Туманность NGC 6357 — одна из самых удивительных звездных фабрик нашей галактики, расположенная в созвездии Скорпиона, на расстоянии около 5 500 световых лет от Земли. Внутри нее формируются не отдельные звезды, а целые звездные скопления.
Недавние наблюдения с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб" выявили, что в этой туманности рождаются преимущественно массивные звезды, в 10-20 раз тяжелее Солнца. Ученые предполагают, что за это ответственные уникальные турбулентные потоки газа, которые создают в NGC 6357 идеальные условия для формирования гигантов.
Особую научную ценность представляют недавние наблюдения звездообразования в NGC 6357 с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Ученым удалось зафиксировать несколько протозвездных дисков на разных стадиях формирования, что позволяет изучать эволюцию звездных систем в "реальном времени". Некоторые из этих систем, вероятно, сформируют двойные звезды, вращающиеся вокруг общего центра масс.
2 февраля 2005 года орбитальный аппарат Европейского космического агентства (ESA) "Марс-экспресс" передал на Землю потрясающий снимок: кратер Лаут, расположенный недалеко от северного полюса Красной планеты, предстал во всей красе. В центре оранжево-коричневого марсианского ландшафта — ослепительно белое пятно водяного льда.
Средний диаметр ударного образования составляет 39 километров, а его глубина достигает полутора километров. Часть дна кратера покрыта отложением водяного льда, который не тает круглый год.
Лед вне полюсов — редкость
Большинство людей уверены: весь лед на Марсе сосредоточен на полюсах. Это не совсем так.
Да, полярные шапки — самые крупные ледяные массивы планеты, которые с Земли можно наблюдать даже в небольшой телескоп. Но лед встречается и в других местах — правда, при определенных условиях. Главное из них — постоянная затененность.
Кратер Лаут — один из немногих примеров стабильного присутствия водяного льда за полярными регионами. Его расположение и глубина создают идеальные условия: солнечные лучи почти не достигают дна, так что температура там остается низкой на протяжении всего марсианского года.
Почему лед не исчезает?
На Марсе крайне низкое атмосферное давление — около 0,6% от земного. В таких условиях вода не может существовать в жидком виде на поверхности: она либо замерзает, либо сублимирует — превращается в пар, минуя жидкую фазу.
Поэтому для сохранения льда нужна постоянная низкая температура. Если дно кратера освещено Солнцем — лед быстро испарится. Но в глубоких тенистых ударных структурах, подобных Лауту, температура никогда не перешагивает через критическую отметку. Немаловажный вклад в обеспечение низкой температуры и сохранности ледяного покрова вносит близость к северному полюсу — здесь холоднее, чем в экваториальных широтах.
Бесценный ресурс для будущих миссий
Анализ данных, полученных с помощью "Марс-экспресс" и NASA MRO (еще один орбитальный аппарат), показал, что лед в кратере Лаут относительно чистый. Это важно. Марсианский грунт содержит перхлораты — агрессивные химические соединения, опасные для человека. Поэтому лед, смешанный с грунтом или добытый из-под поверхности, будет требовать сложной очистки. А вот чистый лед из кратеров — готовый ресурс.
Вода будет нужна марсианским колониям для всего: питье, гигиена, выращивание растений, производство кислорода и даже ракетного топлива. Метод электролиза позволяет расщепить воду на водород и кислород — оба компонента пригодны для двигателей.
Кратер Лаут и подобные ему природные образования, заполненные обильными запасами чистого водяного льда, могут стать стратегическими точками для возведения первых баз на Марсе.
Марс-экспресс продолжает работу
Космический аппарат "Марс-экспресс", запуск которого состоялся 2 июня 2003 года, продолжает работать. Его бортовые инструменты позволили создать детальные карты поверхности, изучить разреженную атмосферу и обнаружить следы древних водоемов.
Кратер Лаут — лишь одна из тысяч удивительных находок, которые помогают нам понять прошлое Марса и подготовиться к формированию его будущего.
Всего 20 лет назад идея, что где-то во Вселенной существуют алмазы диаметром в тысячи километров, воспринималась научным сообществом как фантастика. Но сегодня это доказанный факт: некоторые белые карлики действительно способны превращать свои "внутренности" в гигантские кристаллы углерода — самые большие "бриллианты" во Вселенной.
Белый карлик — это то, во что в конце жизненного цикла превращается звезда небольшой или средней массы, когда запасы ее "топлива" для продолжения термоядерных реакций заканчиваются. Светило сбрасывает оболочки, и на его месте остается сверхплотное ядро размером с Землю, но с массой до 1,44 солнечных.
Этот звездный "огарок" постепенно остывает, и через миллиарды лет начинается самое интересное.
Под чудовищным давлением в миллиарды атмосфер углерод в ядре начинает кристаллизоваться. Атомы выстраиваются в идеальную кубическую решетку, почти идентичную алмазной. В итоге внутри белого карлика вырастает единый кристалл колоссальной массы.
Первый объект такого рода был найден в 2004 году.
Белый карлик BPM 37093 в созвездии Центавра, удаленный примерно на 50 световых лет от Земли, получил неофициальное прозвище "Люси" — в честь песни The Beatles "Lucy in the Sky with Diamonds". С помощью астросейсмологии (анализ пульсаций звезд для изучения их внутренней структуры), команда ученых из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики выяснила, что около 90% массы Люси уже закристаллизовалось. Диаметр алмазного ядра — около 9 000 километров, а его масса — примерно 10³¹ кг (в 1,1 раза больше массы Солнца).
Примечательно, что в процессе перестройки углерода высвобождается скрытая теплота фазового перехода. Это отсрочивает охлаждение белого карлика на 2-4 миллиарда лет. Выходит, что кристаллизация — это еще и природный "обогреватель", который продлевает жизнь угасающей звезды.
С тех пор было обнаружено нескольких десятков кандидатов с кристаллизованными ядрами. Данные, полученные с помощью космического телескопа ESA Gaia и наземной обсерватории Gemini показывают, что примерно каждый десятый белый карлик в определенном диапазоне масс и возраста проходит стадию "алмазного сердца".
Прямо сейчас во Вселенной вращается бесчисленное множество гигантских "алмазов", которые будут сиять еще миллиарды лет после того, как погибнет Солнечная система.
10 марта 2023 года орбитальный аппарат "Аль-Амаль" (в переводе — "Надежда"), запущенный в 2021 году Космическим агентством Объединенных Арабских Эмиратов (UAESA) для изучения марсианской атмосферы, приблизился к Деймосу на рекордные 104 километра.
Это было максимальное сближение с естественным спутником за всю историю исследования системы Красной планеты. Результат: самые детализированные снимки и данные, которые меняют наше понимание его происхождения.
Что мы знаем о Деймосе?
Деймос — меньший и наиболее удаленный из двух спутников Марса (второй — Фобос). Его средний диаметр составляет всего 12,4 километра, а орбита проходит на высоте около 23 500 километров от поверхности планеты. Этот каменистый спутник неправильной формы был открыт в 1877 году и назван в честь древнегреческого бога ужаса.
Первые снимки Деймоса были получены автоматической межпланетной станцией NASA "Маринер-9" в 1971 году. С тех пор спутник попадал в кадр многих миссий, но всегда издалека.
Зонд "Надежда" изменил это, сделав детальный снимок обратной стороны спутника и получив подробную информацию о его составе и структуре.
Революционное открытие
Продолжительное время господствовала гипотеза, что Деймос и Фобос — астероиды, попавшие в гравитационную ловушку Марса. Аргументация этой концепции была просто абсурдна: спутники слишком маленькие, кривые и непохожи на "нормальные" луны.
Инфракрасный спектрометр "Надежды" показал, что состав Деймоса ближе к марсианскому базальту, чем к астероидам класса D (темным объектам с красноватым спектром, которые очень плохо отражают свет).
Это весомое доказательство в пользу гипотезы, предложенной в 2018 году планетологом (планетологиней?) Робин Кануп, которая гласит, что спутники Марса являются фрагментами самой планеты, выброшенными в космос в результате древнего столкновения с массивным объектом. Моделирование показывает, что диаметр ударного тела мог достигать 1 000 километров. Для сравнения: средний диаметр Марса составляет 6 792 километра.
Примечательно, что эта гипотеза не только объясняет происхождение спутников Марса, но и дает подсказки касательно катастрофических климатических изменений, превративших Марс в промерзлую пустыню.
Этот снимок, сделанный ровером NASA Curiosity, может показаться ничем не примечательным: там-сям лежат камни, кое-где видно песок... Но это изображение — одно из самых убедительных доказательств того, что миллиарды лет назад на Марсе текли реки.
Целенаправленным поиском следов водного прошлого Красной планеты занимался еще марсоход NASA Opportunity, последней целью которого была древняя Долина Настойчивости, прорезающая склон 22-километрового кратера Индевор. Глобальная пылевая буря, изолировавшая планету от Солнца и выведшая Opportunity из строя, передала эстафету Curiosity.
Еще до обнаружения каких-либо весомых доказательств, ученые рассматривали два возможных варианта:
Если на Марсе царили лишь бурные, кратковременные потоки — результат катастрофических наводнений или таяния ледников — камни будут крупными, угловатыми и хаотично разбросанными.
Если же мы найдем пересохшие русла некогда стабильных рек — постоянный поток воды на протяжении тысяч или миллионов лет — то на их месте будет отполированная галька, слоистые отложения и следы осадочных пород.
Curiosity вне всяких сомнений нашел второе.
Что видим на снимке?
Камни с гладкими краями. Мелкий песок между ними. Слоистые структуры на поверхности более крупной горной породы.
Округлые камни на снимке — классическая речная галька, точно такая же, как на берегах земных рек. Сглаживание граней обеспечивается длительным воздействием текущей воды: камни перекатываются по дну реки, трутся друг о друга, постепенно теряя острые углы. Процесс занимает десятки тысяч лет.
Сегодня у Марса нет плотной атмосферы, которая могла бы обеспечить существование жидкой воды на поверхности. Но в очень далеком прошлом газовая оболочка планеты была намного толще, температура выше. По поверхности текли реки. Вода активно формировала ландшафт.
Исходя из земного опыта, мы знаем, что вода — основа жизни. И, кажется, когда-то Марс располагал условиями для ее зарождения. Может быть, микробной, примитивной — но жизни. На поверхности мы ее не видим, так как катастрофические изменения могли вынудить ее уйти в глубины грунта, где сегодня более комфортно и безопасно... а для проверки этой гипотезы нужны специализированные аппараты следующего поколения. Но однажды они будут созданы и доставлены на Марс, чтобы бурить, собирать образцы и анализировать их в поисках ответов.
Эта фотография — послание из очень далекого прошлого. Марс когда-то был похож на Землю, но что-то "сломало" его, превратив в промерзлую пустыню.
В Антарктиде, на территории безжизненных и бесснежных Сухих долин Мак-Мердо, находится одно из самых удивительных природных образований на Земле — озеро Дон-Жуан.
Его площадь — всего 0,3 км², а средняя глубина — 10 сантиметров. Но главная особенность озера не в скромных размерах, а в солености (содержании солей), которая достигает 44%. Это делает Дон-Жуан одним из самых соленых водоемов на планете.
Для сравнения: соленость Мирового океана — 3,47% (почти в 13 раз меньше!), а Мертвого моря — 35%.
Несмотря на то, что температура в регионе может опускаться до -50 градусов Цельсия, озеро никогда не замерзает. Связано это с чрезвычайно высокой концентрацией хлорида кальция (CaCl2), который снижает точку замерзания до -51°C.
Долгое время считалось, что жизнь в этом водоеме невозможна. Но в 2013 году ученые обнаружили микроорганизмы — археи и бактерии — живущие в микроскопических пленках между кристаллами соли. Жизнь, как всегда, нашла путь.
Озеро Дон-Жуан — это не просто чудо природы, а естественная лаборатория для понимания Марса. Концентрация и состав солей, найденных роверами NASA, очень напоминают аналогичные параметры Дон-Жуана. Если подтвердится существование подледных соленых озер на Красной планете, то они, определенно, будут рассматриваться как главные кандидаты на роль пристанища для внеземной жизни.
Вероятно, когда-то жизнь процветала на поверхности Марса, но катастрофические климатические изменения, растянувшиеся на миллионы лет, могли вынудить наиболее живучих ее представителей неторопливо мигрировать под поверхность с параллельной адаптацией.
В состоянии бодрствования наш мозг работает как очень мощный компьютер с подключенными датчиками и сенсорами, которые позволяют осуществлять постоянную сверку внутренней модели мироустройства с потоком внешних сигналов.
Все, что мы видим, слышим и ощущаем, проходит перекрестную проверку на согласованность. И благодаря этой непрерывной сверке данных формируется стабильная и логичная картина реальности.
Но во время сна все меняется. Инструменты для сверки практически полностью отключаются, и мозг, освобожденный от необходимости сопоставлять знания об устройстве реальности с поступающей извне информацией, запускает режим "свободной сборки".
Он начинает генерировать образы, сюжеты и эмоции, комбинируя обрывки воспоминаний, страхов и желаний. Во время фазы быстрого сна (REM), когда мы видим наиболее яркие и запоминающиеся сновидения, активность префронтальной коры мозга, отвечающей за критическое мышление, резко снижается. Именно поэтому во сне мы не удивляемся возможности летать, ездить верхом на розовом пони и разговаривать с людьми, давно покинувшими мир живых.
Момент пробуждения — первый шаг очередной верификации. Мозг проводит быстрый аудит, сравнивая воспоминания о сне с новой порцией данных от органов чувств. Яркий солнечный свет, звук будильника, ощущение теплой постели — все это моментально обличает несостоятельность ночных галлюцинаций (а сны — это именно галлюцинации).
Так и происходит разграничение: то, что подтверждается органами чувств, — реальность; то, что остается лишь отрывочным воспоминанием, рассыпающимся, как песочный замок, через несколько часов после пробуждения, — сон.
Интересно, что эта система порой дает сбой. Во время резкого пробуждения или в состоянии сонного паралича мозгу не всегда удается оперативно сверить внутреннюю модель мироустройства с потоком внешних сигналов. Это ненадолго создает иллюзию отсутствия границы между вымыслом и явью. Поэтому визуальные, слуховые и тактильные галлюцинации, вызываемые сонным параличом, могут быть крайне пугающими и едва ли отличимыми от реальности.
Аппарат, срок активного существования которого был рассчитан всего на 90 солов (92,5 суток), проработал более 14 лет (с 25 января 2004 года по 12 июня 2018 года).
Вероятно, Opportunity работал бы по сей день, если бы не глобальная пылевая буря, которая изолировала планету от Солнца.
Ровер, оставшись без источника энергии, экстренно перешел в спящий режим, в котором провел несколько недель. "Проснуться" аппарат так и не смог. 13 февраля 2019 года NASA официально объявило о его утрате и завершении миссии.
За время работы Opportunity:
Преодолел 45,16 километра;
Передал на Землю свыше 217 000 снимков;
Обнаружил первые доказательства того, что на Красной планете когда-то были соленые моря.
"Молчание Opportunity — это конец целой эпохи в исследовании Марса", — прокомментировали завершение миссии в NASA.
Наследие Opportunity оказывает влияние на действующие миссии NASA Curiosity и Perseverance и, непременно, станет фундаментом будущих миссий по исследованию загадочной планеты, которая когда-то была очень похожа на Землю.
Ныне неподвижный Opportunity — памятник человеческому упорству, установленный на миллионы лет на поверхности четвертой от Солнца планеты.
