Регион звездообразования Ро Змееносца — ближайшая к Земле "колыбель звезд", расположенная на расстоянии около 390 световых лет от нас. Сегодня это одна из ключевых целей для изучения зарождения и эволюции солнцеподобных звезд.
На этом снимке, полученном 12 июля 2023 года космическим телескопом NASA "Джеймс Уэбб", охвачена лишь часть огромного облачного комплекса. Именно это позволило добиться высокой детализации: перед нами буквально "анатомия" рождения звезд.
Благодаря высокой чувствительности в инфракрасном диапазоне телескоп смог заглянуть сквозь плотные газопылевые завесы, которые в видимом свете скрывают происходящее в глубине облака. В результате на изображении проявились структуры, которые раньше удавалось наблюдать лишь частично или же предсказывать только теоретически.
На снимке отчетливо видны светящиеся полости, выдутые потоками вещества, плотные нити межзвездной пыли, а также ударные волны — следы бурных процессов, сопровождающих рождение звезд.
Особенно впечатляют мощные потоки плазмы, которые протозвезды — звезды на ранней стадии своей эволюции — выбрасывают в окружающее пространство со скоростью в сотни километров в секунду.
Ро Змееносца — это регион формирования звезд, похожих на Солнце, вместе с их будущими планетными системами. Наблюдения "Джеймса Уэбба" позволяют нам заглянуть в далекое прошлое нашей собственной Солнечной системы.
Благодаря "Джеймсу Уэббу" перед нами один из самых детализированных обзоров подобных областей за всю историю наблюдений. Этот снимок не только завораживает своей красотой, но и дает нам самый подробный на сегодняшний день взгляд на процессы звездообразования.
Здесь данные рентгеновской обсерватории IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) выделены фиолетовым цветом. Жёлтым обозначены низкоэнергетические рентгеновские лучи, а синим - высокоэнергетические рентгеновские лучи, зарегистрированные космическими телескопами Chandra и XMM-Newton. Звёздное поле на изображении - это оптико-инфракрасные данные NOILab.
Космический аппарат Solar Orbiter, принадлежащий Европейскому космическому агентству и обращающийся вокруг Солнца, вышел точно на противоположную от Земли сторону своей орбиты. А это значит, что в настоящий момент человечество может наблюдать всё Солнце целиком — как обращенную к Земле его сторону, так и противоположную.
Такая геометрически точная конфигурация сохранится еще несколько суток, а потом постепенно начнет рассыпаться, так как аппарат начнет обгонять Землю. Тем не менее значительную часть невидимой с Земли солнечной поверхности можно будет наблюдать ещё несколько месяцев. К концу весны доступной будет оставаться ещё около 2/3 обратной стороны. К концу лета же аппарат окончательно догонит Землю, расположится между ней и Солнцем и будет видеть то же, что и околоземные телескопы.
В качестве любопытного факта можно заметить, что ни вспышки, ни пятна, наблюдаемые в этот период аппаратом, не войдут в мировые каталоги. Туда по-прежнему будут заноситься только события, регистрируемые на обращенной к Земле стороне. В противном случае число вспышек в каталогах в этот период удваивалось бы, что впоследствии могло привести к путанице в оценке солнечной активности, создавая иллюзию, что она краткосрочно возросла на 100 %.
14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" совершил исторический пролет мимо системы Плутона, передав на Землю беспрецедентный объем данных о карликовой планете и ее спутниках.
При последующем детальном анализе снимков Плутона ученые обнаружили многочисленные дюны, раскинувшиеся на ледяной поверхности этого далекого мира из пояса Койпера.
Эти образования, сосредоточенные преимущественно вблизи горных массивов, обрамляющих знаменитую Равнину Спутника — гигантскую ледяную равнину со средним диаметром 1 492 километра, — сформировались всего за несколько десятков или сотен лет.
По геологическим меркам плутонианские дюны, состоящие из крошечных частиц замерзшего метана, можно назвать "младенцами". Это особенно впечатляет в сравнении с марсианскими дюнами, на формирование которых могут уходить тысячи и даже миллионы лет.
Существование столь молодых дюн говорит о том, что геологическая активность и атмосферные процессы на Плутоне намного интенсивнее, чем считалось ранее. Более того, присутствие дюн однозначно свидетельствует о наличии ветровой активности, способной преображать ландшафт.
На нашей планете подобные образования возникают благодаря эоловому переносу — процессу, при котором ветер перемещает частицы по поверхности, заставляя их рассеиваться, перекатываться, подскакивать, оседать и снова слипаться.
Однако на Плутоне местные ветры слишком слабы для классического эолового переноса. Ученые предполагают, что ключевую роль здесь играет процесс сублимации — прямого перехода льда в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Это явление подбрасывает частицы, а затем нисходящие потоки с окрестных гор подхватывают их и завершают формирование метановых дюн.
Несмотря на колоссальную удаленность от Солнца, Плутон остается поразительно активным небесным телом, хранящим множество тайн. Для их раскрытия NASA планирует организацию целевой миссии "Персефона", но пока это лишь концепция.
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.
