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’ ”.

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).

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.

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.

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”.

Статью взял здесь.

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.

В нашей Солнечной системе огромное множество космических тел, будь то планет, комет, астероидов и спутников этих самых планет. Но наиболее, крупными из них являются, конечно же, планеты, которые обращаются вокруг нашей звезды - Солнца. Всего, таковых планет восемь. До недавнего времени их было девять, но Плутон был исключен из списка полноценных планет и причислен к планетам-карликам, так как таких как он сам, в той области, где он находится - большое количество. Есть планеты земной группы, к которой относятся: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Наверное, самой отличительной особенностью планет данной группы является то, что они имеют твердую поверхность. Кроме того, эти планеты называют "внутренними" планетами, так как они находятся близко к родительской звезде, то есть к Солнцу.

Но существуют и "внешние" планеты. К таким относятся газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Вы все с ними знакомы, как минимум из школьной программы. Эти планеты больше нашей Земли в 5-11 раз и, в большей своей части, состоят из газов. Планеты земной группы имеют внутри расплавленное ядро, мантию и твердую кору. Но тут возникает вопрос какое строение имеют газовые гиганты. А структура у них совсем иная. В заголовке материала четко поставлен вопрос: "Есть ли твердая поверхность у газовых планет-гигантов"? Попробуем ответить на этот вопрос максимально понятно. Но чтобы понять, нужно сразу же сказать, что планеты эти состоят из газа. То есть, по факту, на планеты с твердой оболочкой или корой, можно совершить посадку.

Даже на Венеру, где атмосферное давление у самой поверхности планеты достигает 90 земных атмосфер, а температура более 400 градусов по Цельсию - несколько раз опускались советские космические аппараты и успешно провели там свои научные исследования и фотографирование поверхности. Но оно и понятно, там имеется твердая поверхность и, благо, что аппарат не сел на свежие лавовые потоки, которые точно могут присутствовать на этой планете, так как вулканизм на Венере существует. Теперь же о газовых гигантах. Эти планеты устроены по-другому. Состоят в основном из водорода и гелия. То есть, нужно точно сказать, что твердой поверхности у Юпитера и Сатурна - нет. Конечно, Юпитер состоит, в большей части из жидкого водорода, но это не значит, что на его поверхности океан из водорода.

Дело в том, что его атмосфера, состоящая из водорода, гелия, аммиака и метана и его условная "поверхность" в виде жидкого океана из водорода не имеют четкой границы или перехода, как это есть на Земле. Скажем, на Земле есть четкое видимое разграничение между его атмосферой и водным океаном. А так как, на том же Юпитере действует гигантское давление и гравитация, которые все сжимают и тянут к его центру, то переходы от газового состояния к жидкому - не имеют четкой границы. Поэтому, попав в атмосферу Юпитера путешественник и не поймет, где начинается газовая атмосфера, а где жидкий океан водорода. После того, если путешественник, который погрузится в атмосферу Юпитера сумеет пройти его газовую атмосферу и жидкий океан водорода, то он попадет в среду, так называемого металлизированного водорода.

То есть, это когда водород переходит из газового и жидкого состояния в состояние металла. Но в реальности его так и не смогли получить. Ввиду того, что во внутреннем строении Юпитера и Сатурна нет четкой границы и перехода, то у них не существует ни твёрдой, ни жидкой поверхности. Тем не менее, нужно понимать то, что говорится о строении Юпитера или Сатурна, да и Урана с Нептуном - это все догадки ученых, которые строятся на основании полученных данных от космических аппаратов или же наземного специального оборудования, которое умеет сканировать планету насквозь, чтобы понять ее внутреннее устройство и строение. "Ледяные гиганты" Уран и Нептун так же, как и Юпитер с Сатурном, не имеют твердой поверхности как таковой. Но их структура совсем иная и отличается от них. Поэтому о них мы поговорим в другом материале.

Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Будем рады вашей подписке на нашу страницу в Пикабу и сообщество в ВК

Как сумерки (закаты) помогают учёным изучать нашу планету? Что такое «удлинение рогов» и где его можно наблюдать? Какие атмосферные явления, невидимые днём, видны в сумерки? Почему после заката небо над горизонтом такое тёмное, а наверху светлое? На каких планетах есть сумерки? Как озон меняет цвет неба на закате?

О природе сумерек рассказывает Олег Угольников, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института космических исследований РАН, председатель Центральной предметно-методической комиссии Всероссийской олимпиады школьников по астрономии.

Ролик создан при поддержке Ассоциации волонтёрских центров в рамках Международной премии МЫВМЕСТЕ.

WASP-17b относится к классу горячих юпитеров. Объем экзопланеты более чем в 7 раз превышает объем Юпитера, но при этом ее масса составляет лишь половину от гиганта Солнечной системы, что делает WASP-17b экзопланетой с самой маленькой плотностью из всех известных.

Ученые благодаря спектральному анализу прибора MIRI идентифицировали крошечные кристаллы кварца в облаках экзопланеты. Транзитное наблюдение проводилось в марте 2023 года и заняло около 10 часов. По оценкам команды, размеры кристаллов составляют не более одного нанометра.
Из-за низкого давления и высокой температуры поверхности (1500 ℃) кристаллы формируются непосредственно в атмосфере, минуя жидкое состояние.