Данное составное изображение поверхности Титана было "сшито" из снимков, переданных спускаемым аппаратом Европейского космического агентства (ESA) "Гюйгенс", который 14 января 2005 года совершил мягкую посадку на поверхность этого крупнейшего спутника Сатурна.
Кадры, полученные с высоты от 17 до 8 километров, показывают мир, который с расстояния пугающе похож на земной, но совершенно чуждый нам по химии и условиям.
На снимке видны темные русла, напоминающие земные реки, которые были "прорезаны" жидкими углеводородами (преимущественно метаном и этаном). При температурах около -180 °C метан и этан играют здесь роль воды: испаряются, конденсируются в облака, а после возвращаются на поверхность с дождями.
"Гюйгенс" — единственный аппарат, совершивший посадку во внешней Солнечной системе. Данные, переданные на Землю, подтвердили предсказания ученых: поверхность Титана покрыта органическим "песком" и водяным льдом, твердым как камень, а атмосфера насыщена сложными углеводородами.
Долины Маринера (лат. Valles Marineris) — крупнейшая система каньонов в Солнечной системе. Она простирается более чем на 4 000 километров вдоль марсианского экватора.
Ширина этого образования достигает 600 километров, а глубина — 11 километров. Для сравнения: знаменитый Большой каньон в США, являющийся крупнейшей системой каньонов на Земле, имеет протяженность около 446 километров; его ширина достигает 29 километров, а глубина — 1,8 километра.
Если бы Долины Маринера оказались на Земле, они протянулись бы примерно от Москвы до Ташкента.
Свое название долины получили в честь орбитального аппарата NASA "Маринер-9", который в 1971 году обнаружил их и передал на Землю первые изображения.
Формирование Долин Маринера началось миллиарды лет назад, когда Марс был значительно более геологически активной планетой. Имеющиеся данные, вкупе с моделированием, показывают, что эта гигантская система каньонов возникла в два этапа: сначала появился тектонический разлом, а затем его углубили процессы эрозии.
Тектонический разлом
Основная причина появления Долин Маринера связана с формированием вулканического плато Фарсида — огромного нагорья к западу от каньонов. В этом регионе расположены четыре гигантских потухших вулкана, включая Олимп — самую высокую гору в Солнечной системе.
Когда в недрах Марса поднимались огромные массы магмы, кора планеты испытывала колоссальное напряжение. Она растягивалась и трескалась, образуя гигантские разломы. В результате на поверхности Марса появилась глубокая трещина протяженностью тысячи километров — зачаток будущих Долин Маринера.
Эрозионные механизмы
Однако тектонический разлом заложил лишь основу этой мегаструктуры. Формирование каньонов продолжилось позже, когда в игру вступили процессы эрозии.
Миллиарды лет назад атмосфера Марса была намного плотнее, а на поверхности стабильно присутствовала жидкая вода, потоки которой углубляли разломы, разрушали стенки и вымывали породу, постепенно расширяя каньоны.
Позднее, когда Марс утратил большую часть своей атмосферы и воды, ключевым фактором дальнейшего разрушения пород стала ветровая эрозия. Глобальные пыльные бури, иногда охватывающие всю Красную планету, медленно стачивали стенки каньонов и уносили мелкие частицы породы. Примечательно, что этот процесс продолжается и сегодня, хотя его масштабы значительно меньше, чем в прошлом.
Геологический архив Марса
Снимки, полученные орбитальными аппаратами Европейского космического агентства "Марс-экспресс", NASA "Викинг-1", "Викинг-2", Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и "Марс Одиссей", Китайского национального космического управления "Тяньвэнь-1", Индийского космического агентства "Мангальян" и космического агентства ОАЭ "Аль-Амаль", показывают сложную слоистую структуру стенок каньонов. Это подтверждает гипотезу поэтапного формирования долин, а также отражает изменения климата и геологической активности Марса.
Сбор образцов из разных регионов Долин Маринера с их последующей доставкой на Землю для анализа в лабораториях позволил бы восполнить множество пробелов в истории Марса. Мы могли бы узнать гораздо больше о древней вулканической и тектонической активности, о том, сколько воды было на поверхности и куда она делась, как менялся климат и как Марс терял атмосферу. Но миссия такого формата, если однажды и будет организована, вряд ли состоится в ближайшее десятилетие.
Перед вами — не Луна, закрывшая наше светило во время полного затмения. Этот слабый золотистый блик — отражение солнечного света от поверхности озера у северного полюса Титана, крупнейшего спутника Сатурна со средним диаметром 5 149,5 километра.
Снимок был получен космическим аппаратом NASA "Кассини" в 2009 году и стал одним из первых прямых визуальных подтверждений существования стабильных резервуаров жидкости на поверхности Титана.
Но это не вода.
Титан — единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, где есть реки, озера и моря. Только состоят они не из воды, а из жидких углеводородов — прежде всего метана и этана. Средняя температура на поверхности спутника составляет около -180 °C, и в таких условиях вода превращается в лед, по прочности почти не уступающий горной породе, тогда как метан и этан ведут себя как привычные нам жидкости.
Важный блик
До запуска миссии "Кассини" ученые лишь предполагали, что на Титане могут существовать жидкие моря. Однако очень плотная атмосфера, примерно на 50% плотнее земной, полностью скрывает поверхность в видимом диапазоне и не позволяет увидеть, что происходит "внизу".
Первые серьезные основания для таких предположений появились уже в ходе миссии: радарная съемка "Кассини", проводившаяся с 2004 по 2008 год, выявила на поверхности Титана темные и очень гладкие области, похожие на водоемы. Но этих данных было недостаточно.
И вот в 2009 году, пролетая рядом с Титаном, "Кассини" зафиксировал завораживающий блик солнечного света. Такой эффект указывал на наличие очень гладкой поверхности, способной отзеркалить свет. В сочетании с радарными данными этот кадр стал фактическим подтверждением того, что на Титане существуют озера и моря.
Чужой, но знакомый мир
Титан во многом напоминает Землю. У него есть плотная атмосфера и облака, дожди, реки и каналы, озера и моря.
Фактически на Титане существует полноценный метановый цикл — аналог земного круговорота воды. Жидкость испаряется, образует облака, выпадает в виде осадков и снова скапливается в низинах. И все это — на расстоянии около 1,4 миллиарда километров от нас.
Но при этом Титан остается абсолютно чужим миром. Вместо воды там жидкие углеводороды, вместо привычной нам азотно-кислородной атмосферы — азотно-метановая, а вместо знакомой земной химии — экзотическая органика.
И несмотря на это, Титан считается одним из главных кандидатов на поиск необычных форм внеземной жизни. Если жизнь там и существует, то, скорее всего, она будет основана на иной химии и не будет похожа ни на что земное.
Кроме того, Титан дает ученым уникальную возможность понять, как могла выглядеть ранняя Земля до появления кислорода и современной биосферы.
И ученые непременно воспользуются этой возможностью: запуск миссии NASA Dragonfly к Титану намечен на июль 2028 года, а прибытие аппарата ожидается в конце 2034 года. Dragonfly — восьмироторный дрон, который будет перелетать с места на место, вести съемку, собирать данные и во время посадок анализировать состав поверхности и окружающей среды. Он станет нашим проводником в этот далекий и необычный мир.
Утро в марсианском кратере Гейла. Холодный, пыльный пейзаж, освещенный бледным солнечным светом. Цветное изображение было получено 8 января 2018 года ровером NASA Curiosity.
Кратер Гейла — одно из самых интересных мест на Марсе. Его диаметр составляет около 154 километров, а в центре возвышается гора Шарп — гигантская структура высотой более пяти километров. Ее многослойная структура представляет собой своего рода "архив", в котором записана климатическая история планеты.
Именно здесь работает ровер Curiosity с 6 августа 2012 года, изучая породы и пытаясь понять, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для жизни.
Любопытно, что ни Curiosity, ни его младший "брат" Perseverance не способны напрямую обнаружить жизнь на Марсе. Но они и не ищут саму жизнь — они пытаются выяснить, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для ее существования.
Связано это с ограничениями их оборудования. На борту нет инструментов, которые могли бы однозначно зафиксировать микроорганизмы или, например, окаменелые остатки древней жизни. Это слишком сложная задача для автономных аппаратов, работающих в среднем за 225 миллионов километров от Земли.
Зато у них есть способность анализировать химический состав пород и атмосферы. И в этом они преуспели.
Оба ровера уже обнаружили на Марсе органические соединения — углеродсодержащие молекулы, которые считаются важными "кирпичиками" жизни. Curiosity нашел древнюю органику в осадочных породах кратера Гейла, а Perseverance зафиксировал разнообразные органические молекулы в кратере Езеро, где он находится с 18 февраля 2021 года. Кроме того, Curiosity выявил сезонные колебания метана в атмосфере — газа, который на Земле нередко связан с биологической активностью, хотя на Марсе он может иметь и небиологическое происхождение.
Все это не является однозначным доказательством присутствия жизни, но расценивается как важный сигнал: когда-то на Марсе могли существовать условия, пригодные для ее возникновения.
Перед Perseverance стоит еще одна задача. Он не только анализирует образцы, но и собирает их для будущей доставки на Землю. Ровер бурит породу, извлекает керны и герметично запечатывает их в специальные контейнеры. Обычно Perseverance берет пары образцов, оставляя один экземпляр у себя "в животе", а дубликат — на поверхности. Делается это на тот случай, если с марсоходом что-то произойдет и достать образцы из него не получится. В таком случае на Марс можно будет отправить небольшие дроны, которые соберут дубликаты.
К сожалению, в настоящее время у NASA финансовые проблемы, поэтому миссия по доставке образцов повисла в воздухе.
Иногда я фантазирую о том, как наука объединяет все человечество и Китайское национальное космическое управление (CNSA) предлагает NASA организовать совместную миссию по доставке образцов, научную ценность которой трудно переоценить.
Если однажды марсианский грунт все же окажется в земных лабораториях, то более точные методы анализа — те, которые невозможно реализовать с помощью роверов, — способны обеспечить определенность в вопросе о том, была ли на Марсе когда-то жизнь.
Изображение было получено космическим аппаратом NASA "Мессенджер" (MESSENGER) 29 марта 2012 года в рамках программы высокоразрешающей трехцветной съемки во время расширенной миссии.
На территории бассейна видны одни из самых впечатляющих деформаций на Меркурии: множество складчатых гребней, хребтов и лопастных структур. Последние, вероятно, имеют тектоническое происхождение, но внешне напоминают застывшие потоки лавы — загадка, с которой ученым предстоит разобраться.
Снимок был сделан при очень низком положении Солнца над горизонтом, что привело к удлинению теней и подчеркиванию топографических особенностей региона. Благодаря этому на изображении можно рассмотреть даже крошечные кратеры, испещряющие относительно гладкие равнины бассейна.
Крупный кратер в верхней части изображения находится в зоне вечной тени и содержит радиолокационно-яркий материал, который, скорее всего, является водяным льдом.
"Мессенджер" проработал на орбите Меркурия с 2011 по 2015 год, и за это время он передал более 270 000 изображений и терабайты данных, навсегда изменив наше представление об этом удивительном мире.
На расстоянии около 190 световых лет от Земли находится звезда HD 140283, получившая неофициальное библейское прозвище — Мафусаил. Это имя было выбрано не случайно: по ранним оценкам астрономов, возраст HD 140283 составлял около 14,5 миллиарда лет. Вот только проблема в том, что возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет.
Астрономам эта звезда известна уже давно: она была включена в каталог Генри Дрейпера еще в первой половине XX века. Но по-настоящему знаменитой HD 140283 стала лишь тогда, когда ученые попытались определить ее возраст.
Итак, как же звезда может быть старше мира, в котором существует?
Сразу предупреждаю: это не мистическая история и не фантазия об объекте из других измерений, как любят выдумывать журналисты. Это пример того, как наука ошибается, уточняет данные и постепенно приходит к правильному ответу.
Звезда-ископаемое
Мафусаил относится к числу очень древних малометалличных звезд. В астрономии "металлами" называют все элементы тяжелее водорода и гелия. Так, железа в HD 140283 примерно в 250 раз меньше, чем в Солнце, а кислорода — примерно в 50 раз.
Это типично для очень старых звезд, сформировавшихся в раннюю эпоху истории Вселенной, когда тяжелых элементов было еще крайне мало. Мафусаил появился спустя сравнительно небольшое время после Большого взрыва, когда космическое пространство было заполнено преимущественно водородом и гелием.
Мафусаил — сравнительно небольшая звезда: ее масса составляет около 0,8 массы Солнца, а радиус — примерно в 2,2 раза больше солнечного. Сейчас она находится на стадии субгиганта — переходного этапа между обычной звездой и красным гигантом. По космическим меркам эта фаза продолжается недолго, поэтому подобные объекты особенно ценны для астрономов: они помогают лучше понять эволюционный путь солнцеподобных звезд и предсказать будущее Солнечной системы.
Еще одна любопытная деталь: Мафусаил движется через окрестности Солнца с очень высокой скоростью — около 300 км/с. Такие скорости характерны для древних звезд гало Млечного Пути. По сути, это гость из самых старых областей нашей Галактики, случайно оказавшийся рядом с Солнечной системой.
Мафусаил — настоящее звездное ископаемое, свидетель ранней Вселенной.
Парадокс, который раздули до сенсации
Когда ранние измерения показали, что возраст звезды составляет примерно 14,5 миллиарда лет, тут же посыпались громкие заголовки об "аномалии", "крахе физики", "параллельных мирах", "отмене Большого взрыва" и прочих бессмыслицах.
Но ученые смотрели на ситуацию спокойнее. Они понимали, что проблема, скорее всего, не в устройстве Вселенной, а в точности измерений и несовершенстве существующих звездных моделей.
Уточнение данных
В 2013 году было опубликовано исследование, основанное на наблюдениях космического телескопа NASA/ESA "Хаббл". С его помощью астрономы очень точно измерили параллакс HD 140283, а значит — и расстояние до звезды. Зная расстояние и видимую яркость, ученые смогли вычислить ее истинную светимость, а затем уточнить возраст.
Результат оказался впечатляющим: 14,46 ± 0,8 миллиарда лет. Именно погрешность здесь играет ключевую роль. Она означала, что реальный возраст Мафусаила мог составлять как 15,26, так и 13,66 миллиарда лет. Иными словами, даже после первичного уточнения данных звезда вовсе не обязательно оказывалась старше Вселенной — все упиралось в пределы точности измерений и моделей.
После этого ученые занялись уточнением наблюдательных данных и улучшением теоретических расчетов. Они понимали, что для точного определения возраста важно не только знать светимость, но и точнее определить химический состав звезды, а также доработать модели звездной эволюции. Достаточно изменить некоторые параметры — и итоговая оценка заметно сдвинется.
Спустя восемь лет появилась новая модель эволюции HD 140283, созданная с использованием более совершенных методов астрофизического моделирования и данных о миллионах других звезд. Она учитывала целый набор физических процессов внутри звезды — термоядерные реакции, перенос энергии и изменения химического состава. Согласно этой работе, возраст Мафусаила составляет 12,01 ± 0,05 миллиарда лет, то есть звезда уже уверенно укладывается в современную оценку возраста Вселенной.
Сегодня Мафусаил по-прежнему считается одной из древнейших известных звезд, но уже не выглядит невозможным объектом, который ломает всю современную физику. Теперь мы знаем и другие крайне древние звезды — например, HE 1523-0901, 2MASS J18082002-5104378 B и SMSS J031300.36-670839.3, возраст которых оценивается примерно в 13,2, 13,5 и 13,6 миллиарда лет соответственно. Но именно история Мафусаила стала важной вехой в оттачивании методов оценки звездных возрастов и наглядно показала, как наука превращает мнимую аномалию в решаемую задачу.
Заканчивая эту историю, хочу сказать самое важное: кажущиеся противоречия в науке далеко не всегда означают крах теории. Чаще всего они говорят о том, что нужны новые данные, более точные измерения и доработанные модели. Прямо сейчас астрономия переживает похожий момент: космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" обнаружил в ранней Вселенной немало галактик, которые выглядят слишком массивными, яркими и зрелыми для своего возраста. Но это не означает, что Большого взрыва не было или что возраст Вселенной рассчитан неверно. Это показывает, что наше понимание формирования и роста первых галактик все еще далеко от совершенства.
Глядя на ясное ночное небо вдали от городских огней, мы видим бесконечную черную бездну, усыпанную мириадами звезд. На самом деле невооруженным глазом можно различить всего около 6 000 звезд (около 3 000 в каждом полушарии), и все они предстают перед нами как крошечные мерцающие — из-за атмосферной турбулетности — точки света. А ведь речь идет о ближайших к нам звездах — космических соседях в пределах нескольких сотен световых лет от Солнечной системы.
Современные наземные и космические телескопы позволяют преодолеть это ограничение и рассматривать далекие звезды в деталях. Это не только завораживает, но и дает ученым возможность изучать процессы звездной эволюции.
Перед вами — самое детализированное на сегодняшний день изображение красного гиганта R Зайца (R Leporis), полученное 15 ноября 2023 года с помощью массива радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. Эта умирающая звезда, расположенная в созвездии Зайца на расстоянии 1 490 ± 40 световых лет от Земли, находится на поздней стадии своего жизненного цикла.
R Зайца окружает сложная кольцевая структура из газа и космической пыли, которая постоянно пополняется веществом, истекающим с поверхности раздувшегося и пульсирующего гиганта. Наблюдения также зафиксировали необычное явление: звезда периодически "выбрасывает" облака углеродной сажи в окружающее пространство, словно гигантский космический вулкан.
Радиус R Зайца сегодня почти в 500 раз превышает солнечный. Если бы звезда находилась на месте нашего светила, то все планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — оказались бы внутри ее оболочки. При этом болометрическая светимость гиганта, то есть суммарное излучение во всех диапазонах спектра, превышает солнечную более чем в 13 000 раз.
Примечательно, что R Зайца относится к классу углеродных звезд — в ее атмосфере углерод преобладает над кислородом. Это придает ей характерный темно-красный оттенок и способствует образованию сложных углеродных соединений в окружающей газопылевой оболочке.
R Зайца и будущее Солнца
Изучая R Зайца, ученые получают редкую возможность заглянуть в отдаленное будущее нашей собственной звезды. Через 5–7 миллиардов лет Солнце пройдет через аналогичную стадию красного гиганта, увеличившись в размерах и сбросив значительную часть своего вещества в космическое пространство.
В конечном итоге, когда звезда израсходует все топливо и сбросит оставшиеся оболочки, от нее останется лишь "огарок" — белый карлик, представляющий собой сверхплотное ядро из электронно-ядерной плазмы размером примерно с Землю, но с массой, сопоставимой с массой Солнца.
Полное остывание белого карлика займет десятки миллиардов лет (а по некоторым моделям — триллионы лет), и все это время он будет напоминать о некогда существовавшей планетной системе R Зайца, которая, возможно, когда-то могла быть пригодной для жизни.
Планетарная туманность IC 3568, неофициально известная как "Кусочек лимона", расположена в созвездии Жирафа на расстоянии примерно 4 500 световых лет от Земли. Это довольно молодая — по космическим меркам — туманность диаметром всего около 0,4 светового года.
IC 3568 — продукт гибели солнцеподобной звезды, которая, исчерпав запас термоядерного топлива, сбросила свои внешние слои в окружающее пространство. Обнаженное горячее ядро испускает мощное ультрафиолетовое излучение, которое заставляет выброшенный газ светиться.
IC 3568 известна своей почти идеальной сферической симметрией — очень редким для планетарных туманностей явлением. Большинство таких объектов имеют сложные, асимметричные формы, но здесь оболочка удивительно гладкая и равномерная, действительно напоминающая дольку лимона.
В центре туманности находится горячий белый карлик — остаток звезды, некогда похожей на Солнце. Газовая оболочка будет продолжать рассеиваться в межзвездном пространстве, а ядро — постепенно остывать и тускнеть.
Изображение было получено космическим телескопом NASA/ESA "Хаббл" 17 декабря 1997 года.
На этом завораживающем снимке видны струи водяного пара и ледяных частиц, вырывающиеся из южного полюса сатурнианского 504-километрового спутника Энцелада.
Источником выбросов является система разломов, известная как "тигровые полосы". Через эти трещины в ледяной коре выбрасываются струи водяного пара, льда и органических соединений. Потоки образуют огромные шлейфы, вздымающиеся на сотни километров над поверхностью спутника.
Именно благодаря этим выбросам ученые получили уникальную возможность исследовать "внутренности" Энцелада без бурения. Пролетая сквозь шлейфы, инструменты космического аппарата NASA "Кассини" обнаружили воду, соли, органические соединения, молекулярный водород и другие вещества, указывающие на сложную химию подледного океана и возможную гидротермальную активность на его дне.
Сегодня Энцелад считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Неудивительно, что ESA и Китайское национальное космическое управление (CNSA) независимо друг от друга прорабатывают концепции будущих миссий с посадкой на поверхность этого загадочного спутника окольцованного гиганта.
Фотография была получена "Кассини" 27 ноября 2005 года с расстояния около 144 000 километров.
оо. а ведь там уже кислородное голодание.
у нас это тоже стандартная ситуейшен. в мегаполисе
я получала тогда 9к. хата самая простенькая с обшарпанным ремонтом на съём была 15...
звучит страшново:D