Fosuerk

Траектория 1I/2017 U1 или Оумуамуа, первого известного межзвездного объекта, прошедшего через нашу Солнечную систему.

Солнечное затмение, снятое из машины.

Астрономы из Лейденской обсерватории (Нидерланды) и Университета Рочестера (США) обнаружили, что система колец экзопланеты J1407b намного больше и тяжелее, чем аналогичная система колец у Сатурна. Новый анализ данных указывает на наличие 30 колец, каждое из которых имеет десятки миллионов километров в диаметре. Кроме того, в кольцах обнаружились щели, которые указывают на существование спутников – экзолун.

Планета J1407b — первая внесолнечная планета с системой колец, состоящих из пыли, камней и астероидов. Астрономы обнаружили ее в 2012 г. в системе очень молодой звезды солнечного типа, которая находится на расстоянии 417 световых лет. Массу планеты J1407b оценить трудно, но по приблизительным оценкам она не менее 10-40 масс Юпитера. При этом масса родительской звезды J1407 составляет 90% массы Солнца, а ее возраст — всего 16 млн лет. Для сравнения: примерный возраст Солнца оценивается в 4,57 млрд лет.

Захватывающие кадры с извержением одного из гигантских вулканов Ио

Чтобы на поверхности планеты была жидкая вода, у нее должна держаться достаточно плотная атмосфера. К счастью, астрономы могут искать и изучать атмосферы по изменениям излучения звезды, когда экзопланета пролетает на ее фоне. Вот только планет много, а для сбора подходящих данных требуются продолжительные наблюдения. Одна из таких целей для наблюдений — система TRAPPIST-1 с семью каменистыми планетами, четыре из которых сравнимы по массе с Землей и находятся в «обитаемой» зоне.

Авторы нового исследования, препринт которого выложен на arXiv, решили проверить, есть ли на этих планетах атмосферы, смоделировав условия системы. Чтобы иметь возможность масштабировать результаты работы на другие потенциально обитаемые миры, они не стали строго придерживаться параметров конкретных планет системы TRAPPIST-1. Так ученые проигнорировали оценки плотности, рассчитав радиусы смоделированных планет по массе (0,8, 1 и 1,2 массы Земли), исходя из плотности нашей планеты (5,5 грамма на кубический сантиметр).

Целью исследователей было посмотреть, как атмосферы таких планет выдерживают воздействие маломассивной звезды спектрального класса М — вроде той, что находится в центре TRAPPIST-1. Для этого они применили модель верхней атмосферы под названием Kompot Code, которая описывает одномерную термохимическую структуру «поверхности» атмосферы на границе с космосом.

В использованную модель заложено более 500 реакций 63 химических элементов. Она учитывает воздействие различных механизмов нагрева и охлаждения. В частности, рентгеновского и инфракрасного излучений, а также охлаждающего эффекта от углекислого газа в верхних слоях атмосферы.

Сопоставив смоделированные данные с параметрами TRAPPIST-1, ученые пришли к выводу, что большинство планет этой системы не могли сохранить свои атмосферы, независимо от их состава. Под излучением звезды верхние слои атмосферы должны были нагреться настолько, что молекулы начали вылетать из поля тяготения планеты.

С учетом возраста системы (по одной из оценок, примерно 7,6 миллиарда лет), даже если бы там была атмосфера в 100 раз массивнее земной, она бы вся уже рассеялась. По предположению авторов, аналогичная история должна быть у всех планет земного типа, находящихся рядом со звездами спектрального класса М.

Результаты моделирования подтверждают итоги наблюдений. Ни на одной из планет системы не обнаружили признаков наличия водородной атмосферы. По данным телескопа «Джеймс Уэбб», на планетах TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1с нет плотных атмосфер. Согласно другой работе, в атмосфере TRAPPIST-1c не доминируют ни СO2, ни O2.

Хотя авторы новой работы заявили, что ни на одной из планет TRAPPIST-1 не могла сохраниться атмосфера, отметим, что плотность этих планет говорит об обратном. У всех них плотность ниже плотности Земли и Венеры, притом что масса многих сопоставима с земной. Сложно представить, как это возможно без наличия атмосферы из легких элементов. Остается дожидаться данных новых наблюдений за этими объектами.

Источник

Гипотеза о таинственном массивном объекте на окраине Солнечной системы все чаще привлекает внимание астрономов. Пока неясно, что это — планета это или первичная черная дыра. Российские ученые предложили новый способ поиска невидимого пленника нашей звезды.

В 2016 году американские астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин выдвинули гипотезу о том, что вокруг Солнца по дальней орбите вращается еще одна планета. Это объясняло бы аномалии в поясе Койпера — области за Нептуном, где сконцентрированы малые ледяные тела, включая Плутон.

Наблюдения показали, что у части обитателей пояса Койпера орбиты не случайные, а определенным образом связаны между собой — скоррелированы. Ученые предположили, что на них действует сила притяжения неизвестного тела, которое расположено в 300-500 раз дальше от Солнца, чем Земля, и в пять — максимум десять раз — ее массивнее.

Это могла бы быть суперземля — особый класс экзопланет. В таком случае она сформировалась в другой системе и была захвачена Солнцем во время сближения с материнской звездой или как свободнолетящая в Галактике "бесхозная" планета. Это небесное тело, пока не открытое, астрономы называют девятой планетой — вместо Плутона.

В 2019-м Якоб Шольц из Даремского университета и Джеймс Анвин из Университета штата Иллинойс предложили вместо планеты искать первичную черную дыру (ПЧД). Проблема, однако, в том, что напрямую ее увидеть нельзя — можно только заметить по сильному гравитационному полю.

Российские ученые Юрий Ерошенко из Института ядерных исследований РАН и Елена Попова из Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН нашли новый способ наблюдения за объектом-невидимкой — по космической пыли вблизи орбиты Земли.

"Есть вероятность, что часть пыли была выброшена из-за орбиты Нептуна гравитационным полем девятой планеты или ПЧД и прилетела к Земле. Скорость у этой компоненты пыли должна быть в полтора раза больше, чем у обычных космических пылинок. Также, возможно, эта пыль отличается от обычной по химическому составу. Не исключено, что дальнейшие исследования помогут выделить аномальную компоненту. Тогда можно будет сделать вывод о наличии на периферии массивного объекта", — говорит Юрий Ерошенко.

По одной из гипотез, первичные черные дыры рождались в молодой Вселенной еще до возникновения первых звезд и галактик. По мнению ученых, в пользу этой версии говорит существование ранних квазаров, а также — недавнее открытие телескопом имени Джеймса Уэбба сверхмассивных черных дыр на больших красных смещениях. Механизм появления ПЧД неясен.

Первичные черные дыры могут иметь довольно небольшую массу — например, сравнимую с земной. Радиус такого объекта будет всего около одного сантиметра. У ПЧД массой Солнца — три километра, уточняет Ерошенко.

ПЧД небольшой массы должны быстро испаряться, что можно обнаружить по вкладу в космический гамма-фон. Сделать это пока не удалось, однако ученые не спешат отказываться от идеи, добавляет Ерошенко, поскольку она (в случае гораздо более массивных ПЧД) позволяет объяснить некоторые явления во Вселенной — например, гравитационные волны и сверхмассивные черные дыры.

"Если на периферии находится первичная черная дыра, то своим гравитационным полем она возмущает орбиты частиц пыли, и часть частиц может попадать во внутреннюю область Солнечной системы, залетая внутрь орбиты Земли", — пишут Ерошенко и Попова в статье, опубликованной в последнем номере Астрономического журнала (исследование поддержано Российским научным фондом, грант № 23-22-00013).

В расчетах рассмотрены варианты, построенные на нескольких правдоподобных допущениях, указывают авторы. Для некоторого набора параметров поток космической пыли у Земли, создаваемый ПЧД, достигает в самом оптимистическом случае трех микрограммов на квадратный метр в год, что согласуется с наблюдениями — подсчетом числа пылинок во льду Антарктиды и путем прямых измерений с космических аппаратов. Хотя доля пыли, создаваемая ПЧД, в общем потоке может быть незначительна, ее отличает относительно высокая скорость и, возможно, аномалии химического состава. Так что пыль к Земле может быть принесена не только кометами и астероидами, но и гравитационным воздействием ПЧД. Какую долю в общем пылевом потоке занимают частицы из облака Оорта, еще предстоит выяснить.

Ученые считают, что ПЧД, как и девятая планета, могла быть захвачена Солнцем во время случайного сближения. И хотя вероятность такого события невелика, совсем сбрасывать его со счетов нельзя.

Источник