Международная группа астрономов с помощью Очень большого телескопа (Very Large Telescope или VLT) в Чили, впервые получила прямое изображение экзопланеты, которая находится в процессе активного формирования. Уникальные снимки показывают газовый гигант WISPIT 2b, который «поедает» вещество из диска своей звезды, буквально наращивая свою массу на глазах у ученых.
Открытие представляет собой первое прямое доказательство того, как растут планеты-гиганты. Планета WISPIT 2b, размером с Юпитер, вращается вокруг молодой, похожей на Солнце звезды на расстоянии около 430 световых лет от Земли. Она находится внутри разрыва в протопланетном диске — огромном кольце из газа и пыли, из которого формируются планеты. Считается, что этот разрыв планета создала сама, расчищая свою орбиту и поглощая окружающий материал.
Используя специальные фильтры, ученые подтвердили, что WISPIT 2b активно притягивает газ из диска, что свидетельствует о росте ее атмосферы. До этого момента подобные процессы наблюдались лишь в компьютерных моделях, но теперь астрономы получили наблюдательное подтверждение давних теорий. Эта система, возраст которой составляет всего около 5 миллионов лет, стала идеальной «космической лабораторией» для изучения зарождения планетных систем.
Это открытие знаменует собой важный прорыв в астрономии. Возможность наблюдать за формированием планет в реальном времени позволит уточнить существующие модели и лучше понять, как миллиарды лет назад зародилась наша собственная Солнечная система. Изучение WISPIT 2b поможет ответить на фундаментальные вопросы о разнообразии планетных миров во Вселенной.
Недавние наблюдения магнитного поля Юпитера, проведённые космическим аппаратом НАСА «Юнона», выявили необычное разнообразие плазменных волн, которые вызывают вопросы и не совсем соответствуют нашим привычным представлениям о том, как работают магнитосферы планет.
В новой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, учёные предлагают объяснение этих загадочных явлений. Они считают, что разные виды плазменных волн, которые раньше считались отдельными, на самом деле связаны между собой и могут превращаться друг в друга.
Плазменные волны — это колебания заряженных частиц в магнитосфере, похожие на рябь на поверхности воды. Обычно их делят на два типа: быстрые, высокочастотные волны, создаваемые электронами (их называют волнами Ленгмюра), и более медленные, низкочастотные волны, связанные с движением тяжёлых ионов (волны Альфвена).
Электроны, создающие ленгмюровские волны, колеблются вдоль линий магнитного поля Юпитера, подобно тому, как струна гитары вибрирует и создаёт звук. А вот ионы ведут себя иначе: они «привязаны» к магнитным линиям и вращаются вокруг них с определённой скоростью, называемой гирочастотой, которая ограничивает частоту альфвеновских волн.
Однако данные с «Юноны» показывают, что в северных широтах Юпитера плазменные волны ведут себя иначе, чем ожидалось: их частоты оказались ниже гирочастоты ионов, что необычно и противоположно привычным наблюдениям.
Чтобы разобраться в этом, группа учёных под руководством Роберта Лысака из Университета Миннесоты изучила, как альфвеновские волны могут превращаться в ленгмюровские в этих необычных условиях. По мере того как «Юнона» приближалась к северному полюсу Юпитера, плотность плазмы и количество электронов там снижались, что создавало особую среду для таких преобразований.
Учёные считают, что эта трансформация волн могла быть вызвана мощными потоками электронов с очень высокой энергией, которые «Юнона» уже замечала в 2016 году. Эти электроны двигались вверх с энергией около 100 тысяч электрон-вольт.
В итоге исследователи пришли к выводу, что вблизи северного полюса Юпитера существует новый тип плазменных волн, которые возникают в условиях сильного магнитного поля и низкой плотности плазмы. Это открытие помогает лучше понять сложную природу магнитосферы Юпитера и расширяет наши знания о процессах в космосе.
Доктор Уджвал Раут из Юго-Западного исследовательского института подтвердил данные JWST о том, что ледяная поверхность спутника Европы постоянно меняется.
Серия экспериментов, проведенных доктором Уджвалом Раута из Исследовательского института Юго-запада, подтверждает спектральные данные, недавно собранные телескопом Джеймса Уэбба (JWST), которые обнаружили свидетельства того, что ледяная поверхность луны Юпитера, Европы, постоянно изменяется. Лед на поверхности Европы кристаллизуется с различной скоростью в разных местах, что может указывать на сложное сочетание внешних процессов и геологической активности, воздействующей на поверхность.
Вода в твердом состоянии может быть классифицирована на две широкие категории в зависимости от своей структуры. На Земле кристаллический лед образуется, когда молекулы воды упорядочиваются в шестигранный узор в процессе замерзания. Однако на поверхности Европы обнаженный водяной лед постоянно подвергается бомбардировке заряженными частицами, которые нарушают кристаллическую структуру, образуя так называемый аморфный лед.
Доктор Раута, менеджер программы в секции планетарной науки SwRI, является соавтором статьи, в которой изложены результаты обширных лабораторных экспериментов, проведенных его командой для изучения ледяной поверхности Европы. Статья опубликована в журнале The Planetary Science Journal.
Эксперименты оказались крайне важными для ограничения временных масштабов аморфизации и перекристаллизации льда на Европе, особенно в условиях хаоса, где такие объекты, как горные хребты, трещины и равнины, перемешаны друг с другом. В сочетании с новыми данными, собранными JWST, Раут сказал, что они видят все больше свидетельств существования жидкого океана под ледяной поверхностью.
На протяжении последних двух десятилетий ученые полагали, что поверхность Европы покрыта очень тонким слоем аморфного льда, защищающим кристаллический лед, находящийся под этой верхней оболочкой (глубиной около 0,5 мм). Однако новое исследование обнаружило кристаллический лед как на поверхности, так и на глубине в некоторых областях Европы, особенно в районе, известном как Тара Регио.
"Мы считаем, что поверхность довольно пористая и в некоторых местах достаточно теплая, чтобы лед мог быстро перекристаллизовываться", - сказал доктор Ричард Картрайт, ведущий автор статьи и спектроскопист из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.
«Также в этом же регионе, обычно называемом хаотическим, мы наблюдаем множество других необычных явлений, включая наиболее убедительные доказательства наличия хлорида натрия, подобного столовой соли, вероятно, происходящего из его внутреннего океана. Мы также видим некоторые из самых сильных свидетельств наличия CO2 и перекиси водорода на Европе. Химия в этом месте действительно странная и захватывающая».
«Наши данные показали сильные указания на то, что то, что мы видим, должно происходить из внутреннего источника, возможно, из подповерхностного океана, находящегося почти на глубине 20 миль (30 километров) под толстой ледяной оболочкой Европы», — отметил Раута.
«Этот регион с треснувшими поверхностными материалами может указывать на геологические процессы, поднимающие подпочвенные материалы с глубины. Когда мы видим свидетельства CO2 на поверхности, мы считаем, что он должен происходить из океана под поверхностью. Доказательства существования жидкого океана под ледяной оболочкой Европы накапливаются, что делает это особенно захватывающим, поскольку мы продолжаем узнавать больше».
Например, CO2, найденный в этой области, включает наиболее распространенный тип углерода, имеющий атомную массу 12 и состоящий из шести протонов и шести нейтронов, а также более редкий, тяжелый изотоп с атомной массой 13, который содержит шесть протонов и семь нейтронов.
«Откуда возникает этот 13CO2? Объяснить это сложно, но все дороги ведут обратно к внутреннему происхождению, что согласуется с другими гипотезами о происхождении 12CO2, обнаруженного в Тара Регио», — заключил Картрайт.
Луна Юпитера Ио (левая сторона изображения) соединена с Юпитером через магнитное поле планеты. Близкий пролет Juno мимо Ио выявил электроны с различными свойствами в области, соединяющей эти два тела солнечной системы.
В последние месяцы команда ученых, возглавляемая Институтом исследований Юго-Запада, сделала захватывающее открытие, используя данные, полученные от космического аппарата NASA Juno в его недавних пролетах мимо вулканической луны Ио. Исследования, проведенные в конце 2023 и начале 2024 года, еще раз подтверждают, что Ио — это не просто «луна» в системе Юпитера, а настоящая лаборатория по изучению взаимодействия плазмы и магнитных полей. Давайте разберемся!
Если вы когда-либо задумывались, как связи между планетами и их луной могут создавать совершенно новые феномены в космосе, то крыло Альвена — это именно то место, где все это происходит. Эта область соединяет Ио с ионосферой Юпитера, создавая уникальную среду для изучения. В ней ученые обнаружили электроны с высокими энергиями, взаимодействующими с атмосферой и поверхностью луны.
Доктор Роберт Эберт, руководитель исследования, описывает, как электроны получают свою энергию от магнитного поля Юпитера. Такие возбужденные электроны не просто «витают» в космосе; они активно взаимодействуют с атмосферой Ио, ионизируя и возбуждая атомы и создавая авроры. Можно сказать, что Ио «светится» благодаря своей бурной электрификации.
Интересно, что еще в 1990-х годах миссия NASA Galileo зафиксировала интенсивные электронные пучки в крыле Альвена и других районах. Однако новые данные от Juno показывают, что распределение электроно́в в этой области неравномерно: их наибольшее количество наблюдается на границах крыла, а внутри оно значительно меньше. Это подразумевает, что разные участки Ио получают разные уровни облучения от этих электронных пучков.
Исследование Juno — это не только очередной эксперимент. Это пионерское исследование находится в рамках эксперимента JADE (Jupiter Auroral Distributions Experiment), который исследует плазму вокруг Ио. Доктор Фредерик Аллегрини из команды JADE подчеркивает, что благодаря новым высоким разрешениям измерений, полученных от аппарата, исследователи могут лучше понять, как эти электроны взаимодействуют с радиационными полями Юпитера.
Миссия Juno действительно приходится вдыхать жизнь в традиционные представления о том, что возможно в жестких радиационных условиях. Аллегрини заметил, что «любой другой инструмент или космический аппарат, скорее всего, вышел бы из строя, если бы оставался там на длительное время».
Эти открытия являются ключевыми для понимания не только Ио, но и общей динамики луны и планеты в системе Юпитера. Убедиться в неравномерности распределения электронов в крыле Альвена — это значит перевернуть наше представление о взаимодействии между магнитными полями и луной. Более того, это поможет глубже понять, как такое облучение может влиять на потенциальные условия для жизни на других планетах.
В итоге, новейшие данные от Juno открывают целый мир возможностей для космических исследований и углубляют наше понимание динамичных процессов, происходящих на других планетах нашей солнечной системы. Ио продолжает удивлять, и, кто знает, каких еще тайн он нас ждет в будущем!
Если бы планеты участвовали в модном показе, Юпитер явно был бы звездой подиума — его облачные полосы выглядят так, словно кто-то специально покрасил его в полоску. Но в отличие от зебры, Юпитер не может объяснить, что было первым — темные или светлые полосы. Давай разберемся, почему этот газовый гигант выглядит так стильно.
1. Атмосферные потоки, как в океане 🌊
Представь, что атмосфера Юпитера — это огромный воздушный океан, в котором дуют ураганы размером с Землю. Полосы образуются из-за мощных потоков газа, которые движутся в противоположных направлениях.
Светлые зоны — это такие "пушистые облака" из аммиака, которые поднимаются вверх. Если бы ты оказался там, тебе показалось бы, что идёт бесконечная метель... только вместо снега падает замерзший аммиак. 🥶
Темные пояса — наоборот, это места, где воздух опускается вниз, нагревается и окрашивается в кофейные и ржаво-коричневые оттенки. В общем, Юпитер выглядит как идеальный латте — только в нём явно многовато сероводорода. ☕💨
2. Юпитер крутится, как юла! 🌀
Этот гигант настолько торопится жить, что делает полный оборот всего за 10 часов! (Для сравнения: Земле на это нужно 24 часа, а некоторые люди умудряются опаздывать даже при таком запасе времени.)
Такое быстрое вращение создаёт эффект Кориолиса, который заставляет облака растягиваться в длинные полосы и не даёт им смешиваться.
Если бы Юпитер вращался медленнее, его атмосфера выглядела бы совсем иначе — возможно, больше походила бы на вихревую кашу.
3. Юпитер — это "печка" 🔥
Юпитер излучает в два раза больше тепла, чем получает от Солнца. Это значит, что у него встроенный обогреватель, который подогревает атмосферу изнутри.
Теплый газ из недр поднимается наверх и встречается с холодными слоями, создавая мощные штормы.
А если вспомнить знаменитое Большое Красное Пятно — ураган, который бушует там уже более 300 лет — то можно сказать, что Юпитер явно неравнодушен к долгосрочным отношениям с бурями.
4. Космический коктейль: химия облаков 🧪
Юпитер состоит в основном из водорода и гелия, но его облака содержат аммиак, метан и фосфор, которые придают разным зонам и поясам свой оттенок.
Белые полосы — аммиачные облака. Представь, что Юпитер частично покрыт "космической пеной для бритья".
Коричневые и красные тона — результат сложных химических реакций. Если бы можно было взять пробу воздуха с Юпитера, она пахла бы смесью тухлых яиц и бытового чистящего средства. Так что жить там — не лучшая идея. 🤢
🌍 Забавный факт:
Если бы ты прыгнул в атмосферу Юпитера, то падал бы бесконечно! 😱 Там нет твёрдой поверхности — просто газ, газ и еще раз газ... ну и возможно, в конце концов, ты бы растворился в горячем жидком водороде.
Итог: Юпитер — планета в полосочку! 🦓
Юпитер получил свой уникальный "полосатый свитер" благодаря сочетанию молниеносного вращения, гигантских воздушных потоков, внутреннего тепла и странной химии облаков. Эта планета — настоящий артист среди газовых гигантов: он крутится, сверкает ураганами и меняет узоры в атмосфере, как модник с гардеробом на все случаи жизни.
🖼 А вот и красивые фото Юпитера, чтобы ты мог насладиться его узорами:
