Содержание
Китайский марсоход перевыполняет план исследования Марса
23 августа 2021
11:28
Наталия Теряева
Высота китайского марсохода – 1,85 метра.
Иллюстрация CNSA.
Маршрут следования марсохода «Чжужун» по поверхности Марса
Иллюстрация CNSA.
Китайский марсоход «Чжужун» завершил программу исследований и продолжает работу на Марсе в отличном техническом состоянии.
Китайское национальное космическое управление (CNSA) сообщило на своем сайте, что марсоход «Чжужун» выполнил запланированную 90-дневную программу исследований 15 августа.
Однако, как это часто бывает, аппарат продолжит изучение Красной планеты, поскольку работает стабильно.
Китайский марсоход «Чжужун» был запущен с Земли 23 июля 2020 года в рамках китайской программы исследования Марса «Тяньвэнь-1» и опустился на Марс 15 мая 2021 года. К 15 августа 2021 года «Чжужун» отработал на поверхности Красной планеты 90 марсианских, или около 92 земных, суток.
За 90 солов китайский марсоход прошел 889 метров по марсианской поверхности, и его научные приборы собрали около 10 Гб первичных данных. Аппарат по-прежнему находится в хорошем состоянии и имеет достаточный запас энергии для дальнейших исследований, подчеркивают специалисты CNSA.
Учёные Поднебесной решили, что марсоход продолжит движение к прибрежной зоне Равнины Утопия – самого большого древнего ударного кратера из обнаруженных на планетах Солнечной системы.
Ровер собирает на поверхности Марса сведения о характеристиках его поверхности и свидетельства наличия водяного льда на ней, изучает климат планеты.
Китайская марсианская миссия ставит своей целью составление наиболее полной карты Марса, включающей информацию не только о климате, но и о геологической структуре планеты.
По словам главного конструктора марсохода Сунь Цзэчжоу (Sun Zezhou), аппарат приостановит свою работу с середины сентября до конца октября. В этот период ожидается нарушения в его связи с Землей из-за солнечного электромагнитного излучения. Затем марсоход возобновит свою миссию.
Добавим, что название марсохода «Чжужун» переводится с китайского языка как «Дух огня».
Название китайской марсианской миссии «Тяньвэнь» взято из поэмы великого древнекитайского поэта Цюй Юаня и означает «вопросы к небу». Миссия приурочена к 100-летию Коммунистической партии Китая, которое отмечалось 1 июля 2021 года.
Отметим также, что китайская марсианская программа может считаться наиболее успешной из трех существующих в мире. Она с первой попытки достигла сразу трех целей – вывела космический зонд на орбиту Марса для наблюдений, посадила марсоход на планету, собрала и передала на Землю все запланированные программой данные.
Первый в мире марсоход ПрОП-М был доставлен на Красную планету советской межпланетной станцией «Марс-2» в 1971 году. Однако он разбился при неудачной посадке. Не смог передать на Землю данные с Марса и следующий советский марсоход, совершивший посадку на Марсе через месяц после первого.
Первый американский марсоход достиг Красной планеты в 1997 году и смог проехать по ней 100 метров, после чего связь с ним была потеряна. С тех пор США запустили на Марс пять марсоходов. Последний из них, «Персеверанс», опустился на четвертую от Солнца планету 18 февраля 2021 года. Он уже выполнил немало научных исследований, но потерпел неудачу при попытке собрать породу Красной планеты.
Ранее мы писали о том, что марсоход «Кьюриосити» девять лет исследовал не то, что ожидали ученые. А еще мы рассказывали, как тайконавты впервые за 13 лет вышли в открытый космос.
Больше интересных новостей науки и медицины вы найдёте в разделе «Наука» и «Медицина» на медиаплатформе «Смотрим».
наука
космос
Китай/КНР
Марс
марсоходы
общество
новости
Текст выступления по теме: «Научные исследования в космосе»
Текст
выступления
Слайд
1.
1. 2.
Здравствуйте. Нас зовут Рыбин Павел, Прокофьев Кирилл. Мы ученики средней школы
№ 76 города Ярославля.
Слайд
2.
1.Изучение космоса началось еще с самых древних времен, когда человек только
учился считать по звездам, выделяя созвездия. И только всего четыреста лет
назад, после изобретения телескопа, астрономия начала стремительно развиваться,
принося в науку все новые открытия.
XVII век стал переходным веком для астрономии, тогда начали
применять научный метод в исследовании космоса, благодаря которому был открыт
Млечный путь, другие звездные скопления и туманности. А с созданием
спектроскопа, ученые научились измерять данные небесных тел, такие, как
температура, химический состав, масса и другие измерения.
Начиная с конца XIX века, астрономия вступила в фазу
многочисленных открытий и достижений, главным прорывом науки в XX веке стало
запуск первого спутника в космос, первый полет человека в космос, выход в
открытое космическое пространство, высадка на Луне и космические миссии к
планетам Солнечной системы.
Слайд
3.
2.Цель нашего
исследования: изучить
космические миссии к планетам земной группы Солнечной системы.
Объектом нашего исследования стали: литература, документальные и
фотоматериалы, посвященные исследованиям космоса, Интернет-ресурсы.
Предметом
исследования: научные
исследования планет земной
группы.
Слайд
4.
1.
Для достижения цели мы поставили перед
собой ряд задач:
1.собрать
информацию о космических миссиях к планетам земной группы Солнечной системы;
2.
проанализировать и систематизировать собранную
информацию;
3.
разработать анкету;
4.
провести анкетирование;
5.
сделать выводы.
Слайд 5.
2.Методами исследования стали:
изучение литературы, теоретический анализ; анкетирование;
математические методы для обработки полученных данных при анкетировании.
Слайд 6.
1.
Свое исследование мы начали с изучения информации
о том, что такое Планеты земной группы.
Это четыре планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля и Марс.Они расположены во
внутренней области Солнечной системы.
Планеты земной группы обладают
высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического
железа.
Все планеты
земной группы имеют следующее строение:
·
В центре ядро из железа с примесью никеля.
·
Мантия состоит из силикатов.
· Кора,
образовавшаяся в результате частичного плавления мантии
Изучение поверхностей планет имеет
первостепенное значение для понимания процессов возникновения и развития
Солнечной системы. Они дают ключ к познанию
возможных путей будущей эволюции нашей собственной планеты.
Слайд 7.
2.Самая подробно изученная планета Солнечной системы на сегодняшний
день, после Земли, Марс.
Марс —
четвёртая по удалённости от Солнца и
седьмая по размерам планета Солнечной
системы.
Это планета
земной группы с разреженной атмосферой.
Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные
кратеры наподобие лунных,
а также вулканы,
долины,
пустыни и
полярные
ледниковые шапки наподобие
земных.
Слайд 8.
1. С 1960-х годов к Марсу были направлены несколько автоматических межпланетных станций. Первая работающая автоматическая марсианская станция являлась
частью американского Викинга-1. Станция после мягкой посадки в 1976 году передала первые снимки
с поверхности Марса, провела первые непосредственные исследования атмосферы и
грунта. Автоматические марсианские станции длительное время вели наблюдения
марсианской погоды, а по данным орбитальных аппаратов была составлена подробная
карта Марса. В 2008 году, автоматическая марсианская станция «Феникс», севшая в полярном регионе планеты, получила воду из марсианского
грунта.
Слайд 9.
2.В
настоящее время на орбитах вокруг Марса работают пять станций; на поверхности планеты действуют американские
марсоходы Opportunity (с 2004 года) и Curiosity (с 2012 года).
Так же была
отправлена европейская станция ExoMars-2016, которая достигла Красной планеты 19 октября
2016 года.
Слайд 10.
1.Дальнейшее
изучение Марса связано с двумя основными направлениями:
продолжением исследования планеты автоматическими космическими аппаратами и
осуществлением пилотируемого полёта на Марс с возможной колонизацией в дальнейшем
Слайд 11.
2.В качестве целей колонизации Марса называются следующие:
·
создание постоянной базы для
научных исследований самого Марса и его спутников, в перспективе — для изучения пояса
астероидов и дальних
планет Солнечной
Системы.
·
промышленная добыча ценных
полезных ископаемых.
·
решение демографических
проблем Земли.
·
основной целью является
создание «Колыбели Человечества» на случай глобального катаклизма на Земле.
Слайд 12.
1.Вене́ра — вторая планета Солнечной
системы. Венера классифицируется
как землеподобная планета,
и иногда её называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами и
составом.
Однако
условия на двух планетах очень разнятся. Атмосфера Венеры, самая плотная среди землеподобных планет, состоит главным
образом из углекислого
газа.
Поверхность
планеты полностью скрывают облака серной
кислоты, непрозрачные в видимом
свете. Споры о том, что находится
под густой облачностью Венеры, продолжались до XX века. В то же время атмосфера
Венеры прозрачна для радиоволн, с
помощью которых впоследствии и был исследован рельеф планеты.
Слайд 13.
2.Венера довольно интенсивно исследовалась с
помощью космических аппаратов. Первым аппаратом, предназначавшимся для изучения
Венеры, была советская «Венера-1», запущенная 12 февраля 1961 года; эта попытка оказалась неудачной.
После этого к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки».
Венера-7 – это первый в мире аппарат, совершивший мягкую посадку
на Венере 17 августа 1970 года.
Все предыдущие аппараты снимали показания
датчиков только в полете, после чего разбивались об поверхность Венеры.
Венера 7 после мягкой посадки сообщила, что температура на
поверхности планеты все время около 464 градусов Цельсия. Получение данных о
температуре, после чего ученым удалось более точно рассчитать и давление на
поверхности (90 атмосферных) – это самое большое достижение Венеры 7, конечно,
после самого факта мягкой посадки на планете.
Слайд 14.
1.Это был большой успех СССР. А через 5 лет, 8 июня 1975 года, на
Венеру был запущен аппарат Венера-9, который снова произвел триумф в мире
ученых – сделал первые черно-белые снимки на поверхности планеты.
В 1982 году «Венера-13» и «Венера-14» передали с поверхности Венеры цветные
изображения.
Но условия на поверхности Венеры таковы, что ни
один из космических аппаратов не смог проработать на планете более двух часов.
Эти полеты, хотя на первый взгляд могут показаться и не слишком
полезными, однако принесли науке большой толчок для развития астрономии и всего
что с этим связано.
Толчком послужили как полученные данные о планете, так и
сам факт успешных экспедиций, что подстегнуло ученых продолжать исследования
еще быстрее.
Слайд 15.
2.Первую карту части венерианской поверхности по данным
радиолокации составила Геологическая
служба США в 1980 году. Для картографирования была использована информация, собранная
радиозондом «Пионер-Венера-1» («Пионер-12»), который работал на орбите Венеры с 1978 по 1992
год.
Карты
северного полушария планеты (треть поверхности) составлены в совместно Американской
геологической службой и российским
Институтом геохимии и аналитической химии им.
В. И. Вернадского.
Использовались
данные советских радиозондов «Венера-15» и «Венера-16».
Полная (кроме южных полярных областей) и более детальная карта
поверхности Венеры составлена в 1997 году Американской
геологической службой.
Слайд
16 .
1.Самый последний корабль,
направленный к планете, это зонд Европейского космического агентства «Венера
Экспресс» (Приложение 5).
Он прибыл к планете в 2006 году, и закончил свою
миссию в 2015 году, сгорев в плотных слоях атмосферы.
В рамках этих
научных исследований было проведено изучение
поверхности планеты, включая в себя поиски жизни или ее следов. Что явилось бы
величайшим научным открытием Человечества.
В планах
нашего Роскосмоса
отправка «Венеры-Д» — российской автоматической межпланетной станции для изучения Венеры со спутником планеты и более
живучим зондом, который должен проработать на поверхности планеты не менее
месяца, а также комплекса «Венера-Глоб» из орбитального спутника и нескольких
спускаемых модулей. Данная миссия планируется к запуску не
ранее 2024 года.
Слайд 17.
2. Мерку́рий — самая мелкая
планета Солнечной Системы и самая близкая к Солнцу. Из планет земной группы, пожалуй, меньше всего исследователи
обращали внимание на Меркурий. В отличие от Марса и Венеры, Меркурий в этой группе меньше
всего напоминает Землю.
Слайд 18.
1.
К Меркурию пока были направлены только 2 космических аппарата — «Маринер-10» (НАСА)
и «Мессанджер»
(НАСА) . Первый аппарат еще в 1974-75 годах обогнул планету трижды и максимально
приблизился к Меркурию на расстояние 320 километров.
Благодаря этой миссии были получены тысячи полезных фотографий,
были сделаны выводы относительно ночной и дневной температур, рельефа,
атмосферы Меркурия. Также было измерено его магнитное поле.
Информации, полученной с помощью корабля «Маринер-10»,
оказалось недостаточно, поэтому в 2004 году американцы запустили для исследования Меркурия
второй аппарат – «Мессанджер»,
который добрался до орбиты планеты 18 марта 2011 года.
Несмотря на то, что Меркурий относительно недалекая от Земли
планета, чтобы выйти на ее орбиту, космическому кораблю «Мессанджер»
понадобилось более 6 лет.
Это связано с тем, что напрямую от Земли к Меркурию добраться невозможно из-за
большой скорости Земли.
«Мессанджер» до сих пор находится на орбите Меркурия и продолжает делать
открытия, хотя миссия
была рассчитана на меньший срок.
Задача ученых при работе с аппаратом
выяснить, какова геологическая история Меркурия, какое магнитное поле имеет
планета, какова структура ее ядра, какие необычные материалы находятся на
полюсах и так далее.
В конце ноября 2012 года с помощью аппарата «Мессанджер» исследователи смогли сделать
невероятное и довольно неожиданное для себя открытие: на полюсах Меркурия имеется вода в виде льда.
2.В настоящее время разрабатывается новая миссия для
исследований Меркурия под названием «BepiColombo», которая является совместной
работой Европейского космического агентства (ЕКА) и агентства JAXA из Японии. Межпланетный
зонд планируется запустить к Меркурию в октябре 2018 года. К самой
маленькой и одной из наименее изученных планет Солнечной Системы отправятся две
орбитальных станции на одном транспортном модуле Mercury Transfer Module (MTM).
Миссия будет запущена с помощью ракеты-носителя Ариан-5..Прибытие в район
Меркурия ожидается в декабре 2025 года.
Россияне также планируют запустить к Меркурию свой корабль «Меркурий-П»
в 2019 году.
Впрочем, дата запуска,
скорее всего, будет отодвинута. Эта межпланетная станция с посадочным
аппаратом станет первым кораблем, который приземлится на поверхность самой
близкой планет от Солнца.
Слайд 19.
1.Изучая исследования планет земной группы, мы решили узнать и об
исследованиях Луны.
Луна́ — единственный
естественный спутник Земли. Это второй по яркости объект на небе после Солнца.
С началом космической эры
количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав
лунного грунта, учёные даже получили его образцы, составлена карта обратной
стороны.
Слайд 20.
2.Впервые Луну посетил советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября
1959 года. Впервые астрономам удалось заглянуть на обратную сторону Луны в
1959, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала
невидимую с Земли часть её поверхности.
Первую посадку на Луне
совершила советская межпланетная станция «Луна-9», мягкая посадка
которой была осуществлена 3 февраля 1966 года, а следующая станция
«Луна-10» в этом же году стала первым искусственным спутником Луны.
Слайд 21.
1.Первая же экспедиция с высадкой человека на
Луне произошла 21 июля 1969 года, когда американский космический корабль
Апполон-11 совершил посадку на лунную поверхность (Приложение 8). Первым человеком, ступившим
на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, вторым — Эдвин Олдрин.
Таким образом, Луна —
единственное внеземное тело, на котором побывал человек. Луна также —
единственное небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю.
Слайд 22.
2.Информация, полученная путем детального изучения образцов с Луны, привела
к созданию теории Гигантского столкновения: Земля столкнулась с очень большим
объектом (как Марс, или даже больше), и Луна сформировалась из выбитого этим
столкновением вещества.
Не все детали этой теории проработаны, но именно она на
сегодняшний день имеет наибольшее распространение.
Луна с ее
кратерами и цирками, горными хребтами, «морями» и «заливами» превратилась в
гигантскую научную лабораторию, где, сменяя друг друга, неутомимо трудятся посланцы
Земли, будь то автоматические станции или пилотируемые корабли.
1.В итоге успешного осуществления лунной космической программы в
минувшие годы был получен ряд фундаментальных научных результатов. К ним
относятся открытие структурной асимметрии видимого и обратного полушарий Луны,
получение разнообразных данных о лунном грунте, исследование состава пород в
«морях» и на «материках», открытие масконов, открытие остаточной
намагниченности пород Луны.
Следует
отметить, что наземные исследования Луны оптическими и другими методами в эти
годы отнюдь не утратили своей ценности, позволяя интерпретировать результаты
космических экспериментов, выполненных в отдельных точках лунной поверхности.
Слайд 23.
2.В ходе нашего исследования мы узнали, что люди давно интересуются
и изучают космос, как ближний, так и дальний. Все начиналось с простого
визуальных наблюдений и простого телескопа. В настоящее время это сложнейшие
космические станции, огромные электронные телескопы, находящиеся на орбите
Земли и спускаемые аппараты для изучения планет и других космических объектов. Изобретения сверхмощных квантовых компьютеров в XXI веке также
обещают многие новые изучения, как уже известных планет и звезд, так и открытия
новых далеких уголков вселенной.
Слайд 24.
1.Также, мы узнали, что для изучения планет земной группы к январю
2017 года было запущено 188 аппаратов (включая
пролётные миссии):
·
к Меркурию — 2;
·
к Венере — 33;
·
к Луне — 97 АМС + 9 пилотируемых кораблей;
·
к Марсу — 47.
Слайд 25 и 26.
2.Проведя анкетирование
.
Ученые-граждане открыли систему из пяти планет — ScienceDaily
В поисках экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы — телескоп НАСА Кеплер следует за Землей, измеряя яркость звезд, которые потенциально могут содержать планеты. Инструмент идентифицирует потенциальные планеты вокруг других звезд, ища провалы в яркости звезд, которые происходят, когда планеты пересекают их или проходят мимо них. Как правило, компьютерные программы помечают звезды этими провалами яркости, затем астрономы смотрят на каждую из них и решают, действительно ли они могут стать местом обитания планеты-кандидата.
За три года миссии К2 было замечено 287 309 звезд, и каждые несколько месяцев появляются десятки тысяч новых. Так как же астрономы просеивают все эти данные?
Примите участие в проекте ученых-исследователей экзопланет, разработанном астрономом Калифорнийского технологического института в Санта-Круз Яном Кроссфилдом и штатным научным сотрудником Калифорнийского технологического института Джесси Кристиансен.
Exoplanet Explorers размещается на Zooniverse, онлайн-платформе для краудсорсинговых исследований.
«Люди где угодно могут войти в систему и узнать, как выглядят реальные сигналы от экзопланет, а затем просмотреть фактические данные, собранные телескопом Кеплер, чтобы проголосовать за то, классифицировать ли данный сигнал как транзит или просто шум», — говорится в сообщении. Кристиансен. «Каждый потенциальный транзитный сигнал просматривают как минимум 10 человек, и каждому требуется минимум 9 человек.0 процентов голосов «да» для дальнейшего описания». телесериал Stargazing Live . За первые 48 часов после представления проекта Exoplanet Explorers получили более 2 миллионов классификаций от более чем 10 000 пользователей. В этот поиск был включен совершенно новый набор данных из миссии K2 — реинкарнация основная миссия Кеплера завершилась три года назад. К2 имеет совершенно новое поле зрения и множество звезд, вокруг которых можно искать планеты. Ни один профессиональный астроном еще не просматривал этот набор данных, называемый C12.
0003
Вернувшись в Калифорнию, Кроссфилд и Кристиансен присоединились к астроному НАСА Герту Барентсену, находившемуся в Австралии, для изучения результатов по мере их поступления. потенциальная планета и насколько близко она вращается к своей звезде. Во второй вечер шоу исследователи обсудили демографические характеристики найденных планет-кандидатов: 44 планеты размером с Юпитер, 72 планеты размером с Нептун, 44 планеты размером с Землю и 53 так называемые суперземли, которые больше, чем Земля, но меньше Нептуна.
реклама
«Мы хотели найти новую классификацию, которую было бы интересно объявить в последнюю ночь, поэтому изначально мы прочесывали кандидатов на планету, чтобы найти планету в обитаемой зоне — области вокруг звезды, где жидкая вода может существовать», — говорит Кристиансен. «Но их проверка может занять некоторое время, чтобы убедиться, что это действительно настоящая планета, а не ложная тревога. Поэтому мы решили искать многопланетную систему, потому что очень трудно получить случайный ложный сигнал нескольких планеты».
После этого решения Барентсен ушел пить чай. К тому времени, когда он вернулся, Кристиансен отсортировал данные, собранные краудсорсингом, чтобы найти звезду с несколькими транзитами и обнаружил звезду с четырьмя планетами, вращающимися вокруг нее. На трех из четырех планет было 100 процентов голосов «да» от более чем 10 человек, а на оставшейся одной — 92 процента голосов «да». Это первая многопланетная система экзопланет, обнаруженная полностью с помощью краудсорсинга.
После объявления об открытии на Stargazing Live , Кристиансен и ее коллеги продолжили изучение и характеристику системы, получившей название К2-138. Они статистически подтвердили, что набор сигналов планет, по словам Кристиансена, «чрезвычайно вероятно» является сигналами от настоящих планет. Они также обнаружили, что планеты вращаются в интересном математическом соотношении, называемом резонансом, при котором каждой планете требуется почти ровно на 50 процентов больше времени для обращения вокруг звезды, чем следующей планете дальше.
Исследователи также обнаружили пятую планету в той же цепочке. резонансы, а также намеки на шестую планету. Статья с описанием системы принята к публикации в Астрономический журнал .
Это единственная система с непрерывной цепочкой резонансов в такой конфигурации, и она может дать ключ к разгадке тайн формирования и миграции планет.
«Орбитальная архитектура этой планетной системы, напоминающая часовой механизм, очень напоминает галилеевские спутники Юпитера», — говорит Константин Батыгин, доцент кафедры планетарных наук и стипендиат Ван Найса Пейджа, не участвовавший в исследовании. «Орбитальные соизмеримости между планетами принципиально хрупки, поэтому современная конфигурация планет K2-138 ясно указывает на довольно мягкую и ламинарную среду формирования этих далеких миров».
«Некоторые современные теории предполагают, что планеты формируются в результате хаотического рассеяния камней, газа и другого материала на ранних стадиях жизни планетарной системы.
Однако эти теории вряд ли приведут к созданию такой плотной и упорядоченной системы, как К2- 138», — говорит Кристиансен. «Что интересно, так это то, что мы нашли эту необычную систему с помощью широкой публики».
Статья озаглавлена »Система К2-138: близкая к резонансу цепь из пяти субнептуновых планет, открытая гражданскими учеными». Помимо Кристиансена, Кроссфилда и Барентсена; среди других соавторов Крис Линтотт, Кэмпбелл Аллен, Адам Макмастер, Грант Миллер, Мартин Вельдтуис из Оксфордского университета; Томас Барклай из НАСА имени Годдарда и Мэрилендского университета; Брук Симмонс из Калифорнийского университета в Сан-Диего; Постдокторант Калифорнийского технологического института Эрик Петигура; Джошуа Шлидер из NASA Goddard; Кортни Дрессинг из Калифорнийского университета в Беркли; Эндрю Вандербург из Гарварда; Сара Аллен и Зак Вольфенбаргер из Планетария Адлера; Брайан Кокс из Манчестерского университета; Джулия Земиро из Австралийской радиовещательной корпорации; профессор астрономии Калифорнийского технологического института Эндрю Ховард; Джон Ливингстон из Токийского университета; Эван Синукофф из Австралийской радиовещательной корпорации и Гавайского университета в Маноа; Тимоти Катрон из Университета штата Аризона; Эндрю Грей, Джошуа Куш, Иван Терентьев и Мартин Вейлз из Zooniverse в составе Оксфордского университета; и Мартти Кристиансен из Датского технического университета.
Финансирование было предоставлено Управлением научной миссии НАСА, Google, Фондом Альфреда П. Слоана, НАСА, Национальным научным фондом, Министерством энергетики США, японским Monbukagakusho, Обществом Макса Планка и Советом по финансированию высшего образования Англии.
Ученые идентифицируют экзопланеты, на которых жизнь может развиваться так же, как на Земле
Концепция этого художника изображает планетную систему. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Ученые определили группу планет за пределами нашей Солнечной системы, где существуют такие же химические условия, которые могли привести к возникновению жизни на Земле.
Исследователи из Кембриджского университета и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (MRC LMB) обнаружили, что шансы на развитие жизни на поверхности каменистой планеты, такой как Земля, связаны с типом и силой света. испускаемый его принимающей звездой.
Их исследование, опубликованное в журнале Science Advances , предполагает, что звезды, испускающие достаточное количество ультрафиолетового (УФ) света, могут дать толчок жизни на своих орбитальных планетах так же, как она, вероятно, развивалась на Земле, где УФ-свет дает энергию. ряд химических реакций, которые производят строительные блоки жизни.
Исследователи идентифицировали ряд планет, на которых УФ-света от их родительской звезды достаточно, чтобы позволить этим химическим реакциям происходить, и которые находятся в обитаемом диапазоне, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода.
«Эта работа позволяет нам сузить круг лучших мест для поиска жизни», — сказал доктор Пол Риммер, научный сотрудник Кембриджской Кавендишской лаборатории и MRC LMB, а также первый автор статьи. «Это немного приближает нас к решению вопроса о том, одиноки ли мы во Вселенной».
Новая статья является результатом постоянного сотрудничества между Кавендишской лабораторией и MRC LMB, объединяющим органическую химию и исследования экзопланет.
Он основан на работе профессора Джона Сазерленда, соавтора текущей статьи, который изучает химическое происхождение жизни на Земле.
В статье, опубликованной в 2015 году, группа профессора Сазерленда из MRC LMB предположила, что цианид, хотя и является смертельным ядом, на самом деле является ключевым ингредиентом первобытного бульона, из которого возникла вся жизнь на Земле.
В этой гипотезе углерод метеоритов, врезавшихся в молодую Землю, взаимодействовал с азотом в атмосфере с образованием цианистого водорода. Цианистый водород пролился дождем на поверхность, где он различными способами взаимодействовал с другими элементами под воздействием ультрафиолетового излучения солнца. Химические вещества, полученные в результате этих взаимодействий, образовали строительные блоки РНК, близкой родственницы ДНК, которая, по мнению большинства биологов, была первой молекулой жизни, несущей информацию.
В лаборатории группа Сазерленда воспроизвела эти химические реакции в ультрафиолетовых лампах и создала предшественники липидов, аминокислот и нуклеотидов, которые являются важными компонентами живых клеток.
«Я столкнулся с этими более ранними экспериментами, и как астроном, мой первый вопрос всегда заключается в том, какой свет вы используете, о чем они как химики на самом деле не думали», — сказал Риммер. «Я начал с измерения количества фотонов, испускаемых их лампами, а затем понял, что сравнение этого света со светом разных звезд было прямым следующим шагом».
Две группы провели серию лабораторных экспериментов, чтобы измерить, насколько быстро строительные блоки жизни могут формироваться из ионов цианистого водорода и сероводорода в воде под воздействием ультрафиолетового света. Затем они провели тот же эксперимент в отсутствие света.
«Есть химия, которая происходит в темноте: она медленнее, чем химия, которая происходит на свету, но она есть», — сказал старший автор профессор Дидье Кело, также из Кавендишской лаборатории. «Мы хотели посмотреть, сколько света потребуется, чтобы светлая химия победила темную химию».
Тот же эксперимент, проведенный в темноте с цианистым водородом и сульфитом водорода, привел к инертному соединению, которое нельзя было использовать для формирования строительных блоков жизни, в то время как эксперимент, проведенный при свете, дал необходимые строительные блоки.
Затем исследователи сравнили световую химию с темной химией и ультрафиолетовым светом разных звезд. Они нанесли на график количество ультрафиолетового света, доступного планетам на орбите вокруг этих звезд, чтобы определить, где может быть активирована химия.
Они обнаружили, что звезды примерно той же температуры, что и наше Солнце, излучают достаточно света, чтобы на поверхности их планет сформировались строительные блоки жизни. Холодные звезды, с другой стороны, не производят достаточно света для формирования этих строительных блоков, за исключением случаев, когда у них часто происходят мощные солнечные вспышки, шаг за шагом подталкивающие химию вперед. Планеты, которые получают достаточно света, чтобы активировать химию, и могут иметь жидкую воду на своей поверхности, находятся в том, что исследователи назвали зоной абиогенеза.
Среди известных экзопланет, находящихся в зоне абиогенеза, есть несколько планет, обнаруженных телескопом Кеплер, в том числе Кеплер 452b, планета, которую прозвали «двоюродной сестрой» Земли, хотя она находится слишком далеко, чтобы ее можно было исследовать с помощью современных технологий.
Телескопы следующего поколения, такие как TESS НАСА и телескопы Джеймса Уэбба, мы надеемся, смогут идентифицировать и потенциально охарактеризовать гораздо больше планет, которые находятся в зоне абиогенеза.
Конечно, также возможно, что если на других планетах есть жизнь, то она развивается или будет развиваться совершенно иначе, чем на Земле.
«Я не знаю, насколько случайна жизнь, но, учитывая, что пока у нас есть только один пример, имеет смысл искать места, которые больше всего похожи на нас», — сказал Риммер. «Есть важное различие между тем, что необходимо, и тем, что достаточно. Строительные блоки необходимы, но их может быть недостаточно: возможно, вы можете смешивать их миллиарды лет, и ничего не произойдет. места, где есть необходимые вещи».
По последним оценкам, в наблюдаемой Вселенной насчитывается до 700 миллионов триллионов планет земной группы. «Получить некоторое представление о том, какая фракция была или может быть готова к жизни, меня восхищает», — сказал Сазерленд.