Информация о новых научных исследованиях планет солнечной системы: Новые научные исследования планет Солнечной системы – информация для сообщения кратко (4 класс, окружающий мир)

«Есть риск навсегда остаться в собственной колыбели, уничтожив в ней самих себя» – Картина дня – Коммерсантъ

Олег Атьков, летчик-космонавт СССР, герой Советского Союза:

Фото: Василий Дерюгин, Коммерсантъ

— Сейчас мы технически не готовы лететь дальше чем на Луну. Космос таит массу рисков, это агрессивная среда, поэтому время от времени возникают дискуссии: нужно ли нам вообще совершать пилотируемые полеты, или пусть космос покоряют роботы?

Появятся новые научные разработки, принципиально новые типы ракетных двигателей, и человечество обязательно сделает шаг в дальний космос. Правда, это будет уже другое человечество — не такое, как сегодня. И дело не только в том, что мы выйдем на другой научно-технический и интеллектуальный уровень. Для этого мы должны стать другими ментально. Это должно быть мудрое, неагрессивное, созидательное человечество. А пока что энергия разрушения у нас превалирует, поэтому есть риск навсегда остаться в собственной колыбели, уничтожив в ней самих себя.

Лев Зеленый, научный руководитель Института космических исследований (ИКИ), академик РАН:

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Человечество долетит, и через 200–300 лет сфера в радиусе нескольких десятков световых лет будет более-менее исследована, и даже может быть обнаружена биологическая жизнь. Однако человек как биологический объект, по моему мнению, никуда и никогда дальше орбиты Луны не улетит и даже до Марса не доберется. Космическая радиация — это удивительная вещь, спасаться от нее мы сейчас не умеем и, думаю, никогда не научимся. Долговременное отсутствие гравитации тоже убийственно.

Но ничего страшного, мы уже привыкли к виртуальной реальности, и роботы с определенным уровнем интеллекта уже сейчас обследовали планеты Солнечной системы, собрали много информации. Конечно, полеты в дальний космос будут более долговременными, но зато это надежнее. Человек с его слабостью, мягкостью не очень подходит для космоса. И в любом космическом аппарате 9/10 усилий приходится на поддержание космонавтов, а не на научные исследования.

Салижан Шарипов, летчик-космонавт:

Фото: Сергей Бровко, Коммерсантъ

— Пока рано и сложно. И что нас там (в дальнем космосе.— “Ъ”) может заинтересовать, чтобы отправлять именно человека? Сегодня надо заниматься освоением околоземной орбиты, в первую очередь на МКС, реализуя российские космические программы.

Сергей Попов, астрофизик, профессор РАН:

Фото: Александр Миридонов, Коммерсантъ

— Для осуществления столь длительных полетов у человечества даже нет идей, необходимых для реализации задуманного. Во-первых, это задачи для фундаментальных наук. Разумеется, как только у человечества появится ресурс полететь, оно им воспользуется. Но это произойдет очень нескоро. А пока даже близко нет таких технических возможностей — подготовить и отправить человека в дальний космос.

Во-вторых, у нас нет рациональной мотивации активно в это вкладываться. Широко освещаемая подготовка полета на Марс тем не менее выглядит как смесь соревнований стран в спорте высоких достижений и романтических покорений Эвереста, а практическая надобность не очень видна. Но сталкиваясь с экологическими проблемами на Земле, мы наберем еще опыта, чтобы не навредить в космосе.

Сергей Лукьяненко, писатель-фантаст:

Фото: Антон Белицкий, Коммерсантъ

— Пока техника не позволяет нам так далеко загадывать. Но я надеюсь, что когда такие возможности появятся, то люди будут соответствовать этим технологиям, не утратят главное — морально-этические качества, умение думать, любить знания и учиться.

Николай Горькавый, астрофизик, писатель, доктор физико-математических наук:

Фото: Wikipedia

— Считаю космические исследования ключевым фактором научно-технического прогресса на Земле. Соревновательная разработка и запуски космических ракет заставили человечество так поднять технологическую планку, что наша остальная, «некосмическая» жизнь изменилась. Полупроводники и компьютеры, образование и интернет — все тектонические сдвиги последних десятилетий идут корнями в ракетно-космическую гонку.

Нам нужны Луна, Марс и спутники Юпитера; мы вполне можем освоить Солнечную систему на уровне космических поселений. Это даст нам новый уровень технологического развития, а также дополнительный шанс выживания на Земле. Это уже будет огромным достижением. А через 100–200 лет мы, поумнев и набравшись космического опыта, решим, как и зачем лететь к другим звездам. Уверен, что ядерные двигатели помогут межзвездным путешествиям долгоживущих роботов, а потом и людей.

Клим Шипенко, кинорежиссер, полетевший на МКС для съемок фильма «Вызов»:

Фото: Александр Казаков, Коммерсантъ

— Я не знаю, насколько человек на сегодняшний день готов к полетам в дальний космос. Но я знаю, что все для этого делается, идет процесс и технической подготовки кораблей, и человека. Лететь до дальнего космоса и возвращаться достаточно долго, еще и связь доходит с огромной задержкой. Но мне кажется, что в любом случае человек должен к этому готовиться и стремиться.

Иван Косенков, старший проектный менеджер кластера космических технологий и телекоммуникаций фонда «Сколково»:

Фото: СКОЛКОВО

— Созерцание Земли из космоса способствует другому мировосприятию — планетарному сознанию, которое появляется у космонавтов, когда они понимают особую хрупкость этой планеты и необходимость ее беречь. Хотелось бы, чтобы каждый сегодня прочел эссе Карла Сагана «Бледно-голубая точка». Этот текст посвящен фотографии, сделанной зондом «Вояджер-1», на которой планета предстает голубым пикселем в безграничной черноте космоса.

Думаю, мы сможем долететь до дальнего космоса, технический прогресс не стоит на месте. Вопрос в том, как долговременное пребывание в космосе может изменить людей, которые будут рождаться и жить в условиях других планет, и сколько времени это займет. Даже заселение Солнечной системы затянется на сотни лет из-за ее гигантских масштабов. Например, сейчас автоматические миссии к дальним границам Солнечной системы длятся по несколько десятков лет из-за огромных расстояний. Что говорить о требуемых количествах перелетов для гипотетической колонизации — сколько понадобится времени для этого!

Марк Белаковский, кандидат медицинских наук, заведующий отделом внедрения, реализации и пропаганды научных достижений института медико-биологических проблем РАН:

Фото: ИМБП РАН

— Вне всякого сомнения, человечество будет покорять дальний космос. Но, безусловно, надо будет подготовиться к этому, так как космос — неблагоприятная среда для человека. Поэтому наша задача, в первую очередь — медиков, заранее предусмотреть риски и постараться избавить будущих космонавтов, а позже и переселенцев от негативного влияния этой среды.

Группа «Прямая речь»

Что молодая звезда может рассказать нам о рождении нашей планеты, Солнца и Солнечной системы?

Астрономы обнаружили пятно странной формы на поверхности молодой звезды в 450 миллионах световых лет от нас, углубив понимание того, как формировалась наша солнечная система, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Espaillat.

Знакомая звезда в центре нашей солнечной системы должна была созревать миллиарды лет и в конечном итоге дать нам живительную энергию здесь, на Земле. Но очень давно наше Солнце было просто растущей звездой. Как выглядело Солнце в таком молодом возрасте? Это давно было загадкой, которая, если ее разгадать, могла бы рассказать нам о формировании нашей Солнечной системы и других звездных систем, состоящих из планет и космических объектов, вращающихся вокруг звезд.

«Мы обнаружили тысячи планет в других звездных системах нашей галактики, но откуда все эти планеты? Откуда взялась Земля? Это тот интерес, который мной действительно движет», — говорит Кэтрин Эспайлат, ведущий автор статьи и доцент астрономии Колледжа искусств и наук Бостонского университета.

Новая исследовательская работа, опубликованная в журнале Nature Espaillat и соавторами, наконец, дает новые ключи к разгадке того, какие силы действовали, когда наше Солнце только зарождалось, впервые обнаружив пятно уникальной формы на молодой звезде, которое раскрывает новую информацию о том, как растут молодые звезды.

Эспайлат объясняет, что, когда формируется звезда-младенец, она поедает частицы пыли и газа, кружащиеся вокруг нее в так называемом протопланетном диске. Частицы ударяются о поверхность звезды в процессе, называемом аккрецией. «Это тот же процесс, через который прошло солнце», — говорит Эспайлат.

Протопланетные диски находятся внутри намагниченных молекулярных облаков, которые по всей Вселенной известны астрономам как питательная среда для образования новых звезд. Было высказано предположение, что протопланетные диски и звезды связаны магнитным полем, а частицы следуют за полем к звезде. Когда частицы сталкиваются с поверхностью растущей звезды, горячие точки — чрезвычайно горячие и плотные — образуются в фокусных точках процесса аккреции.

Наблюдая молодую звезду на расстоянии около 450 миллионов световых лет от Земли, Эспайлат и ее команда впервые подтверждают точность моделей аккреции, разработанных астрономами для предсказания образования горячих точек. Эти компьютерные модели до сих пор основывались на алгоритмах, которые вычисляют, как структура магнитных полей направляет частицы с протопланетных дисков, чтобы они врезались в определенные точки на поверхности растущих звезд. Теперь наблюдаемые данные подтверждают эти расчеты.

Команда BU, включая аспиранта Джона Вендеборна и докторанта Танавута Танатибоди, внимательно изучила молодую звезду по имени GM Aur, расположенную в молекулярном облаке Тельца-Возничего Млечного Пути. По словам Эспайла, в настоящее время невозможно сфотографировать поверхность такой далекой звезды, но возможны и другие типы изображений, поскольку разные части поверхности звезды излучают свет с разными длинами волн. Команда провела месяц, делая ежедневные снимки длин волн света, излучаемых с поверхности GM Aur, собирая наборы данных рентгеновского, ультрафиолетового (УФ), инфракрасного и визуального света. Чтобы заглянуть в GM Aur, они полагались на «глаза» космического телескопа НАСА «Хаббл», проходящего спутника исследования экзопланет (TESS), обсерватории Свифт и глобальной сети телескопов обсерватории Лас-Камбрес.

Эта конкретная звезда, GM Aur, совершает полный оборот примерно за одну неделю, и за это время ожидается, что уровни яркости будут максимальными, а затем станут уменьшаться, поскольку более яркое горячее пятно сначала поворачивается от Земли, а затем снова к нашей планете. Но когда команда впервые выстроила свои данные рядом, они были озадачены увиденным.

«Мы увидели смещение [данных] на день», — говорит Эспайлат. Вместо того, чтобы все длины волн света достигли пика одновременно, ультрафиолетовый свет был самым ярким примерно за день до того, как все другие длины волн достигли своего пика. Сначала они подумали, что, возможно, собрали неточные данные.

«Мы так много раз просматривали данные, перепроверили время и поняли, что это не ошибка», — говорит она. Они обнаружили, что сама горячая точка не является полностью однородной, и внутри нее есть область, которая даже горячее, чем остальная ее часть.

«Горячая точка — это не идеальный круг… это больше похоже на бант, одна часть которого более горячая и плотная, чем другая, — говорит Эспайлат. — Уникальная форма объясняет несовпадение данных о длине волны света». Это [исследование] учит нас, что горячие точки — это следы на поверхности звезды, созданные магнитным полем. Когда-то на Солнце также были горячие точки, сконцентрированные в областях, где оно поглощало частицы окружающего протопланетного диска из газа и пыли.

В конце концов, протопланетные диски исчезают, оставляя после себя звезды, планеты и другие космические объекты, составляющие звездную систему, говорит Эспайлат. По ее словам, все еще существуют доказательства существования протопланетного диска, питавшего нашу Солнечную систему, в существовании нашего пояса астероидов и всех планет. Эспайлат говорит, что изучение молодых звезд, которые обладают схожими свойствами с нашим Солнцем, является ключом к пониманию рождения нашей планеты.

[Фото: eurekalert.org]

О важности спутников, опасности астероидов и микрогравитации

Первый полет человека в космос имел важнейшее значение для дальнейшего развития космонавтики и наук, с ней связанных. Но даже спустя многие годы научных исследований, космос остается полным загадок. Рассказываем, почему важно запускать много спутников, насколько опасны для нашей планеты астероиды и кометы Солнечной системы, а также о том, как создать новые материалы с улучшенными свойствами при помощи микрогравитации.

О спутниках 

В Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого в честь празднования Всемирной недели космоса с 4 по 10 октября провели выставку инновационных разработок ученых «Политех, ты просто космос!». Сотрудник лаборатории космических телекоммуникационных систем Денис Малыгин на выставке представил сверхмалые искусственные спутники Земли – кубсаты. Они предназначены для проведения космических исследований. Предполагается, что кубсаты будут запущены с космодрома Восточный на орбиту Земли в 2021 – 2022 годах.

Один из вариантов применения наноспутников – это создание части космической системы высокоточной автоматической идентификации судов (АИС). Директор Центра технологических проектов СПбПУ Алексей Майстро комментирует: «Мы участвуем в разработке наших политеховских спутников, планируем выпустить их на орбиту через три года и создать единое коммуникационное пространство, которое позволяло бы собирать информацию с беспилотников». 

Петр Николаев преподает программирование на межвузовской кафедре космических исследований на базе Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва. Коллектив кафедры совместно с белорусскими учеными участвует в проекте по разработке наноспутника мониторинга ионосферы. «Мы предполагаем установить в качестве полезной нагрузки на наноспутники навигационный приемник, который принимает сигналы от навигационных спутников: ГЛОНАСС и GPS, – добавил молодой ученый. – Изучать ионосферу важно потому, что она влияет на навигацию и связь. Изучение физических процессов, происходящих в ионосфере может позволить разработать и внедрить новые подходы для передачи информации». Измерения с нового устройства позволят получить динамическую модель ионосферы и позволят внести вклад в создание ее физической модели. 

Жизнь на Земле неразрывно связана с Солнцем, благодаря ему она зародилась и поддерживается. Однако отдельные явления солнечной активности создают сильные возмущения на Земле, а потому влияют на человеческую деятельность и на самого человека. Например, от поверхности Солнца постоянно исходит электромагнитное излучение, солнечный ветер, возникают солнечные вспышки. Это вызывает магнитные бури, от которых страдают метеозависимые люди.  «Ярило» – это уникальный космический проект студентов и аспирантов МГТУ им. Н.Э. Баумана. Они разработали два наноспутника формата CubeSat 1.5U, предназначенных для изучения Солнца и космической погоды.

Первый наноспутник – МКА «Ярило» №1 – осуществляет мониторинг солнечной активности в мягком рентгеновском диапазоне, включая наблюдение микровспышек, а также выполняет спектральную диагностику плазмы Солнца с помощью разработанного в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН детектора. Второй наноспутник – МКА «Ярило» №2 – предназначен для мониторинга и детального изучения динамики потоков заряженных частиц и гамма-квантов в диапазоне от 0,1 до 2 МэВ в ответ на изменения солнечной активности и геомагнитных условий, а также быстрых вариаций потоков электронов в зоне зазора между радиационными поясами, с помощью сцинтилляционного спектрометра «ДеКоР» (Детектор Космической Радиации), разработанного в НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова.

Запуск наноспутников «Ярило №1» и «Ярило №2» осуществлен 28 сентября с космодрома Плесецк госкорпорацией «Роскосмос» в рамках программы «УниверСат» в составе кластера малых космических аппаратов (МКА) «УниверСат-2020».  

Об астероидах 

Интерес к объектам, сближающимся с Землей, имеет как научную, так и практическую стороны. Во-первых, характеристики астероидов несут ценную информацию о строении и эволюции Солнечной системы. Во-вторых, достаточно крупные астероиды представляют собой потенциальную опасность для жизни на планете. В-третьих, некоторые астероиды рассматриваются как гипотетический источник ценных ресурсов. Ученые лаборатории космомикрофизических исследований структуры и динамики галактики НИИ физики Южного федерального университета выясняют, насколько опасны для нашей планеты астероиды и кометы Солнечной системы.

В Солнечной системе имеется огромное количество малых тел, которые нельзя отнести к планетам и их спутникам.  В основном это астероиды и кометы, распределенные очень неравномерно. «Среди малых тел Солнечной системы особый интерес представляет достаточно обширный класс объектов, сближающихся с Землей.  В основном это астероиды (АСЗ), но к этому классу относятся также и некоторые кометы. Стоит отметить, что точный расчет движения астероидов и комет представляет собой достаточно сложную задачу, так как движение малого тела под действием гравитации Солнца и планет имеет сложный характер и зачастую хаотично», – отметил младший научный сотрудник НИИ физики Роман Золотарёв.

Движение астероидов подвержено сильному влиянию гравитации планет, и картина АСЗ в межпланетном пространстве не может быть статичной и должна меняться со временем.  

«Наша работа посвящена уточнению темпа убыли астероидов из класса АСЗ. Для моделирования была взята достаточно большая группа АСЗ на основе модели, предложенной в работе M. Granvik, и просчитано движение каждого астероида из этой группы в гравитационном поле Солнца и планет. В результате расчетов получилось время убыли АСЗ равное чуть более 5 млн лет. Говоря более простым языком, за это время примерно половина АСЗ должны покинуть этот класс, а их место должны занять новые астероиды. Полученный в работе временной масштаб динамики АСЗ уточняет картину эволюции населения астероидов Солнечной системы и может быть использован для выяснения механизмов притока астероидов в околоземную область. Это знание может помочь прогнозировать сближение потенциально опасных астероидов с Землёй на более ранних стадиях», – добавил Роман Золотарёв.

О том, как космос помогает науке 

Космос интересен еще и потому, что существуют физико-химические процессы, которые сложно изучать в условиях земной гравитации. Так, на базе Удмуртского государственного университета реализуется четыре космических эксперимента. Они важны в исследованиях современного материаловедения, их результаты приведут к пониманию сложных процессов и созданию новых материалов с улучшенными свойствами. 

Первый – Перитектика – ориентирован на высокоскоростную кристаллизацию перитектических сплавов на основе железа в условиях электромагнитного перемешивания. Второй и третий посвящены кинетике. В четвертом – Реал – ученые изучают свойств смачивания систем сплавов алюминия и поверхностным эффектам расплава алюминия на алюминиевой подложке в условиях микрогравитации. 

Эффект искусственной микрогравитации в своих исследованиях используют и ученые Петрозаводского государственного университета. Они применяют его для реабилитации симптомов паркинсонизма. Интерес к этой теме возник после участия ученых в международном проекте МАРС-500 по подготовке марсианской экспедиции в 2010-2012 годах и длительному сотрудничеству с Университетом Восточной Финляндии по ранней диагностике паркинсонизма.

Для создания искусственной невесомости в лаборатории ПетрГУ был установлен комплекс МЕДСИМ – специальный бассейн, где испытуемых вводят в состояние «сухой» иммерсии, то есть погружают (кроме головы) в теплую воду без контакта с ней благодаря тонкой водонепроницаемой пленке. Это создает эффект безопорности, равномерной компрессии и малоподвижности. В результате, человек теряет ощущение силы тяжести.

До и после сеанса «сухой» иммерсии анализируют равновесие и походку при помощи метода видеозахвата движения и инерционных датчиков смартфона, проводят клинические и психофизиологические тесты для выявления реабилитационного эффекта. Снижение ригидности и тремора на 15-20% у больных паркинсонизмом становится заметным к 5-6 процедуре, а максимальный эффект достигается к концу второй недели после курса. «У пациентов наблюдается увеличение скорости ходьбы, снижение скованности, улучшение  повседневной активности. У многих испытуемых улучшается способность к тонким движениям (держать чашку, застегивать пуговицы, пользоваться столовыми приборами). Также у больных паркинсонизмом наблюдается выраженное снижение артериального давления, улучшение структуры сердечного ритма и состояния автономной нервной системы в целом», – комментирует эффективность метода доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории новых методов физиологических исследований ПетрГУ Александр Мейгал.

Кроме ПетрГУ в проекте участвуют ученые из Института медико-биологических проблем (Москва) и кафедры прикладной физики Университета Восточной Финляндии (UEF). 

научных целей — Исследование Солнечной системы НАСА

Этот отчет был запрошен НАСА и Национальным научным фондом (NSF) для обзора состояния планетарной науки в Соединенных Штатах и ​​разработки комплексной стратегии, которая продолжит эти достижения в предстоящем десятилетии.

Скачать полный отчет

Опираясь на широкое взаимодействие с широким планетарным научным сообществом, отчет представляет десятилетнюю программу науки и исследований, которая может привести к новым революционным открытиям. Программа позволит достичь давних научных целей с помощью набора новых миссий по Солнечной системе. Он предоставит фундаментальные новые научные знания, привлечет широкий сегмент планетарного научного сообщества и будет иметь широкую привлекательность для широкой публики, чья поддержка делает программу возможной.

В Десятилетнем обзоре 2013 года представлена ​​выдающаяся научная программа на следующее десятилетие, основанная на нашем прочном фундаменте успеха в планетарной науке.

Следующие ссылки содержат предысторию и информацию об исследовании и его влиянии на будущие исследования космоса. Карта и диаграмма справа показывают дату и места обсуждения в мэрии исследования.

Documents

Download: Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022 — отчет Национального исследовательского совета

Белые книги и исследования миссии

• Белые книги десятилетнего обзора
• Десятилетнее исследование миссии и технологий

Прочие документы

• Презентация председателя Десятилетия Стива Сквайреса (11 марта 2010 г. ) (PDF, 10,62 МБ)
• Техническое задание (PDF, 37 КБ)
• Презентация председателя Decadal Стива Сквайреса (PDF, 1,06 МБ)
• миссия, рассматриваемая в рамках Десятилетнего обзора планетарной науки (PDF, 5 КБ)
• Извлеченные уроки
  • Десятилетие исследования планетарной науки Отчет об извлеченных уроках (Word, 180 КБ)
  • Отчет об извлеченных уроках в рамках Десятилетнего исследования планетарных наук (Power Point, 321 КБ)

Взгляды руководства НАСА

Загрузить: Ответ Отдела планетарных наук НАСА на Планетарное десятилетнее исследование (PDF, 875 КБ) — Официальный ответ НАСА (29.07.2011)

• 13.10.2011: Обзор отдела планетологии предоставлен Джимом Грином (PDF, 2,05 МБ)
• 10.05.2011: Презентация доктора Джима Адамса перед Комитетом по защите планеты (PDF, 1,61 МБ)
• 22.04.2011: Презентация доктора Стива Сквайреса в НАСА (PDF, 10,52 МБ)
• 22.04. 2011: Др. Презентация Джима Грина и Рона Грили в НАСА (PDF, 1,47 МБ)
• 18.04.2011: Презентация доктора Джима Грина в PSS (PDF, 1,59 МБ)
• 13.04.2011: Презентация доктора Джима Грина в Чикаго (PDF, 2,88 МБ)
• 31.03.2011: Презентация Джима Адамса в мэрии Нью-Йорка (PDF, 1,87 МБ)
• 25.03.2011: Презентация доктора Джеймса Грина в ратуше UMD (PDF, 1,21 МБ)
• 17.03.2011: Презентация ОГПО д-ра Джеймса Грина № 1 (PDF, 2,19 МБ)
• 17.03.2011: Презентация ОГПО д-ра Джеймса Грина № 2 (PDF, 1,76 МБ)
• 16.03.2011: Презентация доктора Джеймса Грина перед Подкомитетом планетарных наук (PDF, 5,02 МБ)
• 09.03.2011: Ночная презентация доктора Джеймса Грина в НАСА (PDF, 2,18 МБ)
• 07.03.2011: Бюджетная презентация доктора Джеймса Грина (PDF, 655 КБ)
• 04.03.2011: Презентация научного комитета NAC д-ром Джеймсом Л. Грином о бюджетном запросе президента на 2012 финансовый год (PDF, 2,21 МБ)
• Раздаточный материал о событиях планетарной научной миссии (PDF, 283 КБ)
• Планетарная наука НАСА: текущие и будущие веб-слайды URL (PDF, 141 КБ)

Что такое десятилетнее обследование?

Национальный исследовательский совет (NRC) проводит исследования, которые обеспечивают консенсус научного сообщества по ключевым вопросам, поставленным НАСА и другими правительственными учреждениями США. Самыми обширными из этих исследований в областях исследований НАСА являются десятилетние обзоры. Как следует из названия, НАСА и его партнеры раз в десятилетие просят NRC заглянуть в будущее на десять или более лет и расставить приоритеты в областях исследований, наблюдениях и предполагаемых миссиях для проведения этих наблюдений.

Люди

ЧЛЕНЫ РУКОВОДЯЩЕГО КОМИТЕТА
Стивен Сквайрс, председатель Корнельский университет	Джейн Луу Массачусетский технологический институт Лаборатория Линкольна	Ларри Содерблом, заместитель председателя Геологическая служба США	Стивен Маквелл Институт Луны и планет
Венди М. Кэлвин Университет Невады, Рено	Ральф Л. МакНатт-младший Прикладная лаборатория Университета Джона Хопкинса Физическая лаборатория	Дейл Круикшенк Исследовательский центр Эймса НАСА	Гарри Ю. Максуин-младший Университет Теннесси, Ноксвилл
Паскаль Эренфройнд Университет Джорджа Вашингтона	Джордж А. Пауликас Аэрокосмическая корпорация [Отставной]	Г. Скотт Хаббард Стэнфордский университет	Эми Саймон-Миллер Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Маргарет Г. Кивелсон Калифорнийский университет, Лос-Анджелес	Дэвид Стивенсон Калифорнийский технологический институт	Б. Джентри Ли Лаборатория реактивного движения НАСА	А. Томас Янг Корпорация Lockheed Martin [в отставке]

• Плакат Цереры — Версия A

• Плакат с изображением Луны Земли — Версия I

• Плакат «Марс» — версия A

больше ресурсов ›

Ученые находят доказательства того, что в ранней Солнечной системе существовала брешь между ее внутренней и внешней областями | Новости Массачусетского технологического института

В ранней Солнечной системе «протопланетный диск» из пыли и газа вращался вокруг Солнца и в конечном итоге объединился в планеты, которые мы знаем сегодня.

Новый анализ древних метеоритов, проведенный учеными из Массачусетского технологического института и других организаций, позволяет предположить, что около 4,567 миллиарда лет назад в этом диске существовала загадочная брешь, недалеко от того места, где сегодня находится пояс астероидов.

Результаты команды, появившиеся сегодня в Science Advances , являются прямым доказательством этого пробела.

«Наблюдения за последнее десятилетие показали, что полости, щели и кольца часто встречаются в дисках вокруг других молодых звезд», — говорит Бенджамин Вайс, профессор планетарных наук в Департаменте наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (EAPS). «Это важные, но плохо изученные признаки физических процессов, посредством которых газ и пыль превращаются в молодое солнце и планеты».

Точно так же остается загадкой причина такого разрыва в нашей Солнечной системе. Одна возможность состоит в том, что Юпитер мог оказать влияние. По мере того, как газовый гигант обретал форму, его огромное гравитационное притяжение могло вытолкнуть газ и пыль к окраинам, оставив после себя брешь в развивающемся диске.

Другое объяснение может быть связано с ветром, исходящим от поверхности диска. Ранние планетные системы управлялись сильными магнитными полями. Когда эти поля взаимодействуют с вращающимся диском из газа и пыли, они могут создавать ветры, достаточно мощные, чтобы выдувать материал, оставляя зазор в диске.

Независимо от своего происхождения, брешь в ранней Солнечной системе, вероятно, служила космической границей, удерживая материалы по обе стороны от взаимодействия. Это физическое разделение могло сформировать состав планет Солнечной системы. Например, на внутренней стороне пропасти газ и пыль объединились в планеты земной группы, включая Землю и Марс, в то время как газ и пыль отошли на дальнюю сторону пропасти, образовавшись в более ледяных регионах, как Юпитер и соседние с ним газовые гиганты.

«Преодолеть этот разрыв довольно сложно, и планете потребуется много внешнего крутящего момента и импульса», — говорит ведущий автор и аспирант EAPS Кауэ Борлина. «Итак, это свидетельствует о том, что формирование наших планет было ограничено определенными регионами в ранней Солнечной системе».

Соавторами Вайса и Борлины являются Эдуардо Лима, Ниланджан Чаттерджи и Элиас Мансбах из Массачусетского технологического института; Джеймс Брайсон из Оксфордского университета; и Сюэ-Нин Бай из Университета Цинхуа.

Разделение пространства

За последнее десятилетие ученые наблюдали любопытный раскол в составе метеоритов, попавших на Землю. Эти космические камни изначально формировались в разное время и в разных местах по мере формирования Солнечной системы. Те, которые были проанализированы, демонстрируют одну из двух комбинаций изотопов. Метеориты редко обнаруживают и то, и другое — загадка, известная как «изотопная дихотомия».

Ученые предположили, что эта дихотомия может быть результатом разрыва в диске ранней Солнечной системы, но такой разрыв не получил прямого подтверждения.

Группа Вайса анализирует метеориты на наличие признаков древних магнитных полей. По мере формирования молодой планетной системы она несет с собой магнитное поле, сила и направление которого могут меняться в зависимости от различных процессов внутри эволюционирующего диска. Когда древняя пыль собиралась в зерна, известные как хондры, электроны внутри хондр выравнивались с магнитным полем, в котором они образовались.

Хондры могут быть меньше диаметра человеческого волоса, и сегодня их можно найти в метеоритах. Группа Вайса специализируется на измерении хондр, чтобы идентифицировать древние магнитные поля, в которых они первоначально формировались.

В предыдущей работе группа проанализировала образцы одной из двух изотопных групп метеоритов, известных как неуглеродистые метеориты. Считается, что эти породы возникли в «резервуаре» или регионе ранней Солнечной системы, относительно близком к Солнцу. Группа Вайса ранее идентифицировала древнее магнитное поле в образцах из этого близкого региона.

Несоответствие метеоритов

В своем новом исследовании исследователи задались вопросом, будет ли магнитное поле одинаковым во второй изотопной, «углеродистой» группе метеоритов, которые, судя по их изотопному составу, предположительно образовались дальше в Солнечной системе.

Они проанализировали хондры размером около 100 микрон каждая из двух углеродистых метеоритов, обнаруженных в Антарктиде. Используя сверхпроводящее устройство квантовой интерференции, или СКВИД, высокоточный микроскоп в лаборатории Вайса, команда определила исходное древнее магнитное поле каждой хондры.

Удивительно, но они обнаружили, что их напряженность поля была сильнее, чем у более близких неуглеродистых метеоритов, которые они измеряли ранее. По мере формирования молодых планетных систем ученые ожидают, что сила магнитного поля должна уменьшаться по мере удаления от Солнца.

В отличие от этого, Борлина и его коллеги обнаружили, что у дальних хондр было более сильное магнитное поле, около 100 мкТл, по сравнению с полем 50 мкТл в более близких хондрах. Для справки, магнитное поле Земли сегодня составляет около 50 мкТл.

Магнитное поле планетарной системы является мерой скорости ее аккреции, или количества газа и пыли, которое она может втянуть в свой центр с течением времени. Судя по магнитному полю углеродистых хондр, внешняя область Солнечной системы должна была аккрецировать гораздо больше массы, чем внутренняя.

Используя модели для моделирования различных сценариев, команда пришла к выводу, что наиболее вероятным объяснением несоответствия скорости аккреции является наличие зазора между внутренней и внешней областями, который мог уменьшить количество газа и пыли, стекающих к Солнцу. из дальних регионов.

«Пробелы распространены в протопланетных системах, и теперь мы показываем, что у нас был один в нашей собственной Солнечной системе», — говорит Борлина. «Это дает ответ на эту странную дихотомию, которую мы наблюдаем в метеоритах, и дает доказательства того, что пробелы влияют на состав планет».

Это исследование было частично поддержано НАСА и Национальным научным фондом.

Сотрудничество с НАСА: новые планеты могут рассказать больше о «подростковых» годах Земли | Новости и события

Сотрудничество с НАСА: недавно открытые планеты могут помочь ученым узнать больше о «подростковых» годах Земли

12 июля 2021

Четыре недавно открытые планеты могут помочь ученым узнать больше о том, как Земля и наша Солнечная система развивались в «подростковые» годы.

Экзопланеты находятся примерно в 130 световых годах от нас и вращаются вокруг двух известных звезд, TOI 2076 и TOI 1807, которые находятся в созвездиях Волопаса и Гончих Псов соответственно.

Обе являются карликовыми звездами К-типа, более оранжевыми, чем наше Солнце, и, как полагают, родились в одном и том же газовом облаке около 200 миллионов лет назад.

Астрономов интересуют четыре новых мира, каждый из которых в два, три или четыре раза больше Земли, поскольку они находятся на ранних стадиях развития и могут рассказать больше о том, как развиваются молодые планеты и планетные системы.

Они были обнаружены исследователями из Университета Лафборо и более чем 25 других институтов по всему миру. Проект возглавляет НАСА с использованием данных спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

«Планеты в обеих системах находятся в переходной, или подростковой, фазе своего жизненного цикла», — сказала Кристина Хеджес, астроном из Института экологических исследований области залива в Моффетт-Филд, Калифорния, и Исследовательского центра Эймса НАСА в Силиконовой долине. .

«Они не новорождённые, но и не прижились. Узнав больше о планетах на этом подростковом этапе, в конечном итоге, мы сможем понять более старые планеты в других системах».

Студент

Лафборо Алекс Хьюз впервые представил TOI 2076 вниманию астрономов в 2019 году, когда работал над студенческим проектом по поиску кривых блеска — с тех пор он получил степень бакалавра физики.

Используя данные TESS, он обнаружил, что свет от звезды периодически ослабевает, что, возможно, указывает на присутствие экзопланет.

После обращения к доктору Хеджесу, чтобы сообщить о находке, многонациональное сотрудничество ученых и астрономов обнаружило три мира, вращающиеся вокруг звезды.

Самая внутренняя планета, TOI 2076b, примерно в три раза больше Земли и обращается вокруг своей звезды каждые 10 дней.

Внешние миры, TOI 2076c и d, немногим более чем в четыре раза больше Земли, с периодом обращения более 17 дней.

Вторая звезда, TOI 1807, содержит только одну известную планету, TOI 1807 b, которая была впервые обнаружена НАСА в 2020 году. Она примерно в два раза больше Земли и совершает оборот вокруг звезды всего за 13 часов.

Алекс, который сейчас учится на магистра физики в Калифорнийском университете, сказал: «Обнаружение планетарной системы, существующей в этот переходный «подростковый» период, дает нам возможность проверить наши модели этого раннего периода эволюции и исследовать некоторые вопросы. У нас все еще есть.

«Я считаю, что TOI 2076 и TOI 1807 помогут нам лучше понять ранние процессы формирования и эволюции, чтобы мы могли понять, как возникла наша собственная Солнечная система».

Доктор Шон Атертон из Научной школы Лафборо также участвовал в идентификации и был руководителем проекта Алекса.

Он добавил: «Это открытие важно по двум причинам.

«Один возраст двух звезд. Исследование как звезд, так и их планет на этом этапе эволюции даст представление о ранней эволюции нашей Солнечной системы.

«Второе — общее происхождение двух звезд. Рожденные в одном газовом облаке, но с тех пор разошлись, мы можем узнать о том, как эти две звездные системы развивались по отдельности».

Ученые в настоящее время работают над измерением массы планет, но вмешательство со стороны гиперактивных молодых звезд может усложнить эту задачу.

Согласно теоретическим моделям, планеты изначально имеют толстые атмосферы, оставшиеся после их образования в газопылевых дисках вокруг молодых звезд.

В некоторых случаях планеты теряют свои первоначальные атмосферы из-за звездного излучения, оставляя после себя твердые ядра.

Некоторые из этих миров продолжают развивать вторичные атмосферы в результате планетарных процессов, таких как вулканическая активность.

Возраст систем TOI 2076 и TOI 1807 предполагает, что их планеты могут находиться где-то в середине этой атмосферной эволюции.

TOI 2076b получает в 400 раз больше ультрафиолетового излучения от своей звезды, чем Земля от нашего собственного Солнца, а TOI 1807b получает примерно в 22 000 раз больше.

Если ученые смогут определить массы планет, эта информация может помочь им определить, могут ли такие миссии, как «Хаббл» НАСА и будущие космические телескопы «Джеймс Уэбб», изучать атмосферы планет — если они у них есть.

Статья с описанием результатов была опубликована в Astronomical Journal.

КОНЕЦ

Примечания для редакторов

Номер пресс-релиза: 21/124

Лафборо — один из ведущих университетов страны, имеющий международную репутацию благодаря важным исследованиям, превосходному преподаванию, прочным связям с промышленностью и непревзойденным достижениям в спорте и лежащих в его основе академических дисциплинах.