Коричневые карлики — это тела, занимающие промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Их массы лежат в диапазоне от 13 до 80 масс Юпитера. Этого недостаточно для того, чтобы в их недрах «запустились» постоянные реакции термоядерного синтеза на основе атомов водород. В то же время, в отличие от планет-гигантов внутри коричневых карликов все же могут происходить некоторые реакции с участием ядер дейтерия и лития. Но, по астрономическим меркам, они длятся весьма недолго, после чего коричневые карлики постепенно остывают. Из-за этого их иногда также называют «неудавшимися звездами».
Команда исследователей обратила внимание на любопытную закономерность, связанную с коричневыми карликами. Она заключается в том, что чем старше коричневый карлик, тем меньше вероятность того, что у него есть карлик-компаньон.
Ученые пришли к такому выводу в ходе анализа данных, собранных телескопом «Хаббл». Он способен находить пары коричневых карликов, разделенных дистанцией 480 млн км. Это сопоставимо с расстоянием между нашим Солнцем и поясом астероидов. Но проводившие исследование астрономы не нашли ни одной подобной пары в выборке коричневых карликов в окрестностях Солнца. В то же время, ранее «Хаббл» находил пары новорожденных карликов, которые только формировались в молекулярных облаках.
По словам исследователей, выявленная закономерность объясняется тем, что пары коричневых карликов очень слабо связаны гравитацией. Поэтому под действием притяжения проходящих мимо звезд их связи довольно быстро рвутся — в среднем на это нужно всего несколько сотен миллионов лет. После этого они обречены на жизнь в одиночестве.
По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.
Планета-океан в представлении художника
Еще не так давно ученые искали экзопланеты ради простого их обнаружения. Астрономы по-прежнему порой находят необычные объекты вроде системы из шести «резонансных» экзопланет. Но гораздо активнее они теперь ищут экзопланеты, которые мы можем подробнее рассмотреть и изучить существующими инструментами.
Потенциальная обитаемость экзопланеты зависит от многих факторов, но еще больше условий накладывают доступные нам инструменты. Во-первых, система должна располагаться недалеко от нас. Во-вторых, чтобы мы могли рассмотреть атмосферу экзопланеты, она должна летать достаточно близко к звезде. В-третьих, у нее должен быть небольшой орбитальный период, чтобы не приходилось десятилетиями ждать очередного пролета.
При такой близости к звезде экзопланете сложно сохранить обитаемые условия. Как минимум звезда должна быть спокойной и не слишком испепеляющей. Например, это может быть красный карлик (спектральный класс M). Сама планета тоже должна быть небольшой, примерно размером с Землю.
За прошедшие годы удалось выявить примерно полтора десятка планет диаметром менее 1,5 диаметра Земли. Еще есть мини-нептуны, которые могут быть водными мирами, если находятся подальше от звезды. К сожалению, моделирование климата и условий на таких планетах показало, что для запуска неудержимого парникового эффекта (из-за которого планета становится непригодной для жизни) им достаточно всего 0,3 излучения, которое получает Земля от Солнца. Значит, маловероятно, что на теплых мини-нептунах сохраняется жидкая вода.
Астрономам из Лаборатории реактивного движения и Калифорнийского технологического института (США) удалось найти водный мир, по всем параметрам подходящий для дальнейших исследований. Им оказалась планета LHS 1140 b, первое описание которой вышло в 2017 году. Она летает у красного карлика LHS 1140 в 48,8 световых годах от нас, который по массе и радиусу в шесть раз меньше Солнца (15%). Дальнейшие исследования показали, что LHS 1140 b может быть обычной землеподобной планетой с N2-CO2 атмосферой или водным миром с богатой водородом атмосферой.
Чтобы точнее характеризовать экзопланету, авторы новой работы использовали данные космического телескопа «Джеймс Уэбб». Они ожидали увидеть богатую водородом атмосферу с примесями водного пара и других газов, например метана и углекислого газа. Но именно эти примеси, предсказанные компьютерным моделированием, телескоп не засек. Также с результатами наблюдений не совпали гипотезы о плотных облаках и слое дымки.
Более того, по словам исследователей, любая большая и богатая водородом атмосфера в условиях LHS 1140 b должна сопровождаться большим количеством метана. Раз у планеты нет такой плотной водородной атмосферы, то чрезвычайно низкую плотность этого мира можно объяснить только наличием большого жидкого океана (или отсутствием ядра, но это совсем маловероятно).
В условиях слабого излучения от звезды (42% от земного) и толстого слоя воды (10% массы планеты) мантия у LHS 1140 b должна быть ледяной. При очень больших давлениях водный лед может оставаться твердым даже при высоких температурах (экзотический лед), несмотря на наличие над ним океана жидкой воды. Вероятно, он частично или полностью перемешан с более глубокой каменной мантией.
Вероятно, в процессе формирования планета собрала льды, богатые углеродом и азотом, тогда атмосфера у нее должна состоять преимущественно из углекислого газа ила азота. В ее атмосфере не преобладает водород, а значит, LHS 1140 b не может быть горячей планетой-океаном. Но даже в холодных условиях, если планета поддерживает относительно плотную CO2/N2 атмосферу, на ней может сохраняться жидкий океан.
Моделирование показало, что при достаточном количестве наблюдений (как минимум девять пролетов планеты на фоне звезды) ученые смогут подтвердить наличие CO2-атмосферы. В общем, LHS 1140 b — крайне любопытный потенциально обитаемый водный мир, который можно исследовать уже сегодня с помощью инструментов «Джеймса Уэбба».
Ученые Самарского университета имени Королева создали установку для заправки космических спутников газом ксеноном. В отличие от аналогов она позволяет закачивать топливо в баки, не снимая их с космических аппаратов и не разбирая конструкцию, — это делает процесс заправки более быстрым и экономичным.
Одна из главных новаций — специальная измерительная платформа. Помимо массы газа установка определяет его температуру и давление и по соотношению этих параметров вычисляет, сколько топлива нужно закачать, чтобы обеспечить точное количество рабочего тела в топливном баке — шар-баллоне.
При проектировании было разработано и запатентовано конструктивное решение с использованием мембранного компрессора — сердца установки. Компрессор снижает время заправки, обеспечивает контроль массы и высокий уровень чистоты закачиваемого ксенона.
— Дмитрий Угланов. Ведущий научный сотрудник Научно-образовательного центра газодинамических исследований Самарского университета имени Королева.
По словам ученого, мембранный компрессор, в отличие от обычных поршневых, позволяет более плавно регулировать давление, с которым газ подается в топливный бак — это тоже важно для соблюдения параметров по массе и чистоте.
Разработка прошла лабораторные и натурные испытания. Во второй половине 2024 года ее планируют ввести в эксплуатацию на одном из российских предприятий космической отрасли.
Планетарная туманность "Красный Паук" (Red Spider Nebula) – это уникальное образование в космосе, которое вызывает восхищение своей красотой и загадочностью. Она расположена в созвездии Лебедя и была открыта с помощью космического телескопа "Спитцер" в 2004 году. Одной из самых удивительных черт этой туманности является ее необычная структура, напоминающая паутину или красивое искусственное творение в космосе.
"Красный Паук" состоит из облака газа и пыли, которое светится благодаря интенсивному излучению звезды в ее центре. Эта звезда является источником ультрафиолетового излучения, которое заставляет газы туманности светиться различными цветами. Именно этот процесс придает "Красному Пауку" его красный оттенок и создает удивительные световые эффекты.
Туманность "Красный Паук" имеет диаметр около 1 светового года и находится на расстоянии приблизительно в 9,5 триллионов километров от Земли. Ее уникальная структура и яркие цвета делают ее объектом глубокого изучения для астрономов и научных исследований.
"Красный Паук" – это не просто туманность в космосе, это источник вдохновения для многих людей, которые интересуются космосом и его тайнами. Ее красота и загадочность напоминают нам о том, насколько удивительна и непостижима Вселенная, в которой мы живем.