Наклон оси вращения Солнца может быть объяснен влиянием неоткрытой планеты Солнечной системы

Поделиться



Представлены самые точные часы в Солнечной системе

Поделиться



        Эти необыкновенные часы, которые называли Planetarium Poetic и создали в компании Van der Klaauw, можно по праву называть самыми точными и невероятными во всей солнечной системе! Почему? Весь секрет в том, что этот хронограф не просто показывает время, как все обыкновенные часы, но еще и отображает точное передвижение других планет в нашей солнечной системе. Довольно сложный часовой механизм собрали из 396 уникальных компонентов, работающих одновременно.

        Читайте также: Фрукты могут заменить батарейки для часов





















Источник: /users/413

Невероятные факты о космосе, которые вы, наверняка, не слышали

Поделиться



Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С


Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.

Считается, что температура в космосе стремится к абсолютному нулю. Во-первых, это не совсем так, поскольку вся известная Вселенная нагрета до 3 К, реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звезд температура повышается. А мы обитаем довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до указанного +4°С. В тени температура может опускаться до -160° С, например ночью на Луне. Это холодно, но до абсолютного нуля еще далеко.

На Венере местами идет свинцовый снег

Это, наверно, самый поразительный факт о космосе. Условия на Венере настолько отличаются от всего, что мы могли бы вообразить, что венериане спокойно могли бы летать в земной ад, чтобы отдохнуть в мягком климате и комфортных условиях. Поэтому, как бы ни казалась фантастической фраза “свинцовый снег”, для Венеры — это реальность.

Благодаря радару американского зонда Magellan вначале 90-х, ученые обнаружили на вершинах венерианских гор некое покрытие, обладающее высокой отражающей способностью в радиодиапазоне. Поначалу предполагалось несколько версий: последствие эрозии, отложение железосодержащих материалов и т.п. Позже, после нескольких экспериментов на Земле, пришли к выводу, что это самый натуральный металлический снег, состоящий из сульфидов висмута и свинца. В газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу планеты во время извержений вулканов. Затем термодинамические условия на высоте 2600 м способствуют конденсации соединений и выпадению на возвышенностях.

В Солнечной системе 13 планет… или больше



Когда Плутон разжаловали из планет, правилом хорошего тона стало знание, что в Солнечной системе всего восемь планет. Правда, при этом же, ввели новую категорию небесных тел — карликовые планеты. Это “недопланеты”, которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, при этом не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам — Церера. Через год мы узнаем о ней намного больше чем сейчас, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у нее испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в следующем году, благодаря станции New Horizons. Вообще, как 2014 год в космонавтике станет годом комет, 2015 год обещает стать годом карликовых планет.

Остальные карликовые планеты находятся за Плутоном, и какие-либо подробности о них мы узнаем не скоро. Буквально на днях нашли еще одного кандидата, правда официально его в список карликовых планет не включили, так же как и его соседку Седну. Но не исключено, что найдут еще, несколько более крупных карликов, поэтому число планет в Солнечной системе еще вырастет.

Телескоп Hubble — не самый мощный



Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов. 

Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз. 

К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени). 

Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примено в два раза. Для примера фото Урана: 



Впрочем Hubble без работы не остается, небо большое, а широта охвата камеры космического телескопа превышает наземные возможности. Реликтовое излучение (лат. relictum — остаток), космическое микроволновое фоновое излучение — космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К.

Источник: /users/1108

10 загадок Солнечной системы

Поделиться




Меркурий в искусственных цветах ©NASA / JHU Applied Physics Lab / Carnegie Inst. Washington Венерианский вихрь

 

Гигантское вихревое образование вблизи венерианского южного полюса похоже на грозовую тучу – без дождя и молний. Его диаметр составляет 1800 км, высота – 18 км, а находится вихрь на высоте в 41 км над поверхностью планеты.

 

В 2013 году ученые обнаружили, что речь идет не об одном, а о двух вихрях с двумя раздельными центрами вращения, которые находятся на разной высоте. Они постоянно разъединяются и вновь соединяются, хотя по расчетам ученых уже давно должны были слиться в единое целое.

 

Есть предположение, что такое поведение связано со спецификой атмосферы планеты, которая вращается в 60 раз быстрее самой Венеры. Однако точная связь между двумя явлениями пока не установлена.

 



©ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA/Universidad del País Vasco (I. Garate-Lopez)

 

Загадочный Япет

 

Автоматическая межпланетная станция «Кассини», ставшая в 2004 году первым искусственным спутником Сатурна, обнаружила на Япете величественный хребет высотой в 18 км (гора Эверест, для сравнения, примерно в два раза ниже).

 

Этот хребет простирается почти через весь экватор сатурнианской луны. По одной из теорий, загадочный Япет обладал ранее собственным кольцом, которое осело в виде горной гряды.

 

Другие исследователи предполагают, что хребет образовался в результате столкновения спутника с астероидом, вызвавшего сейсмическую активность.

 



©NASA/JPL/Space Science Institute

 

«Паук» на Меркурии

 

Странное образование было сфотографировано в 2008 году космическим аппаратом «Мессенджер», пролетавшим вблизи самой маленькой планеты Солнечной системы. Оно представляет собой систему борозд, исходящих из общего центра посреди равнины Жары. Эти борозды тянутся на многие сотни километров.

 

Странное образование было названо «Борозды Пантеон» (Pantheon Fossae) в честь похожей структуры купола римского Пантеона. Между собой ученые называют его также «Пауком».

 

Причины образования таинственной структуры на Меркурии неизвестны. Ученые предполагают, что борозды могли возникнуть в результате специфической вулканической активности на планете.  

 



©NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

 

Уродливая Миранда

 

Даже NASA как-то охарактеризовала пятую по величине луну Урана как «чудовище Франкенштейна». Миранда будто слеплена из различных кусков, которые не совсем подходят друг другу. Между этими «кусками» проходят хребты и впадины, некоторые из которых в 12 раз глубже знаменитого Большого Каньона.

 

По одной из теорий, Миранду когда-то расколол гигантский астероид, однако части ее не разлетелись, а вновь притянулись друг к другу, создав столь бесформенное образование. 

 



©NASA/JPL

 

Таинственные пятна на Уране

 

В 2006 году с помощью телескопов «Хаббл» и «Кек» удалось обнаружить темное пятно на Уране. Аналогичные пятна ранее были найдены на Нептуне. Скорее всего, речь идет о вихрях в атмосфере этих ледяных гигантов, однако точное их происхождение неизвестно.

 

Пять лет спустя астрономы заметили другое пятно – только белое, в 10 раз светлее видимой атмосферы планеты. При этом оказалось, что оно находится совсем рядом с темным, составляя с ним пару. Ответ о причинах образования пятен-близнецов на планете, возможно, сможет дать космический зонд, направленный к Урану.

 



©NASA/Space Telescope Science Institute

 

Гейзеры Цереры

 

Церера – крупнейший астероид и одновременно крупнейшая карликовая планета Солнечной системы. Запасов воды на ней больше, чем во всех реках и озерах на Земле. 

 

С помощью космического телескопа «Гершель» удалось заметить гигантские струи пара, которые планета-карлик периодически выбрасывает в открытый космос. Гейзеры были обнаружены в темных областях планеты.

 

Согласно одной теории, именно в этих местах Церера особенно активно поглощает солнечный свет: лед быстро превращается в пар, который выбрасывается наружу. Другие ученые предполагают наличие вулканической активности на крупнейшем астероиде.

 



©NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

 

Структура Меркурия

 

Структура Меркурия – одна из величайших загадок космоса. Диаметр его твердого ядра составляет больше половины всего диаметра планеты, пропорционально в пять раз больше аналогичных земных параметров.

 

Считается, что верхние слои были снесены при столкновении с астероидом, или же они были «выметены» Солнцем на ранней стадии образования планеты во внешние области Солнечной системы. 

 



©MESSENGER Teams, JHU APL, NASA

 

Пепельный свет Венеры

 

Слабое свечение, которое можно увидеть на неосвещенной стороне Венеры во время фазы полумесяца, было впервые открыто еще в 1643 году. С тех пор его наблюдали множество раз, однако удовлетворительного объяснения это явление так и не получило.   

 

По одной из версий, пепельный свет вызывает атмосферное электричество планеты: частые удары молний освещают венерианские небеса. Однако космический аппарат «Кассини», пролетавший мимо планеты, не сумел обнаружить высокочастотные помехи, которые должны вызывать такие молнии.

 



©NASA

 

Вулканы Ио

 

Чудовищное гравитационное притяжение Юпитера тянет Ио в одну сторону, в то время как другие спутники газового-гиганта – в противоположную. В результате влияния этих приливных сил на Ио возникает чудовищная вулканическая активность — сильнее чем на любом другом небесном теле Солнечной системы.

 

Некоторые вулканы выбрасывают струи лавы на 375 км над поверхностью спутника Юпитера. Однако местоположение этих вулканов ставит серьезные вопросы перед учеными: оно сильно отличается от теоретически рассчитанных параметров для приливных сил, воздействующих на Ио.

 

Это означает, что теоретические модели неверны. Например, Ио может вращаться быстрее, чем полагают астрономы.

 



©Galileo Project, JPL, NASA

 

Хаосы

 

Хаотичный рельеф, или же просто хаос, – понятие из космической геологии. Оно используется при описании странных структур на поверхности планет и спутников: беспорядочное сочетание трещин, плато, горных хребтов и т. д. Подобные структуры были обнаружены на Марсе и Европе, спутнике Юпитера.

 

Крупнейший хаос Марса диаметром в 714 км носит имя «Хаос Авроры». Речь идет о гигантских плато, разделенных  ущельями. Одна из версий происхождения такого хаоса: высвобождение большого количества водных ресурсов из-под поверхности планеты.

 

На это указывает тот факт, что многие русла высохших марсианских рек берут начало в регионах хаоса. Однако причина подобного выброса воды остается загадкой.

 



©NASA

 

источник

Источник: /users/147

Моделирование Солнечной системы раскрывает загадки планет

Поделиться







Когда мы смотрим на Солнечную систему, что мы можем сказать о том, как она образовалась? Мы видим обломки процесса формирования в астероидах, кометах и других малых тел, которые скапливаются на окраинах нашей системы (а иногда и пролетают рядом с Землей).

 

Являются ли орбиты и размеры планет естественным побочным продуктом формирования или же есть какие-нибудь особенности, которые родились в процессе редких событий? Ученые хотят ответить на эти вопросы, чтобы лучше понять, как сформировалась Земля, и как это повлияет на землеподобные планеты вокруг других звезд.

К примеру, новое моделирование показало, что Марс — редкая планета. Она может появиться, но при особых обстоятельствах, если параметры моделирования были верны. Правильны ли такие допущения или же нужно провести еще исследования?

Поиск ответов на эти вопросы помогает нам понять, откуда взялся не только Марс, но и наша собственная планета. Для астробиологов Красная планета представляет особый интерес, поскольку имеет многочисленные свидетельства наличия воды в прошлом.

Результаты марсоходов «Оппортьюнити», «Спирит» и «Кьюриосити» на поверхности Марса показали, что на планете имеются минералы, которые образуются в присутствии воды, например, минерализованный оксид железа, известный как гематит.

«Образование Марса — старая загадка. Большинство предыдущих исследований, подобных этому, не могли воспроизвести объект с массой Марса, — говорит Ребекка Фишер, докторант геофизических наук в Университете Чикаго, ведущая исследования. — Можно воспроизвести Марс, но это удается только в 5% случаев. Если вы проведете только четыре моделирования, вы не увидите его образования».

Работа Фишер под названием «Динамика планет земной группы в многочисленных моделированиях N-тел» появилась в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Юпитер и Сатурн образовались первыми



Фишер, геолог по образованию, интересуется тем, как образовалась Земля. Как и другие планеты в Солнечной системе, Земля возникла из облака газа и пыли около 5 миллиардов лет назад. Со временем это облако объединилось в обломки. Обломки столкнулись и объединились, в конечном счете образовав планеты и луны, которые мы видим сегодня.

Прогнозирование того, в каких условиях могли сформироваться восемь планет нашей Солнечной системы, однако, представляет собой огромную проблему. Она требует моделирования столкновений за миллионы лет и принятия во внимание таких вещей, как орбиты газовых гигантов — конечно, Юпитера и Сатурна, — которые влияли на положение планет внутренней Солнечной системы.

Прежние моделирования формирования Солнечной системы были ограничены несколькими подходами. До последней работы, о которой идет речь, общее число моделирований достигало 12 — в 2009 году.

Считается, что Юпитер и Сатурн образовались прежде, чем внутренняя Солнечная система, поскольку у них много газа внутри. По аналогии с юным Солнцем, эти планеты черпали газ, плавающий в непосредственной близости. Газ оставался в Солнечной системе в течение короткого времени, прежде чем радиация Солнца не вытолкнула его из Солнечной системы, а значит, газовые гиганты образовались довольно быстро. Они смогли удержать газ благодаря мощной гравитации.

По этой причине модель начинается с предположения, что Юпитер и Сатурн существовали, когда внутренняя Солнечная система еще пребывала в стадии формирования. Исследователи провели два ряда из 50 моделирований — один с Юпитером и Сатурном с такими же эксцентричными орбитами, как у них сейчас, и один — когда Юпитер и Сатурн обладали более круговыми орбитами.

«Обычно мы формируем от двух до шести планет внутренней Солнечной системы в своих моделированиях, — говорит Фишер. — Мы видим нечто, что похоже на Венеру. С Меркурием сложнее. Мы видим, может быть, один хороший аналог во всех моделированиях. Дело в том, что ни одно моделирование не производит Меркурий, поэтому, вероятнее всего, мы допускаем ошибку еще на стадии теории».

Фишер признает, что результаты могут рассказать ученым, что образование Марса и Меркурия — маловероятные события, возможные, но редкие. Или же моделирование может показать ученым, что допущения, которые они делают относительно Солнечной системы, должны быть пересмотрены. Эти вопросы предстоит решить в будущих исследованиях.

Строительство Земли





Помимо образования планет, ученые также изучали, как присутствие других планет влияло на формирование Земли. К примеру, наша планета включает летучие вещества вроде воды на своей поверхности. Возможно ли, что масса Марса повлияла на количество воды, собранной Землей? Моделирования Фишер показали, что количество воды на Земле, по всей видимости, зависит от Марса.

Что еще заметила Фишер, так это то, что орбиты Юпитера и Сатурна сильно повлияли на количество летучих веществ, доставленных во внутреннюю Солнечную систему, где находится Земля. Вода и некоторые органические вещества произошли из внешней Солнечной системы, возможно, по той же причине, по которой кометы приходят из гипотетического региона под названием Облако Оорта. Этот регион насыщен ледяными объектами, которые находятся от 5000 до 100 000 а. е. от Земли.

Эти ледяные объекты остаются на задворках Солнечной системы, если орбиты газовых гигантов не подталкивают их ближе к Солнцу. Планеты вроде Земли, которая находится в процессе аккреции воды, азота и углерода (всех важных для жизни), скорее всего, во многом зависят от материала, который доставляют газовые гиганты.

Фишер обнаружила, что ранние круговые орбиты юных Юпитера и Сатурна позволили газовым гигантам доставить больше летучих веществ во внутреннюю Солнечную систему, что было бы невозможно при более эксцентричных орбитах сегодняшнего дня.

Модели показали несколько сценариев для орбит Юпитера и Сатурна, пока формировались внутренние планеты. Возможно, их орбиты пересекались, либо подходили и отдалялись от Солнца, но основная причина этого пока не ясна.

Насколько редка наша Солнечная система?





Понимание того, как собралась Солнечная система, имеет важные последствия для жизни за пределами Земли. Если она определенно редкая для образования некоторых планет, значит и жизнь должна быть реже, чем предполагается. Однако пока ученым не удалось повторить модель Солнечной системы.

«Есть масса дискуссий по поводу того, как к этому подходить, смотреть на Солнечную систему как на наиболее вероятный результат или же отталкиваться от условий, которые могли бы произвести Солнечную систему. В настоящее время нет конфигурации, которая производила бы Солнечную систему в большинстве случаев».

В дальнейших исследованиях Фишер будет заниматься изучением того, как формирование Солнечной системы могло повлиять на недра Земли. Для планет, которые собираются в моделировании, она будет рассчитывать распределение входящего материала между корой и мантией Земли, последняя из которых зависит от температуры и давления в ядре Земли.

Эти моделирования помогут точно определить температуру ядра Земли, которая пока неизвестна. Активная поверхность Земли, извержения вулканов и землетрясения иногда приводятся в качестве причины возникновения жизни, поскольку обеспечивают организмы энергией и изменениями.

Хотя присутствие Марса может быть редкостью для нашей Солнечной системы, астробиологи считают это удачей. Исследование Марса помогает понять различные условия, при которых могла бы зародиться жизнь, даже если мы не уверены в том, была ли она когда-либо на Марсе.

Источник: hi-news.ru

Как наклон оси и глубина океана определяют пригодность экзопланеты для жизни?

Поделиться







Порядка 2000 планет за пределами нашейСолнечной системы были обнаружены к текущему моменту. Может ли хоть одна из этих экзопланет быть обитаемой, зависит от ряда критериев. Среди них, по мнению ученых, есть такой критерий, как наклон оси планеты по отношению к орбите вокруг звезды. Чем сильнее наклон, тем меньше шансов для жизни. Во всяком случае, так думали астробиологи.

Ученые Массачусетского технологического института обнаружили, что даже планеты с серьезным наклоном, почти с горизонтальной осью, могут потенциально поддерживать жизнь, при условии, что вся планета покрыта океаном. Даже неглубокий океан в 50 метров глубиной сможет поддерживать на планете комфортную температуру в 15 градусов по Цельсию круглогодично.

Дэвид Феррейра, бывший научный сотрудник Массачусетского технологического института, говорит, что на первый взгляд может показаться, что планета с такой экстремально наклоненной осью будет непригодна для жизни: если планета практически лежит на боку, северный полюс будет освещаться шесть месяцев в году, а затем будет шесть месяцев кромешной тьмы.

«Мы думали, что такая планета не может быть обитаемой: она будет либо кипеть, либо замерзать, для жизни это неприемлемо, — говорит Феррейра. — Но мы также обнаружили, что океан хранит тепло летом и возвращает его в зимний период, поэтому климат может быть довольно мягким даже в сердце холодной полярной ночи. Таким образом, когда мы ищем обитаемые экзопланеты, нам не стоит недооценивать планеты с серьезно наклоненной осью».

Результаты работы ученых были опубликованы в журнале Icarus. Вместе с коллегами Феррейра использовал модель, разработанную в MIT, которая симулирует «аквапланету» с наклоненной осью, размером с Землю, с таким же расстоянием до Солнца, но полностью покрытую водой. Трехмерная модель строится для имитации циркуляции атмосферы, океана, морского льда, ветра и тепла. Для сравнения ученые строили несколько моделей с разной глубиной океана: 200, 50 и 10 метров, и с разным наклоном: 23 (как у Земли), 54 и 90 градусов.

В случае с планетами с 90-градусным наклоном оси, ученые обнаружили, что мировой океан даже глубиной в 50 метров будет поглощать достаточно солнечной энергии во время полярного лета и выпускать его обратно в атмосферу зимой, поддерживая таким образом относительно мягкий климат. Круглый год на планете будет царить весенняя температура.

«Мы ожидали, что если вы поместите океан на планету, она будет более пригодна для жизни, но не до такой степени. Действительно, удивляет, что температура на полюсах остается благоприятной для жизни».

Команда пришла к выводу, что жизнь может процветать на водяной наклоненной аквапланете, но только до определенного момента. Глубины океана в 10 метров будет уже недостаточно, чтобы сохранить мягкий климат. Напротив, планета переживет противоположный эффект: как только образуется лед, он быстро распространится на темную сторону планеты. И даже когда эта сторона повернется к солнцу, будет уже слишком поздно: массивные толщи льда будут отражать солнечные лучи, позволяя льду распространяться дальше, пока он не поглотит всю планету.

«Некоторые люди считают, что на планете с наклоненной осью будет лед только на экваторе, а на полюсах будет тепло. Но мы пришли к выводу, что нет никаких промежуточных состояний. Если на планете будет мало океана, она превратится в снежный ком. Разумеется, обитаемой ее точно не назовешь».

Источник: hi-news.ru

10 неразрешенных загадок Солнечной системы

Поделиться







Несмотря на то, что человечество благодаря мощнейшим телескопам и многочисленным космическим миссиям узнало много чего интересного о нашей Солнечной системе, остается еще немало вопросов и загадок, которые ставят в тупик даже самых выдающихся ученых нашего времени. И чем больше мы изучаем космос, тем больше загадок он нам преподносит. Предлагаем ознакомиться с десятью интереснейшими мистериями нашей Солнечной системы, которые пока не смогли решить даже лучшие умы нашей планеты.

Невидимый щит, окружающий Землю





В 1958 Джеймс Ван Аллен из Университета Айовы обнаружил пару радиационных колец, опоясывающих нашу планету на высоте до 40 000 километров и состоящих из электронов и протонов высоких энергий. Удерживает эти кольца вокруг нашей планеты магнитной поле Земли. Наблюдение за кольцами показало, что они то сжимаются, то расширяются под воздействием энергии, выбрасываемой вспышками на Солнце.

В 2013 году Дэниель Бэйкер из Колорадского университета обнаружил между внутренним и внешним радиационными кольцами Ван Аллена третью структуру. Бэйкер обозначил эту структуру как «накопительное кольцо», работающее как расширяющийся и сужающийся невидимый щит, блокирующий эффекты «смертельных электронов». Эти электроны, находящиеся на высоте 16 000 километров, могут быть губительными не только для людей, находящихся в космосе, но и для различного оборудования космических спутников.

На высоте чуть выше 11 000 километров над поверхностью планеты формируется граница внутреннего кольца, чей внешний контур блокирует электроны и не позволяет им проникать глубже в нашу атмосферу.

«Эти электроны будто бы сталкиваются со стеклянной стеной. Нечто создает вокруг нашей планеты некое подобие силового поля, какое мы могли видеть в различных фантастических фильмах. Это невероятно загадочный феномен», — говорит Бэйкер.
Ученые разработали несколько теорий, которые тем или иным образом частично могли бы объяснить сущность данного невидимого щита. Однако ни одна из этих теорий не является окончательной и подтвержденной.

Аномалии ускорения





Для отправки космических аппаратов в дальние уголки нашей Солнечной системы ученые используют специальные гравитационные маневры, задействуя гравитационную энергию нашей планеты или Луны для ускорения. Однако ученые, как оказывается, не всегда точно способны рассчитать скорость ускорения космических аппаратов при таких маневрах. Иногда происходит так, что рассчитанная скорость не соответствует ранее заявленной. Такие нестыковки называются «аномальным ускорением».

Сейчас у ученых есть возможность рассчитать лишь точную разницу в скорости при ускорении за счет гравитационной энергии Земли. Однако даже в этом случае происходят непредвиденные события, как, например, случилось с зондом NASA «Кассини» в 1999 году, чья скорость полета ввиду непонятных обстоятельств была замедлена на 2 миллиметра в секунду. Другой случай произошел в 1998 году, когда космический аппарат NEAR все того же NASA получил необъяснимое ускорение на 13 миллиметров в секунду выше, по сравнению с ранее заявленными расчетами.

«Эти необъяснимые различия в расчетной и реальной скорости не играют серьезной роли в изменении траектории полета космических аппаратов», — говорит Луи Аседо Родригез, физик из Политехнического университета Валенсии.
«И хотя данные аномальные различия встречаются не так часто, учитывая все риски, очень важно узнать, чем они вызываются».
Ученые в свое время предлагали различные теории о том, чем могут быть вызваны эти аномалии. В виновники ставили и солнечную радиацию, и темную материю, захваченную гравитацией нашей планеты, однако точной причины этого явления не знает никто. До сих пор.

Большое красное пятно Юпитера





С большим красным пятном на Юпитере, пятой планете от Солнца, связано сразу две неразрешенные загадки. Первая загадка связана с тем, почему этот гигантский ураган никогда не прекращается? Он настолько огромен, что внутри него могли бы поместиться как минимум две планеты размером с нашу Землю.

«Согласно нынешним теориям, большое красное пятно на Юпитере должно было исчезнуть спустя несколько десятилетий. Однако ураган этот длится уже несколько столетий», — говорит Педрам Гасанзаде из Гарвардского университета.
Есть несколько теорий, пытающихся объяснить его столь высокую продолжительность. Согласно одной из этих теорий, долгоживущий гигантский ураган поглощает более мелкие рядом образующиеся смерчи, впитывая их энергию. Другую теорию в 2013 году предложил сам Гасанзаде. Согласно ей, движение вихревых потоков холодных газов снизу вверх и горячих газов сверху вниз внутри этого гигантского урагана позволяет восстанавливать часть энергии в его центре. И все же ни одна из предлагаемых теорий окончательно не решает вопрос этой загадки.

Вторая загадка большого красного пятна связана с источником его цвета. Одна из теорий предполагает, что красный цвет вызывается химическими элементами, скрытыми видимыми облаками газового гиганта. Однако некоторые ученые утверждают, что движение химических элементов вверх явилось бы следствием более насыщенного красного оттенка вихря на всех высотах.

Одна из последних гипотез гласит, что большое красное пятно Юпитера является своего рода «солнечным ожогом» верхнего слоя облаков, а более низкие слои имеют белый или, скорее, сероватый цвет. Ученые, выступающие в поддержку данной теории, считают, что красный цвет вихря образуется вследствие воздействия ультрафиолетового света Солнца, пробивающегося сквозь аммиачный состав газа верхних слоев атмосферы Юпитера.

Погода Титана





Как и на Земле, на Титане есть свои времена года. Титан является единственным спутником в нашей Солнечной системе, обладающим плотной атмосферой. Каждый сезон на Титане равен примерно семи годам на Земле (Титан, напомним, является спутником Сатурна, которому для оборота вокруг Солнца требуется 29 земных лет).

Последняя смена сезона на Титане произошла в 2009 году. В его северном полушарии зима сменилась весной, в то время как в южной части спутника лето сменилось осенью. Однако в мае 2012 года во время осеннего сезона в южном полушарии космический аппарат «Кассини» сделал фотографии гигантского полярного вихря, формирующегося на южном полюсе спутника. Увидев эти фотографии, ученые были озадачены тем фактом, что вихрь образовывался на высоте 300 километров над поверхностью Титана. Причина озадаченности заключалась в высоте и температуре области, где образовался этот вихрь — они были слишком высокими.

Анализируя спектральные данные цветов солнечного света, отражаемые атмосферой Титана, ученые смогли обнаружить признаки наличия частиц циановодорода. А его наличие, в свою очередь, могло бы означать, что все наше представление о Титане является в корне неверным. Присутствие циановодорода должно говорить о том, что верхние слои атмосферы спутника должны быть на 100 градусов Цельсия холоднее, чем считалось ранее. При смене сезона атмосфера в южном полушарии Титана стала охлаждаться быстрее, чем ожидалось.

Так как циркуляция атмосферы во время смены сезона гонит огромный объем газа к югу, концентрация циановодорода возрастает и охлаждает находящийся рядом воздух. Снижение воздействия солнечного света во время зимнего сезона также сильнее охлаждает южное полушарие. Это предположение, а также многие другие загадки Титана ученые собираются проверить в день летнего солнцестояния, который произойдет на Сатурне в 2017 году.

Источник ультраэнергетического космического излучения





Космическое излучение представляет собой излучение высоких энергий, до конца не изученных наукой. Одной из главных загадок астрофизики является то, откуда берется ультраэнергетическое космическое излучение и как оно может содержать такой невероятный объем энергии. Это самые высокозаряженные известные частицы в нашей Вселенной. Наблюдать за их движением ученые могут только тогда, когда они ударяются о верхние слои нашей планеты, разрываясь на еще более мелкие частицы и вызывая резкий импульс радиоволн, длящийся не больше нескольких наносекунд.

Однако на Земле проследить за тем, откуда берутся эти частицы, невозможно. Площадь самого большого детектора обнаружения этих частиц на Земле составляет всего около 3000 квадратных километров, что примерно равно площади карликового государства Люксембург. Решить эту проблему ученые планируют за счет строительства «Квадратной километровой решётки» (SKA) — сверхчувствительного радиоинтерферометра, благодаря которому Луна (да-да, наш естественный спутник) превратится в настоящий гигантский детектор космического излучения.

Квадратная километровая решётка будет использовать всю видимую часть поверхности Луны для обнаружения радиосигналов этих частиц сверхвысоких энергий. Благодаря SKA ученые планируют фиксировать до 165 событий, связанных с частицами сверхвысоких энергий, что, конечно же, во много раз больше, чем они имеют возможность делать сейчас.

«Космические излучения подобного типа энергий настолько редки, что вам необходимо иметь при себе невероятно огромный детектор, способный собрать необходимое количество информации, с которой действительно можно работать», — объясняет доктор Джастин Брей из Университета Саутгемптона.
«Но размеры Луны затмевают любые другие размеры когда-либо строившихся детекторов частиц. Если у нас все получится, то появится лучшая возможность для того, чтобы выяснить, откуда эти частицы берутся».

Радиомолчание Венеры





Венера обладает горячей, плотной, состоящей из облаков атмосферой, скрывающей ее поверхность от прямой видимости. До настоящего момента единственным способом для картографирования поверхности этой планеты является радиолокационный метод. Когда космический аппарат «Магеллан» посетил Венеру 20 лет назад, ученых заинтересовали две загадки планеты, которые остались нерешенными до сих пор.

Первая загадка заключается в том, что чем выше ландшафт поверхности планеты, тем лучше («ярче») отражаются направленные на поверхность радиоволны. Нечто аналогичное происходит у нас на Земле, но с учетом видимого света. Чем выше мы поднимаемся, тем более низкой становится температура. Чем выше в горах, тем больше и толще снежные шапки. Аналогичный эффект происходит на Венере, поверхность которой мы не можем наблюдать в видимом свете. Ученые считают, что причиной этого эффекта является процесс химического выветривания, зависящий от температуры или типа осадков тяжелых металлов, которые действуют как металлические шапки, отражающие радиосигналы.

Вторая загадка Венеры заключается в наличии радиолокационных пробелов на возвышенностях поверхности планеты. Ученые видят слабые отражающиеся сигналы на высоте 2400 метров, затем резкий скачок отражения сигналов при подъеме до 4500 метров. Однако начиная с 4700 метров происходит резкое увеличение пробелов в отражении сигналов. Иногда количество этих пробелов исчисляется сотнями. Сигналы идут будто в пустоту.

Сгустки света на F-кольце Сатурна





Сравнивая недавно полученные космическим аппаратом «Кассини» данные с информацией, полученной «Вояджером» 30 лет назад, ученые обнаружили снижение проявлений ярких сгустков на F-кольце Сатурна (хотя общее число сгустков при этом осталось неизменным). Как выяснили ученые, F-кольцо способно изменяться. При этом делать это очень быстро. Фактические в течение нескольких дней.

«Это наблюдение открывает для нас еще одну загадку нашей Солнечной системы, которую определенно стоит разрешить», — говорит Роберт Френч из Института SETI в Калифорнии.
Некоторые из колец Сатурна состоят из кусков льда, размеры которых аналогичны большим валунам. Однако F-кольцо планеты состоит из частиц льда, размер которых не больше пылинок. По этой причине ученые нередко называют F-кольцо «пылевым кольцом». При взгляде на это кольцо будет видно тусклое свечение.

Иногда частицы льда рядом с кольцом соединяются и образуют большие комы льда — крошечные спутники Сатурна. Когда эти крошечные спутники сталкиваются с основной массой F-кольца, то выталкивают из него те частицы, которые его образуют. В результате этого происходят яркие вспышки. Количество этих вспышек напрямую зависит от числа этих крошечных спутников. По крайней мере так гласит одна из теорий.

Согласно же другой теории, F-кольцо Сатурна образовалось относительно недавно. И образовалось оно вследствие разрушения более крупных ледяных спутников планеты. В этом случае изменения в F-кольце происходят вследствие его развития. Ученые пока не решили, какая из теорий больше похожа на правду. Требуется больше наблюдений за F-кольцом планеты.

Мнимые гейзеры Европы





В конце 2013 года ученые объявили о том, что космический телескоп «Хаббл» обнаружил на поверхности южного полюса Европы, ледяного спутника Юпитера, вырывающиеся на высоту 200 километров гейзеры. Неожиданно для науки поиск внеземной жизни потенциально стал проще. Ведь орбитальный зонд мог пролететь сквозь эти гейзеры и собрать образцы океанического состава Европы для поиска признаков жизни и при этом без необходимости посадки на ледяную поверхность.

Однако дальнейшие наблюдения за Европой не показали никаких свидетельств водяного пара. Повторный анализ собранных ранее данных вообще поставил под вопрос информацию о том, были ли вообще эти гейзеры. Некоторые ученые указывают также на то, что исследуя в октябре 1999 года и в ноябре 2012 года Европу «Хаббл» не обнаружил никаких гейзеров.

«Обнаружение» гейзеров на Европе обернулось настоящей загадкой. Аэрокосмическое агентство NASA планирует отправить к спутнику Юпитера роботизированный зонд, чьей задачей будет разобраться в реальности или нереальности наблюдения.

Метан на Марсе





Марсоход «Кьюриосити» с момента своего пребывания на Красной планете не заметил признаков наличия метана на Марсе, однако спустя 8 месяцев после его приземления ученые были удивлены тому, что марсоход зафиксировал своими чувствительными датчиками. На Земле более 90 процентов находящегося в атмосфере метана производится живыми существами. Именно по этой причине ученые во что бы то ни стало решили выяснить, откуда же мог взяться метан на Марсе и что могло вызывать его неожиданный выброс в атмосферу Красной планеты.

По мнению все тех же исследователей, на то есть несколько возможных причин. Одной из них, например, могло бы являться наличие на планете метан-продуцирующих бактерий или метаногенов. Другой вероятной причиной могут являться богатые водородом метеориты, которые время от времени проникают сквозь атмосферу Марса и являются, по сути, своего рода органическими бомбами, высвобождающими метан при нагреве до экстремальных температур ультрафиолетовым излучением Солнца. Теорий в этом вопросе много и одна краше другой.

Вторая загадка Марса заключается в том, что метан не только появляется, но и исчезает. Когда марсианский космический зонд не смог обнаружить признаки наличия метана после того, как его первоначально там обнаружили, ученых этот факт поставил в настоящий тупик. Если верить науке, метан не может исчезнуть с планеты всего за несколько лет. Процесс разложения этого химического вещества из атмосферы потребовал бы около 300 лет. Поэтому перед учеными появился вопрос: а был ли вообще на самом деле обнаружен метан на Марсе?

Тем не менее некоторые из выбросов метана действительно были подтверждены. Что же касается того, куда он потом делся: может быть, марсианские ветры постоянно отгоняют молекулы метана от чувствительных датчиков «Кьюриосити»? И все же это никак не объясняет определенные наблюдения находящегося на орбите планеты космического зонда.

Жизнь на Церере





Космический исследовательский аппарат Dawn аэрокосмического агентства NASA спешит на встречу Церере, карликовой планете, расположенной в нашей Солнечной системе. К ней космический зонд должен прибыть в марте 2015 года. Практически все, что мы знаем о Церере, остается загадкой для ученых. В отличие от протопланеты Весты, которую Dawn посетил на пути к Церере, с Церерой не связано никаких историй о метеоритах и кометах, которые могли бы сформировать ее строение.

И пока Веста остается весьма сухим астероидом, считается, что Церера состоит из камней и льда и, возможно, содержит под своей ледяной шапкой жидкий океан из воды. Ученые предполагают, что вода в той или иной форме составляет до 40 процентов ее состава. Церера, по мнению науки, является второй планетой (после Земли) или любым другим космическим телом, содержащим столь огромные запасы воды в нашей Солнечной системе. Правда, точный объем воды ученым пока узнать не удалось. Возможно, космический аппарат Dawn поможет решить этот вопрос, а также ответить на вопрос о том, почему Церера так отличается от Весты.

Обе карликовые планеты могут содержать важнейшую информацию о жизни на Земле. И Церера в этом плане является наиболее загадочной. Может ли эта протопланета поддерживать жизнь? Насколько известно ученым, существует три компонента, необходимых для жизни: источник энергии, жидкая вода и химические строительные блоки, такие как углерод. Помимо того, что на Церере в большом объеме может присутствовать вода, в том числе и в жидкой форме, сама Церера находится достаточно близко к Солнцу, чтобы получать достаточное количество солнечного тепла. Пока науке не известно, имеется ли у карликовой планеты свой внутренний источник тепла. Также ничего не известно и о наличии необходимых строительных блоках жизни. Будем надеяться, что космическая миссия Dawn сможет ответить на все эти вопросы.

Источник: hi-news.ru

В нашей Солнечной системе могли быть другие планеты

Поделиться







Задолго до того, как образовались Меркурий, Венера, Земля и Марс, внутри Солнечной системы могли гнездиться другие суперземли — планеты по размерам больше Земли, но меньше Нептуна. Если это так, то те времена давно прошли, планеты были разбиты и упали на Солнце миллиарды лет назад, благодаря движению Юпитера в юности нашей системы.

Этот сценарий был предложен Константином Батыгиным, планетологом Калифорнийского технологического института, и Грегори Лавлином из Калифорнийского университета в Санта-Круз в работе, опубликованной на днях в Трудах Национальной академии наук (PNAS). Результаты их расчетов и моделирования указывают на возможность существования другой картины ранней Солнечной системы, которая могла бы ответить на ряд нерешенных вопросов о текущем составе Солнечной системы и самой Земли. К примеру, новая работа задается вопросом, почему у планет земной группы в Солнечной системе относительно низкая масса по сравнению с планетами, вращающимися вокруг других солнцеподобных звезд.

«Наша работа показывает, что миграция Юпитера по направлению внутрь могла уничтожить первое поколение планет и создать условия для формирования бедных массой планет земной группы, из которых состоит наша Солнечная система сегодня», — говорит Батыгин, доцент кафедры планетологии. — «Все это красиво вписывается в последние открытия относительно того, как развивалась Солнечная система».
Изображение ниже — это модель, созданная Калтехом и его филиалом в Санта-Крус, которая демонстрирует юную Солнечную систему, когда Юпитер, вероятно, осуществил великую миграцию внутрь (на ней орбита Юпитера представлена толстым белым кругом). По мере движения внутрь, Юпитер подхватил примитивные строительные блоки планет, или планетезимали, и выгнал их на эксцентрические орбиты (бирюзовый), которые наложились на нетронутую часть планетарного диска (желтый), положив начало каскаду столкновений, которые могли бы столкнуть любые внутренние планеты на Солнце.

Благодаря недавним исследованиям экзопланет, то есть планет, которые находятся в других системах, мы знаем, что около половины солнцеподобных звезд в нашей галактике имеют планеты на своих орбитах. Тем не менее эти системы не похожи на нашу собственную. В нашей Солнечной системе, очень немногое находится в пределах орбиты Меркурия, кроме небольшого мусора, но никаких планет нет. Это сильно контрастирует с тем, что астрономы наблюдают на примерах других планет в большинстве планетарных систем. Эти системы обычно имеют одну или больше планет, которая будет массивнее Земли и находиться ближе к Солнцу, чем Меркурий.





«На самом деле, кажется, что Солнечная система представляется необычной по сравнению с остальными. Наша система особенная, — говорит Батыгин. — Но нет никаких причин полагать, что в нашей системе формирование планет пошло не так, как везде. Разумнее было бы предположить, что дальнейшие изменения повлияли на общий вид».
По мнению Батыгина и Лавлина, Юпитер имеет решающее значение для понимания того, как Солнечная система пришла в свой нынешний вид. Их модель включает так называемый сценарий Grand Tack («Великой смены курса»), впервые предложенный в 2001 году учеными Лондонского университета и пересмотренный в 2011 году командой Обсерватории Ниццы. Согласно этому сценарию, в первые несколько миллионов лет жизни Солнечной системы, когда планетарные тела находились в диске газа и пыли вокруг относительно молодого Солнца, Юпитер стал настолько массивным и овладел настолько мощной гравитацией, что проделал дыру в диске. И пока Солнце затягивало диск по направлению к себе, Юпитер вытягивал его наружу.

«Юпитер продолжал влиять на этот пояс, постепенно приближаясь к Солнцу», — говорит Батыгин. Сатурн образовался позже Юпитера, но начал двигаться к Солнцу более быстрыми темпами. Как только две массивные планеты оказались достаточно близко, их запер особый вид отношений — орбитальный резонанс — когда их орбитальные периоды стали выражаться как отношение целых чисел. При орбитальном резонансе 2:1 Сатурн завершал две орбиты вокруг Солнца за то время, пока Юпитер завершал одну. При таком отношении два тела начали оказывать гравитационное воздействие друг на друга.«Этот резонанс позволил двум планетам образовать разрыв в диске и обмениваться угловым моментом и энергией», — говорит Батыгин. В конце концов, все пришло к тому, что весь газ между двумя мирами был вытеснен и отправлен, а миграция планет началась в обратном направлении. То есть планеты мигрировали внутрь, а затем резко изменили курс, словно лодка, обошедшая буек.
В более ранней модели, разработанной Брэдли Хансеном из Калтеха, планеты земной группы остановились на своих нынешних орбитах с нынешними массами при определенных обстоятельствах — когда все планетезимали внутренней Солнечной системы образовались в узком кольце в пределах 0,7-1 а. е. от Солнца (1 а. е. — это среднее расстояние от Солнца до Земли) спустя 10 миллионов лет после образования Солнце. По сценарию Grand Tack, внешний край этого кольца очертил Юпитер во время движения к Солнцу и очищения разрыва в диске на пути к нынешней орбите Земли.

Что насчет внутреннего края? Почему планетезимали должны быть ограничены внутренним кольцом? Этот момент не затрагивался, говорит Батыгин.

Он утверждает, что ответ может заключаться в изначальных суперземлях. Пустая дыра внутренней Солнечной системы соответствует почти точно орбитальному району, в которых обычно встречаются суперземли возле других звезд. Поэтому разумно предположить, что этот регион был очищен группой планет первого поколения, которые просто не выжили.

Расчеты и моделирование Батыгина и Лавлина показывают, что по мере того, как Юпитер передвигался внутрь, он стянул все планетезимали на своем пути вследствие орбитальных резонансов и отнес их к Солнцу. И когда эти планетезимали подошли ближе к Солнцу, их орбиты стали эллиптическими.

«Вы не можете уменьшить размер своей орбиты просто так, потому увеличилась эллиптичность», — объясняет Батыгин. Эти новые вытянутые орбиты привели к тому, что планетезимали в пределах 100 километров прошли через нетронутые области диска и положили начало каскаду столкновений среди обломков. Каждый планетезималь столкнулся с другим объектом хотя бы раз за каждые 200 лет, яростно разбив его на части и направив в сторону Солнца.
Ученые провели моделирование ситуации, которая показала, что могло случиться с поколением суперземель во внутренней Солнечной системе, если бы они приняли участие в этом каскаде столкновений. Для примера взяли «Кеплер-11», включающей шесть суперземель с общей массой в 40 раз превышающей земную. Модель показала, что эти суперземли ушли бы на Солнце под градом планетезималей всего за 20 000 лет.

Это весьма эффективный физический процесс, говорит Батыгин. Нужно всего несколько земных масс материала, чтобы отправить планеты в десятки земных масс к Солнцу.

Батыгин отмечает, что когда Юпитер засосал все вокруг, некоторая часть планетезималей осталась на круговых орбитах. И только 10% материала нужно было оставить, чтобы образовать современный Меркурий, Венеру, Землю и Марс.

С этого момента потребовались миллионы лет, чтобы эти планетезимали слиплись и в конечном итоге образовали планеты земной группы — этот сценарий отлично вписывается в измерения, которые предполагают, что Земля образовалась 100-200 миллионов лет после рождения Солнца. Это также могло бы объяснить, почему в атмосфере Земли мало водорода — первичный диск из водорода и гелия к моменту образования Земли уже иссяк. Наша планета собралась из бедного плавника.

Потому-то она и отличается от большинства экзопланет. Их большинство — суперземли — обладают атмосферами из водорода, потому что сформировались в определенный момент эволюции своего планетарного диска, когда газа было предостаточно. Также из этого может следовать, что планеты, похожие на Землю, не очень-то и распространены.

Документ также предполагает, что образование газовых гигантов вроде Юпитера и Сатурна — процесс, который достаточно редок с точки зрения планетологов — играет важную роль в определении, будет планетарная система похожа на нашу или нет.опубликовано 

Источник: hi-news.ru

Рядом с нашей Солнечной системой прячутся две планеты земного типа

Поделиться







Астрономы открыли две планеты земного типа, которые вращаются вокруг звезды в системе Альфа Центавра, самой близкой к Солнцу звездной системы. Предположительно, они слишком горячие, чтобы поддерживать жизнь – температура поверхности составляет около 1500 градусов Цельсия. Однако исследователи считают, что эти планеты являются частью более масштабной системы с водными мирами, похожими на Землю. Нас разделяет всего 4,3 световых года, пишет газета Daily Mail со ссылкой на научно-популярный журнал New Scientist.

Первая планета, получившая название Alpha Centauri Bb, была обнаружена еще в 2012 году, но тогда ученые не придали ей большого значения, приняв находку за ложную тревогу. Исследовательская команда Кембриджского университета решила найти доказательства существования этой планеты.

Если спросить у экспертов, то все они выскажут разное мнение по поводу существования Alpha Centauri Bb, — заявил Брайс-Оливье Демори из Кембриджского университета.

Изначально открытие было сделано методом измерения крошечных колебаний звезды Alpha Centauri B, вызванных гравитационными силами планеты, расположенной вблизи. Последнее исследование объединило уже имеющиеся данные с методом поиска экзопланет по падению светимости звезды во время прохождения планеты перед ее диском. Ученые наблюдали Alpha Centauri B в период с 2013 по 2014 годы в целом 40 часов.

В 2013 году был замечено такое «затмение». Оно даже длилось дольше, чем ожидалось. Однако в 2014 году сигналы полностью пропали. Исследователи говорят, что это вовсе не означает, что этой планеты не существует, просто ее трудно наблюдать с Земли.

Сигналы, полученные в 2013 году, показали, что в исследуемой звездной системе есть еще одна планета земного типа, на которой год длится около 20,4 дня. Это открытие дает шанс на то, что планеты в этой системе могут обладать благоприятными условиями для поддержания жизни.

Это не первый случай, когда ученые пытаются доказать существование планеты, которая была принята за «шум». В прошлом месяце астрономы заявили, что таинственные сигналы, которые изначально были интерпретированы как звездные вспышки, в итоге оказались с планеты земного типа. Это каменистая планета Gliese 581d размером вдвое больше Земли. опубликовано 

Источник: hi-news.ru

10 микроскопических событий с гигантскими последствиями на Земле

Поделиться







Земля очень старая и очень большая, и за много веков на ней скопилось множество микроскопических деталей, которые не всегда можно было разглядеть. Современные технологии демонстрируют невероятный вид крошечных вещей, которые либо остались со времен серьезных природных и человеческих событий в прошлом, либо продолжают держать планету в узде по сей день.

Стоп-кадр формирования Солнечной системы





Это тонкий срез метеорита возрастом четыре с половиной миллиарда лет. Круглые пятна, называемые хондрами (хондрулами), определили название этих метеоритов — хондриты. Сегодня хондриты показывают ученым, как в точности формировалась Земли и остальная часть Солнечной системы.

Хондриты старше, чем пыль, грязь и песок, в буквальном смысле. Они образовались, когда Солнечная система была всего лишь облаком межзвездной пыли, некоторая часть которой сплавилась в хондры. Остальная ее часть начала скапливаться вместе в крупные объекты с большей гравитацией. Этот процесс продолжался, пока в центре облака не зажглась звезда — наше Солнце. То, что осталось от пыли и хондр, стало планетами, лунами, астероидами и кометами.

После этого все планеты и большинство лун стали достаточно большими, чтобы развиваться самостоятельно. Оригинального материала на сегодня не осталось, поэтому хондриты являются важными для изучения.

Астероиды и некоторые другие объекты были слишком малы, чтобы продолжать развиваться, и просто зависли в Солнечной системе на миллиарды лет, иногда разбиваясь и падая на Землю. Теперь ученые знают, что яркие хондры, показанные выше, входят в материал из оригинального межзвездного облака пыли, из которого образовалась наша Солнечная система.

Возможные кирпичики жизни в космосе





Это размытое и, кажется, расфокусированное изображение — настоящий эквивалент химических формул, которые вы видели в учебниках. Оно сделано с помощью крайне интересного инструмента — «бесконтактного атомно-силового микроскопа» — и демонстрирует атомы углерода и водорода, связанные вместе в три бензольных кольца.

Астробиологи любят шестигранную бензольную структуру, поскольку из нее могут собираться самые разные типы молекул, которые можно встретить в космосе, в том числе и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Из этих и других органических молекул на основе углерода состоит почти половина пылевых и газовых облаков, плавающих между звездами.

Поскольку в основе жизни на Земле лежит углерод, чрезвычайно интересно, не пришел ли он из этих межзвездных органических молекул. Никто не знает наверняка, но ученые NASA сделали потрясающее открытие, изучая ПАУ. Они подвергли пиримидин, материал, напоминающий ПАУ, воздействию суровых условий космоса, воспроизведенных в лаборатории. В результате образовался урацил, цитозин и тимин — три материала, обнаруженных в генетическом материале всех форм жизни на Земле.

Однажды эксперты выяснят, с чего началась жизнь на Земле. Зато мы уже знаем, что с момента возникновения жизнь претерпела ряд массовых вымираний. Возможно, худшее из всех вызвали следующие маленькие создания.

Цианобактерии: клетки, подарившие Земле кислород





На этом снимке именно то, что вы думаете: куча бактериальных клеток под микроскопом. Эти создания были известны как сине-зеленые водоросли, но сегодня носят название «цианобактерии». Первый удивительный факт об этих клетках: им миллиард лет. Ученые извлекли их из геологических отложений в Австралии возрастом миллиард лет, вместе с 29 другими видами.

Как могут бактерии оставить окаменелости? Цианобактерии больше других бактерий и обладают толстыми клеточными стенками. Они живут в матах, которые составляют слоистые структуры — строматолиты и онколиты. Древние строматолиты, будучи разрезанными на чрезвычайно тонкие пластинки, иногда выявляют окаменевшие цианобактерии — как на этом снимке.

Другой удивительный факт заключается в том, что без этих цианобактерий на снимке и без других, похожих на них, жизни на Земле, какой мы ее знаем, не существовало бы. В своей юности атмосфера Земли напоминала задымленный воздух луны Сатурна Титан. Он был токсичен современной жизни, но некоторые микробы, в том числе и цианобактерии, могли с ним уживаться. Примерно 2,3 миллиарда лет назад цианобактерии развили способность жить за счет солнечного света в процессе фотосинтеза. Одним из побочных эффектов фотосинтеза является кислород, который был смертельным для микробов, предпочитавших смог. Поскольку цианобактерий было чрезвычайно много, так называемая Кислородная катастрофа изменила атмосферу планеты и, вероятно, вызвала массовое вымирание на Земле. Тем не менее она также заложила основу для современных животных и растений.

Было и другое мощное событие — Великое вымирание — после которого практически вся жизнь на Земле исчезла. Одной из причин этого вымирания были…

Сибирские траппы





Так геологи называют тонкий срез скалы, очень тонкий. Если взглянуть на него под микроскопом с использованием поляризованного света, по цвету можно идентифицировать разные минералы.

Это тонкий срез лейкократового габбро. Белая часть картины — минерал плагиоклаза, а синяя — амфибол. Обратите внимание, как минералы слиплись вместе; они увязли в потоке черного материала, который можно представить вяло текущим, подобно гавайской лаве, слева направо на этом снимке.

Когда-то этот материал разливался в стиле гавайской лавы из-под земли на территории, где сейчас находится Сибирь, порядка 250 миллионов лет назад. Затопление сибирских траппов произошло во время пермского периода почти одновременно с крупнейшим массовым вымиранием жизни на Земле. Базальтовое наводнение продлилось один миллион лет. Было много лавы — достаточно, чтобы утопить Сибирь под километровой толщей.

Земной жизни пришлось несладко. Хотя в ходе Великого вымирания проявились и другие факторы, газы и пепел извержения заблокировали солнечный свет, а из лавы вырвались ядовитые газы, отравившие воздух и воду. В ходе этого периода на Земле исчезло 93—97% жизни.

Некоторые считают, что наводнение было вызвано мантийным плюмом; другие думают, что оно связано с тектоникой плит. Сибирская лава молчит, но молчание ее смертоносных кристаллов весьма красноречиво. Земля проходит через циклы жизни и смерти. Некоторые записываются в ее породах, но атмосфера записей не хранит. Или хранит?

Атмосфера Земли 420 000 лет назад





Эти крошечные пузыри воздуха не появляются в воде. Они были заморожены во льду сотни тысяч лет назад. Анализ этого воздуха рассказал ученым многое о древнем климате Земли, как он менялся со временем и как может измениться в будущем.

Как воздух попал в лед и как определили его возраст? Кристаллы снега улавливают воздух по мере падения на Землю. Если снег не тает, он превращается в ледник с пузырьками воздуха. Иногда ледники перемещаются по горизонтали, плывут по воде и земле, но по вертикали их расположение не меняется. Таким образом, ученые могут определить возраст различных горизонтальных ледовых слоев без углеродного датирования — молодые слои всегда сверху. Собственно, так и определили, что пузыри воздуха, обнаруженные в кернах льда Антарктиды и Гренландии, содержат частички атмосферы возрастом 420 000 лет.

Изменения в количестве диоксида углерода в воздухе определенно влияют на климат. Сегодня это считается большой проблемой, но, к счастью, крошечные морские создания помогают нам с ней справиться.

Главный переработчик углерода





Это не спутниковый снимок леса с дорогой вокруг него. Это микроскопический вид Alteromonas, недавно обнаруженных бактерий, которые играют большую роль в удержании углекислого газа (CO2) под контролем.

Углерод существует повсюду на Земле. Он присутствует в воздухе в определенной концентрации, которую помогают контролировать земные океаны. Морская вода поглощает и высвобождает атмосферный углекислый газ. Планктон питается углем, который поглощается. Когда они умирают, их тела опускаются на дно океана, где ими питаются бактерии. Затем бактерии высвобождают углекислый газ, который в конечном итоге возвращается в атмосферу Земли.

По крайней мере ученые думают, что так происходит. Большая часть процесса происходит глубоко под океаном, куда ученые добраться не могут. Когда-то считалось, что в процессе участвует множество разных бактерий. Однако недавно обнаружили, что одни Alteromonas едят, что называется, за семерых. Это открытие существенно облегчило создание модели круговорота углерода в океане.

Растения возрастом девять миллионов лет





Растения помогают сохранять атмосферу пригодной для дыхания. Кусочки сверху — это мгновенно окаменевшие растения во время падения метеорита миллионы лет назад. Ученые понятия не имеют, как органическое вещество смогло выдержать столько тепла. Благодаря этому открытию, мы знаем, что жизнь на Марсе, если она когда-нибудь была, могла сохраниться таким же образом.

Вот что произошло: серия из семи разных космических объектов упала на территории современной Аргентины порядка девяти миллионов лет назад. Земля там была покрыта порошкообразной почвой под названием лесс, которая плавилась и быстро превращалась в стекло. Ученые провели ряд экспериментов, и после ряда неудач обнаружилось, что при температуре порядка 1480 градусов по Цельсию вода в наружных слоях растения поглощает достаточно тепла, чтобы защитить внутреннюю хрупкую структуру. Что-то похожее происходит, когда вы запекаете пищу.

Марс тоже покрыт лессом и обладает множеством кратеров. Уже миллиарды лет на Красной планете нет озер и рек, но когда-то, возможно, были. На Марсе могла быть жизнь, и вполне вероятно, что в случае удачного стечения обстоятельств, при падении метеорита, ее также могло защитить лессовое стекло, как в случае с растениями на Земле.

Стоп-кадр крупнейшего из последних извержений вулканов





Этот снимок похож на приближенный вид «Звездной ночи» Ван Гога, но в действительности это еще один геологический тонкий срез вулканической породы. Только в нем много острых углов. Это извержение было жестоким, это вам не вялая гавайская лава.

Крупные куски — это разбитые фрагменты минералов. Они находятся в расплавленной породе, которая текла вокруг. Если присмотреться, можно увидеть темные пустоты в распиленном камне, которые вытягиваются подобно расплавленной карамели.

Это небольшой кусочек суперизвержения Тоба, состоявшегося порядка 75 000 лет назад. Это извержение стало крупнейшим в истории человечества, выбросив 2900 кубокилометров магмы и три триллиона килограммов серы в небо. Минеральные кристаллы расщепились на обломке, когда произошел взрыв. Через несколько секунд они оказались заключенными в горячем загазованном вулканическом пепле. Газ быстро рассеивается, оставляя пробелы в частицах пепла, которые выглядят черными в поляризованном свете. Десятки тысяч лет спустя геологи изучают эти осколки и поражаются жестокости Тоба. Пепел извержения разлетелся над Восточной Африкой на 7000 километров.

Укротители огня





На этом снимке все просто. Желтовато-коричневое вещество — это грязь, частицы посветлее — пепел древесного огня, а темно-серое — материал растения, которое было частично сожжено. Что удивительно, это доказательство того, что люди укротили огонь миллион лет назад — намного раньше, чем ожидалось.

Оценки точной даты приручения огня всегда были зыбкими. Трудно сказать, являются ли слои древнего пепла остатками лесного пожара или же появились в процессе приготовления пищи. Несколько лет назад применили продвинутые технологии на пепелище. Пепел взяли из очага в пещере Южной Африки возрастом миллион лет. Он был нетронут и не мог появиться вследствие природных процессов. Неподалеку были найдены каменные орудия труда.

Перед нами пепельные останки растения, которое кто-то, возможно Homo erectus, принес в пещеру миллион лет назад. И он не был вегетарианцем, потому что сожженные кости тоже были обнаружены неподалеку.

Власть над огнем стала краеугольным камнем в нашем превращении в хозяев Земли, которыми мы считаем себя сегодня. Однако действительно ли мы хозяева? Ученые начинают понимать, что самая крупная масса живых организмов на Земле может в действительности скрываться в скалистой коре под океанами. И эти крошечные существа называются…

Эндолиты





Простейший способ обозвать эти крошечные зеленые вещи: «Скрученные минеральные стебли, произведенные окисляющими железо бактериями, извлеченные в ходе экспериментов по инкубации минералов из скважин Хуан-де-Фука».

Важное слово здесь — скважины. Ученые пробурили морское дно и обнаружили, что там живут бактерии. Эти крошечные жители камней под названием эндолиты были там и раньше. Они живут в камне и едят его. Ученые давно знали о них, но только недавно начали подозревать, что эндолитов на Земле может быть очень и очень много.

Большая часть Земли покрыта океанической корой. Дно океана состоит из базальтовой лавы, которая извергается в срединно-океанических хребтах, а затем перемещается от хребтов по своего рода конвейерной ленте. Там есть много воды и тепла, необходимых для процветания земной жизни. Кроме того, водная жизнь отлично чувствует себя в срединно-океанических хребтах у гидротермальных источников. Почему бы ей не процветать внутри морского дна?

Теперь представьте, что вся океаническая кора населена живыми существами. Ученые, которые сделали этот снимок зеленых стеблей эндолитов, считают, что в морском дне может быть больше биомассы, чем на суше и в море, вместе взятых.опубликовано 

Источник: hi-news.ru