#Астрономия

Новая звезда — это не рождение светила, а мощная вспышка старого. За несколько часов блеск увеличивается в тысячи или даже миллионы раз. Что происходит на самом деле?

Галактики вращаются. Это одно из базовых ожиданий: гравитация и потоки газа раскручивают систему ещё в процессе формирования. Чтобы потерять вращение, галактике обычно нужны миллиарды лет столкновений и слияний с соседями. Такие «медленные вращатели» встречаются в близкой Вселенной — старые, массивные, повидавшие многое.

Тем удивительнее находка, которую сделала команда Бена Форреста из Калифорнийского университета. Телескоп Джеймса Уэбба измерил движение вещества внутри галактики XMM-VID1-2075 и не обнаружил никаких признаков вращения. Звёзды движутся хаотично, в случайных направлениях. При этом галактика существовала, когда Вселенной не было и двух миллиардов лет.

Галактика к тому же огромна — в ней уже тогда было в несколько раз больше звёзд, чем в нынешнем Млечном Пути. И она уже прекратила формировать новые. Массивная, мёртвая и неподвижная — в эпоху, когда всё вокруг только начинало собираться.

Из трёх галактик того же возраста, изученных командой, одна вращалась как положено, вторая выглядела хаотично, а XMM-VID1-2075 оказалась уникальной. Наиболее вероятное объяснение — лобовое столкновение с другой галактикой, которая вращалась в почти противоположном направлении. Такое событие могло погасить суммарный момент вращения системы. В пользу этой версии говорит избыток свечения сбоку от галактики — возможно, след взаимодействия с другим объектом.

Симуляции предсказывают, что подобные невращающиеся галактики в ранней Вселенной возможны, но должны быть крайне редкими. Теперь задача — найти ещё несколько и сверить с моделями.

Это шаровое скопление Omega Centauri, расположенное примерно в 17 000 световых лет от нас. Оно, как и Солнечная система, движется вокруг центра Млечного Пути — но масштаб тут совершенно другой.

По оценкам учёных, в Омега Центавра находится около 10 миллионов звёзд, и все они вращаются вокруг общего центра скопления

И вот что особенно интересно: этот «звёздный шар» намного массивнее, чем может показаться на первый взгляд. Поэтому существует гипотеза, что в его центре может находиться чёрная дыра.

Из-за сочетания массы, структуры и динамики движения некоторые исследователи предполагают, что это скопление может быть остатком карликовой галактики, которую когда-то «захватила» и поглотила наша Галактика. Теперь же это крупнейшее шаровое скопление Млечного Пути — своего рода космический реликт прошлого.

Есть ли жизнь на Красной планете? Этот вопрос давно будоражит умы не только ученых, но и людей, интересующихся космосом. В нашем распоряжении есть марсоходы, которые годами бороздят поверхность, анализируют грунт и атмосферу, но однозначной оценки обитаемости или необитаемости планеты пока нет.

В 2020 году, незадолго до запуска ровера NASA Perseverance, была организована научная конференция Mars Extant Life, в которой приняли участие астробиологи. Уже тогда они сошлись во мнении, что на Марсе все еще может быть жизнь, но ее следы до сих пор не обнаружены, потому что ищут не там.

Curiosity и Perseverance созданы для работы на поверхности, а жизнь, как считают астробиологи, следует искать глубоко под поверхностью.

Главный враг жизни на Марсе — радиация. У планеты нет сильного магнитного поля, защищающего от космических лучей, а атмосфера слишком разрежена, чтобы задерживать жесткое излучение. На поверхности радиационный фон в десятки раз выше, чем на Земле. Такое излучение быстро разрушает органические молекулы, и без защиты большинство микроорганизмов не смогло бы долго выживать.

Но под поверхностью ситуация меняется. Уже на глубине нескольких метров радиация ослабевает настолько, что становится сопоставимой с земными значениями — марсианский грунт работает как естественный щит.

Если на Марсе когда-то и зародилась жизнь, то для выживания в условиях меняющегося климата она должна была перебраться в подземные убежища — пещеры, разломы, поры глубинных пород — и адаптироваться к жизни в полной темноте.

Второй аргумент в пользу подповерхностной жизни — вода. На поверхности Марса вода не может долго существовать в жидком виде из-за низкого давления и экстремально низкой температуры. Но под поверхностью условия иные.

Например, радарные данные, полученные орбитальными аппаратами, намекают на существование подледных озер под южной полярной шапкой, залегающих на глубине около 1,5 километра. Теоретически там могут сохраняться условия, пригодные для жизни — жидкая вода, защита от радиации и стабильная температура.

В пользу этой гипотезы говорят земные аналоги. В глубоких шахтах и подземных водоемах нашей планеты обитают экстремофилы — микроорганизмы, выживающие без солнечного света и питающиеся химической энергией минералов. Некоторые экосистемы процветают на глубине более трех километров, в полной темноте и изоляции от поверхностной биосферы. Если земная жизнь смогла приспособиться к таким условиям, то почему гипотетической жизни на Марсе не сделать то же самое?

К сожалению, ни Curiosity, ни Perseverance не способны бурить глубоко. Их предел — несколько сантиметров. Для поиска подповерхностной жизни потребуются как минимум марсоходы с инструментами для бурения на несколько метров. А лучше — полноценные буровые установки, способные уйти на несколько километров вглубь.

Такие миссии планируются, но их реализация — дело отдаленного будущего.

Пока же астробиологи довольствуются косвенными данными и строят модели. Несмотря на отсутствие доказательств, вывод однозначен — если на Красной планете есть жизнь, то искать ее нужно глубоко под поверхностью.

Когда говорят о межзвездных объектах, обнаруженных в Солнечной системе, официальный порядок выглядит так: 1I/Оумуамуа в 2017 году, 2I/Borisov в 2019 году и 3I/ATLAS в 2025 году. Но есть важный нюанс: "первый обнаруженный" не значит "первый прилетевший".

За три года до Оумуамуа, 8 января 2014 года, над западной частью Тихого океана взорвался небольшой метеор. Событие было зафиксировано CNEOS — специализированным центром NASA при Лаборатории реактивного движения, который занимается расчетом орбит околоземных объектов и оценкой риска их столкновения с Землей.

Позже астрономы Амир Сирадж и Ави Леб изучили параметры этого объекта — скорость, направление движения и высоту вспышки — и пришли к выводу, что он с высокой вероятностью мог прилететь из межзвездного пространства.

"Это был очень быстрый объект, и я подумал: "Боже мой, это может быть межзвездный метеор", — рассказывал Сирадж. По его словам, важная находка фактически пряталась у всех на виду — в открытых архивах NASA.

Однако сначала исследование осталось почти незамеченным и не получило широкой огласки.

Самое любопытное началось позже. В 2022 году Космическое командование США заявило, что данные о скорости "огненного шара", замеченного у побережья Папуа — Новой Гвинеи в 2014 году, достаточно точны, чтобы указывать на межзвездную траекторию. Объект получил обозначение CNEOS 2014-01-08 и стал кандидатом на звание первого известного межзвездного метеора, вошедшего в атмосферу Земли.

Разница в том, что Оумуамуа мы увидели как отдельный объект, пролетающий через Солнечную систему. Его можно было наблюдать телескопами, измерять блеск, спорить о форме и природе. А метеор 2014 года — совсем другой случай: небольшое тело размером меньше метра вошло в атмосферу, вспыхнуло и исчезло. Его возможное межзвездное происхождение установили уже постфактум, анализируя архивные данные.

Поэтому порядок межзвездных объектов может быть немного другим:

• 2014 год — CNEOS 2014-01-08, первый известный межзвездный объект, столкнувшийся с Землей.
• 2017 год — 1I/Оумуамуа, первый межзвездный объект, обнаруженный телескопами в космосе.
• 2019 год — 2I/Borisov, первая подтвержденная межзвездная комета.
• 2025 год — 3I/ATLAS, третий подтвержденный межзвездный объект и вторая межзвездная комета.

И, конечно, было бы наивно полагать, что до CNEOS 2014-01-08 ничего подобного не происходило. Вероятно, такие тела уже не раз пролетали через Солнечную систему, сгорали в атмосфере или уходили обратно в межзвездное пространство незамеченными.

Получается, межзвездные гости могут быть гораздо более распространенным явлением, чем кажется. Некоторые исследования даже предполагают, что прямо сейчас в Солнечной системе могут находиться тысячи объектов, когда-то "украденных" гравитацией Солнца и Юпитера у других звездных систем.

По мере развития технологий и внедрения искусственного интеллекта в анализ больших массивов данных мы, вероятно, начнем находить такие объекты все чаще. Для науки это постепенно станет новой нормой. А вот уфологам придется трудиться усерднее, придумывая новый сценарий для каждого межзвездного странника, забредшего в нашу планетную систему.

Олимп — не просто крупнейший вулкан Марса. Это самая высокая известная гора во всей Солнечной системе. Если измерять от подножия до вершины, то его высота достигает примерно 26 километров, а диаметр основания составляет около 500 километров.

Для сравнения: высочайшая гора Земли — Эверест — имеет высоту 8 849 метров над уровнем моря. Олимп почти втрое выше.

При этом, если бы вы оказались на его склоне, то вряд ли поняли бы, что стоите на гигантской горе. Склоны Олимпа очень пологие: подъем настолько растянут, что напоминает скорее "бесконечную" равнину, чем типичный вулканический пик. Лишь из космоса становится ясно, насколько огромна эта структура.

Олимп — ярчайший пример щитового вулкана. Такие вулканы образуются, когда жидкая лава медленно растекается на огромные расстояния. Лава затвердевает, и следующее извержение покрывает ее новым слоем, что приводит к естественному увеличению размеров горы. На Земле похожим образом сформировались вулканы Гавайев, хотя марсианский гигант превосходит их во много раз.

Причина таких размеров связана сразу с несколькими особенностями Марса. Во-первых, сила тяжести там значительно ниже земной, поэтому вулканы могут вырастать гораздо выше, не разрушаясь под собственным весом. Во-вторых, на Марсе, вероятно, не было активной горизонтальной тектоники плит земного типа. Из-за этого горячая точка под поверхностью могла очень долго оставаться на одном месте, подпитывая Олимп новыми потоками лавы.

Особого внимания заслуживает тот факт, что основание Олимпа окаймлено уступом высотой в несколько километров, отдельные особенности которого напоминают структуры, которые на Земле возникают при взаимодействии лавы и воды. Одна из наиболее любопытных гипотез предполагает, что Олимп сформировался рядом с древним океаном или же был гигантским вулканическим островом.

Если эта гипотеза верна, то речь идет о событиях миллиардолетней давности — задолго до того, как планета превратилась в промерзлую пустыню.

Сегодня Олимп считается потухшим вулканом, хотя в прошлом он мог не только часто извергаться, но и оставаться активным дольше, чем большинство других вулканов Красной планеты.

Темно-лазурный полумесяц на фоне космической тьмы — это прощальный кадр Нептуна, сделанный космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 27 августа 1989 года.

Спустя 35 лет эта фотография, полученная с расстояния 4,35 миллиона километров от ледяного гиганта, все еще остается последним снимком самой далекой планеты нашей Солнечной системы.

"Вояджер-2" — единственный зонд, посетивший Нептун. Этот визит стал кульминацией его грандиозного "Большого тура" по внешней Солнечной системе, в ходе которого он также встретился с Юпитером, Сатурном и Ураном. После пролета мимо системы Нептуна аппарат устремился к границам Солнечной системы, чтобы стать одним из первых человеческих первопроходцев в межзвездном пространстве.

Тайны голубого гиганта

Нептун обладает плотной атмосферой, состоящей из водорода (74%), гелия (25%) и метана (1%). Несмотря на незначительное — относительно водорода и гелия — содержание метана, именно этот предельный углеводород определяет цветовую гамму планеты. Это объясняется тем, что молекулы метана эффективно поглощают красный свет солнечного спектра и отражают синий — физический процесс, известный как рэлеевское рассеяние.

Интересный факт: если бы Нептун находился на месте Земли, он казался бы нам бледно-голубым шаром. Однако в реальности ледяной гигант находится в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает в 900 раз меньше света. Эта космическая "сумеречность" превращает голубой Нептун в таинственный темно-лазурный мир, который мы видим на снимке "Вояджера-2".

Самые быстрые ветры в Солнечной системе

В верхних слоях атмосферы Нептуна, охлажденных примерно до -220 градусов Цельсия, бушуют самые мощные ветры в нашей планетной системе. Их скорость может достигать невероятных 600 метров в секунду или 2 160 километров в час!

Для сравнения: во время урагана Патрисия, который был самым быстрым за всю историю метеонаблюдений, скорость ветра достигала "всего" 346 километров в час. И это настоящая загадка для ученых, ведь Нептун получает крайне мало солнечной энергии. Природа таких ветров до сих пор остается неизвестной.

Загадочные кольца и луны

"Вояджер-2" также подтвердил существование у Нептуна системы темных колец и собрал данные о некоторых из его спутников. Самый интересный из них — Тритон, покрытый азотным льдом и вращающийся вокруг планеты в обратном направлении. Имеющиеся данные указывают на то, что в далеком прошлом Тритон был карликовой планетой в поясе Койпера.

На Тритоне "Вояджер-2" зафиксировал удивительное явление — криовулканизм. Из недр нептунианского спутника, сквозь разломы на его поверхности, вырывался жидкий азот, создавая гейзеры высотой до восьми километров и питая разреженную атмосферу.

Ожидание нового визита

После пролета "Вояджера-2" человечество не отправляло специальных миссий к Нептуну, поэтому сегодня ученым приходится довольствоваться данными, получаемыми с помощью наземных обсерваторий и космических телескопов. Вкупе с данными, переданными "Воджером-2", эта информация помогает лучше понять эволюционный путь Нептуна и Солнечной системы в целом.

NASA и другие космические агентства обсуждают возможность новой миссии к ледяным гигантам, но даже если она будет одобрена, достичь Нептуна удастся лишь через десятилетия.

Поэтому темно-лазурный полумесяц Нептуна, запечатленный "Вояджером-2", — это не просто историческое достижение. Это символ человеческого стремления к познанию и напоминание о том, что даже самые далекие миры могут стать чуть ближе благодаря науке и технологиям.

Международная команда ученых применила машинное обучение для анализа более 400 образцов: древних осадочных пород, окаменелостей, современных микроорганизмов и фрагментов метеоритов разного возраста. Цель была амбициозной — научить алгоритм отличать органику биологического происхождения от небиологической в породах возрастом миллиарды лет.

Для этого исследователи использовали метод "случайного леса". Его суть в том, что алгоритм искал не один конкретный признак жизни, а сложные химические закономерности — своего рода молекулярный отпечаток, который остается после живых организмов даже тогда, когда исходные биомолекулы давно разрушились.

Метод показал точность выше 90% и дал особенно интересный результат на древнейших образцах. Так, в породах возрастом более 3,3 миллиарда лет были обнаружены "химические подписи" биологического происхождения. Это намного древнее прежних надежных молекулярных следов, которые находили в породах возрастом около 1,7 миллиарда лет.

Кроме того, анализ указал на признаки кислородного фотосинтеза уже около 2,5 миллиарда лет назад — примерно на 800 миллионов лет раньше прежних молекулярных данных.

Если результаты исследования подтвердятся другими методами, это изменит наши представления о ранней истории жизни на Земле. Возможно, сложные биохимические процессы появились существенно раньше, чем считалось, а эволюция на молодой планете шла быстрее и эффективнее.

И, конечно, если метод докажет свою эффективность, его начнут использовать и в астробиологии. Подобные алгоритмы могут пригодиться при изучении марсианских пород, а в перспективе — образцов с Европы, Энцелада и Титана прямо на месте. В поиске биосигнатур ИИ способен превзойти человека: он работает не с очевидными признаками, а со сложными химическими сочетаниями, которые человеческий глаз просто не увидит.

Мы стоим на пороге революционного события: уже в обозримом будущем поиск следов внеземной жизни сможет обойтись без безумно дорогих и опасных пилотируемых миссий — и даже без доставки образцов на Землю. Если машина научится надежно читать химию других миров на месте, главная задача будет сводиться к доставке оборудования к цели — а с этим мы уже хорошо научились справляться.

Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе. Гравитационное перетягивание между Юпитером и крупными спутниками буквально мнёт этот мир изнутри, и на поверхности бурлят более 400 вулканических впадин — патер, по сути представляющих собой лавовые озёра. Новое исследование, основанное на данных инфракрасного картографа JIRAM зонда Juno, показывает, что тепловую мощность этих озёр десятилетиями занижали примерно на порядок.

Проблема оказалась в методе наблюдений. Прежние оценки опирались на съёмку в M-диапазоне инфракрасного спектра. Он отлично фиксирует раскалённые периферийные кольца лавовых озёр, где температура достигает ~627 °C, — но практически не видит центральную корку. А корка — это застывшая «крышка» над расплавленным нутром: она намного холоднее (около −50 °C), зато занимает несоизмеримо большую площадь. И её суммарное тепловыделение оказывается куда выше, чем у узкого раскалённого обода по краям.

Показательный пример — патера P63. По старым данным её тепловая мощность оценивалась в 7 гигаватт, в некоторых моделях — до 20. JIRAM, способный улавливать излучение и от холодных участков, дал цифру в 80 ГВт. Разница более чем десятикратная!

Попутно исследователи прикинули возраст коры. Если подставить температуру около −73 °C в модель остывания, получается около 13 лет. Статистически корка обновляется примерно раз в 8–10 лет. Тут возникает загадка: снимки Ио от «Вояджера» (1979), «Галилео» (1990-е) и Juno не показывают заметных изменений в форме озёр за эти десятилетия. Если поверхность действительно обновляется каждые десять лет — почему мы этого не видим?

Пока изучено лишь 32 патеры из 400, и не все из них — лавовые озёра с двухкомпонентной тепловой структурой. Но Juno продолжает расширенную миссию, и инструменты зонда ещё скажут своё слово.