Самые интересные космические открытия в 2020 году
В прошедшем году ученые не только делали новые открытия — в списке космических загадок тоже случилось пополнение: это странные радиокруги, исчезающие планеты, следы самого мощного межгалактического взрыва и даже непонятно как выжившая сверхновая.
Самая «экстремальная» экзопланета
В рядах экзопланет появилась новая — K2-141b. Это каменистая и раскаленная экзопланета. Да, как и на Земле, на ней есть океаны, которые испаряются, превращаясь в облака, а затем конденсируются и выпадают обратно на поверхность в виде дождя. Только в случае с K2-141b речь идет не о воде, а о камнях.
В 2020 году астрономы смоделировали атмосферу и погоду K2-141b и получили весьма впечатляющую картину. Дневная сторона планеты нагревается до 3000 °C, превращая поверхность в огромный океан лавы глубиной 100 км. Камень фактически испаряется при такой температуре, создавая атмосферу, в основном состоящую из диоксида кремния. Сверхзвуковой ветер переносит двуокись кремния на ночную сторону планеты, где она охлаждается при температуре ниже –200 °C и выпадает в виде каменного дождя.
Планета, которой никогда не существовало?
Экзопланета Дагон (ранее Фомальгаут b) была обнаружена возле звезды Фомальгаут — одной из самых ярких звезд на ночном небе, расположенной всего в 25 световых годах от Земли. Экзопланету ученые обнаружили в 2008 году, и она была первой экзопланетой, обнаруженной напрямую, а не косвенными методами наподобие наблюдения за эффектами, которые проявляются у родительской звезды.
Но в 2020 году астрономы попросту не нашли Фомальгаут b на небе. После анализа десятилетних наблюдений Хаббла оказалось — то, что было ярким пятном света в 2004 году, полностью исчезло уже к 2014 году. И обычно экзопланеты так себя не ведут.
Поэтому новое исследование предложило логичное объяснение – Фомальгаут b никогда не существовала, во всяком случае, в виде планеты. Компьютерное моделирование показало, что это, скорее всего, было плотное пылевое облако, созданное в результате столкновения двух астероидов или комет, которые затем дрейфовали рядом друг с другом почти 10 лет.
Бетельгейзе не планирует взрываться
Еще в 2019 году Бетельгейзе начала тускнеть, чем озадачила астрономов. Второй эпизод потемнения звезды опять заставил ученых думать о взрыве, но все оказалось гораздо прозаичнее.
Новое исследование выяснило, что такие эпизоды вызывают пульсации, а вовсе не готовность красного сверхгиганта к взрыву. Более того, оказалось, взрыва можно ждать еще примерно 100 тысяч лет, а сама звезда по размерам меньше, чем предполагалось, и находится ближе к Земле — на расстоянии в 530 световых лет. Правда, опасаться все равно не стоит — взрыв никак не отразится на нашей планете.
Еще одна звезда со странной судьбой: в начале 2020 года астрономы обнаружили, что белый карлик под названием SDSS J1240 + 6710 стал сверхновой – и пережил взрыв, не разлетевшись по галактике. Хотя сверхновая обычно — финальный этап жизни звезд.
Вероятно, дело в необычном составе звезды — в нем не было водорода или гелия, но зато присутствовали углерод, натрий и алюминий, которых обычно нет в белых карликах. Размер небесного тела — всего около 40% от массы Солнца. И сейчас оно проносится через галактику со скоростью 900 000 км/ч.
Единственное объяснение, которое придумали ученые: звезда каким-то образом пережила частичную сверхновую, о чем говорит ее состав. Но пока окончательного вердикта астрономы так и не вынесли.
Звезда превращается в планету из-за черной дыры
Но, пожалуй, самая необычная судьба ждет звезду в галактике GSN 069. Примерно через триллион лет она может превратиться в планету, похожую на Юпитер, благодаря бесконечному сближению с черной дырой.
Это выяснилось, когда астрономы заметили яркие рентгеновские всплески через каждые 9 часов — оказалось, что это звезда, вращающаяся по уникальной спирографической орбите вокруг черной дыры. Вспышки были вызваны веществом, которое выплескивалось с поверхности звезды каждый раз, когда она проносилась мимо черной дыры.
За несколько миллионов лет звезда превратилась из красного гиганта в белого карлика. Если дать ей еще триллион лет, она остынет настолько, что превратится в планету.
Следы самого мощного взрыва во Вселенной
Как и галактические вулканы, черные дыры иногда вспыхивают и испускают мощные вспышки энергии, пробивая дыры в окружающем их газе. А в прошедшем году телескопы обнаружили один из самых больших «кратеров», когда-либо существовавших во Вселенной.
Похоже, что сверхмассивная черная дыра в центре скопления галактик Змееносца в какой-то момент в далеком прошлом очень мощно «выстрелила» извержением — в обнаруженный кратер можно подряд поместить пятнадцать галактик Млечного Пути. Количество энергии, которое потребовалось, чтобы оставить такой межгалактический след, сложно даже представить — это было самое мощное извержение черной дыры во Вселенной.
Пульсар с самым сильным магнитным полем
В этом году внимание астрономов привлек еще один тип нейтронной звезды — она обладает самым сильным магнитным полем, которое когда-либо наблюдали во Вселенной.
Ученые подсчитали, что магнитное поле этого пульсара достигает 1 млрд Тесла (Тл). Например, магнитное поле Солнца составляет около 0,4 Тл, среднего белого карлика — 100 Тл, а у Земли — и вовсе 30 мкТл.
Новая космическая загадка — странные радиокруги
Ученые не стали изобретать сложных названий для новой космической загадки — это странные радиокруги (odd radio circles, или ORC). Они представляют собой необъяснимые сгустки радиоизлучения, которые не соответствуют ни одному известному науке объекту или явлению.
Несколько ORC были обнаружены на радиоизображениях в виде четких кругов, и они не испускают никаких оптических, инфракрасных или рентгеновских сигналов. Астрономы еще не могут сказать, насколько они далеко находятся от Земли и каковы их реальные размеры.
Астрономы уже исключили вероятность, что это артефакты, остатки сверхновой и пылевые облака. Сейчас ORC кажутся новым астрономическим объектом, и теперь астрономы разгадывают эту загадку.
Скоростные магистрали в Солнечной системе
Ученые выяснили, что в Солнечной системе проходит самая настоящая скоростная «автострада» — извилистые туннели и каналы вокруг планет. По ним небесные тела наподобие комет и астероидов могут перемещаться по галактике гораздо быстрее обычного.
Например, от Юпитера до Нептуна небесное тело может долететь меньше, чем за 10 лет, хотя без магистрали это занимает больше 100 тысяч лет. На практике это открытие означает, что, спроектировав космические корабли с учетом скоростных каналов, можно сэкономить на ракетном топливе и путешествовать не только на ближайшие к Земле планеты, но и в отдаленные уголки Солнечной системы.
Источник
10 фантастических проектов покорения космоса, одобренных экспертами NASA
Американское Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) периодически проводит конкурсы инновационных проектов по колонизации космоса, в которых могут поучаствовать все желающие.
Авторам идей, которые показались интересными членам специальной комиссии, агентство выделяет материальную помощь на их воплощение. Конкурс прежде всего рассчитан на привлечение в науку молодых ученых с новыми взглядами и предложениями, которые помогут лучше изучить космос и Солнечную систему.
Каждый год около 10 молодых научных коллективов, предложивших перспективные проекты, получают ресурсы и поддержку агентства на продолжение разработки. Размеры вознаграждений стартовали от $125 тыс. до $500 тыс. Представители агентства отметили, что в этом году новички особенно порадовали своими предложениями, передают российские СМИ.
В этом году эксперты НАСА одобрили список из 22 «безумных» проектов по освоению космоса, авторы которых создают методики «колонизации» почвы Марса, создают лазерный, термоядерный и инерционный двигатель для звездолетов и гусеничный марсоход для покорения Венеры, сообщается на сайте агентства.
Представляем десятку проектов, которые были одобрены экспертами НАСА в этом году.
1. Бактерия для исследования почвы Марса
Адам Эркин из университета Калифорнии в Беркли и его команда предлагают создать специальную бактерию, которая будет преобразовать почву Марса, насыщенную перхлоратами и прочими ядовитыми веществами, в грунт, пригодный для высадки растений.
Для решения этой задачи команда Эркина планирует изучить геномы двух самых живучих штаммов микроба Pseudomonas stutzeri, способных «съедать» перхлораты и насыщать почву соединения азота, и приспособят их к жизни на Марсе.
2. Звездолет-парусник на солнечной батарее
Команда Джона Брофи из Лаборатории реактивного движения НАСА предлагает создать звездолет-парусник, оснащенный ионным двигателем и гигантским «парусом»-солнечной батареей, который будет подпитываться лазером, установленном на Земле или на ее орбите.
Такая конструкция, как показывают предварительные расчеты ученых, достигнет Плутона за четыре года и долетит до предполагаемой орбиты «планеты икс» за 12 лет.
Для ее работы, за счет наличия ионного двигателя в самом парусе, потребуется лазер мощностью всего в 100 мегаватт, а не 100 гигаватт, как для простого лазерного «парусника», что сократит затраты на запуск корабля и постройку излучателя.
3. Дирижабль для освоения Марса
Среди различных научных предложений особого внимания удостоился вакуумный дирижабль, который может быть использован в марсианских условиях с целью оперативного передвижения с минимальным расходом топлива.
Этот проект был предложен экспертами их Технологического института штата Джорджия под руководством Джона Пола Кларка.
4. Звездолет, который не расходует топливо
Хайди Фэрн из Института космических исследований в Мохаве (США) предлагает еще более радикальный вариант создания звездолета, работающего на необычном (и пока противоречивом) свойстве пространства-времени, которое было открыто в 1896 г. известным немецким физиком Эрнстом Махом.
Он предположил, что все свойства физических тел зависят не только от них самих и их непосредственного окружения, но и их расположения относительно всех других объектов во Вселенной.
Это свойство, как показал американский физик Джеймс Вудвард в 1990 г., можно в теории использовать для придания ускорения космическому кораблю без расхода топлива, притягивая и отталкивая заряженные объекты в определенные периоды времени.
Так как гипотеза Маха и выкладки Вудварда противоречат теории относительности, большинство физиков негативно относятся к идее использовать этот эффект для создания двигателя.
Тем не менее НАСА одобрило проект Фэрн и ее коллег, так как в последние годы накопилось достаточно много сведений, что подобные экзотические системы, такие как «двигатель Маха» или EmDrive, могут действительно работать.
Если эти идеи пройдут проверку, то команда Фэрн сначала проверит работу «двигателя Маха» на околоземных спутниках, а затем использует его для полета к «планете икс» или ближайшей к Земле экзопланете на расстоянии в 5-9 световых лет от Солнечной системы.
5. Турболифт
Джей Мак-Махон из Университета Колорадо работает над созданием роботизированного космического корабля, который позволит добывать щебень на астероидах.
Указывается, что ресурс можно будет получить за счет использования специального клейкого материала, который позволит мини-роботам закрепиться на поверхности. Таким образом, материал с астероида можно будет поднять на орбитальный корабль.
Помимо этого, одним из интересных предложений оказался «турболифт», который можно было бы использовать для создания микрогравитации на период длительных перелетов.
6. Прыжок в атмосферу Плутона
Бенджамин Голдман и его команда из Global Aerospace Corporation предлагает проект аппарата, который может достигнуть атмосферы Плутона на скорости 14 км в секунду вместе с посадочным модулем весом в 200 кг.
Предложенная конструкция, с учетом особенностей атмосферы Плутона, может использоваться для изучения планеты, срок эксплуатации – 10-15 лет.
7. Получение солнечной энергии
Инженеры TransAstra работают над созданием особого двумерного космического корабля-мембраны, способного менять свою форму для получения максимального количества солнечной энергии.
8. Зонд с термоядерным двигателем для изучения Плутона
Команда ученых из Принстона предлагает использовать термоядерный реактор PFRC, который сейчас разрабатывается в стенах университета, в качестве двигателя и источника питания для зонда и посадочного модуля для изучения Плутона.
Аппарат массой в тонну можно будет доставить к карликовой планете благодаря высокой мощности реактора, всего за четыре года. На орбите зонд будет вырабатывать около мегаватта электричества, что позволит провести все исследования, какие только можно представить.
9. Аппарат для длительного изучения Венеры
Команда Лаборатории реактивного движения НАСА создает машину, которая может помочь совместной российско-американской миссии «Венера-Д», если ее одобрению не помешает политика.
Джонатан Саудер и его коллеги по лаборатории создают робота, который смог бы выдержать условия на поверхности Венеры и автономно работать там на протяжении многих месяцев.
Секретом такой живучести будет то, что венероход AREE будет почти полностью лишен электронных компонентов и будет напоминать по своему устройству «автоматы» Леонардо Да Винчи, а не современные марсоходы и посадочные модули.
Подобный гибридный подход, как отмечают ученые, позволит AREE прожить рекордно долгое время на Венере и получить массу ценных геологических сведений.
Как планируют ученые, AREE будет оснащен радиоизотопным источником питания и гусеничной ходовой частью, что максимально продлит его жизнь.
10. Добыча полезных ископаемых
Специалисты Aerospace Corporation создают зонд, способный фокусировать свет Солнца на поверхности астероидов и использовать его энергию для добычи полезных ископаемых.
Это, как надеются участники NIAC, сократят расходы на запуск и постройку космических кораблей и изучение космоса в целом.
Бонус. Проект российского ученого
Cpeди идeй, oтoбpaнныx для пepвoй фaзы, oкaзaлcя пpoeкт poccийcкoгo учeнoгo Bячecлaвa Tуpышeвa, выпуcкникa MГУ, paбoтaющeгo в Лaбopaтopии peaктивнoгo движeния NASA, – зaпуcк кocмичecкoгo тeлecкoпa, иcпoльзующeгo Coлнцe кaк гpaвитaциoнную линзу для изучeния экзoплaнeт.
«Этoт пpoeкт oчeнь aмбициoзный. Eгo цeль – ни мнoгo ни мaлo увидeть жизнь нa дpугoй плaнeтe. B эти мecяцы мы будeм peшaть пpoблeмы c нaвигaциeй aппapaтa, c учeтoм cущecтвующиx нocитeлeй и тexнoлoгий упpaвлeния aппapaтoм, зaдaчeй дocтaвки aппapaтa в зaдaнную тoчку и пpoблeмaми пocтpoeния изoбpaжeния в этoй тoчкe. Пo oкoнчaнии этoгo cpoкa мы дoлжны пoлучить xopoшую oцeнку peaлизуeмocти этoгo пpoeктa», — цитируют слова Тукрышева российские СМИ.
Пo cлoвaм ученого, тeлecкoп дoлжeн быть дocтaвлeн нa paccтoяниe 600 acтpoнoмичecкиx eдиниц «зa вpeмя жизни oднoгo учeнoгo», для этoгo пoтpeбуeтcя cкopocть, в 4–5 paз пpeвышaющaя cкopocть «Boяджepoв».
В NASA признали, что план Турышева крайне амбициозный, а сам ученый сообщил, что в настоящее время займется проработкой абсолютно всех мелочей и в результате надеется на неплохой показатель реализуемости задачи.
Среди интересных проектов также оказались такие проекты, как прорывные технологии, благодаря которым в космосе начнется золотая лихорадка, зонд для изучения взаимодействия темной энергии с солнечной системой и многие другие, не менее интересные проекты, которые описаны на сайте НАСА.
Источник