Новые научные исследования солнечной системы: Новые научные исследования планет Солнечной системы – информация для сообщения кратко (4 класс, окружающий мир) |

Содержание

Ученые обнаружили самый быстро вращающийся астероид Солнечной системы — Поиск

У Солнца появился новый сосед, который скрывался в сумерках. Астероид вращается вокруг нашего светила всего за 113 дней. Это самый короткий из известных орбитальных периодов для астероидов и второй самый короткий для любого объекта в Солнечной системе после Меркурия. Небесное тело было обнаружено Скоттом С. Шеппардом из университета Карнеги на снимках в вечерних сумерках, сделанных Ианом Деллом из Университета Брауна.

Недавно обнаруженный астероид под названием 2021 Ph37 имеет размер около 1 километра и находится на нестабильной орбите, пересекающей орбиту Меркурия и Венеры. Это означает, что в течение нескольких миллионов лет он, вероятно, будет разрушен при столкновении с одной из этих планет или Солнцем, или будет выброшен из своего текущего положения.

Изучение подобных объектов может помочь ученым понять, откуда произошли астероиды и силы, которые сформировали архитектуру нашей Солнечной системы.

«Скорее всего, Ph37 2021 года был вытеснен из Главного пояса астероидов между Юпитером и Марсом, и гравитация внутренних планет сформировала его орбиту в ее нынешнюю конфигурацию, – сказал Шеппард. Хотя, исходя из большого угла наклона в 32 градуса, вполне возможно, что Ph37 2021 года – это потухшая комета из внешней Солнечной системы, которая рискнула слишком близко подойти к одной из планет, поскольку путь ее путешествия привел ее к близости с внутренней Солнечной системой».

Поскольку 2021 Ph37 настолько близок к массивному гравитационному полю Солнца, он испытывает самые большие общие релятивистские эффекты среди всех известных объектов Солнечной системы. Это проявляется в небольшом угловом отклонении его эллиптической орбиты с течением времени, движении, называемом прецессией, которое происходит примерно со скоростью одна угловая минута в столетие. Наблюдение за прецессией Меркурия озадачило ученых, пока общая теория относительности Эйнштейна не объяснила его орбитальные изменения с течением времени. Прецессия Ph37 2021 даже быстрее, чем у Меркурия.

«Ph37 2021 приближается к Солнцу так близко, что температура его поверхности достигает около 900 градусов по Фаренгейту при самом близком приближении, достаточно горяча, чтобы плавить свинец», – сказал Шеппард.

Будущие наблюдения за этим объектом прольют больше света на его происхождение. Сравнение Ph37 2021 с объектами, которые вращаются вокруг Земли, улучшит знания исследователей о его составе и материалах, которые позволяют ему выжить в этих экстремальных условиях. Такой объект, как Ph37 2021, испытывает огромные тепловые и внутренние нагрузки из-за своей близости к Солнцу.

Перепись астероидов вблизи и внутри орбиты Земли имеет решающее значение для выявления тех, которые потенциально могут повлиять на нашу планету, но их трудно обнаружить, потому что они приближаются к Земле в дневное время. Эти типы астероидов нелегко обнаружить с помощью большинства съемок, которые обычно проводятся ночью. Астероид скоро пройдет за Солнцем и будет недоступен для наблюдения с Земли до начала следующего года, когда наблюдатели смогут уточнить его орбиту с точностью, необходимой для того, чтобы дать ему официальное название.

Единственный эффективный метод обнаружения астероидов, движущихся вокруг Солнца по орбитам, более близким, чем орбиты Земли, – это делать снимки, когда Солнце садится или восходит, что Делл’Антонио и Фу сделали с помощью камеры темной энергии на 4-метровом телескопе в Чили “Бланко” Национального научного фонда. Их основное исследование является частью “Полного обзора скоплений в локальном объеме”, в рамках которого наблюдается большая часть массивных скоплений галактик в ближайшей Вселенной с повышенной детализацией. В сотрудничестве с Шеппардом Делл’Антонио и Фу переключились с некоторых из самых далеких объектов во Вселенной на некоторые из ближайших, используя первые несколько минут вечерних сумерек 13 августа, чтобы сделать снимки, на которых Шеппард смог найти 2021 Ph37 несколькими часами позже.

«Поскольку объект уже находился в солнечном свете и двигался ближе к нему, было необходимо определить орбиту объекта до того, как он потеряется за нашей центральной звездой, – объяснил Дэйв Толен из Гавайского университета, который измерил положение астероида на небе и предсказал, где он будет ночью после первоначального открытия. – Я предположил, что для того, чтобы астероид такого размера оставался скрытым так долго, у него должна быть орбита, которая удерживает его настолько близко к Солнцу, что его трудно обнаружить с позиции Земли».

Дополнительные изображения были получены следующей ночью с помощью телескопов Magellan в обсерватории Карнеги Лас-Кампанас в Чили, а также снова с помощью 4-метрового телескопа “Бланко”. Для определения орбиты нового астероида, прежде чем он был потерян, потребовалась третья ночь последующих наблюдений, но пасмурная погода в Чили вынудила ученых обратиться к коллегам в Южной Африке в обсерватории Лас-Кумбрес.

«Несмотря на то, что время телескопа очень ценно, международный характер и любовь к неизвестному заставляют астрономов отвергать свои собственные научные данные и наблюдения, чтобы следить за новыми интересными открытиями, подобными этому, – сказал Шеппард. – Мы так благодарны всем нашим сотрудникам, которые помогли нам быстро отреагировать на это открытие».

Иллюстрация орбиты Ph37 2021 года, сделанная Кэтрин Кейн и Скоттом Шеппардом. Это самый быстрый из известных астероидов. Фото: eurekalert.org

24.08.2021

Источник

Елена Краснова

Новые исследования Земли из космоса

В этом году 22 апреля отмечается День Земли. В первую очередь он посвящен тем, кто профессионально занимается ее изучением и систематизацией полученных знаний, позволяя сделать жизнь всех людей более комфортной и безопасной, сохранить биоразнообразие и устойчивое развитие.

Взаимодействие человека с нашей планетой невозможно понять без глубоких знаний о собственно биосфере — одной из оболочек Земли, неотъемлемой частью которой являются живые организмы. Ее исследования с помощью искусственных спутников были развернуты в начале 60-х годов прошлого века. С тех пор их методы и технология непрерывно совершенствуются, а биосферные наблюдения и эксперименты стали обычным элементом научных программ, выполняемых экипажами космических кораблей и орбитальных станций.

Первая миссия NASA по изучению Земли в 2014 году реализуется совместно с Японским аэрокосмическим агентством JAXA. В ней задействован спутник GPM (Global Precipitation Measurement Core Observatory)

Впервые за более чем десять лет NASA отправила в космос пять научных приборов для изучения Земли в рамках программы EARTH SCIENCE. Они предоставили ученым новые возможности для дистанционных исследований нашей меняющейся планеты.

Три миссии выполняются самостоятельными специализированными спутниками, а два прибора установили на Международной космической станции (МКС). В рамках года активных научных исследований Земли, объявленного NASA, состоялись также полеты лабораторий самолетного базирования к полюсам и центрам ураганов, получили дальнейшее развитие технологии наблюдений с помощью новых высокочувствительных сенсоров, расширяется использование спутниковых данных для повышения готовности к природным катаклизмам и приобретающим в последнее время актуальность угрозам глобальных изменений климата, а также для смягчения их последствий.

Информация со спутников и самолетов помогает ученым найти ответы на ряд важных вопросов, касающихся изменений климата, повышения уровня моря, уменьшения доступности пресной воды, экстремальных погодных явлений.

GPM

Первой миссией EARTH SCIENCE стала GPM (Global Precipitation Measurement Core Observatory) — спутниковый проект, осуществляемый совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). Он положил начало беспрецедентной международной спутниковой группировке, основной задачей которой будет проведение глобальных наблюдений дождей, гроз и снегопадов. Новая информация об этих явлениях поможет ответить на вопросы о функционировании механизма всепланетной циркуляции воды, а также улучшить управление водными ресурсами и прогнозированием погоды. Первый спутник группировки — Core Observatory — успешно запущен 27 февраля с японского космического центра Танегасима с помощью ракеты H-IIA. Он был построен в Центре космических полетов им. Годдарда (Goddard Space Flight Center, NASA). Всего в полнофункциональном аппаратном комплексе, кроме основного, задействовано 8 отдельных однотипных спутников, объединенных общей задачей.

GPM обеспечивает проведение глобальных измерений уровня осадков с повышенной точностью, расширенным охватом и большим динамическим диапазоном. Важным результатом миссии должно стать улучшение качества метеопрогнозов благодаря учету оперативной информации. Кроме того, среди ее задач значатся: накопление знаний о круговороте воды в природе и его связи с изменением климата; получение новой информации о штормовых структурах и крупномасштабных атмосферных процессах; улучшение понимания микрофизики осадков; расширение возможностей мониторинга и прогнозирования ураганов, а также других экстремальных погодных явлений; совершенствование предсказаний стихийных бедствий (наводнений, засух, оползней), урожаев сельскохозяйственных культур, мониторинг ресурсов пресной воды.

OCO-2

Следующим этапом стала миссия для углубленного изучения роли углекислого газа в изменениях климата — OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2). Наблюдения этого спутника используются для улучшения понимания роли естественных и антропогенных источников CO₂ и их влияния на циклические изменения условий в земных океанах, на суше и в атмосфере.

«Углекислотная обсерватория» OCO-2 ведет глобальный мониторинг концентрации в атмосфере диоксида углерода — этот газ многие ученые считают одним из главных антропогенних загрязнителей, ответственных за глобальное потепление

OCO-2 — усовершенствованная копия разработанного NASA спутника OCO-1, который не удалось вывести на расчетную орбиту при запуске 24 февраля 2009 года. Обсерватория была запущена с авиабазы Ванденберг (Калифорния) 2 июля 2014 года. Она состоит из одного инструмента, расположенного на оригинальной платформе. Конструктивно прибор включает в себя три спектрометра высокого разрешения для точного определения концентрации атмосферного углекислого газа.

Миссия получает данные в трех различных режимах измерений. В режиме «Надир» (Nadir) прибор рассматривает Землю непосредственно под аппаратом. В режиме «Отблеск» (Glint) отслеживаются участки земной поверхности, от которых отражается солнечный свет. Этот режим используется для проведения высокоточных измерений над равнинными областями (особенно над океанами). В режиме «Цель» (Target) просматривается заданный участок поверхности при каждом прохождении спутника над ним, обеспечивая возможность собрать большое количество измерений для сравнения с результатами исследований, проводимых наземными средствами и другими космическими аппаратами. Плановый срок эксплуатации обсерватории составлял 2 года, однако она успешно функционирует до сих пор.

SMAP

Название миссии SMAP (Soil Moisture Active Passive) можно перевести как «активные и пассивные грунтовые воды». Спутник с низкочастотным микроволновым радиометром и радаром для измерений влажности грунта отправился на орбиту 31 января 2015 года. Полученные им данные используются для предсказания погоды, изменений климата, продуктивности сельского хозяйства и — в более широком контексте — экосистем планеты Земля, а также для изучения кругооборота воды, энергии и углерода. Глобальные карты влажности почв с высоким разрешением позволяют принимать обоснованные меры в отношении оптимального использования водных ресурсов.

Главной задачей миссии SMAP является мониторинг состояния и концентрации воды в верхних слоях грунта, что позволяет точнее прогнозировать погоду, климатические изменения и урожайность сельскохозяйственных культур

SMAP использует при наблюдениях новый технологический подход, который заключается в объединении радара и радиометра, работающих в L-диапазоне. Это позволяет расширить диапазон оперативных измерений глубины зондирования и повысить пространственное разрешение. Ожидалось, что миссия продлится не менее трех лет, при этом дискретность предоставления информации не будет превышать двух-трех дней. Тем не менее, спутник исправно работает уже более 7 лет.

ISS-RapidScat

Еще две научные миссии программы EARTH SCIENCE в качестве базовой платформы использовали Международную космическую станцию. Первая из них — ISS-RapidScat — продолжила мониторинг океанских ветров по всему миру, предоставляя ключевую информацию для климатических исследований и предсказания погоды, а также для отслеживания штормов и ураганов. Новый научный инструмент позволил увеличить точность прогнозов погоды и детальнее изучить взаимодействия в системе «океан-атмосфера». Он был доставлен на МКС в сентябре 2014 года на борту грузового корабля Dragon и проработал до августа 2016-го.

ISS-RapidScat — первый из двух научных приборов, установленных на МКС в рамках проекта EARTH SCIENCE в 2014 г. — вел исследования океанических ветров в глобальном масштабе

«На нашей планете наличие воды является важным условием для существования жизни. Если мы хотим предсказать изменения климата и сохранить полезные водные ресурсы, мы должны четко представлять, как вода движется внутри атмосферы, между атмосферой, океанами и сушей, — сообщил директор научного отдела департамента NASA Майкл Фрейлих (Michael Freilich). — В сочетании с данными других активных миссий NASA, которые измеряют соленость верхних слоев океанской воды и регистрируют изменения уровней подземных водоносных горизонтов, с использованием GPM и SMAP, мы получили беспрецедентную по точности и функциональности действующую схему измерения жизненного водного цикла нашей планеты».

CATS

Специальный прибор CATS (Cloud-Aerosol Transport System), который также установили на МКС в январе 2015 года, не только собирает данные о мелких каплях жидкости и пылевых частицах в атмосфере Земли, но и служит своего рода прототипом нового поколения космических аппаратов ACE. Данные метеорологических спутников вносят значительный вклад в мониторинг облаков, температуры воздуха, влажности и многих других параметров, но исследовать с их помощью атмосферные аэрозоли до недавнего времени не представлялось возможным, хотя они существенно влияют на погоду и климат в целом. Мониторинг ведется путем зондирования воздуха световыми импульсами — с помощью так называемого «лидара» (лазерного радара).

Научный инструмент CATS будет использовать лазерные радары, работающие на трех различных длинах волн, для исследования распределения аэрозольных частиц в атмосфере

Влияние облаков и аэрозолей (например, загрязнений в виде пыли и дыма) на механизмы климатических изменений в глобальном масштабе изучено еще далеко не полностью. Разрешение лидаров, используемых в CATS, оптимально реализуется с высоты орбиты МКС, и вдобавок станция пролетает над многими из важных путей переноса аэрозолей в атмосфере. Особенно ценной оказывается возможность изучения суточных вариаций — обычные научные спутники не всегда могут предоставить такие данные в силу специфики их орбит.

CATS включает в себя четыре радарных устройства, разработанных специально для исследования атмосферных аэрозолей. Они продемонстрировали прекрасную работоспособность в ходе более ранних миссий — например, на спутнике ICESat, проводившего подобные исследования на протяжении двух месяцев в 2003 г., и обсерватории CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations), функционирующей на околоземной орбите с 2006 года. Планируется, что CATS примет эстафету у CALIPSO и проработает вплоть до 2023-го, пока не стартует проект «Аэрозольно-облачные экосистемы» (Aerosol-Cloud-Ecosystems — ACE).

Специалисты считают, что данные CATS позволят сделать выводы о природе аэрозолей в верхних слоях атмосферы. То есть ученые однозначно смогут сказать, представлены ли они частичками льда и капельками воды, либо же пылью, состоящей из менее летучих веществ. Эти данные также чрезвычайно важны для понимания процессов перемещения энергии в атмосфере. Микрочастицы могут поглощать различное количество солнечного света и теплоты из окружающего воздуха и отдавать эту энергию в другом месте.

Аэронавтические исследования

Отправка на МКС приборов по программе EARTH SCIENCE ознаменовала начало ее использования в качестве платформы для непрерывных круглосуточных наблюдений Земли. На протяжении всего своего существования орбитальный комплекс служит уникальной базой для развития научных исследований и технологических инноваций. Его орбита позволяет проводить наблюдения почти 85% земной поверхности. NASA уже установила там пять инструментов для этих целей.

Параллельно с приборами, работающими за пределами атмосферы, в исследованиях задействован беспилотник Global Hawk и флот самолетов, оснащенных сложнейшим современным оборудованием. В 2014 году 12 департаментов NASA выполняли исследовательские программы по всему миру — от Антарктиды до Арктики (в том числе во всех регионах США, Центральной и Южной Америки): изучали полярные льды, загрязнения воздуха в городах, стихийные бедствия и пр.

С помощью беспилотного летательного аппарата Global Hawk (на снимке) и флота специальных лабораторий воздушного базирования NASA осуществляет 12 исследовательских кампаний по всему миру — от арктических и антарктических ледников до тропических широт, в которых зарождаются ураганы

Еще одной задачей научной программы EARTH SCIENCE является обеспечение оперативными данными региональных органов управления во всем мире.

В частности, в 2014 году в центре внимания оказались проблемы, связанные с сохранением экосистем в Мексиканском заливе, нехваткой воды на юго-западе США, наводнениями в дельте реки Меконг. Проводились испытания новых датчиков для более точного измерения уровня воды в озерах и водохранилищах, концентрации диоксидa углерода, характеристик наземных экосистем, для мониторинга стихийных бедствий — таких, как землетрясения и цунами.

NASA не только ведет наблюдения жизненно важных параметров Земли различными средствами и их последующий компьютерный анализ с целью отслеживания вековых и краткосрочных климатических изменений. Агентство также щедро делится этими уникальными данными со всем мировым сообществом — для совместного поиска новых путей сохранения экосистем и биоразнообразия нашей родной планеты.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine

Исследования НАСА | Наука — Исследование Солнечной системы НАСА

Наука о затмениях НАСА

Затмения не просто красивы — они полезны для науки.

Солнечная и гелиосферная обсерватория НАСА, или SOHO, постоянно наблюдает за внешними областями солнечной короны с помощью коронографа. Кредиты: ЕКА/НАСА/SOHO

Помимо вдохновения художников и музыкантов, затмения привели к многочисленным научным открытиям. На протяжении более века солнечные затмения помогали ученым расшифровывать структуру Солнца и взрывные явления, находить доказательства общей теории относительности и, среди прочего, открывать новый элемент.

Сегодня ученые НАСА продолжают изучать затмения, чтобы делать новые открытия о Солнце, Земле и нашей космической среде. Полные солнечные затмения особенно важны, потому что они позволяют ученым увидеть часть солнечной атмосферы, известную как корона, которая слишком тусклая, чтобы ее можно было увидеть, за исключением случаев, когда яркий свет Солнца блокируется.

Ученые используют инструменты, называемые коронографами, чтобы блокировать солнечный свет, как при полном затмении, но эти инструменты все еще пытаются выявить область короны, ближайшую к Солнцу, где происходят многие важные процессы.

Почему мы наблюдаем солнечные затмения

Изучение самой внутренней части короны, видимой только во время полных солнечных затмений, является ключом к ответу на фундаментальные вопросы о том, как тепло и энергия передаются от Солнца в солнечный ветер. , постоянный поток частиц, которые Солнце извергает в солнечную систему. Солнечный ветер может влиять на людей и технологии на Земле, поэтому понимание того, как он ускоряется на Солнце, может помочь предсказать его воздействие дома.

Полные солнечные затмения дают возможность изучить атмосферу Земли в необычных условиях. В отличие от глобального изменения освещенности, которое происходит каждый день в сумерках и на рассвете, солнечное затмение изменяет освещенность Земли и ее атмосферы под сравнительно небольшой областью лунной тени. Это локализованное блокирование солнечной энергии полезно для изучения воздействия Солнца на нашу атмосферу, особенно на верхние слои атмосферы, где энергия Солнца создает слой заряженных частиц, называемый ионосферой. Понимание этого региона важно, потому что он является домом для многих спутников на низкой околоземной орбите, а также сигналов связи, таких как радиоволны и сигналы, которые обеспечивают работу систем GPS, и изменения там могут оказать значительное влияние на наши технологии и системы связи.

Recent Solar Eclipse Science

Во время полного солнечного затмения 2017 года НАСА профинансировало 11 научных исследований для сбора данных, доступных только во время затмений. Поскольку затмение проходило над прилегающими Соединенными Штатами особенно долго, оно предоставило ученым уникальную возможность наблюдать затмение с земли в течение более часа. Эти наблюдения дополнили множество данных, предоставленных спутниками НАСА.

Некоторые данные, собранные во время затмения 2017 года, помогли ученым разработать модели для прогнозирования того, как будет выглядеть корона во время затмения 2019 года над Чили и Аргентиной. Данные Обсерватории солнечной динамики НАСА (SDO) также использовались для предсказания короны во время затмения 2021 года над Антарктидой. Такие модели помогают ученым предсказывать, как солнечный материал перемещается от Солнца, что в конечном итоге проявляется в виде возмущений в околоземном пространстве, известных как космическая погода.

г. Затмение 2019 года в Южной Америке также наблюдалось в рамках миссии НАСА Global-scale Observation of Limb and Disk — GOLD — которая предоставила первые измерения того, как затмения влияют на слой атмосферы Земли, называемый термосферой.

Иногда ученые также проводят более долгосрочные исследования затмений. В 2021 году ученые опубликовали результаты, полученные в результате более чем десятилетнего наблюдения за затмениями. Команда обнаружила, что корона поддерживает довольно постоянную температуру, несмотря на изменения, которые происходят в течение 11-летнего вращения, известного как солнечный цикл.

Дополнительные ресурсы

День к ночи и обратно: ионосфера Земли во время полного солнечного затмения

Затмение 2017 проливает свет на связь между Солнцем и Землей

Изучение атмосферы Солнца во время полного солнечного затмения 2017 года

5 Исследования 9 Основные моменты GOLD Mission НАСА

Первое глобальное синоптическое изображение эффектов солнечного затмения в термосфере

В погоне за полным солнечным затмением с помощью НАСА WB-57F Jets

Новости затмений

Новое исследование комет дает представление о химическом составе ранней Солнечной системы

Новое исследование Университета Центральной Флориды нашло убедительные доказательства того, что выделение молекул из комет может быть результатом состава с самого начала нашей Солнечной системы .

Результаты были опубликованы сегодня в The Planetary Science Journal .

Исследованием руководила Ольга Харрингтон Пинто, докторант кафедры физики UCF, входящей в состав Колледжа наук.

Измерение соотношения определенных молекул, присутствующих после дегазации комет, может дать представление о химическом составе ранних солнечных систем и физической обработке комет после их образования, говорит Харрингтон Пинто. Выделение газа происходит, когда кометы, представляющие собой небольшие тела из пыли, камней и льда в Солнечной системе, нагреваются и начинают выделять газы.

В рамках своего диссертационного исследования Харрингтон Пинто собрала количество воды, двуокиси углерода и угарного газа из 25 комет, чтобы проверить предсказания формирования и эволюции Солнечной системы.

Это позволило изучить почти в два раза больше кометных данных о монооксиде углерода/диоксиде углерода. Измерения взяты из различных научных публикаций. Она тщательно объединила данные, полученные с помощью разных телескопов и разных исследовательских групп, когда измерения проводились одновременно, и смогла подтвердить, что все данные были хорошо откалиброваны.

«Один из самых интересных результатов заключается в том, что кометы, находящиеся очень далеко от Солнца с орбитами в облаке Оорта, которые никогда или очень редко вращались вокруг Солнца, производили больше CO ₂, чем CO в коме, в то время как кометы, совершившие гораздо больше путешествий близко к Солнцу, ведут себя наоборот», — говорит Харрингтон Пинто. «Этого никогда не видели убедительно раньше».

«Интересно, что данные согласуются с предсказаниями о том, что кометы, которые находились очень далеко от Солнца в облаке Оорта, могли подвергнуться такой сильной бомбардировке космическими лучами на своей поверхности, что это создало внешний слой, обедненный СО», — говорит Харрингтон Пинто. «Затем, после их первого или второго путешествия близко к солнцу, этот обработанный внешний слой взрывается солнцем, открывая гораздо более первозданный состав кометы, которая выделяет гораздо больше CO».

Исследовательница говорит, что следующим шагом в работе будет анализ первых наблюдений кентавров, сделанных ее командой с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, для непосредственного измерения угарного газа и двуокиси углерода и сравнения результатов с этим исследованием.