Подробности

Опубликовано: 18.06.2015 10:58

Некоторое время назад определение размеров планет, находящихся в десятках и сотнях световых лет от нас, перестало быть фантастикой. Транзитный метод поиска экзопланет позволяет определять их диаметр по количеству света звезды, который они затеняют при прохождении между ней и зеркалом телескопа. Для измерения массы планеты ученые отслеживают колебания положения звезды, вызываемые взаимодействием с вращающейся вокруг нее планетой. Однако эти колебания весьма малы, и для небольших планет, сравнимых с Землей, находятся за пределами чувствительности наших инструментов.

Недавно американским астрономам удалось впервые измерить массу экзопланеты, по размерам схожей с Марсом. Звезда Кеплер-138 находится в 200 световых годах от нас в созвездии Лиры. Она примерно в два раза меньше Солнца и на 30% холоднее. Вокруг нее вращаются три небольшие планеты, орбиты которых весьма близки друг к другу. Именно эта особенность позволила астрономам определить массу Kepler-138b – ближайшей к звезде планеты.

Ученые использовали данные наблюдений телескопа Кеплер, чтобы измерить небольшие изменения в периоде обращения Kepler-138b вокруг звезды. «Каждая планета периодически ускоряется и замедляется под влиянием гравитации соседних планет». – поясняет Дэниел Джонтов-Хаттер, ученый из Центра изучения экзопланет Пенсильванского государственного университета. – «Эти небольшие замедления приводят к изменению периода обращения, что позволяет нам измерить массу планеты». Обсерватории, занимающиеся поиском экзопланет транзитным методом, весьма точно замеряют период их обращения вокруг звезды. А близкие орбиты планет в системе Кеплер-138 делают колебания года на них весьма заметными.

Ученым удалось установить, что Kepler-138b примерно в десять раз легче Земли. Она стала первой малой экзопланетой, для которой нам известны и масса, и размеры, что позволяет вычислить ее плотность. Это очень важно: в результате ученые смогли подтвердить, что она имеет твердую поверхность, как Земля или Марс.

Оставшиеся две планеты, Kepler-138c и Kepler-138d, по своим размерам превышают первую планету и сравнимы с Землей. Kepler-138c также должна быть твердой, в то время как плотность третьей планеты значительно ниже. По мнению ученых, она не может состоять из тех же пород, что и Земля. В то же время, все три планеты находятся слишком близко к звезде, чтобы на них могла существовать жидкая вода.

«Существенная разница в плотности двух более крупных планет указывает на то, что не все планеты, похожие на Землю своими размерами, должны иметь твердую поверхность». – говорит Джек Лисауэр, соавтор исследования, планетолог из Исследовательского центра НАСА им. Эймса. – «Дальнейшее изучение малых экзопланет поможет нам лучше понять наблюдаемое разнообразие и определить, являются ли твердые планеты земных размеров широко распространенными или редкими».

Подробности

Опубликовано: 17.06.2015 12:08

За последние годы благодаря новым астрономическим инструментам были обнаружены тысячи экзопланет. Среди них оказалось неожиданно много планет, условно названных горячими нептунами. «В нашей Солнечной системе таких планет нет», – говорит Рэнью Ху, ученый, работающий с телескопом Хаббл в Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Но мы считаем, что они могут быть распространены у других звезд».

Благодаря телескопу Кеплер мы знаем о сотнях планет, по размеру похожих на наш Нептун или немногим меньше его, но находящихся на сверхнизких орбитах. Период обращения вокруг своей звезды у многих из них не превышает 1-2 земных суток. Считается, что в центре таких планет должно находиться твердое или жидкое ядро, окруженное мощной атмосферой, температура в которой достигает 1000 Кельвинов.

Американские ученые изучали горячие нептуны по данным, собранным космическими телескопами Хаббл и Спитцер. Они предположили, что, поскольку водород при температуре 1000 К будет просто выкипать, наиболее распространенным элементом в атмосфере этих планет станет более тяжелый элемент – гелий. Если это так, то атмосфера горячих нептунов должна иметь бледный цвет. Наш Нептун имеет ярко-синий цвет из-за метана, который поглощает свет красной части спектра. В отсутствие водорода метан (CH₄) образоваться не сможет, а углерод начнет образовывать соединения с кислородом. В результате в атмосфере горячих нептунов должны появляться моно- и диоксиды углерода.

Косвенно эту теорию подтверждают данные, собранные телескопом Спитцер об экзопланете Gliese 436b. Она находится в 33 световых годах от нас в созвездии Льва. На ней присутствует углерод, но не найдено следов метана. Объяснить отсутствие метана проще всего дефицитом водорода. Кроме того, Спитцер обнаружил на Gliese 436b признаки большого количества монооксида углерода (угарного газа).

Для подтверждения теории астрономам нужно исследовать больше планет, относящихся к классу горячих нептунов. В этом им может помочь как телескоп Хаббл, так и новый Вебб, запуск которого запланирован на 2018 год.

Подробности

Опубликовано: 16.06.2015 11:19

Космический телескоп Хаббл зафиксировал наличие стратосферы вокруг раскаленной массивной экзопланеты WASP-33b. Ученые уверены, что по наличию стратосферы можно судить о составе планеты и условиях ее формирования.

Стратосфера находится выше другого слоя атмосферы, тропосферы, которая теплее у поверхности Земли и охлаждается с высотой. Стратосфера же содержит газы, которые задерживают ультрафиолетовое и видимое излучение, исходящее от звезды, поэтому с высотой ее температура возрастает. На Земле эту роль выполняет озон. Он останавливает ультрафиолетовое излучение Солнца, тем самым защищая жизнь на поверхности планеты. До сих пор ученые не были уверены, что им удастся найти поглощающие УФ-излучение молекулы у горячих планет.

«Верхние части атмосфер некоторых из этих планет настолько горячи, что они буквально выкипают в космос», – говорит Эви Манделл, планетолог из Космического центра им. Годдарда. – «При таких температурах мы не ожидали найти в атмосферах молекулы, позволяющие сформировать слоистую структуру». В атмосферах Юпитера и Сатурна, как и на Земле, есть стратосферный слой. Излучение Солнца в нем поглощается молекулами углеводородов. Однако ни озон, ни углеводороды не могут существовать при сверхвысоких температурах, которые наблюдаются в атмосферах многих экзопланет.

Благодаря наблюдениям, проведенным при помощи широкополосной камеры телескопа Хаббл, астрономы обнаружили температурную инверсию – т. е. возрастание температуры с высотой – в атмосфере WASP-33b. Эта планета в 4,6 раза массивнее Юпитера и совершает полный оборот вокруг звезды за 29 земных часов. По мнению ученых, за возрастание температуры на WASP-33b отвечает слой молекул оксида титана. Широкополосная камера №3 Хаббла получает снимки в ближнем инфракрасном диапазоне. Она может использоваться для поисков молекул воды и других газов в атмосферах удаленных планет, а также для определения их температуры.

Ученые использовали данные Хаббла и более ранних наблюдений, чтобы измерить тепловое излучение паров воды и других газов в атмосфере WASP-33b. им удалось выяснить, что излучение воды образуется в стратосфере при температуре около 3600 градусов Кельвина. Оставшаяся часть теплового излучения образуется в более глубоких слоях атмосферы и имеет температуру 1900 К. Астрономам также удалось найти свидетельства того, что в атмосфере этой экзопланеты присутствует оксид титана – одно из немногих поглощающих ультрафиолетовое излучение веществ, способных сохраняться при такой высокой температуре. «Понимание устройства связей между стратосферой и химическим составом чрезвычайно важно для изучения процессов, происходящих в атмосферах экзопланет». – отмечает Никку Мадхусудан из Университета Кембриджа. – «Наше открытие знаменует собой важный прорыв в этом направлении».

Подробности

Опубликовано: 14.06.2015 19:04

Европейское космическое агентство сообщило, что Philae («Филы»), спускаемый аппарат миссии «Розетта», вышел на связь после более чем полугода молчания.

Зонд был спущен на ядро кометы P67 Чурюмова-Герасименко в ноябре 2014 года. Из-за того, что поверхность кометы оказалась крайне неровной, посадка прошла не очень удачно. Специальные гарпуны, которые должны были закрепить Philae на месте после касания, не сработали. Он оттолкнулся от кометы, но не улетел в космос, а совершил повторную посадку на некотором расстоянии от первой точки. Зонд попал в тень от большого камня или выступа, из-за чего его солнечные батареи не получали достаточно энергии. Philae успел передать на Землю несколько фотографий и часть научных данных, однако затем его батареи разрядились.

По мере приближения кометы P67 к Солнцу район, в котором находится Philae, стал получать больше света. Специалисты начали попытки связаться с зондом еще в марте, однако они увенчались успехом лишь сейчас. Во время первого сеанса связи было передано 300 пакетов данных. Аппарат накопил около 8 тысяч пакетов, ожидающих передачи на Землю.

Несмотря на все попытки, установить точное место посадки зонда на орбитальных снимках аппарата «Розетта» не удалось установить до сих пор. Несколько дней назад были а опубликована подборка из пяти возможных мест, где может находиться Philae. Они показаны на снимке ниже.

Подробности

Опубликовано: 13.06.2015 19:19

4 марта 2016 года в космос отправится научно-исследовательский аппарат InSight, основной задачей которого является изучение геологического строения Марса. Вместе с ним к этой планете полетят два микроспутника MarCO (Mars Cube One, Марсианский кубик-1).

Спутники формата «кубсат» состоят из блоков размерами 10х10х10 см. MarCO являются 6U-кубсатами, т. е. состоят из шести кубиков массой около 1 кг каждый. Хотя официально микроспутники не являются частью миссии InSight, их разработкой занимается Лаборатория реактивного движения НАСА. Она же курирует разработку основного посадочного аппарата, однако он разрабатывается компанией Locheed Martin.

Для запуска MarCO планируется использовать специальный негерметичный контейнер, закрепленный на второй ступени ракеты «Атлас 5». Сначала от переходного модуля отделится InSight, а после него – микроспутники, которые полетят к Марсу самостоятельно. На пути к Марсу планируется пять коррекций траектории, для которых будут использованы простые двигатели на сжатом газе. Ожидается, что дорога займет шесть с половиной месяцев, т. е. кубсаты прибудут на орбиту планеты в том же время, что и InSight.

Обычно кубсаты используется на орбите Земли и не оборудуются маршевой двигательной установкой. Если первая миссия окажется успешной, в дальнейшем потребуется еще доказать, что расходы массы на сопутствующие микроспутники стоят научных данных, которые они могут собрать. Однако аппараты MarCO не будут нести научных приборов. Их задачи – сформировать орбиту, которая позволит наблюдать за посадкой InSight, и передавать данные наблюдений за процессом посадки на Землю.

Если спутники не доберутся до Марса или по каким-то причинам не смогут выполнить свою функцию, наблюдения за посадкой InSight будут выполнены при помощи спутника-ветерана MRO (Mars Reconnaissance Orbiter, Исследовательский спутник Марса). Во время посадки он будет занят передачей данных с других аппаратов, находящихся на поверхности планеты, поэтому сообщить об успехе или неудаче этого этапа миссии InSight MRO сможет только с задержкой более одного часа.

Стоимость миссии MarCO составит 13 млн долларов. В эту сумму входят 9 млн на разработку спутников, 2 млн на переходной адаптер на ракете-носителе и еще 2 млн на деятельность по управлению миссией.

Подробности

Опубликовано: 10.06.2015 12:46

Европа – космическое тело на орбите Юпитера диаметром 3100 км и массой 0,8% массы Земли. Поверхность ее покрыта льдом, а на глубине от нескольких километров до нескольких десятков километров, как предполагается, существовует подземный океан из жидкой воды. Там должно быть достаточно энергии от внутреннего тепла спутника, а от радиационных поясов Юпитера этот океан надежно защищен вышележащей толщей льда. Взаимодействие воды с мантией может провоцировать сложные химические реакции. В результате, Европа считается одним из основных кандидатов на поиски внеземной жизни.

Первым космическим аппаратом, основной целью которого будет изучение Европы, станет искусственный спутник Юпитера «Европа-Клиппер» (Europa Clipper). Пока что НАСА заявляет, что он будет запущен в 2020-х годах, однако нужно отметить, что недавно американские законодатели увеличили запрошенное финансирование проекта с 30 до 130 млн долларов в 2016 году и потребовали запустить «Европу-Клиппер» не позднее 2022 года. Кроме того, велика вероятность, что для ее запуска будет использована сверхтяжелая ракета SLS. Это позволит сократить время перелета до Юпитера до менее чем двух лет. Для сравнения, при запуске на «Атлас 5» дорога заняла бы почти 6,5 лет.

За период своей службы «Европа-Клиппер» должен будет сделать 45 близких пролетов около Европы. Он должен изучить магнитные условия на Европе, оценить толщину ледяного слоя и химический состав верхнего слоя пород. При помощи широкоугольной камеры предполагается построить карту поверхности с разрешением до 50 см на пиксель. Для поисков подземного океана аппарат оборудуют радаром, а для обнаружения выбросов воды из поверхности – ультрафиолетовым спектрометром.

В мае во время одного из своих выступлений директор НАСА Чарльз Болден отметил, что «Европа-Клиппер» может стать только первой исследовательской миссией в серии аппаратов для изучения этого спутника Юпитера. Тем не менее, фанатам изучения Европы стоит запастись терпением. «Мои друзья в научном сообществе сомневаются в НАСА, и в том, что Конгресс профинансирует еще одну миссию. Поэтому они хотят получить все за один раз. Однако когда вы пытаетесь решить слишком много задач на одном аппарате, это верный путь к неудаче». – сказал он.

В действительности НАСА уже начало предварительное изучение возможных вариантов посадочных аппаратов для Европы. По словам Джима Грина, возглавляющего Дирекцию планетарной науки НАСА, на первом этапе проводятся базовые исследования возможных миссий. НАСА старается при изучении планет действовать пошагово: сначала они изучаются пролетными космическими аппаратами, затем орбитальными, и, наконец, посадочными. Грин уверен, что в случае с Европой отдельный орбитальный зонд не понадобится, а всю необходимую информацию для организации полета на поверхность спутника можно будет собрать за 45 пролетов зонда «Европа-Клиппер». Поэтому посадочный аппарат станет уже вторым логичным шагом при изучении этого космического тела.

«Пока мы точно не знаем, как выглядит поверхность Европы в масштабах посадочного аппарата». – отметил Грин. – «Не знаем, является ли она гладкой или грубой, покрытой обломками. Сложно разработать посадочный аппарат, который сможет приземлиться на поверхность Европы, если мы не знаем, как она выглядит».

В идеале посадочная миссия не должна ограничиваться изучением поверхности Европы. Она должна изучить и подповерхностный океан, либо, как минимум, карманы жидкой воды на небольшой глубине. К сожалению, в ближайшие годы у нас не будет технологий для разработки подобного зонда.