Зачем человечество изучает далёкие космические объекты? Что астрономия даёт людям? На этот вопрос отвечает Ольга Касьяновна Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе государственного астрономического института имени П.К. Штернберга.
На современном этапе картография продолжает активно развиваться и претерпевать значительные изменения благодаря современным технологиям. Вот некоторые из перспектив развития картографии:
1. Географические информационные системы (ГИС): ГИС стали важным инструментом в современной картографии. Они позволяют собирать, хранить, анализировать и визуализировать геопространственные данные, что делает картографию более точной и доступной;
2. Спутниковая навигация и космическая картография: спутники и космические технологии позволяют создавать высокоточные карты Земли, а также мониторить изменения на поверхности планеты, такие как изменения климата, использование земель и другие географические процессы;
3. Интерактивные карты и приложения: с развитием интернета и мобильных технологий появляются новые возможности для создания интерактивных карт и приложений, которые позволяют пользователям получать доступ к геопространственным данным в реальном времени;
4. Развитие искусственного интеллекта и машинного обучения: технологии искусственного интеллекта могут помочь улучшить процессы обработки данных, создания карт и анализа пространственной информации;
5. 3D-карты и виртуальная реальность: возможность создания трехмерных карт и использование виртуальной реальности позволяют пользователям более полно и наглядно представлять себе географическую информацию;
6. Улучшение точности и детализации карт: с появлением новых технологий и методов сбора данных карты становятся все более точными, детализированными и актуальными.
Таким образом, современная картография продолжает развиваться и интегрировать новейшие технологии, что делает ее более доступной, точной и информативной для широкого круга пользователей.
Представленный здесь эксперимент был проведен на Международной космической станции, чтобы увидеть, как происходит горение в условиях 0g. Они использовали топливную смесь 50/50 из изооктана и гептана, испытанную в стандартной воздушной среде (21% кислорода и 79% азота при 1 атм).
Результаты довольно интересны. Единственная очевидная особенность - пламя выглядит сферическим. Причина этого в том, что у него нет причин выглядеть иначе. На Земле гравитация создает ось, определяющую направление конвекции (то есть вверх). В отличие от этого, в случае микрогравитации оси вверх нет, и газы распространяются со сферической симметрией.
Еще одна важная особенность - пламя выглядит голубым. Это просто указывает на то, что горение происходит до конца. Иногда можно увидеть, как часть горящей капли становится ярко-оранжевой. Оранжевый цвет указывает на образование некоторого количества сажи, то есть продуктов неполного сгорания. Они дают ярко-оранжевый цвет, похожий на типичный пожар на Земле. Наконец, можно увидеть некоторые колебания в капле, например, там, где появляются оранжевые пятна. Эта асимметрия помогает умирающей капле унестись в одном направлении, прежде чем у нее закончится топливо и она исчезнет.
Хотя Вселенная - огромное место для изучения, не стоит забывать и о нашем собственном дворе. Восемь планет и множество более мелких миров - здесь есть что узнать!
Так что же такого удивительного можно узнать о планетах? Мы выделили несколько интересных фактов.
1. Меркурий горячий, но не слишком горячий для льда
На поверхности ближайшей к Солнцу планеты действительно есть лёд. На первый взгляд это звучит удивительно, но лёд находится в постоянно затенённых кратерах - тех, куда никогда не попадает солнечный свет. Предполагается, что, возможно, кометы изначально доставили этот лёд на Меркурий. На самом деле космический аппарат НАСА MESSENGER не только обнаружил лёд на северном полюсе, но и нашёл органику, которая является строительным материалом для жизни. Меркурий слишком горяч и безвоздушен для жизни в том виде, в котором мы её знаем, но он показывает, как эти элементы распределены по Солнечной системе.
2. У Венеры нет лун, и мы не уверены, почему.
И у Меркурия, и у Венеры нет лун, что можно считать сюрпризом, учитывая, что в Солнечной системе есть десятки других лун. Например, у Сатурна их более 60. А некоторые луны - не более чем захваченные астероиды, что, возможно, произошло, например, с двумя лунами Марса. Так что же отличает эти планеты? Никто точно не знает, почему у Венеры нет луны, но есть, по крайней мере, одно направление исследований, которое предполагает, что в прошлом у неё она могла быть.
3. В прошлом у Марса была более плотная атмосфера.
Какие контрасты во внутренней части Солнечной системы: практически лишённый атмосферы Меркурий, тепличный эффект в толстой атмосфере Венеры, умеренные условия на большей части Земли и тонкая атмосфера на Марсе. Но если взглянуть на планету, то можно увидеть овраги, вырезанные в прошлом вероятной водой. Вода требует больше атмосферы, поэтому в прошлом на Марсе её было больше. Куда же она делась? Некоторые учёные считают, что это произошло потому, что энергия Солнца в течение миллионов лет выталкивала лёгкие молекулы из атмосферы Марса, уменьшая её толщину со временем.
Марс (фото принадлежит НАСА)
4. Юпитер - отличный ловец комет.
Самая массивная планета Солнечной системы, вероятно, оказала огромное влияние на её историю. Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, поэтому можно представить, что любой астероид или комета, пролетающие рядом с Юпитером, имеют большие шансы быть пойманными или отвлечёнными. Возможно, Юпитер отчасти виноват в огромной бомбардировке малыми телами, которая обрушилась на нашу молодую Солнечную систему в самом начале её истории, оставив шрамы, которые и сегодня можно увидеть на Луне. А в 1994 году астрономы всего мира стали свидетелями редкого зрелища: комета Шумейкеров-Леви 9, разорвавшаяся под действием гравитации Юпитера и врезавшаяся в атмосферу.
Фрагментация комет является обычным явлением. Многие разрушаются под воздействием термических и приливных напряжений в перигелиях. Вверху изображение кометы Шумейкера-Леви 9 (май 1994 г.) после близкого сближения с Юпитером, разорвавше
5. Никто не знает, сколько лет кольцам Сатурна
Вокруг Сатурна вращается поле ледяных и каменных обломков, которые издалека кажутся кольцами. Первые телескопические наблюдения за планетой в 1600-х годах вызвали некоторую путаницу: есть ли у этой планеты уши, луны или что? Однако с улучшением разрешения вскоре стало ясно, что газовый гигант окружает целая цепочка небольших тел. Возможно, одна луна разорвалась под сильным притяжением Сатурна и образовала кольца. А может быть, они существовали (каламбур не удался) последние несколько миллиардов лет, не имея возможности слиться в более крупное тело, но достаточно устойчивое к гравитации, чтобы не распасться. Большинство учёных сходятся на мнении, что кольцам примерно 100 миллионов лет.
Кольца Сатурна (фото:НАСА)
6. Уран более бурный, чем мы думали.
Когда в 1980-х годах мимо планеты пролетел "Вояджер-2", учёные увидели в основном безликий голубой шар, и некоторые предположили, что на Уране нет особой активности. С тех пор мы лучше изучили данные, которые показывают некоторые интересные движения в южном полушарии. Кроме того, в 2007 году планета приблизилась к Солнцу, а в последние годы телескопы показали, что на ней происходят бури. Чем вызвана вся эта активность, сказать сложно, если только мы не пошлём в ту сторону ещё один зонд. К сожалению, пока нет ни одной миссии, которая бы точно отправилась в эту часть Солнечной системы.
Инфракрасные изображения Урана, показывающие бури размером 1,6 и 2,2 микрона, полученные 6 августа 2014 года с помощью 10-метрового телескопа Кека. Фото: Имке де Патер (Калифорнийский университет в Беркли) и изображения обсерватории Кек.
7. На Нептуне дуют сверхзвуковые ветры.
Хотя на Земле нас беспокоят ураганы, сила этих бурь не сравнится с той, что можно встретить на Нептуне. На самых больших высотах, по данным НАСА, ветры дуют со скоростью более 1100 миль в час (1770 километров в час). Почему на Нептуне так дует, остаётся загадкой, особенно если учесть, что на расстоянии до Нептуна солнечное тепло столь незначительно.
8. Во время световых шоу можно увидеть, как работает магнитное поле Земли.
Магнитное поле, окружающее нашу планету, защищает нас от взрывов радиации и частиц, которые посылает в нашу сторону Солнце. И это хорошо, потому что такие вспышки могут оказаться смертельно опасными для незащищённых людей; именно поэтому НАСА следит за солнечной активностью, например, для астронавтов на Международной космической станции. Во всяком случае, когда вы видите в небе сияющие авроры, это происходит, когда частицы Солнца движутся вдоль линий магнитного поля и взаимодействуют с верхней атмосферой Земли.
Для ЛЛ: зарождение жизни на Земле стало возможно благодаря солнечным вспышкам, которые согрели Землю и запустили синтез нужных для жизни элементов.
Для любителей подробностей, текст ниже.
Бурное молодое Солнце, возможно, обеспечило раннюю Землю ингредиентами и климатом, необходимыми для зарождения жизни. Так утверждают ученые НАСА, которые говорят, что мощные солнечные извержения, возможно, согрели Землю в то время, когда Солнце было относительно прохладным. Они также говорят, что животворящий запас азота на Земле был синтезирован энергичными частицами Солнца.
Наличие четкого представления о необходимых условиях для возникновения жизни на Земле является ключевой научной целью – как для того, чтобы проследить наше собственное происхождение, так и для того, чтобы лучше оценить, на какой из многих тысяч известных экзопланет может быть жизнь. Особым камнем преткновения в разработке четкой картины ранней эволюции Земли было то, что четыре миллиарда лет назад, когда создавались благоприятные для жизни условия, молодое Солнце не было достаточно ярким, чтобы согреть нашу планету. Несмотря на свою штормовость, Солнце тогда было на 30% тусклее, чем сегодня.
“Тогда Земля получала от Солнца лишь около 70% энергии, чем сегодня”, - говорит специалист по солнечной энергии Владимир Айрапетян из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде. “Это означает, что Земля должна была быть ледяным шаром. Вместо этого геологические данные говорят, что это был теплый шар с жидкой водой. Мы называем это ‘парадоксом слабого молодого Солнца’ ”.
Молодое Солнце и Земля
Еще одна проблема связана с тем фактом, что ключевым компонентом строительных блоков жизни является азот (N) – но в то время в атмосфере присутствовал только нереактивный молекулярный азот (N2). Для расщепления молекулярного азота на атомарный азот потребовался бы очень энергичный процесс, позволяющий ему рекомбинировать в более биологически подходящие формы. Последние исследования Айрапетяна и его коллег показывают, что заряженные частицы от солнечных бурь могли как расщеплять азот, так и обеспечивать тепло, необходимое для жизни.
Чтобы узнать, как вело себя молодое Солнце, ученые изучают солнцеподобные звезды в нашей галактике разного возраста. Помимо подтверждения того, что молодое Солнце должно было быть относительно слабым, исследования также показывают, что молодые звезды часто производят мощные вспышки. Это гигантские всплески света и другого излучения, похожие на вспышки, которые мы наблюдаем на Солнце сегодня. Такие вспышки часто сопровождаются выбросом в космос огромных облаков солнечного материала, называемых выбросами корональной массы (CME).
Вспышки на Солнце
Миссия НАСА "Кеплер“ обнаружила молодые солнцеподобные звезды, и многие из них, как видно, производят ”сверхвспышки" – огромные взрывы, настолько редкие сегодня, что мы наблюдаем их лишь раз в 100 лет или около того. Но данные "Кеплера" показывают, что эти молодые звезды производят до 10 сверхвспышек в день. Основываясь на этих наблюдениях, Айрапетян и его коллеги говорят, что облака заряженных частиц, выброшенные из-за бурных вспышек молодого Солнца, вызвали изменения в химическом составе атмосферы ранней Земли.
Команда смоделировала, как сверхвспышки будут взаимодействовать с нашей планетой, и обнаружила, что они исказили бы магнитное поле Земли, которое в то время также было слабее, создав большие промежутки вокруг полюсов. Эти промежутки обеспечили доступ энергичным солнечным частицам в атмосферу. По расчетам следует, что в тот период должны были регулярно наблюдать полярные сияния на всей территории Южной Каролины.
Влияние вспышек на магнитное поле Земли
Заряженные частицы перемещались бы вниз по линиям магнитного поля и сталкивались с молекулярным азотом, а также с углекислым газом, который расщеплялся на монооксид углерода и кислород. Свободные атомы азота и кислорода затем объединились бы, образовав закись азота (N2O) – мощный парниковый газ – и цианистый водород (HCN). Действительно, закись азота примерно в 300 раз сильнее нагревает атмосферу, чем углекислый газ. Расчеты команды показали, что если бы даже 1% углекислого газа в атмосфере составлял закись азота, этого было бы достаточно, чтобы разогреть поверхность Земли до температуры, которая могла бы поддерживать жидкую воду, а также зачатки жизни. “Оказывается, изменение химического состава атмосферы имело решающее значение для жизни на Земле”, - говорит Айрапетян.
Молекулы и атомы
Исследователи также полагают, что цианистый водород мог стать источником азота для биологических молекул, таких как аминокислоты. Действительно, ежедневная доза солнечных частиц, возможно, также обеспечила огромное количество энергии, необходимой для создания сложных молекул, таких как РНК и ДНК, которые в конечном итоге зародили жизнь.
В то же время постоянные солнечные ливни и радиация также могут быть весьма пагубными. Магнитный натиск может даже сорвать атмосферу планеты, если ее магнитосфера слишком слаба. Определение того, где находится баланс, поможет нам определить, в каких внесолнечных звездных системах потенциально может быть жизнь. “Мы хотим собрать всю эту информацию воедино – насколько близко планета находится к звезде, насколько энергична звезда, насколько сильна магнитосфера планеты – чтобы помочь в поиске пригодных для жизни планет вокруг звезд, близких к нашей собственной, и по всей галактике”, - говорит Уильям Данчи. Работая с другими специалистами в смежных областях, исследователи надеются получить “достоверное описание того, как выглядела наша родная планета на заре ее существования - и где жизнь могла существовать в других местах”.
Пройдя этот тест, вы узнаете, сколько нужно сосисок, чтобы спуститься по ним на дно Марианской впадины. А еще сколько их можно съесть, пока длится самый долгий в мире поцелуй. Не пропустите!
Как устроен космический радиотелескоп РадиоАстрон? На чём основан принцип его работы и почему его можно назвать самым большим телескопом в мире? Какие новые научные результаты были получены на этом уникальном радиотелескопе и как сложилась его дальнейшая судьба?
Рассказывает Михаил Лисаков, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Астрокосмического центра Физического института Академии Наук, член коллаборации Телескопа горизонта событий и РадиоАстрон, автор Телеграм-канала «Верхом на звезде»
Ролик создан при поддержке Ассоциации волонтёрских центров в рамках Международной премии МЫВМЕСТЕ.