканы извергают не расплавленные породы, а воду и другие химические соединения (аммиак и метан) в жидком и газообразном состоянии. Криовулканы встречаются, главным образом, на других планетах и их спутниках, однако на Земле также происходят подобные процессы. Так, в 2014 году на полуострове Ямал (Россия) в результате выброса под давлением талых грунтов и промерзлых пород возникла воронка диаметром 20 метров. На Церере крупнейшим криовулканическим образованием является ледяная гора Ахуна высотой 4-4,5 километра, которая возникла не ранее 240 миллионов лет назад.

По мнению ученых, подобные процессы на Церере должны были происходить и раньше, однако никаких других ледяных вулканов на малой планете не наблюдается. Одно из возможных объяснений заключается в том, что подобные геологические образования со временем «расплываются», вследствие чего ни один более древний аналог Ахуны до настоящего времени не сохранился. Результаты численного моделирования продемонстрировали правдоподобность гипотезы вязкой релаксации (viscous relaxation hypothesis), которая, однако, не была подтверждена непосредственными наблюдениями.

Астрономы проанализировали изображения, полученные с помощью автоматической межпланетной станции Dawn, изучающей Цереру и астероид Веста. Они искали следы древних геологических структур, которые могли появиться в результате криовулканических процессов. Было идентифицировано и тщательно изучено 22 «купола», диаметр которых достигал 16-86 километров. Для тестирования гипотезы вязкой релаксации исследователи использовали метод конечных элементов. Он заключается в решении сложной системы дифференциальных уравнений, описывающей деформацию материалов или течение жидкостей, при разбиении задачи на более простые компоненты. Численное моделирование позволило установить, какую форму приобретут криовулканы, подобные Ахуне.

Результаты исследования показали соответствие между предсказанной и наблюдаемыми картинами, что подтвердило концепцию вязкой релаксации. На основе этого ученым удалось установить приблизительный возраст остатков криовулканов на Церере. Возраст самого древнего образования такого рода достигает 510 миллионов лет, а сами криовулканы формировались каждые 50 миллионов лет в течение последнего миллиарда лет. В то же время, подчеркивают ученые, криовулканизм на Церере играет не столь важную роль, как обычные вулканы на Земле.

Больше важных новостей в Telegram-канале «Лента дня». Подписывайтесь!

Экстремальная крестьянская забава покорила русских цариц, а следом и всю планету — Российская газета

«Каждый народ имеет свои отечественные любимые забавы, показывающие некоторым образом его нрав и душевные наклонности. .. для русских главнейшее удовольствие составляют ледяные горы. Горы сии строятся в холодное время не только во всяком городе, но и во всяком почти селении», — писал в конце 1820-х годов дипломат, редактор журнала «Отечественные записки» Павел Свиньин¹.

Традиционная сельская забава захватила русские города — от столиц до медвежьих углов — в середине XVIII века. На центральных улицах и площадях возводились рукотворные катальные горки, и «под горами» закипала всесословная праздничная жизнь — балаганы, фейерверки, угощения. Скатился с горы — и сразу «разгулялся», окунулся в атмосферу зимнего торжества.

Е. Корнеев. Ледяные горы на Иртыше при Тобольске. 1812 год.

Календарь

Горы, как правило, сооружали уже в начале декабря — к Николину дню². Они были открыты по воскресеньям, а на святочной и масленой неделях — ежедневно. Апофеоз зимних катаний приходился на Широкую масленицу и ее «проводы», в эти дни весь город съезжался на гулянья — «на горах покататься, в блинах поваляться». В Прощеное воскресенье, в 9 часов вечера горы закрывали до Пасхи. На Святой неделе катания возобновлялись, но уже по-летнему — в маленьких колясочках-«лубках» и на ковриках.

Катание с ледяной горы — любимейшее развлечение императрицы Екатерины II.

Царское увлечение

Законодательницей мод выступила молодая столица. В Санкт-Петербурге весьма экстремально крестьянское развлечение буквально поглотило двор. Первой «царственной катальщицей», судя по сохранившимся источникам, стала Анна Иоанновна: зимой 1735 года в ее резиденции соорудили широкий ледяной скат (форс), который спускался с верхнего этажа Зимнего дворца во внутренний двор. Придворные дамы и кавалеры с огромной скоростью слетали на санках вниз, сталкивались и опрокидывались под общий хохот, чем ввергали в шок чопорных иностранных гостей³.

В это же время близ Первопрестольной забавлялась демократичным катанием с гор опальная дщерь Петра. Взойдя на престол, «веселая царица Елисавет» предалась любимому развлечению со всей страстью. В подмосковном Покровском и в новой резиденции в Царском Селе для нее выстроили грандиозные (397 и 270 метров соответственно) «катательные увеселительные горы». Для летнего катания по прихоти императрицы были сконструированы легкие коляски на миниатюрных колесах, ходившие по чугунным рельсам.

Но верхом «горочного» искусства стала полукилометровая катальная гора Екатерины II в Ораниенбауме с четырьмя скатами с врезанными в них колеями, подъемником и роскошным павильоном, в котором императрица давала парадные обеды⁴. Правда, этот аттракцион был исключительно летним — катались в 12-колесных колясочках: дамы сидя, кавалеры — стоя на запятках. В XIX веке фундаментальных гор в царских резиденциях уже не строили, но на потеху великосветской молодежи каждую зиму ставили разборные.

Неудивительно, что при таком внимании двора за катальными горами надолго закрепилась репутация модного развлечения.

Ф. Сычков «Катание с горы». 1902 год.

Народная потеха

Общественные городские горы хотя и были существенно скромнее царских, мало отличались от них по конструкции. На толстые бревенчатые опоры настилали площадку из бруса, с одной стороны к ней пристраивали длинный и весьма крутой скат, с другой — деревянную лестницу. Скат застилали толстыми кусками льда, заливали водой «швы» между льдинами и длинную ледяную дорожку под горой — «раскат», или «хвост». Площадку венчали беседкой с башенкой, борта форса украшали елками и флажками. По вечерам гору подсвечивали глиняными плошками с горящей смолой, керосиновыми, а с 1880-х — электрическими фонарями.

Горы, как правило, ставили попарно — скатами навстречу на расстоянии не менее 100 метров, чтобы, спустившись с одной горы, можно было тут же взобраться на вторую и прикатиться обратно. Чем больше город — тем больше в нем вырастало ледяных гор. К концу XIX века ледяные горы устраивали не только в местах массовых гуляний, но и на городских катках на льду рек, при спортивных и яхт-клубах.

В деревнях и небольших уездных городах общественные горки-«катушки» были скромными, не выше 5-6 метров. Их строила, украшала и обкатывала местная молодежь. На горах гуляли всем миром, «чистая публика» обязательно съезжалась посмотреть, как веселится простой люд. Писатель С.Т. Аксаков с сожалением вспоминал, что в детстве мать не разрешала ему участвовать в общественных катаниях: «…проезжая мимо, с завистию посматривал я на толпу деревенских мальчиков и девочек, которые, раскрасневшись от движения и холода, смело летели с высокой горы, прямо от гумна, на маленьких салазках, коньках и ледянках»⁵.

Купеческий доход

В крупных городах катальные горы принадлежали богатым купцам. Они нанимали плотницкие артели, возводившие величественные конструкции 13-18 метров в высоту, и «каталей» — ловких молодцов, которые перед открытием «объезжали» горы до зеркальной гладкости, а после надевали коньки и скатывали публику на салазках и в шестиместных санях-«дилижансах». Работа была веселая и оплачивалась щедро — в честь праздника гуляющие не скупились на чаевые. Но и ответственная — при неумелом «вождении» на такой головокружительной скорости был высок риск покалечить седока.

Катались и без помощников, соревнуясь в удальстве. «Бесстрашные люди кидаются головой вниз, лежа на санях на животе или в любой другой, случайной на первый взгляд, но безопасной в действительности позе. Здесь люди очень ловки в этом в высшей степени национальном развлечении. Оно им знакомо с детства», — писал французский журналист Т. Готье. Не обходилось без происшествий. Свидетелем одного из них в 1803 году стал немецкий скрипач Л. Шпор: «Четверо пьяных русских столкнулись санками, едва тронувшись с места, тут же наехали на изгородь и жестоко поплатились за своё легкомыслие: все сорвались вниз. Двое погибли на месте, а двух других увезли с переломами. Однако увеселениям всё это нисколько не помешало, и на горку опять взбирались толпами. Вчера сюда приезжали от Императорского двора и долго смотрели на эти смертоубийственные потехи»⁶.

Ледяные горы приносили горы золотые. Стандартная плата за спуск — копейка, на лучших горах Петербурга и Москвы за билет «с обеих концов по разу» брали пятак. А о числе желающих «разгуляться» красноречиво говорит тот факт, что на Широкую масленицу 1813 года корреспондент столичной «Северной почты» на одних только горах насчитал за день 7000 скатившихся⁷. При этом вплоть до 1867 года никаких сборов в пользу казны за возведение общественных гор не взималось. Один из столичных подрядчиков, владелец гастрономических магазинов Г.Г. Елисеев, признавался, что катальные горы раз в три года приносили ему новый доходный дом⁸.

В Москве «первый мастер устраивать народные гулянья… фейерверки и ледяные горы» был купец С.И. Шмелев, отец Ивана Шмелева. Писатель вспоминал отцовские «высоченные горы» на Пресне: «Над свежими тесовыми беседками на горах пестро играют флаги. Рухаются с рычанием высокие «дилижаны» с гор, мчатся по ледяным дорожкам, между валами снега с воткнутыми в них елками. Черно на горах народом… Миллион народу!.. За тыщу выручки».

В XX веке величественные ледяные горы покинули городские площади. Но более скромные «катушки» крепко обосновались в парках и жилых кварталах, по сей день оставаясь одним из самых любимых зимних развлечений.

Фестиваль «Ледовая Москва» на Поклонной горе.

ВЗГЛЯД ПИСАТЕЛЯ

«Падает сердце на раскате…»

«Сергей скатывает нас на «дилижане». Дух захватывает, и падает сердце на раскате. Мелькают елки, стеклянные разноцветные шары, повешенные на проволоках, белые ленты снега. Катальщик тормозит коньками, режет-скрежещет льдом… Катают меня на «наших», еще на каких-то «растопырях». Катальщики веселые, хотят показать себя. Скатываются на коньках с горы, руки за спину, падают головами вниз… Скатываются вприсядку, вприсядку задом. Кричат — ура!.. Купец в лисьей шубе покатился, безо всего, на скате мешком тряхнулся — и прямо головой в снег… Зажигают иллюминацию. Рычат гулкие горы пустотой. Катят с бенгальскими огнями, в искрах».

Иван Шмелев. «Лето Господне»

ЭКСПОРТ

«Что русскому хорошо — то немцу…»

В 1820-е годы Катальную гору возвел в своей резиденции прусский король Фридрих Вильгельм III, тесть Николая I. «Русская гора» простояла в Потсдаме больше 100 лет — до 1934 года! В это же время общественные «русские горки» появились в публичных парках Парижа, «произвели большой фурор»⁹ — и разлетелись по Старому и Новому Свету. Так, по манию русских цариц, из традиционной зимней забавы родился всемирно известный аттракцион.

В России катальные горы с рельсовыми путями и вагонетками на электрической тяге впервые были представлены на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде в 1896 году¹⁰. В 1912-м их установили в первом столичном парке аттракционов. Идея таких «Луна-парков» пришла из Америки, поэтому и горы назвали «американскими». Впрочем, среди русской публики механические горы такого ажиотажа, как ледяные, не вызвали. Инженерная мысль лишала катание главной прелести — риска, куража, возможности продемонстрировать ловкость в управлении санями и удаль молодецкую.

ВЗГЛЯД ПИСАТЕЛЯ

«Прямое направление волшебному лёту…»

«К десяти часам он должен ждать в Зоологическом саду Наташу Манухину. Они будут кататься с великолепных ледяных гор. Какое острое наслаждение нестись стремительно вниз на маленьких салазках по отвесной сверкающей дороге, подвернув левую ногу под себя, а правой, как рулем, давая прямое направление волшебному лёту. Правда, Наташа придет не одна, а в сопровождении скучной англичанки, похожей на птицу марабу. Но, к счастью, гувернантка не любит кататься с гор и, кажется, считает это одним из русских варварств».

А. И. Куприн. «Юнкера»

_{1. Свиньин П.П. Достопамятности Санкт-Петербурга и его окрестностей. СПб., 1997. С. 34-35.}

_{2. Празднуется 6(19) декабря.}

_{3. Дж. Вигор (Рондо). Письмо XXVII / Письма леди Рондо. СПб., 1836. С. 12.}

_{4. Успенский А.И. Катальная горка в Ораниенбауме // Художественные сокровища России. 1902. N 5. Т. II. С. 93.}

_{5. Аксаков С.Т. Воспоминания / Весь Аксаков. М., 2020. С. 174.}

_{6. Сапонов М. Русские дневники и мемуары Рихарда Вагнера, Людвига Шпора, Роберта Шумана. М., 2004. С. 97.}

_{7. Некрылова А.Ф. Катальные горы в Санкт-Петербурге. // Традиционная культура. 2006. N1. С. 108.}

_{8. Алексеев-Яковлев А.Я. Русские народные гуляния. М., 1948. С .149.}

_{9. Готье Т. Путешествие в Россию. М., 1988. С. 80.}

_{10. Алексеев-Яковлев А.Я. Указ. соч. С. 29.}

Планета — все статьи и новости

Планета (от др.-греч. πλάνης — «странник»), согласно определению, принятому Международным астрономическим союзом в 2006 году, — это тело, обращающееся вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы поддерживать гидростатическое равновесие (иметь шарообразную форму) и расчищать свою орбиту от других объектов.

Термин «планета» древний, поначалу он обозначал пять, а затем семь видимых невооруженным глазом звезд, которые, в отличие от других, имели способность передвигаться по небосклону. На протяжении своего существования это слово не раз меняло свою дефиницию, часто имея несколько параллельных значений. Использование этого термина никогда не было строгим, оно то включало, то исключало из себя множество различных объектов от Солнца и Луны до спутников и астероидов.

Определение 2006 года впервые за время существования термина более или менее строго отграничило планеты от других космических тел, хотя, скорее всего, оно не является окончательным. У многих астрономов третий пункт — способность очищать свою орбиту от других объектов — вызывает возражения. К тому же существуют экзопланеты, отличающиеся от наших планет только тем, что вращаются они не вокруг Солнца. Свойственное ученым стремление к унификации терминов заставляет с большой уверенностью предположить, что в будущем экзопланеты тоже смогут попасть под определение планеты.

Во Вселенной существует только восемь объектов, подпадающих под существующее определение планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые четыре, включая Землю, относятся к категории «планет земного типа». Они отличаются относительно небольшой массой и твердой поверхностью. Остальные четыре планеты относятся к категории газовых гигантов. Они имеют богатую водородно-гелиевую атмосферу, их структура включает в себя твердое ядро, слои металлического и молекулярного водорода. Уран и Нептун иногда относят к подкатегории ледяных гигантов из-за наличия у них больших пропорций горных пород и льдов. Ледяные гиганты отличает также небольшая относительно газовых гигантов масса (14-17 земных) и значительно меньшие запасы водорода и гелия в атмосферах. Возможно, дальнейшее изучение экзопланет позволит дополнить или более кардинальным образом изменить эту классификацию планет.

Изображение: qimono/Pixabay

Планетологи заподозрили экзопланеты земного типа в криовулканизме

Гейзеры на Энцеладе — ледяном спутнике Сатурна. Среди экзопланет земного типа, скорее всего, много суперэнцеладов

NASA/JPL

Многие экзопланеты земного типа могут напоминать строением ледяные спутники планет-гигантов Солнечной системы и быть при этом вулканически активными. К такому выводу пришли планетологи NASA, рассчитав уровни внутреннего тепла для 53 экзопланет. Статья опубликована в 

Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

Считается, что вулканическая активность способствует формированию атмосферы на экзопланетах земного типа, а вот отсутствие вулканизма или нерегулярные извержения мешают этому процессу. Поэтому на геологически активных планетах с большей вероятностью сформируется потенциально пригодная для обитания среда. С этой точки зрения интересен и криовулканизм на холодных планетах, поскольку он подтверждает наличие океанов под их ледяной поверхностью  — мы наблюдаем такие явления на некоторых спутниках планет-гигантов Солнечной системы — например, на спутнике Юпитера Европе. 

Ученые Калифорнийского университета чуть больше десяти лет назад построили модель уровней вулканизма в зависимости от массы и возраста планеты для землеподобных планет массой от 0,25 до 25 земных. Однако этот анализ не учитывал влияние на вулканическую активность приливных сил.

Планетолог NASA Линна Квик (Lynnae Quick) и ее коллеги из аризонского Института планетологии и Университета Айдахо рассчитали уровни внутреннего тепла для 53 экзопланет массой от 0,086 до 8 масс Земли и радиусом от 0,54 до 2 радиусов нашей планеты. Ученые исходили из того, что источниками тепла для таких планет являются как распад радиоактивных элементов в их недрах, так и приливное взаимодействие. Взяв за основу уровни внутреннего тепла планет Солнечной системы и их спутников, планетологи смогли спрогнозировать уровень вулканической активности на экзопланетах. Большинство экзопланет в выборке имело радиус около 1,7 радиуса Земли, что однозначно позволило их отнести к суперземлям.

Расчеты показали, что все исследованные экзопланеты, скорее всего, вулканически активны. При этом эффективная температура и плотность 14 планет — почти 26 процентов из выборки — говорит о том, что эти тела, вероятно, покрыты океанами. Девять из этих 14 планет вовсе должны напоминать по структуре некоторые ледяные спутники Юпитера и Сатурна — океаны на них скрыты поверхностным слоем льда, а значит, имеет место криовулканизм.

Квик и ее коллеги считают, что это может быть непрямым доказательством потенциальной обитаемости таких планет, а значит, спектральные исследования и изучение потенциала вулканической активности экзопланет земного типа должны быть в приоритете для исследований в ближайшие годы. 

Ранее мы писали о том, как спектрограф ESPRESSO подтвердил существование землеподобной экзопланеты Проксимы b у ближайшей к Солнцу звезды, а также о том, как у солнцеподобный звезды нашли экзопланету, по размеру и массе похожую на Землю.

Евгения Скареднева

Охота за Девятой. Как далеко продвинулись поиски девятой планеты Солнечной системы, продолжающиеся третий год

«В Солнечной системе восемь планет» — это утверждение через несколько лет может снова перестать быть верным. Астрономы получают все больше косвенных свидетельств в пользу существования девятой планеты далеко за пределами орбиты Нептуна.

Гипотезу о существовании в Солнечной системе еще одной планеты неоднократно предлагали со времен открытия Урана в 1781 году. В 1846 году был обнаружен Нептун, а в 1930 году подтвердилось наличие Плутона (в статусе планеты до 2006 года, теперь карликовая планета), и оба раза ученые выявляли небесное тело по его влиянию на орбиты уже известных планет. Все последующее время поиски разного рода аномалий в движении планет и астероидов велись достаточно активно, но к концу XX века интерес к «планете Икс» спал.

В 1990-х годах модель Солнечной системы дополнилась поясом Койпера вкупе с рассеянным диском за орбитой Нептуна. Планеты земной группы, пояс астероидов, газовые гиганты, пояс Койпера и, возможно, еще более обширное и разреженное облако Оорта — в этой модели, как многие стали считать, не было места еще каким-то планетам.

Близкая и невидимая

В 2016 году американские астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун выдвинули гипотезу о том, что за поясом Койпера есть еще одна, девятая планета. Их предположение было основано на анализе нескольких особенно удаленных орбит объектов в поясе Койпера, таких как Седна, например, которые отчего-то двигаются по небосводу в одной плоскости и в одну сторону. Спустя долгие месяцы моделирования и сверки данных с фактическими, астрономы пришли к удивительному даже для себя выводу: очень далеко за Нептуном есть еще одно небесное тело с массой примерно в десять земных и не приближающееся к Солнцу ближе, чем на 280 астрономических единиц. И именно оно вытягивает и поправляет орбиты этих «странных» тел пояса Койпера.

Схема, показывающая орбиту девятой планеты (оранжевая) и орбиты некоторых из известных транснептуновых объектов (розовые). Иллюстрация: MagentaGreen / Wikimedia

В своей статье Батыгин и Браун отметили, что найти девятую планету окажется не самой простой задачей. Из-за большого расстояния до этого гипотетического объекта он должен быть настолько тусклым, что разглядеть его в телескоп можно лишь при диаметре зеркала в несколько метров — это соответствует уровню приличной обсерватории, которая, как правило, загружена другими задачами. Поиск планеты-гиганта на задворках Солнечной системы оказывается технически сложнее обнаружения экзопланет за много десятков световых лет от Земли, однако кроме прямых наблюдений ученые располагают и косвенными методами.

Один из них — это поиск новых транснептуновых объектов и сопоставление их орбит с предсказаниями модели Батыгина — Брауна. Астрономы утверждают, что гравитационное влияние девятой планеты не только отправляет некоторые тела пояса Койпера в дальнее плавание вокруг Солнца, но и приводит к необычно большим наклонениям орбит ряда других объектов. Иногда настолько, что те начинают вращаться перпендикулярно эклиптике остальных планет нашей системы.

Так, объект 2015 BP₅₁₉, он же «Кешью», описанный в недавно опубликованной статье международной группы астрономов, как раз укладывается в рамки модели Батыгина — Брауна. У него очень высокое наклонение орбит, что, однако пока не позволяет уверенно говорить о том, что девятая планета и вправду существует. Авторы этого открытия осторожно пишут про «добавление косвенного свидетельства в пользу новой планеты», а Батыгин с Брауном незадолго до этого представили ряд уточнений к ранее высказанной гипотезе: новое моделирование различных сценариев эволюции пояса Койпера показало, что влияние девятой планеты приводит к появлению множества транснептуновых объектов с очень вытянутыми орбитами — и это неплохо согласуется с наблюдениями. Еще одна диаграмма орбит девятой планеты (зеленая окружность, подписанная P9) и множества экстремально вытянутых орбит транснептуновых объектов. Самая вытянутая синяя окружность — орбита Кешью. Каждый квадрат на фоне — 100 астрономических единиц. Изображение: Tomruen / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0

По словам Константина Батыгина, «новый обнаруженный объект, 2015 BP₅₁₉, находится точно там, где его предсказывает теоретическая модель девятой планеты». В комментарии «Чердаку» он отметил, что «это фантастическое подтверждение той картины, которую мы ожидали увидеть на основе численного моделирования», однако говорить об окончательном открытии новой планеты пока все-таки рано. Список доказательств ее существования растет буквально на глазах, но точку в этом вопросе поставит только пара фотоснимков с отмеченным на них движущимся объектом. Батыгин и Браун уже получили наблюдательное время на крупном наземном телескопе «Субару», который, по словам Батыгина, является одним из лучших инструментов для поиска девятой планеты. Кроме того, предпринимаются попытки использовать снимки космического телескопа WISE, а с 2017 года работает проект Backyard Worlds: Planet 9, где попробовать найти это небесное тело на снимках могут все желающие, так что, возможно, ждать осталось недолго.

И что с того?

Относительное отсутствие постоянных столкновений Земли с астероидами на протяжении последних миллиардов лет можно поставить в заслугу газовым гигантам. Они, выходя на свои нынешние орбиты, «почистили» наш сектор планетной системы от разнообразного мелкого (по астрономическим критериям) мусора. Но если Юпитер или даже Нептун действительно повлияли на Землю хотя бы за счет избавления ее от регулярных планетарных катастроф, то как быть с телом, удаленным на расстояние в десять раз больше?

Российский астроном Владимир Сурдин в комментарии «Чердаку» отметил, что открытие каждой новой планеты влияет на наше представление о судьбе Солнечной системы, которое по сей день остается смутным. «По сути, исследования только начинаются», — сказал ученый и добавил, что «на периферии Солнечной системы, во тьме, может скрываться бог весть что». Те тела, которые сотнями пополняют каталоги астрономов, обнаруживаются на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца, а вот за поясом Койпера даже планета-гигант имеет все шансы прятаться от наблюдателей очень долго и выдавать себя лишь косвенными гравитационными эффектами.

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Внешне девятая планета, если она существует, должна быть подобна двум самым далеким от Солнца газовым гигантам. «Планета с массой „суперземли“ будет похожа на Уран и Нептун, но еще холоднее», — говорит Сурдин. Эти два небесных тела иногда называют «ледяными гигантами» из-за предполагаемого наличия у них скально-ледяного ядра без ожидаемого у Юпитера с Сатурном слоя металлического водорода. Впрочем, Уран и Нептун за всю историю человечества посетил всего один космический аппарат, «Вояджер-2», так что наблюдательных данных у ученых меньше, чем хотелось бы.

Девятая планета даже в перигелии окажется практически недосягаемой для исследовательских зондов с ракетными двигателями. «Вояджеры» удалились от Солнца на 117 и 140 а.е. — при том, что были запущены в 1977 году. Полет даже к точке в 200 а.е. от нашего светила займет не менее полувека, и сокращение этого срока до каких-то разумных пределов явно потребует принципиально новых технологий вроде солнечного паруса. Даже сочетание ядерного реактора с ионными двигателями в конфигурации, примерно напоминающей российский проект ядерной установки мегаваттного класса, не позволит добраться до цели быстрее, чем за десяток лет. А при нахождении планеты в афелии это время возрастает в разы.

Уран и Нептун, снимки NASA. Как можно видеть, ледяные гиганты довольно сильно отличаются внешне: так, небольшая примесь метана (около 1%) делает Нептун гораздо более синим

Непосредственное обнаружение девятой планеты подтвердит правоту Батыгина и Брауна, позволит уточнить историю Солнечной системы, но само это небесное тело, даже с введением в строй телескопов нового поколения, останется едва ли больше чем точкой на фотографиях. Девятая планета «на заднем дворе» Солнечной системы парадоксальным образом сложнее в изучении, чем какие-нибудь горячие юпитеры вблизи других звезд, однако она позволит лучше понять поведение тех объектов, которые уже давно известны.

От бумаги к компьютерам

Нептун был первой планетой, открытой «на кончике пера» — на основе вычислений и анализа движения Урана, который двигался с переменной скоростью из-за притяжения извне. Однако чем больше расстояние между небесными телами и чем больше количество этих тел, тем сложнее рассчитывать их траекторию. Физикам и математикам известно, что задача обращения двух тел вокруг общего центра масс решается сравнительно легко и имеет ответ в виде уравнения с точным описанием орбиты, а вот комбинацию из трех тел просчитать гораздо сложнее. В частности, система трех и более тел не имеет аналитического решения, то есть нельзя получить формулу, описывающую их движение на протяжении сколь угодно долгого времени.

Эволюция Солнечной системы согласно модели Ниццы. Голубым показана орбита Урана, синим — Сатурна, а оранжевый и зеленый соответствуют Сатурну с Юпитером. Согласно этой модели Уран и Нептун поменялись местами и попутно все планеты-гиганты «расчистили» планетную систему от мелких объектов. У модели есть ряд модификаций — например, предполагающих наличие еще одного газового гиганта, который оказался вовсе выброшен в межзвездное пространство. Рисунок: AstroMark / Wikimedia

Моделирование Солнечной системы проводится только приближенными методами. При достаточно больших затратах вычислительных ресурсов можно просчитать движение элементов системы со сколь угодно необходимой точностью, однако иногда ничтожно малые отклонения от начальных условий приводят к совершенно иному поведению модели спустя некоторое время. Этот эффект известен широкой публике как «эффект бабочки». Движение планет и астероидов, равно как поведение воздушных масс, подвержено этому эффекту, поэтому реконструкция истории Солнечной системы ничуть не уступает в сложности прогнозу погоды на длительный срок. А попытки вычислить гипотетическую планету сопоставимы с задачей предсказания всех последствий урагана — тут приходится сталкиваться и с нехваткой точной информации, и с недостатком вычислительных мощностей.

До появления современных компьютеров вычисление движения многих тысяч тел одновременно оставалось практически неразрешимой задачей. Появление модели Ниццы, в которой описывается поведение газовых гигантов после их формирования из газопылевого диска, стало возможным благодаря компьютерам. Аргументы в пользу девятой планеты также основаны на вычислениях, которые невозможно реализовать при помощи бумаги и ручки. Открытие девятой планеты, если оно состоится, будет не просто повторением истории Нептуна или Плутона, а новой историей, которая была бы невозможна сто лет тому назад.

 Алексей Тимошенко

Газовые и Ледяные гиганты. | Обо всем понемножку.

В этой статье речь пойдет о второй четверке. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — газовые гиганты, название говорящее само за себя. Планеты не имеют твердой поверхности (по крайней мере в досягаемости любых аппаратов и анализаторов) и они огромны. Непросто огромны, они очень огромны.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун сравнительные размеры.

Юпитер.

Пятая по счету планета, следующая за Марсом и Поясом Астероидов. Самая крупная планета нашей солнечной системы. Юпитер почти в 2,5 раза превышает суммарную массу всех остальных планет. Будь у нас весы достаточного размера и положив на одну чашу весов Юпитер, а на другую все остальные планеты (дважды), весы склонились бы в сторону Юпитера. Благодаря своей огромной массе эта планета единственная не вращается вокруг солнца, да-да, вращение происходит вокруг центра масс Солнца и Юпитера (правда 93% забирает под себя солнце)
Почти звезда. Юпитер по сути готов стать звездой, ему не хватает лишь массы. Добавить правда придется много, но приплюсовав недостающую массу планета начнет сжиматься, пока ядро планеты не достигнет нужной температуры и давления для запуска ядерного синтеза- превращения водорода в гелий, чем собственно наша звезда и занимается.
Кольца и спутники. Все газовые гиганты имеют кольца, не только Сатурн, просто у остальных планет они довольно слабы.

Фотография колец Юпитера, сделанная «Галилео» в прямом рассеянном свете

Юпитер имеет как минимум 79 спутников. Самые большие это Европа, Галилео, Каллисто и Ио по размерам сопоставимы с нашей Луной и даже больше. Ганимед и Каллисто особо непримечательны. Европа — замерзший океан воды, под поверхностью которого может находится примитивная жизнь, очень многообещающий спутник.

Европа — Фото АМС «Галилео»

Ио- еще один интересный спутник, проявляющий небывалую геологическую активность для своей отдаленности от Солнца. Считалось, все что дальше Марса- замерзшее и безжизненное, однако Ио показывает обратное а причина — масса Юпитера. За счет этой массы и эллиптической орбиты Ио, спутник сжимается и разжимается подобно воздушному шарику, который мякают детки играя с ним, благодаря чему на Ио создается внутреннее тепло поддерживающее постоянно меняющиеся ландшафт. Спутник имеет более 400 активных вулканов.

ИО — Снимок АМС «Галилео»,

Большое красное пятно.
Одна из достопримечательностей Юпитера.

Анимация вращения Юпитера, созданная по фотографиям с «Вояджера-1», 1979 г.Сравнительные размеры Юпитера и Земли

Большое красное пятно — мощнейший ураган солнечной системы, по размерам превышающий Землю и имеющий размер 15000 х 30000 км (диаметр Земли ~12,7 тыс. км) Скорость вращения Большого красного пятна составляет 360 км/ч. Его средняя температура −163 °C. Ураган впервые увидели еще 1664 году, с тех пор он не прекращался. Про Юпитер можно говорить бесконечно, но нужно отправляться и к другим планетам. Отмечу еще модель внутренней структуры Юпитера: под облаками — слой смеси водорода и гелия толщиной около 21 тыс. км с плавным переходом от газообразной к жидкой фазе, затем — слой жидкого и металлического водорода глубиной 30—50 тыс. км. Внутри может находиться твёрдое ядро диаметром около 20 тыс. км Атмосфера Юпитера богата углеродом. А углеродом под большим давлением это Алмаз, а большое давление и Юпитер это почти синонимы. Так, что где-то там, внутри этой планеты идут дожди из жидких алмазов, падая в алмазный океан… Искупались бы?

Сатурн.Затмение Солнца Сатурном 15 сентября 2006. Фото межпланетной станции Кассини с расстояния 2,2 млн км. На фотографии слева, над самым ярким кольцом видна маленькая голубая точка — Земля.

Шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе и конечно же самая красивая.

Кольца — очень долго люди строили различные предположения касательно колец- что же это такое. Длилось все это до 1979 года, когда мимо планеты не пролетел «Пионер-11», американская АМС- автоматическая межпланетная станция. Как оказалось, кольца это скопления льда пыли и небольших «камушков». В то время как ширина колец порядка 250000 км, толщина всего около 1 км. Если всю эту пыль и лед собрать в один ком, то получиться объект диаметром не более 100 км. Вероятнее всего кольца и есть один из спутников разорванный на части своей планетой.
Размеры самой планеты так же внушительны как и размеры Юпитера.

Сравнение Сатурна и Земли

Однако при своих размерах Сатурн имеет очень маленькую плотность. Теоретически помести мы планету в океан подходящего размера, Сатурн плавал бы на поверхности.

Ураган.
Одна из примечательных особенностей планеты — шестиугольное образование на северном полюсе. Облака на северном полюсе Сатурна образуют гигантский шестиугольник правильной формы.

фото НАСА https://www.nasa.gov/feature/jpl/cassini-looks-on-as-solstice-arrives-at-saturnфото шторма https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/pia21053/saturnian-hexagon-collage

В поперечнике данный шторм растянулся на 25000 км. По всей видимости, шестиугольник является вихрем. Прямые «стены» вихря уходят вглубь атмосферы на расстояние до 100 километров.

Спутники.
Планета имеет около 62 спутников. Один из самых примечательных это Титан. При первом изучении сквозь толщу облаков, были обнаружены моря реки и озера. Что несомненно подтолкнуло ученых отправить туда спускаемый аппарат.

радиолокационная фотография Титана.

Согласитесь напоминает земные водные ландшафты. Но, не все так оптимистично. В такой удаленности от Звезды просто не может быть воды в жидком состоянии на поверхности планеты. Хотя на спутнике идут дожди и текут реки. Правда это не вода. Это Метан. Газ на нашей планете при температуре Титана превращается в жидкость −179,5 °C. Вода же замерзла до такой степени, что стала тверже камня. И вот в 2004 году аппарат Кассини-Гюйгенс совершил посадку на Титан.

Уран и Нептун.

Эти две планеты выделили в отдельный класс — Ледяные гиганты. В то время как Юпитер и Сатурн по большинству своей массы — это водород и Гелий, то в последних двух планетах содержится большое количество льда.

Уран — его кольца и спутники

Уран уникальная планета, ее положение относительно других планет «немного» отличается. Планета лежит как бы на боку под углом чуть более 90 градусов, слегка наклонив один из полюсов вниз. Т.е. если представить все остальные планеты волчками, крутящимися вокруг солнца, то Уран — это скорее шар или бочка катящаяся на боку. Такое положение планета, вероятнее всего получила в результате мощного удара от другой планеты, которая повернула ее на бок примерно градусов на 30-40, остальные 40-50 градусов пришлись на второй удар от другой планеты, часть от которых видимо были поглощены и самой планетой, другая часть ушла на постройку колец, третья в 27 спутников планеты (названия для них выбраны по именам персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа), ну и четвертая часть была просто потеряна.

Сравнительные размеры Урана и шести его самых больших спутников. Слева направо: Пак, Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.Сопоставление размеров Земли и Урана

Нептун.

Восьмая и самая дальняя планета. Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч.

Сопоставление размеров Земли и Нептуна

Год на планете длится 60 190,03 дня или 165 лет. Нептун так же можно назвать Алмазной планетой. На глубине 7000 км условия таковы, что метан (один из компонентов атмосферы) разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости». Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли.
Погода на Нептуне характеризуется чрезвычайно динамической системой штормов, с ветрами, достигающими почти сверхзвуковых скоростей (около 600 м/с )

Шторм на Нептуне.

Планета так же окольцована как и три предыдущие.

Кольца Нептуна, снятые «Вояджером-2»

Уран и Нептун вероятнее всего были сформированы ближе к солнцу, после чего были смещены на свои текущие орбиты Юпитером. Далее за Гигантами идет Пояс Койпера со множеством метеоритов и карликовых планет типа Плутона.

Думаете все? планеты кончились? Не совсем.

Девятая планета.

Гипотетическая массивная транснептуновая (т.е. Ледяной Гигант) планета Солнечной системы за пределами орбиты Плутона. Подобно предыдущим гипотезам о планете X, гипотеза Батыгина и Брауна позволяет объяснить результаты математического моделирования особенностей движения некоторых наиболее удалённых объектов в поясе Койпера. Обнаружить планету непосредственно пока не удалось, однако после публикации найдены дополнительные доказательства её существования и уточнения характеристик.

Оранжевым показана предположительная орбита 9 планеты.

Есть доказательства ее существования, но пока что нет визуального подтверждения. Планет должна быть достаточно массивна, либо быть Ледяным Гигантом, либо Суперземлей (класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов).

Предположительное положение планеты:

Предположительная орбита девятой планеты в сравнении с орбитами других планет Солнечной системы и обособленных транснептуновых объектов

Предположительные размеры планеты, согласно расчетам и моделированию

В настоящее время существование планеты является лишь гипотезой. Подтвердить её может визуальное обнаружение. В отличие от открытия Нептуна, которое сделали на основе отклонения Урана от движения по законам Кеплера, существование Девятой планеты проявляется в статистических аномалиях орбит малых планет, сложившихся за миллиарды лет. Этот метод позволяет вычислить предположительные параметры орбиты планеты, но не позволяет определить даже приблизительно, в каком месте орбиты планета в данный момент и находится далеко от Земли, это делает её очень сложной для поисков.

Планета есть и это уже доказано многими расчетами и ее гравитационным влиянием. Осталось ее только увидеть.

Хорошего настроения.

Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева или справа кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка — плюсик в вашу карму.

Самые-самые планеты в галактике — горячие, тяжелые и ледяные

Загадочные огоньки, радующие наш глаз своим появлением на небосводе, непременно заставляли задуматься о том, что же там, на краю Вселенной? Мы вспоминаем о количестве известных нам галактик, о планетах и звездах, которые в них входят. Неужели где-то еще есть жизнь? А сколько всего планет существует? Множество вопросов на тему космоса волнует человека, который поднял глаза к звездам.

В 1988 году впервые была открыта экзопланета или так называемая внесолнечная планета, существование которой подтвердили спустя четыре года. С запуском космического телескопа «Кеплер» были выявлены тысячи таких экзопланет. Некоторые из них были настолько необыкновенные, что ни один человек даже не представлял себе ничего подобного.

KELT-9 b

Самая горячая экзопланета, которая находится в созвездии Лебедь и удалена от нас на расстояние около 620 световых лет. Жар, исходящий от этой планеты, эквивалентен 4300 градусам Цельсия. Для сравнения, температура плавления золота составляет 1064°С, а самый тугоплавкий из металлов — вольфрам — плавится при 3422°С. Это не планета, а прямо инферно.

OGLE-2005-BLG-390L B

Эта планета с интересным названием считается самой холодной экзопланетой. Температура этого ледяного бесплодного мира составляет -223°С. Интересно, что самым холодным местом в Солнечной системе считался Нептун, температура верхнего слоя планеты достигала -218°С.

DENIS-P J082303.1-491201 b

Эта планета своей массой превышает массу Юпитера в 28,5 раза, а также ее вес в 9063 раза больше массы Земли. Ученые спорят о том, может ли данный объект называться планетой или все-таки стоит переименовать ее в бурого карлика?

Охота на внесолнечные планеты длится чуть больше 25 лет, но за это время наша галактика открыла для нас много новых естественных объектов. Стоит ли надеяться на то, что астрономы смогут найти новые звезды, а возможно, и миры, которые непременно будут изучены? Ведь развитие современных технологий не стоит на месте.

Посмотрите также видеоролик-фантазию на тему того, как выглядело бы небо, если бы на нем появлялись планеты Солнечной системы вместо Луны.

Царство ледяных гигантов

Terra Incognita

Существует длинный список того, чего мы не знаем об этих местных ледяных гигантах и ​​о том, что они могут рассказать нам о нашей солнечной системе. Среди важных вопросов мы стремимся понять, как образовались планеты и почему они имеют свои текущие орбиты. Например, некоторые специалисты по динамике подозревают, что Уран и Нептун сформировались намного ближе к Солнцу, а затем мигрировали наружу из-за бесчисленных гравитационных взаимодействий с небольшими телами в изначальной солнечной туманности.

Точно так же мы стремимся понять конфигурации внесолнечных планетных систем, многие из которых сильно отличаются от нашей, с планетами, плотно расположенными рядом со своими звездами.

Хаббл и наземные телескопы могут помочь нам наблюдать за изменяющимися облаками на Уране и Нептуне, но чтобы выяснить, какие модели формирования солнечной системы наиболее близки к истине, нам нужно дополнить разведку «Вояджера-2» посещениями современных космический корабль.

Например, туманность, из которой образовались Солнце и планеты, имела градиенты состава, которые менялись по мере уноса или сдувания материала, так что уникальный состав каждой планеты точно указывает, когда и где она образовалась.Хотя некоторые составляющие могут быть обнаружены дистанционно, только атмосферный зонд может измерять благородные газы (гелий, неон, аргон, ксенон и криптон) в атмосфере каждой планеты, поскольку они не вступают в химическую реакцию и не изменяются с течением времени.

Добавление спутниковой системы, которая сформировалась на месте (Уран), и той, которая была захвачена (Нептун), еще больше ограничивает гравитационные взаимодействия, которые произошли на раннем этапе между внешними планетами. Находящиеся на орбите космические аппараты могут исследовать больше областей этих спутников, фиксируя важные детали геологических особенностей, а также состав поверхности.

Поскольку мы стремимся понять сотни внесолнечных планет такого же размера, нам необходимо детальное понимание атмосферных процессов на наших собственных планетах. Уран и Нептун представляют собой особенно важные случаи для понимания динамики атмосферы в холодных условиях и в диапазоне сезонных экстремальных явлений. Меняются ли тепловые балансы Урана и Нептуна со временем? Действительно ли выбросы из их интерьеров более похожи, чем показывает «Вояджер-2»? Чтобы получить ответы, нам нужны дополнительные измерения отраженной (освещенное полушарие) и испускаемой (неосвещенное полушарие) мощности для каждой из этих планет.

Еще лучше были бы подробные измерения внутренней структуры, чтобы понять атмосферное расслоение и то, как это влияет на конвекцию тепла вверх из глубины. Это может быть достигнуто с помощью орбитальных аппаратов для картирования гравитационных полей вблизи каждой планеты, а также путем зондирования глубоко под верхними слоями облаков с помощью радара, микроволнового зондирования и, возможно, даже доплеровской сейсмологии. Атмосферные зонды могут измерять, как температура, давление и ветер в этих атмосферах меняются с высотой. Это очень важно для понимания того, как облака, которые мы наблюдаем с Земли, соответствуют моделям глобальной циркуляции.

Мы также стремимся понять, как появились океанические миры — большие луны с обширными подземными резервуарами воды и насколько часто они могут быть в нашей солнечной системе или где-либо еще. Открытия подземных океанов на Европе, Ганимеде и Энцеладе предоставляют новые потенциальные среды обитания для жизни. Скрывает ли Тритон океан под своей мерзлой коркой? Космический корабль, проходящий рядом с другими большими лунами, может отображать особенности поверхности, отклонения магнитного поля и, возможно, даже активные гейзеры и шлейфы, любой из которых может указывать на большие жидкие резервуары, скрытые под поверхностью.

Новые миссии к Урану и Нептуну могут дать своевременные ответы на многие наши насущные научные вопросы. Идеальный сценарий предполагает отправку орбитальных аппаратов к обеим планетам, которые могли бы отправить инструментальные зонды, чтобы погрузиться в их атмосферы и получить важные измерения. Если бы такие миссии все еще были активны в 2050 году (на Уране) и в 2046 году (на Нептуне), они бы увидели равноденствия на обеих планетах со смещением времен года и освещением обоих полюсов как планет, так и их спутников.

Другие тела могут стать дополнительными целями потенциальных миссий ледяных гигантов. Например, орбитальный аппарат «Нептун» с зондом (-ами) мог бы максимизировать свою научную отдачу, пролетая мимо астероида Кентавр по пути и затем исследуя Тритон (захваченный объект пояса Койпера) после его прибытия. Космический корабль, направляющийся наружу для облета пояса Койпера, может сначала пройти мимо Урана и по пути доставить атмосферный зонд.

На данный момент такие миссии представляют собой не более чем инженерные концепции, но это не умаляет их научного потенциала.Давайте исследуем ледяных гигантов в нашей солнечной системе и посмотрим, какие секреты они хранят!

Что означает «Лед»?

В самом строгом определении лед — это твердая форма воды. Однако планетные астрономы часто используют термин «лед» для обозначения твердой формы любой конденсируемой молекулы. Они, как правило, обладают высокой отражающей способностью, образуют облака и (в отличие от минералов) могут легко переключаться между жидким, твердым и газообразным состояниями при относительно низких температурах. Замороженная вода и углекислый газ («сухой лед») — самые известные льды на Земле, но метан, аммиак, сероводород и фосфин (PH ₃ ) могут замерзать в атмосферах Урана и Нептуна.(Фактически, из-за чрезвычайно низких температур, большинство наблюдаемых нами облаков, вероятно, представляют собой конденсацию метана или сероводородного льда.)

Icy Worlds | Изучение планет

Шесть основных ледяных спутников Сатурна были известны в течение многих лет благодаря астрономическим наблюдениям, хотя встречи с «Вояджером» и «Кассини» значительно расширили наши знания об этих телах. Все они состоят из водяного льда с различным количеством силикатной породы, и все они имеют почти круговые орбиты около экваториальной плоскости Сатурна.

Mimas

Самая маленькая из ледяных лун, Мимас, испещрена кратерами. Гигантский кратер Гершеля диаметром 130 километров (80 миль) доминирует на этом изображении, полученном с космического корабля «Вояджер-1». Немного более сильный удар мог разбить Луну на несколько фрагментов.

Ложные цветные изображения спутника Сатурна, Мимаса, показывают вариации в составе или текстуре на его поверхности.

На этом изображении Кассини Мимас кажется сплющенным справа, если смотреть на кратер Гершель сбоку.

---

Энцелад

В отличие от Мимаса, поверхность Энцелада имеет долгую и сложную историю. Существуют сильно испещренные кратерами древние области, но они разделены изогнутыми канавками и более молодыми, не покрытыми кратерами поверхностями. Из-за состава льда Луны сомнительно, что внутреннее радиоактивное нагревание расплавило кору.

Вместо этого гравитационные напряжения от луны Дионы могут нагреть внутреннее пространство.

Пресс-релиз НАСА № P23955.

Перья Энцелада

Примерно параллельные разломы, неофициально называемые полосами тигра, находятся около южного полюса Луны. Из этих трещин бьют гейзеры водяного пара. Факты свидетельствуют о том, что Энцелад может содержать глобальный океан под своей ледяной корой, который может питать шлейфы, что делает эту среду кандидатом на поиск простой микробной жизни за пределами Земли.

---

Тетис

Внутреннее охлаждение Тетиса и кратер от удара создали вид, похожий на Мимас.Однако поверхность пересекает большая система желобов, которая простирается на три четверти окружности Луны.

Пресс-релиз НАСА № P24065.

Кассини представил на Тетисе большой ударный кратер по имени Одиссей.

Кратер имеет диаметр 280 миль (450 км).

Две луны, Тетис и Энцелад, выстраиваются в линию относительно тепловизора Кассини. Тетис имеет диаметр 660 миль (1062 км), а Энцелад — 313 миль (504 км).

---

Диона

Спутник Диона имеет самую высокую плотность среди всех спутников Сатурна (1.4 грамма на кубический сантиметр), и, пожалуй, самое большое количество горного материала. По Луне проходят широкие светлые полосы.

Пресс-релиз НАСА № P23113.

На изображении Кассини с более высоким разрешением яркие полосы можно было увидеть более подробно, чем это было возможно на Вояджере. Эти объекты, получившие название пропасти, представляют собой линейные трещины и ледяные скалы.

---

Рея

Рея — луна с множеством кратеров и, следовательно, очень старая луна.

Пресс-релиз НАСА № P23356.

Яркие полосы на Реи могут быть похожи на пропасть Дионы.

---

Япет

Самый дальний из крупных ледяных спутников, Япет, имеет темную и светлую стороны, которые давно известны из телескопических наблюдений. Встречи с «Вояджером» показали, что темная сторона имеет неровную границу с ярким полушарием с сильными кратерами.

Пресс-релиз НАСА № P23961.

Более подробный вид Япета с Кассини. Темный материал по-прежнему вызывает недоумение. Теории его происхождения включают тепловые циклы, унос материала с луны Фиби и извержения углеводородов. Большой ударный кратер внизу слева имеет диаметр 280 миль (450 км). На поверхности Япета есть несколько других крупных кратеров.

Загадочный хребет пересекает экватор Япета. Местами он поднимается до 8 миль (13 км).

4 ледяные планеты, где можно найти инопланетную жизнь

Открытия жизни на Земле, которая выживает в холодных глубоких частях океанов, дают нам надежду на то, что подобные существа могут прятаться на ледяных лунах, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна.

Несмотря на то, что температура замерзания воды составляет 0 градусов по Цельсию, соленость позволяет некоторым участкам океана опускаться до температуры до -12 градусов C.

Все знают, что человек не протянет долго в таких водах, но организмы, известные как психрофилы совершить такой подвиг, производя индивидуальные антифризы и криопротекторы для предотвращения повреждений от замерзания.

Психрофилы могут найти пищу и размножаться в этих средах, которые, по мнению ученых, могут отражать суровые условия, обнаруженные на этих четырех планетных спутниках.

Европа

Один из наиболее известных с научной точки зрения кандидатов на жизнь, эта луна Юпитера имеет ледяную поверхность с полосами трещин.

Не такой большой, как Луна Земли, Европа, как полагают, обладает соленым океаном подо льдом и над мантией.

Путешествуя вокруг Юпитера по эллиптической орбите, гравитация планеты сгибает лед Луны, обеспечивая при этом энергию. В сочетании с потенциальной гидротермальной или вулканической активностью любая вода на Европе может быть жизнеспособной с точки зрения питания.

Будем надеяться, что если люди в конечном итоге исследуют Европу, эта миссия пройдет более гладко, чем для Шарлто Копли и его команды… или доктора Хейвуда Флойда.

Ганимед

Поговорим о бездельнике для небесного тела … Эта луна больше, чем планета Меркурий, и на 75 процентов больше Марса, но вместо того, чтобы летать вокруг Солнца, это просто юпитерианские украшения. Юпитер с ледяной поверхностью, возможно, толщиной почти 500 миль.

Большая часть его местности изрезана, и ученые считают, что это результат наличия воды под поверхностью.Хотя ее потенциал для жизни не такой теоретически обоснованный, как у Европы, присутствие воды всегда рассматривается как плюс.

Энцелад

На орбите вокруг Сатурна он несколько крошечный в радиусе всего 157 миль, но частицы льда и водяной пар вылетают из-под его ледяной поверхности через гидротермальные жерла, и эти струи содержат соли, углекислый газ, диоксид кремния и органические соединения, среди прочего.

Данные миссии Кассини – Гюйгенс показали, что Энцелад колеблется при движении вокруг своей планеты-хозяина, что указывает на присутствие жидкого океана, возможно, глубиной до шести миль.Излишне говорить, что ученые возлагают большие надежды на обнаружение жизни в этом мире.

Титан

Вторая по величине луна в Солнечной системе (после Ганимеда), эта сатурнианская луна имеет среднюю температуру -290 градусов по Фаренгейту, поэтому у нее нет той интриги воды / льда, которую предлагают другие луны. Однако с озерами и реками жидкого метана и этана, которые также образуют облака, на Титане идет дождь, хотя и не h30.

Его атмосфера состоит на 95 процентов из азота и примерно на 5 процентов из метана, который реагирует с магнитным полем Сатурна и ультрафиолетовым светом Солнца с образованием органических молекул, элементов, жизненно важных для жизни на Земле.

Газовые и ледяные гиганты

Гигантские шары газа (и необычные «льды»)

Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун часто называют «Газовые гиганты». По сути, это гигантские газовые шары по сравнению с Землей и другие три каменистые внутренние планеты или ледяные «карликовые планеты» (Астероиды Главного пояса Церера и Плутон и его ледяная луна Харон, которые также считаются большими Объекты пояса Эджворта-Койпера (EK)).Четыре планеты-гиганта состоят в основном из внешнего слоя молекулярный водород и гелий и гораздо более толстый слой металлического водород. Однако у каждого может быть небольшое твердое ядро ​​размером с от трех до 20 масс Земли в их центре. Иногда их называют «Юпитерианцы», потому что Сатурн, Уран и Нептун считаются очень похож на Юпитер («Юпитер» это вариант Юпитера на латыни).

Лунный и Планетарный институт,
Solar System Exploration,
НАСА

Более крупные и гигантские иллюстрации.

Традиционные «Газовые гиганты»
Юпитер, и Сатурн, равны
в основном из водорода и
гелий, а так называемый
«Ледяные гиганты», Уран и
Нептун, иметь существенные
слои необычного «льда»
(еще газ гигантские интерьеры).

Уран и Нептун еще называют «Лед Гиганты «, хотя большая часть их льда под давлением, вероятно, находится в форма сверхкритический жидкости, а не льды, найденные на Земле и Марс (Хофштадтер et al, проект 2008 г.).Эти две планеты-гиганты, вероятно, имеют большой доли кислорода, углерода, азота и серы — следующие самые распространенные элементы в Солнце и Солнце туманность после водорода и гелия — относительно Юпитера и Сатурна, как твердые вещества и газы, захваченные водяным льдом клатраты (Хофштадтер и др. , проект 2008 г .; и Ingersoll и др., 2005). Согласно некоторым планетным моделям, эти два планеты-гиганты могут иметь значительные слои «суперионический водный «лед под относительно мелкими водородом и гелием атмосферы (в дополнение к «металлический лед », также обнаруженный у Юпитера и Сатурна), что могло бы объяснить их необычные неосесимметричные и недиполярные магнитные поля (Стэнли и Bloxham, 2006).Моделирование 1999 года и эксперимент в 2005 г. предположил, что вода может претерпеть фазовый переход на очень высокие давления и температуры ниже их тяжелых атмосферные конверты, где он ведет себя как твердый и жидкость, потому что молекулы воды ионизируются и ионы кислорода образуют «решетчатую кристаллическую структуру», которая ионы водорода протекают как жидкость с высокой скоростью (Дэйвид Шига, New Scientist , 2 сентября 2010 г .; Эмма Маррис, , NatureNews , 22 марта 2005 г .; Редмер и др., 2010; Гончаров и др., 2005; и Карваццони и др., 1999).

НАСА («опущено» написано с ошибкой)

См. Анимацию орбиты эти внешние планеты вокруг Солнца,
с таблицей основных орбитальных и физических характеристик. График
в реальном времени Внешней Солнечной системы с указанием текущего положения планет
в пределах их орбит, а также комет, астероиды и связанные с ними объекты
также доступен из Малая планета Центр.

В несколько десятилетий назад «снизу вверх» или «ядро-аккреция» модель, изначальный диск из газа и пыли, который слился в планетезимали и образованные планеты и другие планетные тела были холоднее во внешней Солнечной системе, находясь намного дальше от развивающееся Солнце. В результате вода и другие вещества, которые существовали как летучие газы и жидкости во внутренней туманности. замороженный во льды и пополнивший массу дисковых материалов аккреция на большие протопланеты.Из-за большего массовая концентрация льда, доступного в пять раз больше Расстояние Земля-Солнце (а. е.) от Солнца, эти протопланеты считаются выросли намного быстрее и достигли большего размера, чем в более теплые, внутренние орбиты. Когда-то эти ледяные планетарные тела вырос до критического порогового размера где-то между пятью и десятью раз больше массы Земли, их гравитация стала настолько большой, что они начали закачивать большое количество газа прямо из окружает Солнечную туманность, образуя гигантские протопланеты.Ну наконец то, как это случилось с внутренними планетами, самая большая протопланета в каждый местный рой притягивал более мелкие, чтобы сформировать планеты наблюдали во время столкновений, или выбросили их из оригинальные орбиты в Облако Оорта, межзвездное пространство или столкновения с другой Солнечной системой такие объекты, как Солнце.

Пэт Роулингс, НАСА

Изображение большего размера.

Модель аккреции ядра описывает не удается
объясните, как у крупнейших газовых гигантов могло быть
быстро сформировался из протопланетного диска Солнца.

По словам астронома Алана П. Босс ( Астрономия , Октябрь 2006 г.), среди астрономов нет единого мнения о том, как крупнейшие газовые гиганты Солнечной системы (Юпитер и Сатурн) и даже более крупные, недавно обнаруженные внесолнечные планеты-гиганты возможно, сформировались. По принципу «сверху вниз» или «диск-нестабильность» модель, концентрации водорода протопланетного диска и газообразный гелий (который составляет большую часть его массы) может расти, больше газа на себя за счет гравитационного притяжения.Следовательно, за несколько периодов обращения спиральные рукава могут образоваться и столкнуться в диск, как в спиральных галактиках в процессе убегания что приведет к скоплениям газа в течение тысячи лет. Если плотный amd достаточно прохладно, эти газовые сгустки быстро сжимаются и схлопываются в газовые гигантские протопланеты, которые притягивают падающие частицы пыли в ядра планет. Между полярными крайностями модели сверху вниз и снизу вверх, однако астрономы также разработаны гибридные механизмы, которые включают элементы обоих модели (Алан П. Босс, 2007).

Алан П. Boss, DTM,
Институт Карнеги

Увеличенное компьютерное изображение.

Нестабильность диска может привести к
быстрое формирование спиральных рукавов и
коллапс газовых сгустков в гигантский
планеты (более).

8 января 2007 года астрономы с помощью НАСА Спитцер Спейс Telescope объявил о сборе доказательств того, что планеты-газы-гиганты образуются в течение первых 10 миллионов лет Жизнь звезды солнечного типа, или нет вообще.Они приходят к выводу, что газовый гигант формирование происходит относительно быстро после рождения звезды, так как продолжительность жизни звезд, подобных Солнцу, со спектральным классом около G2 составляет около 10 миллиардов лет. Эта гипотеза основана на поиске следы газа около 15 очень молодых звезд, похожих на Солнце, большинство из которых имеют возраст от 3 до 30 миллионов лет, где все, кажется, менее 10 процентов массы Юпитера в газе остается около их. Астрономы также подозревают, что орбитальное торможение вызвано обильным газ вокруг звезды также может иметь важное значение для скалистый внутренний («земных») планет, таких как Земля, в относительно круглые орбиты по мере их формирования.Используя инфракрасный спектрометр Спитцера, астрономы искали относительно теплый газ во внутренних областях этих звездных систем в зоне, сопоставимой с областью между Земля и Юпитер в Солнечной системе. Они также использовали наземные радиотелескопы для поиска более холодного газа во внешних областях эти системы, зона, сопоставимая с областью вокруг Сатурна и за гранью (Спитцер Новости релиз; и Meyer et al, 2006). Их наблюдения были сделаны в рамках исследования наследия Спитцера. Программа, посвященная Формирование и эволюция Планетарные системы (FEPS).

Тим Пайл, SSC,
NASA

Изображение большего размера
новообразованных
газовый гигант около
10-миллионный год-
старая звезда типа Sol,
как предполагал
Пайл с двумя лунами
и следы белого газа.

Недавние исследования
поддерживает теории
быстрого газового гиганта
формирование планеты
вокруг Солнца
звезды с достаточным количеством
газ (более).

По мере развития газовых гигантов их гравитационное притяжение начало беспокоить орбиты планетезималей внутреннего пояса EK. Нептун начался захватывая множество ближайших планетезималей со своих орбит и передавая их Уран, который затем передал многих к Сатурну и так далее к Юпитеру. В качестве таких планетезимали двигались ближе к Солнцу на меньшие орбиты, каждая потерянная орбитальная энергия и угловой момент, которые были поглощены каждым проезжает газовый гигант.В результате Нептун, Уран и Сатурн начали двигаться наружу. Хотя Нептун мог сдвинуться на 30%, однако Юпитер потерял орбитальную энергию, потому что он поглотил или выбросил приближающиеся планетезимали в зоне его досягаемости, поэтому его орбита может сузиться примерно на два процента только по этой причине (Curtis Rist, Discover , сентябрь 2000 г . ; и Хан и Мальхотра, 2000).

Петр Шейрих
(Используется с разрешения)

Больше изображение.

Эксцентрические орбиты
Астероиды Хильды предполагают, что
Юпитер мог мигрировать
внутрь к Солнцу примерно на
0,45 а.е. (см. орбита анимация
и Франклин и др., 2004).

Согласно компьютерному моделированию, вдохновленному находкой «горячего» Планеты класса Юпитер, находящиеся на внутренних орбитах вокруг ближайших звезд, Собственный Юпитер Солнечной системы, возможно, сформировался на 10 процентов дальше от Солнце, чем сейчас, а затем закрутилось примерно на 0.45 австралийских долларов (70 миллионов километров или 44 миллиона миль) более чем на 100 000 лет, поскольку он потерял угловой момент, чтобы увлечься толстым пылевым диском что окружает молодых звезд. В Гранд Сценарий галса, Юпитер двинулся внутрь после формирования на 3,5 а.е. поселиться на время на орбите Марса расстояние 1,5 а. е. (до появления Красной планеты). Последующий истощение газа и пыли в этой области диска вокруг Солнца, тем не менее, позволил Юпитеру мигрировать обратно к их 5.2, и Сатурн до 7, затем 9,5 а.е. (НАСА и GSFC Новости релиз; SWRI Новости релиз; и Уолш и др., 2011).

Тим Пайл, SSC, Калтех, JPL, NASA

Больше и гигантские иллюстрации (источник).

Миграция Юпитера в начале формирования Солнечной системы
истощила
количество околосолнечной пыли и газа на
Орбитальное расстояние Марса и способствовало
к его низкорослым размерам (более).

Подтверждающие доказательства этой миграции происходит из необычной группы из 700 или около того скалистых тел, известных как Хильда астероидов, которые обращаются вокруг Солнца три раза из каждых двух, сделанных Юпитер, подавляющее большинство которых имеет слегка удлиненную эллиптическую форму. орбиты, в то время как многие другие астероиды имеют почти круглые орбиты. Компьютерное моделирование (под руководством команды Фреда Франклина в Гарвард-Смитсоновский центр Astrophysics) указывают на то, что ранняя миграция Юпитера выбросили все астероиды прото-Хильды с круговыми орбитами из Солнечной системы и еще больше удлинил бы орбиты тех что осталось (Франклин и др., 2004).К счастью, пылевой диск Сола был, вероятно, тонким. по сравнению с теми звездами, которые увлекли своих внешних газовых гигантов в внутренние орбиты ближе, чем Меркурий, или к самим звездам, возмущение орбит любых развивающихся внутренних планет земной группы. Действительно, астроном Фил Армитидж предполагает, что миграция Юпитера также могла нарушили протопланетные тела внутренней Солнечной системы чтобы они чаще сталкивались, чтобы подстегнуть формирование и рост самой Земли.(Дополнительное обсуждение доступно на планетарный модели миграции из Филип К. Армитаж и W.K.M. Райс, 2005 г. и Мацумура и др., 2006г.)

Миссия

TESS обнаружила массивного ледяного гиганта | MIT News

Планеты «ледяные гиганты» Нептун и Уран намного менее плотны, чем скалистые планеты земной группы, такие как Венера и Земля. За пределами нашей Солнечной системы многие другие планеты размером с Нептун, вращающиеся вокруг далеких звезд, по-видимому, имеют такую ​​же низкую плотность.

Теперь новая планета, открытая спутником НАСА для исследования транзитных экзопланет, TESS, похоже, противоречит этой тенденции. Планета, получившая название TOI-849 b, является 749-м «объектом интереса TESS», идентифицированным на сегодняшний день. Ученые заметили, что планета вращается вокруг звезды на расстоянии около 750 световых лет каждые 18 часов, и оценивают, что она примерно в 3,5 раза больше Земли, что делает ее планетой размером с Нептун. Удивительно, но этот далекий Нептун оказался в 40 раз массивнее Земли и такой же плотный.

TOI-849 b — самая массивная планета размером с Нептун, обнаруженная на сегодняшний день, и первая планета, имеющая плотность, сопоставимую с Землей.

«Эта новая планета более чем в два раза массивнее нашего Нептуна, что действительно необычно», — говорит Челси Хуанг, постдок Института астрофизики и космических исследований им. Кавли Массачусетского технологического института и член научной группы TESS. «Представьте, что у вас есть планета со средней плотностью Земли, построенная в 40 раз больше Земли. Совершенно безумно думать, что происходит в центре планеты с таким давлением ».

Об открытии сообщается сегодня в журнале Nature .Среди авторов исследования Хуанг и члены научного коллектива TESS в Массачусетском технологическом институте.

Взорванный Юпитер?

С момента запуска 18 апреля 2018 года спутник TESS сканирует небо в поисках планет за пределами нашей Солнечной системы. Этот проект является одной из миссий NASA Astrophysics Explorer и реализуется MIT. TESS предназначен для обзора почти всего неба, ежемесячно меняя угол обзора, чтобы сосредоточиться на другом участке неба, вращающемся вокруг Земли.Сканируя небо, TESS отслеживает свет самых ярких ближайших звезд, а ученые ищут периодические провалы в звездном свете, которые могут сигнализировать о том, что планета пересекает звезду.

Данные, полученные TESS, в виде кривой блеска звезды или измерений яркости, сначала предоставляются научной группе TESS, международной группе исследователей, состоящей из нескольких институтов, возглавляемой учеными из Массачусетского технологического института. Эти исследователи получают первый взгляд на данные, чтобы определить перспективные кандидаты на планеты или объекты TESS.Они публикуются для широкого научного сообщества вместе с данными TESS для дальнейшего анализа.

По большей части астрономы сосредотачивают свои поиски планет на ближайших ярких звездах, которые наблюдал TESS. Однако Хуанг и ее команда из Массачусетского технологического института недавно получили дополнительное время, чтобы просмотреть данные за сентябрь и октябрь 2018 года, и задались вопросом, можно ли найти что-нибудь среди более слабых звезд. Конечно, они обнаружили значительное количество транзитных провалов от звезды на расстоянии 750 световых лет от нас и вскоре подтвердили существование TOI-849 b.

«Обычно наша команда не рассматривает подобные звезды внимательно, поэтому это открытие было счастливым совпадением», — говорит Хуанг.

Последующие наблюдения слабой звезды с помощью нескольких наземных телескопов подтвердили наличие планеты и помогли определить ее массу и плотность.

Хуанг говорит, что любопытные размеры TOI-849 b бросают вызов существующим теориям образования планет.

«Мы действительно озадачены тем, как образовалась эта планета», — говорит Хуанг.«Все современные теории не полностью объясняют, почему он такой массивный в своем нынешнем местоположении. Мы не ожидаем, что планеты вырастут до 40 масс Земли, а затем просто остановятся на этом. Вместо этого он должен просто продолжать расти и в конечном итоге превратиться в газового гиганта, как горячий Юпитер, с массой в несколько сотен земных ».

Одна из гипотез, выдвинутая учеными для объяснения массы и плотности новой планеты, заключается в том, что, возможно, когда-то это был гораздо более крупный газовый гигант, похожий на Юпитер и Сатурн — планеты с более массивными газовыми оболочками, которые покрывают ядра, которые считаются такими же плотными, как Земля.

Как предполагает команда TESS в новом исследовании, со временем большая часть газовой оболочки планеты могла быть взорвана излучением звезды — не маловероятный сценарий, поскольку TOI-849 b вращается очень близко к своей родительской звезде. Его орбитальный период составляет всего 0,765 дня, или чуть более 18 часов, что подвергает планету примерно в 2000 раз большему количеству солнечного излучения, чем Земля получает от Солнца. Согласно этой модели, планета размером с Нептун, обнаруженная TESS, может быть остатком ядра гораздо более массивного гиганта размером с Юпитер.

«Если этот сценарий верен, TOI-849 b — единственное остаточное ядро ​​планеты и самое большое ядро ​​газового гиганта, о котором известно, — говорит Хуанг. «Это то, что действительно волнует ученых, потому что предыдущие теории не могут объяснить эту планету».

Это исследование частично финансировалось НАСА.

На ледяных планетах жизнь может быть более вероятной, чем на каменистых

Европа и Энцелад, полученные космическими аппаратами Галилей и Кассини. Авторы и права: НАСА / ЕКА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / Институт SETI.

В поисках внеземной жизни ученые склонны прибегать к так называемому «подходу с низко висящими фруктами». Это состоит в поиске условий, подобных тем, которые мы испытываем здесь, на Земле, которые включают кислород, органические молекулы и большое количество жидкой воды. Довольно интересно, что некоторые из мест, где эти ингредиенты присутствуют в изобилии, включают внутренности ледяных лун, таких как Европа, Ганимед, Энцелад и Титан.

Принимая во внимание, что в нашей Солнечной системе есть только одна планета земного типа, способная поддерживать жизнь (Земля), существует множество «Миров океана», подобных этим спутникам. Сделав еще один шаг вперед, группа исследователей из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики (CfA) провела исследование, которое показало, насколько потенциально обитаемые ледяные спутники с внутренними океанами гораздо более вероятны, чем планеты земной группы во Вселенной.

Исследование под названием «Subsurface Exolife» было выполнено Манасви Лингамом и Абрахамом Лебом из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и Института теории и вычислений (ITC) Гарвардского университета. Ради своего исследования авторы рассматривают все, что определяет околозвездную обитаемую зону (также известную как «Зона Златовласки»), и вероятность существования жизни внутри лун с внутренними океанами.

Для начала, Лингам и Лоеб обращаются к тенденции путать обитаемые зоны (HZ) с обитаемостью или рассматривать эти два понятия как взаимозаменяемые.Например, планеты, расположенные в пределах HZ, не обязательно способны поддерживать жизнь — в этом отношении Марс и Венера являются прекрасными примерами. В то время как Марс слишком холоден, а его атмосфера слишком тонка, чтобы поддерживать жизнь, Венера испытала внезапный парниковый эффект, из-за которого она превратилась в жаркое адское место.

С другой стороны, было обнаружено, что тела, расположенные за пределами HZ, способны содержать жидкую воду и необходимые ингредиенты для зарождения жизни. В этом случае спутники Европы, Ганимеда, Энцелада, Дионы, Титана и некоторых других служат прекрасным примером.Благодаря преобладанию воды и геотермального нагрева, вызванного приливными силами, все эти луны имеют внутренние океаны, которые вполне могут поддерживать жизнь.

В разрезе показано внутреннее пространство Энцелада, спутника Сатурна. Предоставлено: ESA.

Как Лингам, научный сотрудник ITC и CfA и ведущий автор исследования, сообщил Universe Today по электронной почте:

«Общепринятое понятие обитаемости планеты — это обитаемая зона (HZ), а именно концепция, согласно которой« планета »должна быть расположена на правильном расстоянии от звезды, чтобы на ее поверхности могла быть жидкая вода.Однако это определение предполагает, что жизнь: (а) основана на поверхности, (б) на планете, вращающейся вокруг звезды, и (в) основана на жидкой воде (в качестве растворителя) и соединениях углерода. Напротив, наша работа ослабляет предположения (а) и (б), хотя мы по-прежнему сохраняем (в) ».

Таким образом, Лингам и Леб расширяют свое рассмотрение обитаемости, включив в него миры, которые могут иметь подземные биосферы.Такие среды выходят за рамки ледяных лун, таких как Европа и Энцелад, и могут включать многие другие типы глубоких подземных сред. Вдобавок к этому, также предполагалось, что в метановых озерах Титана могла существовать жизнь (то есть метаногенные организмы). Однако Лингам и Леб предпочли сосредоточиться на ледяных лунах.

«Даже если мы рассматриваем жизнь в подземных океанах под ледяными / каменными оболочками, жизнь также может существовать в гидратированных породах (то есть с водой) под поверхностью; последнее иногда называют подземной жизнью», — сказал Лингам.«Мы не углублялись во вторую возможность, поскольку многие выводы (но не все из них) для подземных океанов также применимы к этим мирам. Точно так же, как отмечалось выше, мы не рассматриваем формы жизни, основанные на экзотических химических соединениях и растворителях, поскольку их свойства нелегко предсказать ».

В конце концов, Лингам и Лоэб решили сосредоточиться на мирах, которые вращаются вокруг звезд и, вероятно, содержат подповерхностную жизнь, которую человечество способно распознать. Затем они приступили к оценке вероятности того, что такие тела пригодны для жизни, с какими преимуществами и проблемами жизнь столкнется в этих средах, а также вероятности существования таких миров за пределами нашей Солнечной системы (по сравнению с потенциально обитаемыми планетами земной группы).

«Истинное цветное» изображение поверхности спутника Юпитера Европы, видимого космическим кораблем «Галилео». Авторы и права: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / Институт SETI.

Во-первых, «Ocean Worlds» имеет несколько преимуществ, когда дело касается поддержания жизни. В системе Юпитера (Юпитер и его спутники) серьезной проблемой является излучение, которое является результатом захвата заряженных частиц в мощном магнитном поле газовых гигантов. Между этим и разреженной атмосферой Луны жизни будет очень трудно выжить на поверхности, но жизнь, живущая подо льдом, будет жить намного лучше.

«Одним из основных преимуществ ледяных миров является то, что подземные океаны в основном изолированы от поверхности», — сказал Лингам. «Следовательно, ультрафиолетовое излучение и космические лучи (энергичные частицы), которые в больших дозах, как правило, вредны для наземной жизни, вряд ли повлияют на предполагаемую жизнь в этих подповерхностных океанах».

«С другой стороны, — продолжил он, — отсутствие солнечного света как обильного источника энергии может привести к биосфере, которая имеет гораздо меньше организмов (на единицу объема), чем Земля.Кроме того, большинство организмов в этих биосферах, вероятно, являются микробными, и вероятность развития сложной жизни может быть низкой по сравнению с Землей. Другой проблемой является потенциальная доступность питательных веществ (например, фосфора), необходимых для жизни; мы предполагаем, что эти питательные вещества могут быть доступны только в более низких концентрациях, чем Земля в этих мирах ».

В конце концов, Лингам и Лоэб определили, что широкий спектр миров с ледяными панцирями умеренной толщины может существовать в самых разных средах обитания по всему космосу.Основываясь на статистической вероятности таких миров, они пришли к выводу, что «океанические миры», такие как Европа, Энцелад и другие подобные им, примерно в 1000 раз более распространены, чем скалистые планеты, существующие в пределах звездной зоны.

Эти находки имеют решающее значение для поиска внеземной и внеземной жизни. Это также имеет важное значение для того, как жизнь может распределяться по Вселенной. Как резюмировал Лингам:

Художественный рендеринг, показывающий внутренний разрез коры Энцелада, который показывает, как гидротермальная активность может вызывать появление водяных шлейфов на поверхности Луны. Авторы и права: NASA-GSFC / SVS, NASA / JPL-Caltech / Юго-западный исследовательский институт.

«Мы пришли к выводу, что жизнь в этих мирах, несомненно, столкнется с серьезными проблемами. Однако, с другой стороны, не существует определенного фактора, который препятствовал бы развитию жизни (особенно микробной жизни) на этих планетах и ​​лунах. Что касается панспермии, мы рассмотрели возможность того, что свободно плавающая планета, содержащая подземную экзожизну, может быть временно «захвачена» звездой, и что она, возможно, может засеять жизнь на других планетах (вращающихся вокруг этой звезды).Поскольку задействовано множество переменных, не все из них можно точно определить количественно ».

Профессор Леоб — профессор естественных наук Гарвардского университета Фрэнка Б. Бэрда-младшего, директор ИТЦ и соавтор исследования — добавил, что поиск примеров из этой жизни сопряжен с определенными трудностями. Как он сказал Вселенной сегодня по электронной почте:

«Очень трудно обнаружить подповерхностную жизнь удаленно (с большого расстояния) с помощью телескопов. Можно искать избыточное тепло, но оно может быть результатом естественных источников, таких как вулканы.Самый надежный способ найти жизнь под поверхностью — приземлиться на такой планете или луне и пробурить ледяной покров на поверхности. Такой подход предполагается для будущей миссии НАСА к Европе в Солнечной системе ».

Исследуя дальше последствия панспермии, Лингам и Леб также рассмотрели, что может случиться, если такая планета, как Земля, когда-либо будет выброшена из Солнечной системы. Как они отмечают в своем исследовании, предыдущие исследования показали, как планеты с толстой атмосферой или подповерхностные океаны могут по-прежнему поддерживать жизнь, плавая в межзвездном пространстве.Как объяснил Леб, они также думали, что произойдет, если это когда-нибудь случится с Землей:

«Интересный вопрос: что случилось бы с Землей, если бы она была выброшена из Солнечной системы в холодный космос, не будучи нагретой Солнцем. Мы обнаружили, что океаны замерзли бы до глубины 4,4 км, но есть карманы с жидкой водой. выжили бы в самых глубоких регионах земного океана, таких как Марианская впадина, и жизнь могла бы выжить в этих оставшихся подповерхностных озерах.Это означает, что жизнь под поверхностью может передаваться между планетными системами «.

Уравнение Дрейка, математическая формула для определения вероятности обнаружения жизни или развитых цивилизаций во Вселенной. Предоставлено: Университет Рочестера.

Это исследование также служит напоминанием о том, что по мере того, как человечество исследует все больше Солнечной системы (в основном ради поиска внеземной жизни), то, что мы находим, также имеет значение для охоты за жизнью в остальной части Вселенной.Это одно из преимуществ подхода «низко висящий плод». То, что мы не знаем, является информированным, но то, что мы делаем, и то, что мы находим, помогает информировать наши ожидания о том, что еще мы можем найти.

И, конечно же, это очень обширная вселенная. То, что мы можем обнаружить, вероятно, выйдет далеко за пределы того, что мы в настоящее время способны распознать.

---

Атмосфера водных миров

---

Дополнительная информация: Arxiv : arxiv.org / pdf / 1711.09908.pdf Информация журнала: arXiv

Предоставлено Вселенная сегодня

Ссылка : На ледяных планетах жизнь может быть более вероятной, чем на каменистых (2017, 4 декабря) получено 16 февраля 2021 г. с https: // физ.org / news / 2017-12-life-likelier-icy-planets-rocky.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Экзотический мир, в котором обитает «горячий лед»

Мир размером с Нептун в далекой солнечной системе вращается очень близко к своей звезде и может быть покрыт экзотическими формами воды, которые в природе не встречаются на Земле, говорят ученые.

Причудливый мир называют «планетой горячего льда».

Находка, которая будет подробно описана в следующем выпуске журнала Astronomy and Astrophysics , знаменует собой первый случай, когда относительно небольшие планеты, похожие на ледяные гиганты Уран и Нептун в нашей солнечной системе, были обнаружены на орбите очень близко к своим звездам.

До этого открытия было известно, что только газовые гиганты, известные как «горячие юпитеры», населяли такие близкие звездные четверти.

Второй взгляд

Впервые обнаруженная в 2004 году планета под названием GJ 436 b примерно в 22 раза массивнее Земли.Он вращается вокруг крошечной звезды — красного карлика в 30 световых годах от нас.

Новые наблюдения планеты, когда она «проходила» или проходила перед своей родительской звездой, позволили ученым измерить ее размер и массу. GJ 436 b — самая близкая и самая маленькая транзитная планета, которую можно измерить таким образом.

«Это открытие — важный шаг к обнаружению и изучению планет земного типа», — сказал руководитель исследования Майкл Гиллон из Льежского университета в Бельгии.

Сара Сигер, эксперт по внесолнечным планетам из Массачусетского технологического института, соглашается, называя новые измерения «огромным шагом в направлении поиска и описания пригодной для жизни планеты». «

« Это более чем в два раза меньше, чем все другие планеты », обнаруженные с помощью транзитной техники, — сказала она SPACE.com .« Это совершенно другой вид планеты ».

Измерения, сделанные с помощью телескопа на Обсерватория Франсуа-Ксавье Багно (OFXB) в Сен-Люке, Швейцария, показала, что GJ 436 b имеет диаметр примерно в 30 000 миль (50 000 километров), что в четыре раза больше диаметра Земли. Ученые полагают, что планета состоит из ее размера и массы. в основном из воды.Если бы планета была газовым гигантом, таким как Юпитер или Сатурн, и содержала бы в основном водород и гелий, она была бы намного больше, а если бы она состояла из камня и железа, таких как Земля и Марс, она была бы намного меньше, говорят ученые.

Водный мир может быть окружен тонкой атмосферой из водорода и гелия, как Нептун и Уран, или может быть полностью окружен водой, как спутник Сатурна Энцелад.

GJ 436 b вращается вокруг своей звезды на расстоянии всего около 2,5 миллионов миль (4 миллиона км) — примерно в 14 раз ближе, чем среднее расстояние Меркурия от Солнца. Ученые считают, что в таком тесном помещении температура его поверхности составляет не менее 600 градусов по Фаренгейту (300 C), и любая вода в его атмосфере будет в виде пара.

Экзотический лед

Другое дело вода на поверхности планеты, говорят ученые. Давление на GJ 436 b настолько велико, что вода принимает формы, которые нельзя найти нигде на Земле, кроме как в лабораториях.

«Вода имеет более дюжины твердых состояний, только одно из которых — привычный нам лед», — сказал член исследовательской группы Фредерик Понт из Женевского университета в Швейцарии.

Точно так же, как углерод может превращаться в алмазы при экстремальных давлениях, вода при очень высоких давлениях переходит в другие твердые состояния, более плотные, чем жидкость и лед. Физики называют эти альтернативные формы воды Ice VII и Ice X.

«Если бы океаны Земли были намного глубже, на дне были бы такие экзотические формы твердой воды», — сказал Понт.

Сигер сказал, что существование различных форм льда на GJ 436 b, безусловно, жизнеспособно, но отмечает, что есть и другие объяснения результатов.