Статьи в журнале «Eos. Earth & Space Science News» 2021 г.

1. Манасви Лингам. Обитаемость и эволюция жизни под нашим магнитным щитом (Manasvi Lingam, Habitability and the Evolution of Life Under Our Magnetic Shield) (на англ.) том 102, №1, 2021 г., стр. 24-28 в pdf - 836 кб
   «Магнитное поле, создаваемое динамо-машиной Земли (геодинамо), отвечает за существенную магнитосферу нашей планеты, которая, как считается, защищает Землю от пагубного воздействия солнечного ветра. Многие считают, что магнитное поле Земли дает широкий спектр преимуществ. Ученые утверждают, что планетарное магнитное поле является основным требованием для обитаемости. (...) Однако многое в планетарном магнетизме Земли остается малоизученным. Из множества вопросов, которые приходят на ум, выделяются два: когда и как произошли изменения на Земле. Динамо возникают и развиваются с течением времени? И каковы последствия магнитного поля для обитаемости и жизни? (...) [1. История динамо Земли] Самые старые доказательства геодинамо получены из анализа магнитных включений в кристаллы циркона возрастом 4,2 миллиард лет, найденные в Австралии, в совокупности указывают на то, что магнитное поле Земли тогда могло быть примерно вдвое сильнее, чем сегодня. (...) Одна гипотеза, среди прочего, предполагает, что высокие температуры, возникшие во время гигантских ударных явлений в этот период [2,5-4,5 миллиарда лет назад], способствовали переносу магния в ядро, где осаждение магнийсодержащих минералов давало достаточно энергии для питания геодинамо; однако некоторые ученые подвергли критике эту модель на том основании, что производимой энергии недостаточно. (...) Зарождение (т. е. формирование) внутреннего ядра Земли считается решающим в дальнейшей эволюции геодинамо, главным образом потому, что скрытое тепло, выделяющееся во время кристаллизации внутреннего ядра, в тандеме с продолжающейся химической дифференциацией (в которой материалы различных составов, разделенных на Земле в зависимости от плотности и химического сродства), способна питать геодинамо. (...) Интенсивность магнитного поля, полученная по образцам горных пород, относящихся к мезопротерозою [1] (примерно 1-1,5 миллиарда лет назад), была аргументирована как доказательство того, что ICN [зарождение внутреннего ядра] происходит в этом интервале. Напротив, анализ магнитных включений в кристаллах из Эдиакара [1] (около 565 миллионов лет назад) совместим с началом ICN в то время. Несоответствие в возможных возрастах начала ICN может происходить из-за систематических предубеждений в более ранних наборах данных по палеомагнитной интенсивности (...) Если зарождение внутреннего ядра Земли произошло во время эдиакарского периода, возникает поразительное совпадение. (...) Возникает соблазн задуматься о том, существуют ли глубокие связи между ICN и увеличением силы магнитного поля Земли, с одной стороны, и разнообразием животных, с другой [так называемый кембрийский [1] взрыв , когда многоклеточная жизнь, казалось бы, диверсифицировалась на большинство линий, которые мы признаем сегодня], как предполагают некоторые авторы. (...) [2. Значение магнитного щита Земли]. Существование глобального магнитного поля поднимает вопросы о том, как оно влияет на обитаемость и жизнь. (...) Обычно считается, что магнитные поля необходимы для защиты планетных атмосфер от эрозии солнечным ветром, который ускоряет уход атмосферных частиц за счет электромагнитных взаимодействий. Но насколько верна эта посылка? (...) более поздние численные модели и аналитические исследования показали, что взаимосвязь между магнитным полем планеты и скоростью убегания ионов кислорода очень нелинейна. В частности, в широком диапазоне значений напряженности магнитного поля - и вопреки ожиданиям - скорость утечки может фактически снизиться при ослаблении напряженности поля. Следовательно, есть предварительные основания предполагать, что слабое или даже отсутствующее геомагнитное поле могло быть не таким большим препятствием для жизни, как первоначально предполагалось (...) Магнитосферное экранирование Земли действует как защитный барьер против высокоэнергетических солнечных частиц и галактических космических лучей (ГКЛ) (...) когда ГКЛ и их производные достигают поверхности, они могут повредить биомолекулы, такие как ДНК. Кумулятивное воздействие такого излучения измеряется величиной, известной как мощность эквивалентной дозы. Ожидается, что при более слабом магнитном поле мощность эквивалентной дозы увеличится, поскольку более высокий поток ГКЛ достигает поверхности, и наоборот. (...) Для атмосферы земного типа эквивалентная доза может увеличиться только примерно в 2 раза, если геомагнитное поле отсутствует. (...) Множественные численные модели показывают, что ослабленное или отсутствующее магнитное поле может привести к 20% или большему увеличению УФ-излучения, проникающего на поверхность, особенно в полярных регионах. Достаточно ли такое ускорение, которое на первый взгляд может показаться не таким уж большим, чтобы нанести масштабный ущерб биоте нашей планеты [всей совокупности организмов], неясно, учитывая сложность биосферы Земли и ее нелинейные взаимодействия с литосферой, гидросферой и атмосферой. [Выводы] Есть многообещающие свидетельства того, что геодинамо на Земле возникло еще 4,2 миллиарда лет назад и что кристаллизация внутреннего ядра Земли, проложившая путь для сегодняшнего геодинамо, произошла более полумиллиарда лет назад. Хотя изменения в магнитном поле Земли, вызванные этими переходами, вероятно, были значительными, сопутствующие эффекты для биосферы нашей планеты гораздо менее очевидны. (...) Решив загадку того, играло ли магнитное поле Земли значительную роль в модулировании эволюции жизни, мы сможем лучше рассмотреть связанный с этим вопрос о том, необходимо ли магнитное поле для планеты, чтобы быть обитаемой первостепенным. Это стремление имеет серьезные последствия для (...) ответа на извечный вопрос: одиноки ли мы? Давайте продолжим этот поиск со всей серьезностью".
   [1] Мезопротерозой, эдиакарский, кембрийский период обозначают определенные геологические периоды.
   
2. Дженесса Данкомб. Невероятная странность магнитного поля Земли (Jenessa Duncombe, The Herky-Jerky Weirdness of Earth's Magnetic Field) (на англ.) том 102, №1, 2021 г., стр. 30-35 в pdf - 737 кб
   «Большинство людей не знают, что магнитное поле Земли имеет слабое место размером с континентальную часть Соединенных Штатов, которое парит над Южной Америкой и южной частью Атлантического океана. Мы защищены от любых воздействий на землю, но нашим спутникам не так повезло: когда они проникают через эту магнитную аномалию, их бомбардируют более интенсивным излучением, чем где-либо еще на орбите. Есть основания полагать, что эта вмятина в магнитном поле, называемая Южно-Атлантической аномалией, только становится больше. (...) Сотни раз в истории Земли наше магнитное поле менялось местами, переключаясь между севером и югом в планетном триггере. Магнитный Северный полюс Земли тоже продолжает дрейфовать, кружась в Арктике в хаотическом танце. И ученые обнаружили импульсы земного магнитного поля, называемые геомагнитными рывками, которое может подорвать наши навигационные системы. Тем не менее, прогнозирование этих изменений остается проблемой. (...) понимание силы и вариаций нашего магнитного поля имеет жизненно важное значение для понимания того, какой риск мы могли иметь от следующей большой солнечной бури. (...) Постоянная потребность ядра в охлаждении и, следовательно, в конвекции, приводит в действие электрический генератор нашей планеты. Генератор создает самоподдерживающееся магнитное поле посредством процесса, называемого геодинамо. (...) Геодинамо работает, потому что естественная конвекция жидкого ядра проталкивает металлы через существующее слабое магнитное поле, возбуждая электрический ток. Из-за взаимосвязи между электричеством и магнетизмом ток создает второе магнитное поле, и процесс повторяется. Этот процесс был самоподдерживающимся на протяжении большей части истории Земли. (...) Любой спутник на околоземной орбите - обычная высота для спутников наблюдения Земли - должен пройти через аномалию. Космический телескоп Хаббл проводит в этом регионе 15% своей жизни и регулярно отключает свои светочувствительные камеры, чтобы избежать повреждений. (...) В первые дни существования Международной космической станции аномалия вызвала бы сбой в компьютерах астронавтов. (...) Исследователи обнаружили Южно-Атлантическую аномалию в 1958 году, когда спутники впервые начали измерять радиацию в космосе. (...) есть некоторые свидетельства того, что аномалия существует с самого начала 19 века, а может быть, даже раньше. Настоящие дебаты связаны с тем, что аномалия будет делать дальше. (...) Со временем [Эсли] Грили [научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА] обнаружил [путем анализа спутниковых данных за 20 лет], что Южно-Атлантическая аномалия перемещается на запад (примерно на 1° долготы каждые 5 лет) и чуть севернее. (...) Согласно прогнозу ученого НАСА Вейджиа Куанга и Университета Мэриленда, профессора округа Балтимор Эндрю Тангборна, аномалия не только мигрирует на запад, но и продолжает расти в размерах. Через пять лет область ниже напряженности поля 24000 нанотесла (примерно половина нормальной магнитной напряженности) вырастет примерно на 10% по сравнению со значениями 2019 года. (...) К счастью, аномалия не может повредить жизни на поверхности, - сказал Куанг. «Но если она продолжит ослабевать со временем, это может в конечном итоге повлиять на нас». (...) Как только во всем мире возникли долговечные наземные обсерватории, ученые заметили странные отклонения в полях, в том числе, например, то, что наши магнитные Северный и Южный полюса свободно перемещаются по планете. (...) иногда это постепенное движение ускоряется, по-видимому, случайным образом, и дрейф магнитного поля Земли идет в другом направлении. Эти отклонения называются геомагнитными рывками. (...) События обычно длятся от 1 до 3 лет, и первый задокументированный случай был зарегистрирован в 1902 году. С тех пор произошли десятки рывков. Последний рывок был в 2016 году, когда он толкнул поле и резко сместил дрейф Северного полюса. Случай был довольно неприятным, потому что ученые только что выпустили 5-летнюю модель магнитного поля Земли под названием World Magnetic Model (WMM). Команде WMM пришлось досрочно обновить модель, чтобы избежать недопустимых навигационных ошибок. (...) рывки могут возникать в результате толчка и притяжения сил внутри Земли. Когда горячий шлейф вырывается через внешнее ядро, тонкий баланс между планетарными, вращательными и электромагнитными силами нарушается [беспорядочно]. Силы дисбаланса вызывают дрожь вдоль силовых линий магнитного поля в виде волн. (...) невозможно идентифицировать геомагнитные скачки, пока они не произошли, потому что исследователи должны анализировать данные с течением времени. (...) Рывки могут пролить свет на тепловые свойства ядра, горячо обсуждаемая тема, которая влияет на наши представления обо всем, от возраста ядра до начала тектоники плит. (...) Магнитное поле Земли непостоянно, покрыто кратерами и постоянно меняется, но у ученых нет оснований полагать, что это поле не защитит нас на десятилетия - и, скорее всего, столетия - в будущем. Даже один из самых драматичных сценариев - магнитный реверс, маловероятен в обозримом будущем. (...) Поле меняется так постепенно, что мы будем вовремя предупреждать, по крайней мере, ещё несколько десятилетий (...) Возможно, более тревожная опасность исходит из космоса. (...) в нашей Солнечной системе возможны гигантские солнечные вспышки. Наблюдения за другими звездами, похожими на Солнце, показывают, что наше Солнце может испускать вспышку эпических масштабов. В 2020 году Конгресс принял PROSWIFT (Закон о содействии исследованиям и наблюдениям космической погоды для улучшения прогнозов завтрашнего дня), чтобы вложить деньги в исследования космической погоды, которые авторы закона назвали вопросом национальной безопасности. (...) наше магнитное поле будет продолжать делать то, что умеет лучше всего: дрейфовать, дрожать и трансформироваться в свою следующую грандиозную конфигурацию».
   
3. Бас ден Хонд. Полевой путеводитель по магнитной солнечной системе (Bas den Hond. A Field Guide to the Magnetic Solar System) (на англ.) том 102, №1, 2021 г., стр. 36-415 в pdf - 1,05 Мб
   «Поздравляем! С IP9, новой межпланетной моделью в фирменной линейке магнитных компасов Eos, вы выбрали попутчика, который будет служить вам как можно лучше на многих телах нашей солнечной системы, испытывающих трудности с GPS. Полёт на Меркурий, поездка на Марс или скольжение по Нептуну. (...) [Меркурий] Структура магнитного поля Меркурия очень похожа на земное, поэтому ваш компас будет вести себя примерно так, как если бы огромный стержневой магнит опирался на центр планеты, выровненный с его осью вращения. Или - немного ближе к отметке - как будто электрические токи опоясывают эту ось. Дайте вашей стрелке время настроиться. Магнитное поле Меркурия, которое было измерено MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging, поверхность Меркурия, космическая среда, Геохимия и ранжирование) космическим аппаратом, который вращался вокруг планеты с 2011 по 2015 год, составляет всего 1,1% от земного. (...) Самое главное, что говорит вам поле Меркурия, это то, что у него железное ядро, и это ядро все еще частично жидкое и движущиеся», - сказала [Сабина] Стэнли [профессор кафедры наук о Земле и планетах Университета Джона Хопкинса]. «Прежде чем мы сможем по-настоящему понять, что поле говорит нам о планете, нам нужно понять, каков состав ядра, что смешано с железом, каковы температуры. Мы узнаем немного об этом из состава поверхности». Эти предположения о композиции в конечном итоге используются в моделировании, что и делает Стэнли. Цель состоит в том, чтобы предсказать, как железное ядро, полностью или частично жидкое, излучает свое изначальное тепло. Если это произойдет достаточно быстро, произойдет конвекция. Поскольку водовороты электропроводящей жидкости создают магнитные поля и перемещаются под их действием, они становятся самоподдерживающимся источником таких полей: динамо-машиной. Но реалистичное моделирование этого процесса пока невозможно, сказала Стэнли. (...) [Луна] Время, когда у Луны было глобальное магнитное поле, давно прошло. Ваш компас в лучшем случае улавливает остаточную намагниченность в некоторых лунных породах. (...) [Венера] Для Венеры информации о каком-либо прошлом магнитном поле еще меньше. (...) [Джо О'Рурк, доцент Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона], сказал: «Одна возможность состоит в том, что это ничего не даст, потому что никогда не было никакого магнитного поля. Во-вторых, он иногда ведет себя хаотично, когда вы сталкиваетесь с намагниченными областями коры». Такие области доказывают, что у Венеры действительно есть магнитное поле и что оно сохраняется в скалах. Но существуют ли эти скалы - остается только догадываться. (...) «Все, что мы действительно знаем, это то, что если на Венере есть магнитное поле, оно должно быть в 100000 раз слабее, чем магнитное поле Земли». (...) Была ли у Венеры когда-либо динамо-машина, может быть установлено только с помощью новой миссии, оснащенной магнитометром. (...) [Марс] У нас есть более четкое представление о магнитных свойствах Марса, потому что он был объектом очень многих недавних миссий. (...) «Большая часть севера не намагничена, [так что] это мало что значит», - сказала она [Дженнифер Буз, докторант кафедры астрономии и планетологии Университета Северной Аризоны]. Но по мере того, как вы идете на юг, вы обнаруживаете область, где кора действительно сильно намагничивается, причем попеременно. (...) Если бы вы пересекли значительную часть южного полушария [на Марсе], компас полностью переключил бы направление несколько раз». Эти аномалии указывают на то, что у Марса когда-то было динамо-ядро, и предполагают, что его магнитное поле было сильным для его размеров, примерно таким же сильным, как у Земли. (...) Можно было бы изучить ядро, наблюдая сейсмические волны, пересекающие планету одновременно из нескольких мест. Но на планете есть только один работающий сейсмометр, привезенный туда с миссией Mars InSight в 2018 году. Посадочный модуль InSight также имел на борту магнитометр. (...) Но и здесь данные с одного инструмента в одном месте ограничены. (...) Следующая миссия НАСА на Марс прибудет в феврале [2021 года] с марсоходом Perseverance, но без магнитометра. (...) Но марсоход [Тяньвэнь-1] несет детектор магнитного поля поверхности Марса, который будет измерять поле с точностью лучше 0,01 нанотесла. Это меньше одной миллионной напряженности поля Земли. (...) [Газовые гиганты] «Положение Сатурна уникально: оно почти идеально осесимметрично», - сказал Стэнли. Но на другом газовом гиганте Солнечной системы компас обманывают пятна потока недалеко от полюсов, где появляются дополнительные силовые линии. Потоки проводящего материала, которые нужны динамо-машине, не находятся в металлических ядрах газовых гигантов - если они вообще есть на планетах. Вместо этого ученые считают, что потоки возникают на более высоких уровнях, где водород, составляющий основную часть этих планет, горячий и находится под давлением, достаточным для того, чтобы стать металлическим. Разработчики моделей могут создать поле, подобное Юпитеру, но что касается Сатурна, «Очень сложно создать динамо-машину, создающую симметричное поле», - сказал Стэнли. (...) [Галилеевы спутники] Галилеевы спутники Юпитера - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - предположительно имеют железные ядра, основываясь на их гравитационном притяжении на космический аппарат Галилео, который курсировал вокруг системы Юпитера с 1995 года по 2003. Однако только один из них, Ганимед, имеет ядро с активным динамо, создающим сильное дипольное поле. Почему другие не имеют этого - загадка (...) [Ледяные гиганты] При магнитной навигации по Урану и Нептуну рекомендуется проявлять большую осторожность. По словам Стэнли, магнитные поля двух ледяных гигантов Солнечной системы не диполярны, а многополярны. «У них есть много мест, где силовые линии выходят за пределы планеты и уходят в нее. Таким образом, вы никогда не знаете, куда будет указывать ваш компас. (...) мы думаем, что динамо-машины на Уране и Нептуне происходят в ионных слоях воды. Мы не знаем, насколько глубоко залегает динамо-область, и мы действительно не понимаем, что происходит с водой ». (...) Очевидно, что туристические экскурсии по Солнечной системе не для слабонервных - и в настоящее время туристическая страховка доступна только для каменистых планет (...) Тем, кому не терпится отправиться дальше, следует следить за земными научными журналами о последних разработках ".
   
4. Морган Ренберг. Модель юпитерианской магнитосферы эпохи "Джуно" (Morgan Rehnberg, A Juno Era Model of the Jovian Magnetosphere) (на англ.) том 102, №1, 2021 г., стр. 42 в pdf - 341 кб
   «Юпитер создает самое мощное планетное магнитное поле Солнечной системы, и понимание области его влияния, называемой магнитосферой, жизненно важно почти для всех наблюдений за системой Юпитера. (...) Модель Вояджера [основана на данных облетов космического корабля Вояджер в 1979], который представляет конфигурацию магнитосферы Юпитера с дискообразной геометрией, используется и сегодня. Однако прибытие космического аппарата НАСА Juno в 2016 году, который обеспечил высокодетальные измерения плазменной среды Юпитера, выявило несоответствия в этой модели. Возможно расширить модель Вояджера и приспособить ее к наблюдениям Juno [в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2020], чтобы улучшить планирование миссий и интерпретацию данных. Результатом является модель, которая эмпирически описывает магнитосферу, не пытаясь объяснить физические процессы, которые её производят. (...) Полученная модель наилучшего соответствия описывает магнитосферу как слегка наклоненный диск с общей толщиной 7,2 R _J [радиус Юпитера], внутренний радиус 7,8 R_J и внешний радиус 51,4 R _J. Эта основанная на модели Juno была оценена путем наблюдений за взаимодействием заряженных частиц с большими лунами Юпитера и, как было обнаружено, существенно превосходит модель эпохи Вояджера».
   
5. Кимберли М. С. Картье. Есть ли у спутников Урана подземные океаны? (Kimberly M. S. Cartier, Do Uranus's Moons Have Subsurface Oceans?) (на англ.) том 102, №2, 2021 г., стр. 6-7 в pdf - 185 кб
   «Луна Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад - два наиболее известных примера таких миров [спутники с предположительно жидкими океанами]. Почему бы некоторым спутникам Урана и Нептуна, ледяным планетам-гигантам солнечной системы, также не иметь подземных океанов. «Большинство ученых-планетологов согласны с тем, что для этого нет причин, и группа исследователей обнаружила, что проверенный [доказанный] метод подтверждения существования подземных океанов будет особенно хорошо работать для спутников Урана. (... ) Во время облета системы Уран "Вояджером-2" в 1986 году он отправил на Землю первые (и пока единственные) изображения крупным планом пяти крупнейших спутников планеты - Миранды, Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона. Выяснилось, что луны состоят из смеси горных пород и льда примерно в соотношении 50:50 и, как и большинство спутников планет, имеют множество кратеров. Однако поверхности лун также демонстрируют некоторые из классических признаков криовулканизма, такие как свежий некратерированный материал. Как и в случае с Европой и Энцеладом, подповерхностный океан - это один из способов возникновения этих признаков недавней геологической активности. [Бенджамин] Вайс [планетолог из Массачусетского технологического института в Кембридже] и его команда хотели знать, сможет ли будущий космический корабль открыть такой океан. Исследователи рассчитали силу магнитного поля, которое Уран создаст в гипотетическом подземном океане Луны, и определили, сможет ли будущая миссия на орбите планеты обнаружить это индуцированное поле. Это тот же метод, который ученые из миссии НАСА «Галилео» использовали в 1998 году, чтобы подтвердить наличие подповерхностного океана на спутниках Юпитера Европа и Каллисто. (...) Используя теоретические модели магнитного поля Урана, команда Вайса рассчитала силу полей, индуцированных на Миранде, Ариэле, Умбриэле, Титании и Обероне (...) Подземный океан на Миранде, Ариэле, Умбриэле и Титании. Вайс сказал, что (...) измерения этих свойств [глубины, толщины или солености океанов] могут быть возможны для спутников Урана. (...) Уран и Нептун являются более приоритетными целями для миссии космического аппарата, чем в прошлом, потому что подходящее окно для запуска открывается в конце 2020-х годов. НАСА, например, рассматривает возможность миссии на Нептун под названием «Трезубец», хотя ни одна миссия к Урану в настоящее время не рассматривается. (...) Миссия к ледяному гиганту может быть далекой, признал Вайс, но он надеется, что это исследование «побудит людей еще более серьезно взглянуть на идею отправки магнитометра для исследования Урана или Нептуна».
   
6. Джеймс Ромеро. Экзопланета Земля: Совершенное селфи для поиска пригодных для жизни миров (James Romero, Exoplanet Earth: An Ultimate Selfie to Find Habitable Worlds) (на англ.) том 102, №2, 2021 г., стр. 14 в pdf - 167 кб
   «Спустя двадцать пять лет после того, как мы обнаружили первый мир, вращающийся вокруг другой звезды, наша экзопланета в каталоге имеет номер 4301 и поднимается вверх. Тем не менее, только около 51 экзопланеты было действительно замечено. Эта небольшая коллекция миров, отображаемых непосредственно на изображениях, включает в себя множество звездных объектов из несостоявшихся звезд, известных как коричневые карлики или молодые газовые гиганты, похожие на Юпитер, и странный адский мир лавы. (...) Улавливание света от большего количества планет, похожих на Землю, остается за пределами досягаемости сегодняшних телескопов. Необходимые технологические усовершенствования - только вопрос времени Однако результаты могут быть значительными. В Технологическом университете Делфта в Нидерландах исследователи изучают, что алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) могут «видеть» в свете, отражающемся от более похожих на нашу экзопланет. Особый интерес вызывает астрофизик Дора Клинджич. Поляризация света - ориентации, в которых колеблются фотоны. (...) Клинджич считает, что отпечатки более земных поверхностей также транслируется в вибрирующих фотонах, которые более крупные экзопланеты отражают в космос. «Если у нас есть планета с облаками, жидкой водой, континентами, снегом и льдом, каждый из этих типов отражающих поверхностей будет различаться в поляризации света», - сказала она. (...) Однако, рассуждал Клинджич, если ученые ищут признаки жизни, алгоритмы анализа этих планетарных пикселей нуждаются в обучении на нашей единственной известной живой планете. Этот анализ означает снятие поляриметрии с Земли, чтобы обеспечить перспективу всей планеты. Клинджич нацелился на Луну как на идеальную точку обзора. Его новая статья, опубликованная в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society [2021] в сотрудничестве с коллегами из Лейденской обсерватории и компании «Cosine Remote Sensing», представляет миссию LOUPE - Лунную обсерваторию для неразрешенной поляриметрии Земля. (...) Селфи [Земля], скорее всего, будет напоминать бледно-голубую точку ниже порога разрешения, она будет содержать всю поляриметрическую информацию, исходящую от освещенного диска Земли - непрерывный поток фотонов, колебания которых формируются их отражением от этого знакомого лоскутного одеяла погодных систем, океаны, континенты и ледяные щиты, которые вращаются и исчезают из поля зрения. Если инструмент искусственного интеллекта сможет научиться извлекать такие особенности поверхности и атмосферы, ученые смогут характеризовать аналогичные сигнатуры из света экзопланет. (...) Спектрополяриметр размером с монету и весом несколько сотен граммов, его ключевые компоненты - жидкие кристаллы, как в экране ноутбука. (...) Из-за яркости Земли на лунном небе стационарный широкоугольный объектив избавит от необходимости в механической точке и системе фокусировки. Этот объектив будет поддерживать низкие требования к весу и мощности, что позволит LOUPE использовать его на будущем марсоходе или посадочном модуле (...) Команда из Делфта создает прототипы LOUPE с учетом окна запуска 2022 года и рассматривает предлагаемые коронографические телескопы, такие как Римский космический телескоп Нэнси Грейс [инфракрасный телескоп НАСА, запуск которого запланирован на 2025 год], который будет механически блокировать звездный свет и обнаруживать находящиеся на орбите экзопланеты. (...) «Мы смотрим на себя, чтобы узнать других», - сказал Клинджич».
   
7. Кэтрин Накалембе и др. Посев семян продовольственной безопасности в Африке (Catherine Nakalembe et al., Sowing Seeds of Food Security in Africa) (на англ.) том 102, №2, 2021 г., стр. 28-33 в pdf - 524 кб
   «Продовольственная безопасность - одна из самых насущных, если не самая насущная проблема, с которой сегодня сталкиваются многие африканские страны. (...) Прошлый год [2020] принес новые потрясения и спад в растениеводстве по всей Африке. Фермеры в Восточной Африке, например, столкнулись с более разрушительными наводнениями, самым серьезным (и все еще продолжающимся) заражением пустынной саранчой за 70 лет и, конечно же, с пандемией COVID-19 (...). 840 миллионов к 2030 году, определенно не на пути к достижению Цели устойчивого развития Организации Объединенных Наций "Нулевой голод". (...) Анализ характера и степени этих воздействий и оценка их значения для средств к существованию важны при планировании ответных мер и усилия по смягчению последствий, но они могут стать непосильными задачами при наличии только обычных возможностей, таких как наземные наблюдения и опросы фермеров. Спутниковые наблюдения Земли (EO), которые предоставляют важную информацию о сельскохозяйственных культурах почти в реальном времени, это жизненно важная роль в дополнении таких возможностей, позволяя заблаговременно предупреждать о стихийных бедствиях и поддерживать программы реагирования, включающие финансирование рисков и другие меры, снижающие отсутствие продовольственной безопасности. Harvest - это программа НАСА по продовольственной безопасности и сельскому хозяйству, которая направлена на укрепление продовольственной безопасности путем производства и распространения актуальной и действенной информации о сельскохозяйственных условиях и перспективах производства в национальном, региональном и глобальном масштабах. (...) Harvest Africa определила четыре основных направления для достижения своих целей: [1] Улучшение систем мониторинга и раннего предупреждения, которые предоставляют действенные данные и информацию о производительности сельского хозяйства и продовольственной безопасности в различных масштабах [2] Продвижение методов, лежащих в основе соответствующих данных и системе ОР [3] Развитие и передача потенциала национальным и местным пользователям в Африке, которые влияют на принятие решений [4] Развитие прочных, долгосрочных и устойчивых партнерств. (...) Harvest поддерживает эти потребности благодаря своей роли в Глобальной инициативе по мониторингу сельского хозяйства Международной группы наблюдений за Землей (GEOGLAM). Harvest координирует систему мониторинга урожая GEOGLAM для раннего предупреждения (CM4EW), которая предоставляет своевременную научно обоснованную информацию о глобальном состоянии сельскохозяйственных культур. Эта информация поступает из спутниковых индикаторов состояния растительности (на основе нормализованного разностного индекса растительности), осадков, температуры, влажности почвы, суммарного испарения [(эвапотранспирация) суммы испарения и транспирации растений с суши и поверхности океана в атмосферу, важная часть круговорота воды] и сток [вода из осадков или других источников, которая течет по поверхности земли]. (...) В Восточной Африке на национальном уровне Crop Monitor был адаптирован и принят для полноценного оперативного использования национальными министерствами в Кении, Танзании и Уганде, и в настоящее время он разрабатывается для использования в Мали и Руанде. (...) Harvest также руководит разработкой панели мониторинга цен на COVID-19 NASA Harvest и возглавляет международную рабочую группу по мониторингу саранчовых. (...) Системы мониторинга на основе ЭО и принятие решений в отношении сельского хозяйства и продовольственной безопасности основываются на точных и актуальных продуктах, таких как карты земного покрова и типов сельскохозяйственных культур, условий и урожайности. Harvest разрабатывает новые методы улучшения этих продуктов, используя машинное обучение, биофизические модели и модели агроэкосистем, а также статистические методы. (...) Продукты, созданные с помощью этого метода, такие как карты пахотных земель 2019 года для Того и сезонные карты 2019 и 2020 годов для Кении, предоставляют лицам, принимающим решения, достоверную информацию о том, где выращиваются культуры и как эти культуры работают. (...) Harvest Africa вложила значительные средства в наращивание потенциала, чтобы продвигать методы мониторинга сельскохозяйственных культур в странах Африки к югу от Сахары и гарантировать, что системы и методы ЭО отвечают потребностям пользователей и заполняют критические пробелы в данных. Для этого мы сосредоточились на объединении местных знаний, ресурсов и опыта с нашими собственными, чтобы лучше понять существующие проблемы и помочь определить и определить приоритеты институциональных потребностей. (...) Результатом этих усилий по наращиванию потенциала является то, что в настоящее время существуют сети обученных «чемпионов» по мониторингу урожая, которые разбираются в проведении оценок состояния посевов на основе ЭО. (...) По замыслу, NASA Harvest - это партнерство партнерств - многопрофильный и многосекторальный консорциум ведущих ученых и заинтересованных сторон в сельском хозяйстве как в государственных, так и в частных организациях. В Африке мы установили партнерские отношения с правительственными ведомствами, некоммерческими организациями и международными организациями развития, чтобы улучшить результаты для конечных пользователей. Эти партнерства доказали свою важность для обеспечения доступа к критически важным техническим знаниям, информационным ресурсам и наземным наборам данных, а также для облегчения и финансирования учебных мероприятий. (...) Пандемия COVID-19 вместе с продолжающимся меняться климатом и экстремальные явления, связанные с природой, представляют собой беспрецедентные проблемы для продовольственной безопасности в Африке и других регионах, которые нам еще предстоит полностью понять. Но есть возможности использовать ЭО для решения этих проблем. Для исследователей как никогда важно использовать доступные инструменты и исследования - а также сделать эти инструменты и данные общедоступными - чтобы помочь национальным правительствам и организациям, работающим над смягчением негативных последствий потрясений в продовольственной системе. (...) Эта работа превращает исследования в ощутимые, положительные результаты для фермеров и сообществ, уязвимых к отсутствию продовольственной безопасности. Благодаря такой открытой науке и координации между местными, национальными и международными группами мы можем использовать объединенные знания и ресурсы каждого и добиться систематического и измеримого прогресса в искоренении голода».
   
8. Джоанна Вендель. «Поиск чужой жизни начинается с уничтожения бактерий на Земле» (JoAnna Wendel, This Search for Alien Life Starts with Destroying Bacteria on Earth) (на англ.) том 102, №4, 2021 г., стр. 16 в pdf - 228 кб
   «В лаборатории Имперского колледжа Лондона Тара Солтер использовала высокие температуры, чтобы уничтожить образцы бактерий и архей, оставив после себя молекулярные фрагменты. С помощью этого процесса пиролиза Солтер попытался смоделировать то, что может случиться с молекулами, которые врезаются в космический корабль, как жуки в ветровое стекло. В частности, Солтер смоделировал космический корабль, летящий через похожие на гейзеры шлейфы океанических лун внешней солнечной системы. Ученые наблюдали струи, вырывающиеся из ледяных оболочек как Энцелада, спутника Сатурна, так и спутника Юпитера Европы - и они хотят отправить космический корабль через шлейфы, чтобы исследовать, какие молекулы выбрасываются из внеземных океанов внизу. Любая молекула, столкнувшаяся с космическим кораблем, летящим со скоростью несколько километров в секунду, будет «разбита вдребезги [множество мелких фрагментов]», - сказал Солтер. Космический аппарат для отбора проб, скорее всего, не сможет наблюдать за целыми организмами - только за их частичками». По словам Солтер, большая цель ее исследования - собрать организм в единое целое, обнаружив мелкие детали. (...) Еще в 2005 году космический аппарат НАСА Кассини сделал впечатляющее открытие: под многокилометровым льдом на спутнике Сатурна Энцелад бушует огромный океан жидкой воды. (...) «Кассини» обнаружил не только молекулы воды в шлейфе - также, похоже, там были фрагменты органических молекул, цеплявшиеся за несущиеся ледяные частицы. Но инструменты Кассини не были разработаны, чтобы различать большие органические молекулы (...) Следующая миссия агентства [НАСА] к внешней части Солнечной системы, Европа Клипер, будет изучать другую луну, которая содержит океан жидкой воды, спутник Юпитера Европу. (...) Масс-спектрометр Europa Clipper сможет обнаруживать и определять состав более крупных органических молекул, сказал [Хантер] Уэйт [программный директор масс-спектрометрии в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио], который также является соисследователем на приборе. Таким образом, ученые смогут точно изучить, какой материал выходит из шлейфов. Чтобы смоделировать полет космического корабля через шлейфы Европы, Солтер нагрел образцы экстремофильных бактерий в специальной камере до 650°C, что имитирует разрушительную силу столкновения с космическим кораблем. Тепло в какой-то степени разрушает молекулы, и остается лишь множество фрагментов. Затем Солтер проанализировала фрагменты с помощью масс-спектрометра своей лаборатории и создала каталог. (...) В своем анализе она обнаружила фрагменты аминокислот; цепи жирных кислот, из которых состоят липиды; и молекулы, содержащие кислород, водород и углерод. Проанализировав фрагменты, Солтер создала библиотеку молекулярных сигнатур, которую она надеется расширить и поделиться с коллегами-учеными. (...) У Солтера есть еще планы разрушения. Она хочет уничтожить клетки бактерий, используя ультрафиолетовое излучение, чтобы имитировать поверхность Европы, и нагреть клетки в присутствии воды, чтобы увидеть, как вода влияет на то, какие молекулы остаются. Из пыли измельченных бактерий ученые надеются собрать полную библиотеку молекулярных фрагментов, которые помогут идентифицировать жизнь в другом мире».
   
9. Кейт Уилинг. «Окно в погоду на Титане» (Kate Wheeling, A Window into the Weather on Titan) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 8 в pdf - 154 кб
   «За прошедшие годы Кассини показал, что Титан является планетарным телом, относительно похожим на Землю. Климат Луны циклично проходит через сезоны, которые длятся около 7,5 земных лет, а циркуляция в его атмосфере перераспределяет тепло от экватора к полюсам, поддерживая относительно однородную температуру и стабильна. На его поверхности сжиженный природный газ течет через реки и озера. Это единственное место в солнечной системе, кроме Земли, которое испытывает такой поток жидкости по своей поверхности, и исследователи давно предположили, что эти озера и реки питаются за счет дождя из облаков метана в атмосфере Луны. «Хотя дождь можно предсказать теоретически, конечно, существуют всевозможные теории», - сказал Роджер Кларк, старший научный сотрудник Института планетологии, не участвовавший в новом исследовании. (...) Но новое исследование является «ключевой точкой данных в случае активного дождя». (...) Исследование основано на предыдущей работе [Раджани] Дхингра [научного сотрудника НАСА в Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института] и ее коллег, в которой команда проанализировала данные визуального и инфракрасного картографического спектрометра Кассини и обнаружила массивную отражающую деталь на поверхности луны. Отражение, которое команда сочла яркой эфемерной особенностью (BEF) в статье 2019 года, было временным. Команда предположила, что это, вероятно, результат отражения солнечного света от влажной поверхности, сродни как Солнце может отражаться от тротуара после дождя здесь, на Земле. (...) в новом исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters [2021] (...), группа обнаружила еще одно BEF в данных 121-го пролета Кассини 25 июля 2016 года. На этот раз инструменты собрали достаточно спектров как на BEF, так и за его пределами, чтобы идентифицировать падение температуры примерно на 1,2 кельвина внутри BEF по сравнению с областью вокруг него. (... ) Команда заподозрила, что падение температуры произошло из-за испарительного охлаждения и, следовательно, будет временным. Действительно, к следующему пролету BEF исчез. (...) Кларк заметил, что мокрая поверхность, лед или даже облака могут вызывать спектральные отражения, которые были обнаружены на Титане. На эти вопросы будет намного легче ответить, когда миссия НАСА «Стрекоза» достигнет Титана. Dragonfly стартует в 2026 году и приземлится на поверхность Титана в 2034 году».
   
10. Кимберли М. С. Картье. Ракетная миссия вызывает призрачное серебристое облако (Kimberly M. S. Cartier, Rocket Mission Conjures a Ghostly Noctilucent Cloud) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 12-13 в pdf - 282 кб
    «Когда небо темное, а Солнце находится прямо за горизонтом, серебристые и полупрозрачные серебристые и полупрозрачные облака кажутся призраками в полярном небе. (...) Как и почему образуются эти призраки и чему они могут нас научить, как они возникают в атмосферном царстве? Чтобы ответить на эти вопросы, ученые искали способ вызвать искусственное явление. «Часто, чтобы изучить эту область атмосферы с помощью наблюдений, вы работаете с тем, что у вас есть», - сказал Ричард Коллинз, ученый-атмосферник из Университета Аляски в Фэрбенксе. (...) «Здесь мы активно экспериментируем с системой, вводя известное количество воды контролируемым образом, чтобы мы действительно могли видеть, что происходит». Мезосфера Земли, слой атмосферы на высоте 50-80 километров над поверхностью, является домом для полярных мезосферных облаков (PMC), также известных как серебристые или светящиеся ночью облака. Их обычно можно увидеть в небе Арктики и Антарктики в летние месяцы, когда влажность верхних слоев атмосферы находятся на высоком уровне. Эти облака образуются из кристаллов водяного льда на краю космоса, где мезосфера самая холодная. Однако за последние несколько десятилетий люди внесли в атмосферу большое количество водяного пара в результате промышленной и сельскохозяйственной деятельности, и видят эти призрачные облака далеко от полюсов. (...) Коллинз и группа ученых запустили миссию под названием Super Soaker, в ходе которой в январе 2018 года с объекта в Фэрбенксе были отправлены три зондирующие ракеты в мезосферу. заполненные 220 килограммами чистой воды, которая была выпущена взрывом на высоте 85 километров над поверхностью Земли. Две другие ракеты, а также наземный лидар, отслеживали метеорологические условия до, во время и после взрыва. Исследователи обнаружили, что серебристое облако небольшого размера образовалось всего через 18 секунд после того, как вода была выпущена, и просуществовало несколько минут, прежде чем рассосаться. На основе измерений Super Soaker модели образования облаков показали, что резкий всплеск влажности повысил температуру замерзания воды в этом месте примерно на 50°C. Взрывной выброс воды также создал ледяные нити размером в метр, которые быстро охладили воздух на 25°C и сыграли решающую роль в формировании облака. (...) «Исследования Super Soaker - прекрасный и очень редко встречающийся пример проведения активных экспериментов в этом регионе для атмосферных условий, которые не могут быть адекватно воспроизведены в лаборатории», - сказал Франц-Йозеф Любкен, ученый-атмосферник из Институт физики атмосферы им. Лейбница в Кюлунгсборне, Германия. (...) Коллинз планирует провести в будущем эксперименты, чтобы проверить условия образования облаков, используя больше воды, выпуская ее разными способами и более точно измеряя образующиеся облака".
    
11. Кимберли М. С. Картье. Суперлазеры проливают свет на мантии суперземель (Kimberly M. S. Cartier, Superlasers Shed Light on Super-Earth Mantles) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 16-17 в pdf - 249 кб
    "Из более чем 4300 планет, обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы, суперземли - скалистые планеты, которые в два раза больше и в 5 раз массивнее Земли - являются одними из самых распространенных. Из чего они сделаны, как они формируются и как выглядит их внутренняя структура и динамика, все еще относительно неясно. Чтобы понять внутреннюю работу суперземли, недавние эксперименты подвергли оксид железа давлению, ожидаемому в мантии этих скалистых экзопланет. Эксперименты показали, что этот обычный планетарный материал, вероятно, принимает другую форму в мантии этих планет, чем на Земле. Работа с одним из самых мощных лазеров в мире позволила исследователям провести лабораторные эксперименты, которые расскажут вам кое-что о внутренней структуре планет, находящихся так далеко и на которые мы даже не можем смотреть напрямую», - сказала Федерика Коппари, ученый-планетолог из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, Калифорния. (...) Коппари и ее команда. Чтобы узнать, как один из доминирующих минералов в мантии Земли, ферропериклаз, может вести себя в мантии супер-Земли, они использовали лазерную установку Omega в Рочестере, штат Нью-Йорк, для сжатия оксида железа, компонента ферропериклаза, до давления в 3-5 раз превышающего давление на границе ядра и мантии Земли. Потребовалось всего несколько наносекунд сжатия, чтобы достичь давления мантии над Землей (примерно 350-665 гигапаскалей). Исследователи обнаружили, что при таких давлениях оксид железа достиг плотности, более чем в два раза превышающей плотность другого конечного компонента материала мантии, оксида магния, и претерпел фазовый переход при гораздо более низком давлении. (...) тот факт, что свойства материалов оксида железа и оксида магния расходятся при высоких давлениях, означает, что слои мантии Земли могут накладываться друг на друга, смешиваться и течь совершенно посторонними способами. (...) Исследователи опубликовали эти результаты в Nature Geoscience [2021]. (...) «Это впечатляющие эксперименты со значительными технологическими достижениями по исследованию структуры и поведения материалов в условиях недр сверхземли», - сказал Инвэй Фэй, ученый-экспериментатор из Научного института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, который не принимал участия в этом исследовании. (...) Дальнейшая работа будет продолжена по изучению поведения отдельных минеральных компонентов мантии Земли под высоким давлением, а также по тестированию различных планетных смесей, чтобы найти те, которые могут существовать на суперземлях. Все эти эксперименты помогают усовершенствовать модели планетных недр, которые, в свою очередь, помогают предсказать, какие материалы будут полезны для тестирования».
    
12. Шон Брюинсма и др. Создание спутниковых траекторий в переполненной термосфере (Sean Bruinsma et al., Charting Satellite Courses in a Crowded Thermosphere) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 19-21 в pdf - 348 кб
    "Приблизительно 1800 спутников в настоящее время работают на высоте ниже 1000 километров, где сопротивление воздуха или сопротивление воздуха достаточно велико, чтобы существенно повлиять на орбитальные траектории спутников. Эти активные космические аппараты находятся в одном регионе с более чем 10 000 инертных спутников и обломками. Создание крупных группировок коммерческих спутников LEO началось примерно в 2018 году, когда частная компания SpaceX запустила свои первые прототипы спутников Starlink; другие компании (например, OneWeb, Amazon, Telesat) последовали её примеру или готовят свои собственные группировки. (...) Добавление десятков тысяч объектов на НОО повысит риск катастрофических и каскадных столкновений. В результате экспоненциальное увеличение количества орбитального мусора может сделать НОО нежизнеспособной, а переход на более высокие орбиты может стать опасным. (...) Таким образом, прогнозируемое массовое увеличение количества космических аппаратов на орбите в ближайшем будущем вызывает все более острую потребность в более точном моделировании и прогнозировании сопротивления спутника. Точность прогноза орбиты зависит от качества моделей силы атмосферного сопротивления и прогнозов, которые они производят. Характеристики спутников (например, размер и геометрия) влияют на сопротивление атмосферы, но сопротивление в основном зависит от очень низкой плотности сильно изменчивой верхней атмосферы, называемой термосферой. (...) Самым большим ограничением для улучшения моделей термосферы является непоследовательное качество и редкое распределение наблюдений за верхними слоями атмосферы. (...) Несмотря на прогресс, достигнутый за последние пару десятилетий, все еще существуют большие неопределенности в оценках энергии солнечной, магнитосферной и гравитационной волн, поступающей в термосферу - и, следовательно, в том, как эта энергия влияет на термосферу. (...) Устойчивые долгосрочные глобальные наблюдения за такими ключевыми переменными, как температура, ветер и химический состав в термосфере, необходимы для достижения лучшего понимания ее сложной динамики и химического состава, для оценки и улучшения моделей, а также для развитие надежных возможностей прогнозирования. (...) Рисунок 1 показывает, что у нас мало измерений плотности в условиях высокой и очень высокой солнечной активности. У нас также очень мало измерений в дни, когда условия геомагнитной бури были от умеренных до экстремальных, из-за относительной редкости этих кратковременных (обычно 1-3 дня) штормовых явлений. (...) Еще одним серьезным препятствием для прогнозирования сопротивления спутников на НОО является нехватка измерений температуры, плотности и химического состава в нижней термосфере на высоте от 100 до 200 километров. (...) Температура и состав нижней термосферы напрямую и глубоко влияют на всю окружающую среду НОО, однако процессы, с помощью которых они это делают, плохо ограничиваются моделями или наблюдениями, даже в виде средних сезонных значений. (...) Для достижения необходимого прогресса в моделировании верхних слоев атмосферы, которое позволяет точно прогнозировать сопротивление и управлять космическим движением во все более загруженной космической среде, крайне необходимы устойчивые наблюдения за термосферой. В идеале, международная система наблюдений, подобная Всемирной метеорологической организации (ВМО) для прогнозов погоды, должна быть создана для координации усилий на глобальном уровне. (...) Эти усилия должны быть дополнены научными миссиями, сфокусированными на конкретных регионах, таких как нижняя термосфера-ионосфера (...) или на таких темах, как изменяющийся поток солнечной энергии в магнитосферу».
    
13. Кристина Коллинз и др.. Ham Radio формирует сеть датчиков космической погоды размером с планету (Kristina Collins et al., Ham Radio Forms a Planet-Sized Space Weather Sensor Network) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 24-29 в pdf - 924 кб
    "Явления космической погоды, вызванные солнечными выбросами и их взаимодействием с атмосферой Земли, могут иметь значительные последствия для коммуникационных и навигационных технологий и систем электроснабжения. Как и в случае с земными погодными явлениями, экономические последствия сбоев, связанных с космической погодой, могут быть значительными, влияющих на спутниковые системы, а также на системы на земле. (...) Значительный интерес существует в разработке технологий прогнозирования космической погоды, которые используют ионосферу Земли в качестве датчика событий в соседних слоях атмосферы. (...) Хотя у нас есть хороший понимание ионосферного климата - суточные и сезонные колебания хорошо известны, как и ритмы цикла солнечных пятен - есть новые и важные области исследований, которые необходимо изучить. Например, известно, что ионосфера - и околоземное пространство - испытывает изменчивость (например, радиосигналы могут исчезать в течение секунд, минут или часов из-за изменений плотности электронов в ионосфере вдоль путей распространения сигнала), но эта изменчивость не была проанализирована или изучена должным образом в региональном и глобальном масштабах. Чтобы полностью понять изменчивость в небольших пространственных масштабах и в коротких временных масштабах, научному сообществу потребуются значительно более крупные и плотные сети зондирования, которые собирают данные в континентальном и глобальном масштабах. Поскольку приборы с открытым исходным кодом стали дешевле и их стало больше, чем когда-либо прежде, настало время для ученых-любителей проводить распределенные измерения ионосферы - и сообщество любителей радиолюбителей готово принять вызов. Исследовательское сообщество радиолюбителей по науке (HamSCI) - это коллектив, объединяющий радиолюбителей с исследовательским сообществом в области космических и атмосферных наук. (...) Новое усилие HamSCI, проект персональной космической метеостанции, направлено на разработку надежной и масштабируемой сети любительских станций, которая позволит любителям собирать полезные данные для исследователей космической науки. (...) Только в Соединенных Штатах насчитывается более 760 000 лицензированных радиолюбителей и бесчисленное количество слушателей на коротких волнах. (...) Радиолюбители в настоящее время переживают технический ренессанс благодаря появлению недорогих одноплатных вычислительных платформ (...) и программного обеспечения с открытым исходным кодом. (...) Из-за этого растущего технического совершенства цифровые сети связи, такие как Автоматическая система передачи пакетов (APRS), Отчет о распространении слабых сигналов (WSPR) и Сеть обратных радиомаяков (RBN), пользуются широким членством и обслуживают любительское сообщество при сборе данных о распространении со скоростью и разрешением, которые ранее были невозможны. (...) С точки зрения ученых, изучающих ионосферу, данные радиолюбителей становятся наиболее интересными в совокупности. Все данные в RBN с 2009 года по настоящее время заархивированы на reversebeacon.net и могут быть свободно загружены. (...) Радиосигналы открывают окно в меняющуюся ионосферу. Различные сигналы от WWV [радиостанции, передающей стандарт времени и частоты Национального института стандартов и технологий США], отражаясь от ионосферы, претерпевают изменения в длине пути по мере изменения профиля плотности ионосферных электронов. Это приводит к изменениям наблюдаемой частоты радиосигналов в точках приема (...). Сравнение принятого радиосигнала с точным местным стандартом частоты, таким как осциллятор, управляемый GPS, позволяет пользователю измерить эти ионосферные сдвиги частоты. Это измерение подготовлено и записано с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом. Многочисленные наборы данных, записанные одновременно из разных мест, предлагают информацию - когда эти наборы данных исследуются как по отдельности, так и вместе - об ионосфере во время сбора данных. (...) Благодаря появлению недорогих осцилляторов с дисциплиной GPS и одноплатных компьютеров, ученые-любители могут собирать полные прототипы систем для сбора таких данных менее чем за 200 долларов США, или они могут создавать системы из существующего оборудования. Таким образом, любительское сообщество, мобилизованное в национальном масштабе, может создать новый крупномасштабный набор данных для изучения ионосферы. (...) Через HamSCI радиолюбители и исследователи преодолевают этот пробел [отсутствующая система датчиков ионосферной погоды], разрабатывая оборудование для распределенной сети персональных космических метеостанций (PSWS), доступных как профессиональным ученым, так и любителям. (...) Эти станции находятся на стадии прототипирования и тестирования, и в ближайшие 3 года планируется развернуть сеть PSWS, чтобы зафиксировать грядущее солнечное затмение 2024 года по всей Северной Америке. Когда тень Луны движется по поверхности Земли, она будет защищать находящиеся внизу радиостанции от солнечного ультрафиолетового излучения, предоставляя прекрасную возможность для сбора исходных радиоданных. (...) приглашаем радиолюбителей присоединиться в качестве ученых-добровольцев, чтобы помочь нам лучше понять космическую среду Земли".
    
14. Мартин Г. Млынчак и др. Наблюдательный разрыв на краю космоса (Martin G. Mlynczak et al., An Observational Gap at the Edge of Space) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 36-40 в pdf - 798 кб
    "Атмосферная пограничная зона, где небо превращается из синего в черное, является домом для множества спутников. Этот регион, известный как геокосмический, простирается на высоту от 45 до 1000 километров и содержит ионосферу, где высокоэнергетические геомагнитные бури могут нарушить связь и навигационные технологии. Геокосмическое пространство также чувствительно к долгосрочным последствиям увеличения содержания углекислого газа в атмосфере (CO₂). Таким образом, знания и понимание верхних слоев атмосферы становятся все более важными для многих научных, общественных и коммерческих нужд в нашем технологическом обществе. (...) в настоящее время не планируется или не разрабатываются новые спутниковые миссии или приборы для расширения обширных записей данных, собранных прошлыми и текущими миссиями. Этот недостаток ставит под угрозу непрерывность космических наблюдений MLT [мезосфера и нижняя термосфера]. (...) С 2001 года многочисленные международные миссии наблюдали MLT, шесть из которых все еще работают. (...) Наблюдения от этих миссий, включая данные о температуре и химическом составе, привели к значительному расширению наших знаний о MLT Земли. (...) Три из четырех текущих миссий НАСА давно прошли свой проектный срок (...) Разработка других активных миссий началась в конце 1980-х - начале 1990-х годов, а некоторые из них сейчас приближаются к 20 годам работы на орбите. (...) Таким образом, учитывая время, необходимое для пропаганды, предложения и разработки новых спутниковых миссий, долгосрочный пробел в текущем наборе наблюдений MLT кажется практически неизбежным. (...) все имеющиеся данные свидетельствуют о том, что MLT охладился из-за повышения CO ₂, а продолжающееся охлаждение MLT, по прогнозам, значительно снизит плотность на высотах, где летают спутники на низкой околоземной орбите около 400-1000 километров) (...) мы ожидаем, что скорость похолодания и изменения плотности в MLT и в геопространстве увеличится в середине 21 века. Этот сценарий увеличит срок службы спутников на орбите и космического мусора, что может усилить опасность для всех космических средств, находящихся на низкой околоземной орбите. (...) Ключом к пониманию долгосрочных изменений в MLT и окружении выше является способность надежно отделить изменения и тенденции, связанные с увеличением CO ₂ в MLT от естественной изменчивости атмосферы, например, управляемой 11-летним солнечным циклом. Для этого нам нужно по крайней мере три - а, скорее всего, четыре - солнечных цикла непрерывных и точно откалиброванных данных. В текущих непрерывных миссиях наблюдалось почти два цикла, поэтому для достижения необходимого временного ряда, вероятно, потребуется несколько последовательных инструментов для отслеживания тех, которые в настоящее время находятся на орбите. (...) Текущие спутниковые миссии почти наверняка завершатся в ближайшие 3-5 лет, оставив неминуемый пробел в будущих наблюдениях неизвестной продолжительности. (...) Мы рекомендуем, чтобы НАСА и Национальный научный фонд заказали исследование непрерывности, ориентированное на геокосмическую среду, которое учитывает научные требования и соображения архитектуры, описанные выше, и рекомендует возможные решения и агентства по внедрению. (...) Мы приближаемся к концу драматической эпохи наблюдений за верхними слоями атмосферы Земли, но мы только начинаем понимать эту критическую область».
    
15. Дэвид Шульц. Расшифровка возраста льда на Северном полюсе Марса (David Shultz, Decoding the Age of the Ice at Mars's North Pole) (на англ.) том 102, №5, 2021 г., стр. 44 в pdf - 199 кб
    «Северный полюс Марса содержит большую ледяную шапку, состоящую из множества слоев замороженной воды. Подобно ледяным ядрам на Земле, эти слои представляют соблазнительные данные о климате Марса за последние несколько миллионов лет. Первым шагом в расшифровке этих климатических рекордов является выяснить, как формируются эти слои и сколько им может быть лет - задача, которую сложно выполнить с орбиты. В новом исследовании [опубликованном в Journal of Geophysical Research: Planets, 2020], Wilcoski и Хейн использовал данные топографии поверхности с высоким разрешением, полученные с помощью Научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) на борту Марсианского разведывательного орбитального аппарата, чтобы попытаться составить карту эволюции льда во времени. Исследователи изучили шероховатость верхнего слоя льда, которая показывает множество регулярных ряби и хребтов различных размеров и форм - и использовал спутниковые снимки для проверки модели, моделирующей взаимодействие с марсианским полярным климатом и воспроизводящей грубую топографию ледяной шапки (...) Если новая модель верна, шероховатость поверхности, наблюдаемая на ледяной шапке на северном полюсе Марса, должна сформироваться через 1000-10 000 лет, говорят авторы, что станет отправной точкой для понимания истории климата планеты».
    
16. Дамонд Беннингфилд. Делая Вселенную более размытой (Damond Benningfield, Making the Universe Blurrier) (на англ.) том 102, №6, 2021 г., стр. 11-12 в pdf - 236 кб
    «Когда Европейская южная обсерватория (ESO) выбрала Серро Паранал, гору высотой 2664 метра в чилийской пустыне Атакама, для размещения своего Очень Большого Телескопа (VLT), она рекламировала это место как «лучшее континентальное место, известное в мир для оптических астрономических наблюдений, как с точки зрения количества ясных ночей, так и стабильности атмосферы над ним». Серро-Параналь остается одним из лучших мест для наблюдений на планете. Тем не менее, он не такой первозданный, как во время его выбора в 1990 году. Исследование, опубликованное в сентябре [2020], показало, что температуры поднялись и реактивные течения доставляют больше беспокойства, делая наблюдения VLT далеких звезд, галактик и экзопланет немного более расплывчатыми. (...) Астрономы только начинают задумываться о том, как эти [климатические] изменения влияют на наблюдения или могут повлиять на них в предстоящие годы. Возможные проблемы включают уменьшенное «видение» - ясность, с которой телескоп наблюдает за Вселенной - плюс повышенный риск лесных пожаров и потребность в более энергоемком кондиционировании воздуха для охлаждения зеркал телескопа. (...) Паранал - первая обсерватория, для которой ученые изучили этот вопрос. [Фаустин] Канталлоб [астрофизик из Лаборатории астрофизики Марселя и ведущий автор отчета] и его команда собрали более трех десятилетий наблюдений за погодой, сделанных в местоположении, включая температуру, скорость и направление ветра, а также влажность. (...) Записи показали повышение температуры на 1,5°C за период исследования. (...) Текущая система охлаждения VLT была разработана для поддержания температуры не выше 16°C, потому что, когда были спроектированы телескопы, температура заката превышала это значение примерно в 10% случаев. Однако в 2020 году они делали это примерно в 25% случаев. В результате, по словам Канталлоба, мощность кондиционирования воздуха, а также охлаждающая способность многих инструментов телескопов должны быть увеличены в будущем, поскольку температура продолжает расти. (...) Исследование также показало, что изменения в струйном потоке вызывают периодическое увеличение сдвига ветра в верхней тропосфере, особенно во время явлений Эль-Ниньо, создавая эффект размытия (...) Четырехкомпонентные 8-метровые телескопы VLT оснащены адаптивной оптикой, в которой используются лазеры и деформируемые зеркала для создания и фокусировки искусственной «звезды-проводника» в верхних слоях атмосферы, компенсируя большую часть размытия. Но турбулентность из-за сдвига ветра затрудняет работу системы. (...) В августе [2020 года], например, пожар на горе Гамильтон в Калифорнии сжёг одно жилище и повредил другие в обсерватории Лик, а некоторые телескопы едва не попали в поле огня. Месяц спустя еще один пожар угрожал обсерватории Маунт-Вильсон недалеко от Пасадены. (...) «Многие обсерватории удалены, доступ к ним ограничен, поэтому защитить их от лесных пожаров может быть очень сложно», - сказал [Трэвис] Ректор [астроном из Университета Аляски в Анкоридже]. (...) Канталлоб и другие заявили, что астрономы также должны уменьшить свой собственный углеродный след за счет сокращения путешествий, сокращения свою зависимость от энергозатратных суперкомпьютеров и принятия других мер. (...) 'Как мы можем сделать наши обсерватории более зелеными?'"
    
17. Кейт Уилинг. Космический ураган, замеченный над полярной шапкой (Kate Wheeling, A Space Hurricane Spotted Above the Polar Cap) (на англ.) том 102, №6, 2021 г., стр. 17 в pdf - 190 кб
    «Захватывающие световые явления полярных сияний не являются большой загадкой. (...) Но полярные сияния над северной полярной шапкой, особенно в периоды, когда солнечный ветер тихий, на протяжении десятилетий озадачивали экспертов по космической погоде. Теперь международная группа экспертов исследователи нашли объяснение: космические ураганы. (...) 20 августа 2014 года плазменные рукава диаметром более 965 километров (600 миль) развернулись вокруг спокойного центра, выпуская электроны в верхние слои атмосферы Земли над северным магнитным полюсом. ( ...) Ведущий автор Цин-Хе Чжан из Шаньдунского университета и его студенты потратили 2 года на изучение тысяч изображений полярных сияний, сделанных низкоорбитальными спутниками Метеорологической спутниковой программы Министерства обороны США. Они обнаружили десятки примеров того, что выглядело как космические ураганы на изображениях, собранных за последние 15 лет, но ни один из них не был столь четким, как тот, который произошел в 2014 году и длился около 8 часов. (...) Команда Чжана смогла объединить множество полярных сияний, плазмы и магнитных полей космического урагана с мощным трехмерным моделированием для воспроизведения космического урагана с использованием условий солнечного ветра и магнитного поля в тот день в 2014 году. [опубликовано в Nature Communications, 2021] (...) Для Чжан и его коллег, идентификация космического урагана - это только начало. «Остается несколько открытых вопросов», - сказал он. «Что контролирует вращение космических ураганов? Являются ли эти космические штормы сезонными, как их тропические аналоги, возможно, ограничиваются летом, когда магнитный диполь Земли наклонен в нужную сторону? И можно ли спрогнозировать космические ураганы, как погодные явления на Земле?'"
    
18. Эрик Клеметти. Крошечные вулканы - большое дело на Марсе (Erik Klemetti, Tiny Volcanoes Are a Big Deal on Mars) (на англ.) том 102, №7, 2021 г., стр. 9-10 в pdf - 345 кб
    "то, что мы уже знаем наверняка, - это то, что на нашем планетарном соседе [Марсе] находятся самые большие вулканы в Солнечной системе. Олимп Монс возвышается на 23 километра над окружающим ландшафтом, а его соседи, Фарсис Монтес (...), стоят в виде линии вулканических гигантов. Это самые заметные вулканические образования на планете, но новое исследование предполагает, что ландшафт заполняют тысячи небольших вулканов [опубликовано в Journal of Geophysical Research: Planets, 2021 ]. (...) Вклад этих меньших вулканических образований вызвал интерес Джейкоба Ричардсона, научного сотрудника Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и ведущего автора нового исследования. (...) Ричардсон и его коллеги определили более 1000 небольших вулканических жерл в вулканической провинции Фарсида, районе размером примерно с Африку. Большинство жерл были менее 100 метров в высоту (...) Возраст элементов колеблется от 3 миллиардов лет до менее чем 250 миллионов лет. Возможно, возраст всего несколько десятков миллионов лет, и это означает, что где-то в провинции каждые 3 миллиона лет образуется новый вулканический канал. (...) то, что составляло «вулканический канал», было вызовом (...) эрозии и разломов, разрушивших потенциальные жерла от миллионов до миллиардов лет с момента их образования. Вдобавок к этому марсианская пыль и песок похоронили множество отверстий. (...) Эта проблема делает каталог лишь минимальной оценкой потенциальных небольших вулканических жерл в вулканической провинции Фарсида. (...) Существование этих небольших вулканов предполагает пространственно обширный и долгоживущий магматизм в регионе. Взятые в целом, эти скопления из сотен жерл могли дать такой же объем лавы, как и большие вулканы Тарсис-Монтес, хотя и в течение более длительных периодов времени. (...) Лайонел Уилсон, почетный профессор Ланкастерского университета в Соединенном Королевстве, который не участвовал в этом исследовании: (...) «Марс, безусловно, лучший кандидат для попытки понять, почему Земля была единственной из Венеры, Марса и Земли, которые развили тектонику плит. Данные этого исследования являются важным вкладом в этот вопрос».
    
19. Юре Япель. Подведение итогов космических лучей в Солнечной системе (Jure Japelj, Taking Stock of Cosmic Rays in the Solar System) (на англ.) том 102, №7, 2021 г., стр. 14 в pdf - 274 кб
    «Ученые надеются найти следы жизни в атмосферах экзопланет, ища характерные закономерности в химическом составе атмосферы. Эти закономерности, однако, могут быть изменены космическими лучами. Поскольку эти энергичные заряженные частицы врезаются в атмосферы планет со скоростью, составляющей доли скорости света, они создают каскады вторичных частиц и излучения, которые изменяют химию атмосферы. В крайнем случае, невидимые частицы формируют способность планеты принимать жизнь. (...) Группа исследователей недавно исследовала историю космических лучей на Земле. В недавней статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society [2021], команда [Донна Роджерс-Ли, доктор наук из Дублинского университета, и ее коллеги] показали, как производство и перенос космических лучей в Солнечной системе менялись на протяжении всей жизни Солнца. (...) Планеты сталкиваются с космическими лучами в основном из двух различных источников. Один из них наша звезда - это звезда излучающая звездные космические лучи: звезды испускают частицы высокой энергии, в первую очередь протоны и ядра атомов гелия, посредством вспышек и выбросов корональной массы, которые также питают звездные ветры. (...) Второй, более постоянный источник космических лучей - это сам Млечный Путь, который производит галактические космические лучи: эти частицы возникают из остатков взрывов сверхновых и распространяются по всей галактике. (...) Более молодое Солнце было более магнитоактивным и по-разному взаимодействовало с обоими типами космических лучей. Раньше оно производило больше частиц, а его солнечный ветер простирался дальше в космос, что изменило относительный вклад солнечных и галактических космических лучей на планеты Солнечной системы. «Потоки в положении Земли антикоррелированы. «Поток звездных космических лучей был больше, когда Солнце было моложе, а поток галактических космических лучей был меньше», - сказал Роджерс-Ли. Федерико Фрашетти, приглашенный научный сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и старший научный сотрудник Университета Аризоны, (...) не участвовавший в исследовании, (...) отметил, что команда использовала упрощенную модель для расчета переноса частиц через солнечное магнитное поле. Более полная модель, включающая естественные водовороты и турбулентность солнечного ветра, может преподнести дополнительные сюрпризы, особенно для очень энергичных частиц. (...) Производство космических лучей варьируется от звезды к звезде, как и вращение звезд и соответствующие модели звездных магнитных полей. В настоящем исследовании эти переменные рассматривались путем моделирования эволюции Солнца, но возможности для изучения далеко не исчерпаны. (...) С добавлением химических моделей, описывающих химические процессы в атмосфере, они [Роджерс-Ли и ее команда] полагают, что наука в конечном итоге получит контроль над энергичными частицами в других планетных системах».
    
20. Кэтрин Корней. Разрывы в размерах экзопланет, изменяющиеся с возрастом (Katherine Kornei, Gaps in Exoplanet Sizes Shift with Age) (на англ.) том 102, №8, 2021 г., стр. 5-6 в pdf - 157 кб
    «Двадцать шесть лет назад [1995] астрономы обнаружили первую планету, вращающуюся вокруг далекой звезды, похожей на Солнце. Сегодня известно, что тысячи экзопланет населяют нашу местную полосу Млечного Пути, и этот поток данных непреднамеренно раскрыл космическую тайну: Планеты немного больше, чем Земля, по-видимому, относительно редко встречаются в каноне экзопланет. Теперь команда ученых использовала наблюдения сотен экзопланет, чтобы показать, что этот планетарный разрыв не статичен, а вместо этого эволюционирует с возрастом планеты - у более молодых планетных систем, скорее всего, будут отсутствовать планеты чуть меньшего размера, а более старые системы более склонны к отсутствию планет чуть большего размера [опубликовано в Astronomical Journal, 2021]. Эта эволюция согласуется с гипотезой о том, что потеря атмосферы - частый случай. Атмосфера планеты со временем сдувается - это согласуется с так называемой «долины радиуса», предположили исследователи. (...) Определяется как относительная малочисленность экзопланет, примерно на 50-100% больше земного радиуса, становится очевидным при взгляде на гистограммы размеров планет (...) Тревор Дэвид, астрофизик из Института Флэтайрон в Нью-Йорке, и его коллеги интересовались, было ли расположение долины радиуса, то есть размер планеты охватываемый ею диапазон - развиватся с возрастом планеты. (...) обнаружение эволюции в лучевой долине может пролить свет на ее причину или причины. Было высказано предположение, что некоторые планеты со временем теряют свою атмосферу, что приводит к их изменению размера. (...) Они [исследователи] сосредоточились на выборке из примерно 1400 планет, родительские звезды которых наблюдались спектроскопически. Их первой задачей было определить возраст планет, который они оценили косвенно, оценив возраст звезд, на которых они расположены. (...) Команда вычислила возраст планет в диапазоне от 500 миллионов до 12 миллиардов лет (...) исследователи решили основывать большую часть своих анализов на грубом разделении своей выборки на две возрастные группы, одна из которых соответствует звездам. моложе нескольких миллиардов лет и одна включает звезды старше примерно 2-3 миллиардов лет. Когда Дэвид и его сотрудники изучили распределение размеров планет в каждой группе, они действительно обнаружили сдвиг в радиусной долине: планеты внутри нее в среднем были примерно на 5% меньше в более молодых планетных системах по сравнению с более старыми планетными системами. (...) Эти результаты согласуются с тем, что планеты со временем теряют свою атмосферу, предположили Дэвид и его коллеги. Идея состоит в том, что у большинства планет на раннем этапе появляются атмосферы, но затем они теряются, фактически уменьшаясь в размерах от чуть ниже Нептуна (примерно в 4 раза больше радиуса Земли) до чуть больше Земли. (...) Со временем более крупные планеты теряют свою атмосферу, что объясняет эволюцию радиальной долины, предположили исследователи. (...) В будущем Дэвид и его коллеги планируют изучать чрезвычайно молодые планеты, которым всего около 10 миллионов лет. Исследователи надеются, что эти молодые объекты Вселенной должны сохранить больше информации о своем образовании».
    
21. Эдвин Кайт и др. «Земные кузены» - новые цели для исследования планетных материалов (Edwin Kite et al., "Earth Cousins" Are New Targets for Planetary Materials Research) (на англ.) том 102, №8, 2021 г., стр. 17-19 в pdf - 225 кб
    «Являются ли процессы, приводящие к обитаемости планет в нашей солнечной системе, обычными или редкими в других местах? Ответ на этот фундаментальный вопрос представляет собой огромную проблему. (...) Здесь мы обсуждаем четыре класса экзопланет и исследования планетарных материалов, которые необходимы для их понимания. (...) На экзопланетах наблюдаемым является атмосфера. Атмосферы теперь обычно характеризуются для экзопланет размером с Юпитер. И ученые получают ограничения для различных атмосферных свойств меньших миров (с радиусом R менее 3,5 радиуса Земли), которых очень много. (...) Для этих меньших миров, как и для Земли, ключом к пониманию состава атмосферы является понимание обмена между атмосферой и внутренним пространством планеты во время формирования и эволюции планет. (...) Для многих небольших экзопланет эти границы поверхности демонстрируют режимы давление-температура-состав (PTX), очень отличные от земных, и которые мало исследовались в лаборатории и просчитывались. Чтобы использовать данные экзопланет для интерпретации происхождения и эволюции этих странных новых миров, нам нужны новые эксперименты, исследующие соответствующие планетные материалы и условия. (...) Таким образом, пригодны ли сегодня эти миры [каменистые планеты в обитаемых зонах вокруг звезд красных карликов] от количества жизненно важных летучих элементов, поступающих из источников, более удаленных от звезды. (...) летучие вещества составляют небольшую часть массы каменистой планеты, и количественно оценить их количество по своей сути сложно. (...) на планетах, известных как суб-Нептуны, спектроскопические "отпечатки пальцев" летучих может быть легче обнаружить из-за их смешивания с низкомолекулярными атмосферными частицами, такими как водород и гелий. (...) Горячие каменистые экзопланеты могут «выгорать» летучие вещества из своих недр, одновременно нагревая и раздувая атмосферу, что сделает спектральные особенности более заметными. (...) [1] Подтверждено около 1000 экзопланет суб-Нептунов (радиус 1,6-3,5 радиуса Земли). (...) известные суб-Нептуны - это в основном магма по массе и в основном атмосфера по объему. Это свидетельство означает, что при давлении обычно от 10 до 300 килобар возникает граница раздела между магмой и атмосферой, в которой преобладает молекулярный водород (H ₂ ) на этих планетах. Взаимодействия и обмены через этот интерфейс определяют химию и отечность атмосферы. (...) Улучшенные расчеты молекулярной динамики необходимы для количественной оценки растворимости газов и газовых смесей в реалистичных составах магматического океана (...) в более широком диапазоне давлений и температур, чем мы изучали до сих пор. (...) Поскольку суб-Нептунов так много, мы не можем утверждать, что понимаем взаимосвязь массы и радиуса экзопланеты в целом (...) без понимания взаимодействия между H₂ и магмой суб-Нептунов. . (...) [2] Из статистических исследований мы знаем, что вокруг большинства звезд вращается по крайней мере одна планета размером с Землю (радиус 0,75-1,6 радиуса Земли), которая излучает сильнее, чем самая внутренняя планета нашего Солнца, Меркурий. Эти горячие каменистые экзопланеты, около тысячи которых подтверждены, испытывают сильные потоки ультрафиолетовых фотонов, разрушающих атмосферу, и звездный ветер. Неизвестно, сохраняют ли они жизненно важные элементы, такие как азот, углерод и серу. (...) эти взаимодействия [атмосфера-порода или атмосфера-магма] мало исследованы. (...) Инновационные эксперименты и моделирование, учитывающие вероятные экзотические условия, помогут нам лучше понять эти планеты. (...) [3] Теория предсказывает, что такие богатые водой миры [с массовой долей воды в 50-3000 раз больше, чем на Земле] будут обычным явлением не только в обитаемых зонах вокруг других звезд, но и на более близких орбитах. (...) Если бы мы могли спуститься через богатую летучими веществами внешнюю оболочку водного мира, мы могли бы найти пригодные для жизни температуры на небольших глубинах. (...) Нам все еще нужны ответы на несколько ключевых вопросов об этих мирах. Каковы равновесия и скорости добычи и поглощения газа на границах раздела горных пород и летучих веществ на «морском дне» водного мира? Могут ли они поддерживать пригодный для жизни климат? Могут ли реакции морского дна обеспечивать жизненно важные питательные вещества без суши и, следовательно, без континентального выветривания? (...) Необходимы эксперименты, чтобы понять процессы на морском дне водного мира. (...) [4] Около 100 подтвержденных скалистых экзопланет находятся так близко к своим звездам, что у них есть поверхностные моря с очень низкой вязкостью магмы. На химическую эволюцию этих морей долгоживущей магмы влияет фракционное испарение, при котором более летучие вещества поднимаются в атмосферу и могут быть перемещены на темную сторону планеты или потеряны в космосе (...) Чтобы узнать больше о химической эволюции и физических свойств морей экзопланеты магмы, нам нужны эксперименты, подобные тем, которые используются для изучения ранней стадии образования планет, которое может дать информацию об испарении силикатов и кинетике при температурах (1500-3000 К) и давлениях (от 10^-5 до 100 бар) на поверхности магматических планет. (...) распадающиеся планеты дают геофизикам прямое представление об экзопланетных силикатах, потому что хвосты обломков могут достигать миллионов километров в длину (...) [Заключение] изучение земных собратьев осветит процессы, лежащие в основе обитаемости в нашей галактике, и откроет много важного для понимания близнецов Земли. Например, от суб-Нептунов мы можем узнать о нестабильных процессах. На горячих каменистых планетах мы можем узнать об обмене между атмосферой и недрами и процессах атмосферных потерь. Из водных миров мы можем узнать о запасах питательных веществ в экзопланетных океанах и о потенциальной обитаемости этих экзотических сред. Из распадающихся планет мы можем узнать о внутреннем составе скалистых тел. Лабораторные исследования процессов, происходящих в этих мирах, требуют только перепрофилирования и улучшения существующих экспериментальных установок, а не инвестиций в новые установки».
    
22. Дамонд Беннингфилд. Экзопланеты в тени (Damond Benningfield, Exoplanets in the Shadows) (на англ.) том 102, №8, 2021 г., стр. 20-25 в pdf - 858 кб
    «Поскольку число подтвержденных планет превышает 4000 и более, которые добавляются к списку почти еженедельно, наступила некоторая усталость от экзопланет. В наших ежедневных новостных лентах появляются только самые впечатляющие открытия: потенциально пригодные для жизни планеты, например, или «экстремальные» миры - те, которые особенно горячие, молодые, голубые или близкие к нашей солнечной системе. (...) Они [некоторые темы] остаются в тени отчасти потому, что они связаны с объектами, которые являются редкими или которые трудно найти. Находят и изучают с помощью современных технологий. (...) [1] некропланетология [некро- указывает на смерть или мертвое тело, от греческого νεκρός тело] - новейшая ветвь исследований экзопланет. (...) Это название первоначально применялось для изучения мертвых или умирающих планет вокруг белых карликов (...) В частности, используя ранние наблюдения миссии K2 космического телескопа Kepler, занимающегося охотой за планетами, они обнаружили WD 1145+017, белый карлик на расстоянии около 570 световых лет от Земли. Затмения происходили каждые несколько часов. Исследователи пришли к выводу, что они видели обломки планеты, которая была разорвана гравитацией её звезды - вероятно, куски или груды камней, окруженные облаками пыли. (...) «Все эти подсказки ясно показали, что планеты могут существовать вокруг белых карликов», - сказал [Сет] Редфилд [из Уэслианского университета в Коннектикуте]. «Их также могут уничтожить белые карлики. Приливные силы весьма велики, поэтому они могут развалить на части и измельчить планету... По мере того, как этот материал накапливается на белом карлике, мы фактически узнаем о внутренностях планет ». (...) Несмотря на ожидание изобилия таких систем белых карликов, сказал Редфилд, они кажутся редкими. (...) Астрономы обнаружили доказательства аналогичных процессов, действующих вокруг звезд главной последовательности. Самый известный пример - KIC 8462852 (также известный как звезда Бояджиана), расположенный примерно в 1470 световых годах от Земли. Были обнаружены большие, но нерегулярные провалы яркости звезды, которая больше, горячее и ярче Солнца. (...) Астрономы также открыли другие примеры звезд типа «Медведица». (...) Kepler-1520b, например, имеет провалы в светимости до 1,3%. Согласно статье 2015 года, наземное исследование показало, что затемнение частично вызвано облаками пылевых частиц, что дает «прямые доказательства того, что этот объект является разрушающей планетой малой массы». (...) [2] Однако для некоторых планет смерть звезды не обязательно является концом - это может быть началом. (...) Первые идентифицированные планеты-пульсары вращаются вокруг PSR B1257 + 12. С тех пор астрономы обнаружили несколько других, но большинство поисков не увенчались успехом. (...) [Эрика Беренс, аспирантка Университета Вирджинии:] «Они, должно быть, образовались после того, как звезда взорвалась. Ни одна планета, существовавшая при жизни звезды, не смогла бы пережить сверхновую». Теоретическая работа намекает, что вместо выживших после сверхновой планеты пульсары могут быть «зомби», рожденными из обломков звезд-компаньонов. (...) [3] Хотя большинство экзопланет было обнаружено с помощью транзитов или измерений лучевой скорости (...), несколько отставших были обнаружены другими методами. (...) Однако наиболее успешным из менее известных методов было гравитационное микролинзирование, которое позволило выявить более 100 планет. (...) Гравитационное микролинзирование основывается на общей теории относительности, которая утверждает, что если звезда или планета проходит перед более далекой звездой, гравитация промежуточного объекта изгибается и усиливает свет фоновой звезды, создавая двойное изображение. (...) Длина и увеличение объекта линзирования позволяют астрономам вычислить массу промежуточного объекта и, в случае планеты, ее расстояние от звезды. (...) Микролинзирование может выявить планеты, которые находятся на расстоянии тысяч световых лет от нас (...) Возможно, наиболее важным является то, что микролинзирование - единственный метод, который может выявить планеты-изгои, которые путешествуют по галактике в одиночку, не связаны с какой-то звездой. (...) [Есть] только несколько подтвержденных открытий. Большинство беглянок, вероятно, формируются из материального диска вокруг звезды, а затем убегают. (...) космический телескоп может значительно увеличить количество подтвержденных экзопланет. Римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на конец этого десятилетия, сможет обнаружить 1400 связанных экзопланет и 300 беглецов за время своего существования (...) [4] Текущие изображения экзопланет, полученные с телескопов в космосе или с поверхности. [Латинский: solid earth], как правило, покрывает один пиксель. Чтобы лучше понять эти изображения, ученые (...) делают красивые снимки Земли (...) и сжимают их до пикселя. (...) Несколько команд разрабатывают миссии или инструменты, которые будут использовать Землю в качестве аналога экзопланеты. (...) [Миссия] LOUPE ( (Lunar Observatory for Unresolved Polarimetry of Earth), будет контролировать Землю как в оптическом, так и в поляризованном свете от инструмента, который совершает полет на лунном орбитальном аппарате или посадочном модуле. (...) Дора Клинджич, член команды миссии и аспирантка Делфтского технологического университета и Лейденской обсерватории: «Наблюдая за Землей с расстояния, где мы можем реально представить, что мы посторонние, смотрящие на Землю, например, с Луны мы можем узнать, как выглядит планета, богатая жизнью и растительностью, если ее наблюдать с другой далекой планеты. В каком-то смысле мы смотрим на себя, чтобы узнать других ». (...) [Заключительное замечание] Дайте объекту хорошее имя, и люди, вероятно, обратят на него внимание. (...) никто не будет очарован 2MASS J21402931 + 1625183Ab, например. (...) Итак, МАС [Международный астрономический союз] провел два международных конкурса, в результате которых были получены имена собственные для более чем 140 экзопланет. (...) Астрономы, однако, не спешили принимать эти имена. Например, имена не отображаются в большинстве крупных онлайн-каталогов. (...) Возможно, это новое поколение [люди, выросшие на этих именах в учебниках] узнает первую экзопланету, подтвержденную вокруг звезды, подобной Солнцу, не как 51 Pegasi b, а как Dimidium (Димидий) [латинское: половина] или первые планеты-пульсары не как PSR B1257 + 12 b и c, а как Драугр [древнескандинавский язык: существо-нежить] и Полтергейст (немецкий язык: шумный призрак)».
    
23. Кимберли М. С. Картье. Выход на экзопланеты (Kimberley M. S. Cartier, Ouverture to Exoplanets) (на англ.) том 102, №8, 2021 г., стр. 26-33 в pdf - 484 кб
    «Долгожданный запуск космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), наконец, не за горами [в конце 2021 года]. (...) JWST, построенный командой из более чем 1200 человек из 14 стран, будет собирать инфракрасные изображения (ИК) в широком диапазоне длин волн. Это делает его идеально подходящим для изучения экзопланет, которые скрывают большую часть своих секретов глубоко в инфракрасном спектре. (...) Более 20% времени JWST во время первого цикла наблюдений будет посвящать пониманию экзопланет. (...) С точки зрения науки, существует разнообразие как в типах планет, предназначенных для наблюдений, так и в типах проводимых наблюдений. (...) Вместо ограниченных наблюдений широкого диапазона планет, большинство выбранных программ экзопланет стремятся наблюдать одну или несколько планет в мельчайших подробностях. [Некоторые программы наблюдений описаны, например:] Самой новой среди старых фаворитов, которые вскоре будут изучены JWST, является система TRAPPIST-1, которое взволновало астрономов и общественность, когда было открыто семь, возможно, каменистых планет размером с Землю. Всего восемь различных программ будут смотреть на атмосферные свойства этих планет. (...) «У JWST небольшой шанс найти биосигнатуры на планетах TRAPPIST-1, - сказал Майкл Чжан, - но очень хороший шанс сказать нам, какие молекулы доминируют в атмосфере и есть ли облака». Чжан - аспирант по астрономии Калифорнийского технологического института в Пасадене. (...) [Другой пример:] карликовые звезды класса М - самые маленькие и самые распространенные звезды во Вселенной, и астрономы обнаружили, что близ них расположено множество планет. (...) «Я думаю, что наблюдения Цикла 1 научат нас многому о том, могут ли скалистые планеты вокруг M-карликов сохранять свою атмосферу», - сказала Лаура Крейдберг, директор по исследованиям атмосферной физики экзопланет в Институте астрономии Планка в Гейдельберге, Германия. «Это один из самых фундаментальных вопросов о том, где во Вселенной вероятнее всего возникнет жизнь. Есть много этих маленьких планет вокруг маленьких звезд - на данный момент известно более 1500, - но они испытывают большее количество высокоэнергетического излучения в течение своей жизни, поэтому неизвестно, смогут ли они сохранить свою атмосферу. Отсутствие атмосферы - плохие новости для жизни!». Обе программы наблюдений Крейдберга будут нацелены на скалистые планеты вокруг M карликов. (...) Около половины времени наблюдений за экзопланетами JWST будет посвящено изучению миров, меньших, чем Нептун. (...) Эти планеты могут быть каменистыми (если они достаточно малы) или могут иметь ядро из каменного льда и плотную атмосферу. (...) «Эти планеты настолько малы, что они недосягаемы для современных технологий, поэтому все, что обнаружит JWST, будет большим улучшением того, что мы знаем», - сказал Чжан. … Эти наблюдения позволят исследовать места рождения планет: диски из пыли и газа вокруг молодых звезд. «За последнее десятилетие мы получили великолепные изображения с интерферометра ALMA в Чили и увидели множество мелкомасштабных структур, отслеживающих плотности в планетообразующих дисках», - сказала Илзе Кливз, астроном из Университета Вирджинии в Шарлоттсвилле. «Некоторые из структур, вероятно, планеты в формировании, и поэтому будет очень интересно увидеть, что JWST обнаружит, как с точки зрения закономерностей на диске, так и, возможно, даже самих движущих сил - протопланет!» (...) Если на дисках не появятся планеты, астрономам придется переосмыслить, как и образуют ли планеты диски. (...) Создания мира, хорошо подходящего для жизни, выходят за рамки присутствия воды, и три программы наблюдений Мелиссы МакКлюр будут искать их. (...) «Я думаю, что через несколько лет у нас будет понимание того, сколько воды обычно есть на планетах земного типа и унаследовали ли они эту воду от мест своего рождения в своих дисках, или была необходима кометная доставка». МакКлюр - доцент и лауреат премии Veni в Лейденской обсерватории в Нидерландах. Возможно, недостаточно изученным компонентом наблюдательных возможностей JWST является коронограф, который позволит получать прямые изображения систем экзопланет, а это означает, что телескоп будет видеть свет, излучаемый самой планетой. В сочетании с инфракрасными возможностями JWST сможет наблюдать планеты намного старше и холоднее, чем это возможно в настоящее время. (...) Кливз назвал первый цикл «отличным местом для начала». Однако у меня такое чувство, что самые интересные следующие проекты - это те, которых мы еще не ожидали, поэтому я действительно с нетерпением жду первых двух лет с JWST, борьбы с данными и поиска этих неожиданных головоломок»."
    
24. Кейт Эванс, Прогноз для экзопланет облачный, но ясный (Kate Evans, The Forecast for Exoplanets Is Cloudy But Bright) (на англ.) том 102, №8, 2021 г., стр. 34-39 в pdf - 484 кб
    «С помощью спектроскопии они [астрономы] измерили атмосферы более 100 таких объектов [из более чем 4000 известных экзопланет], и похоже, что многие из них облачны. Как ведут себя эти внеземные облака и какие экзотические предметы они представляют - состоят ли из жидкого песка, железа и даже рубинов - расширяют представления ученых о том, что такое термины, как облака, дождь и снег, означают в контексте Вселенной. «Облака повсюду», - сказала Лаура Крейдберг, астроном из Институт астрономии Макса Планка в Германии. «И чтобы иметь хоть какую-то надежду понять, что происходит в атмосфере [экзопланеты], мы должны понять облака». Проблема в том, что облака сложны. (...) Их сложность частично объясняется тем, что они одновременно очень маленькие и очень большие: они состоят из микроскопических капель воды, но настолько обширны, что могут покрывать более двух третей поверхности Земли. Другая причина в том, что существует так много видов облаков, и они ведут себя сложным образом (...) они состоят не только из воды (...) Облака вмешиваются в модели, предсказывающие будущее изменение климата, ( ...), потому что они одновременно нагревают и охлаждают планету, отчасти в зависимости от того, являются ли их капли в основном жидкими или ледяными. (...) Ученые все еще пытаются понять, уравновешивают ли на глобальном уровне эти эффекты охлаждения и потепления друг друга и как этот баланс может измениться в будущем. (...) мы знаем об облаках Земли гораздо больше, чем об облаках на других планетах и лунах нашей солнечной системы. Например, только в 1970-х годах ученые выяснили, что Венера окутана облаками серной кислоты. (...) Атмосфера Юпитера тоже была исследована, и было обнаружено, что она содержит кружащиеся облака аммиака. (...) Благодаря космическому аппарату Кассини мы знаем, что атмосфера на Титане, самом большом из спутников Сатурна, в значительной степени состоит из азота, как и на Земле. Есть сезоны, муссоны и дикие ураганы. (...) вместо круговорота воды у него есть круговорот углеводородов: на Титане дождь, реки и озера состоят из метана и этана. Но остается много вопросов, когда речь идет о погоде в солнечной системе. (...) Проблемы анализа внеземных облаков усугубляются, когда речь идет об экзопланетах. Мы не можем послать зонд с приборами к любому из них или записать подробные изображения их поверхностей. (...) Когда экзопланета проходит перед своей звездой - событие, называемое транзитом - астрономы могут измерить, как свет проходит через атмосферу планеты на своем пути к нам. Измерение непрозрачности атмосферы при различных длинах волн света (транзитная спектроскопия) дает ключ к разгадке её состава. (...) на основе средней температуры атмосферы на планете - что-то, что астрономы могут оценить по яркости звезды и расстоянию от нее до планеты - можно сделать вывод, из чего, вероятно, будут состоять эти облака, из-за различных температур, при котором разные молекулы конденсируются из газа в жидкость. (...) Здесь, на Земле, со средней температурой 290 К, облака в основном состоят из воды. Атмосфера некоторых экзопланет при температуре от 400 К до 900 К достаточно теплая, чтобы конденсировать соли и сульфиды в облака. При температуре около 1400-2000 К (треть жаркости Солнца) мы ожидаем увидеть облака расплавленных силикатов (...) На еще более горячей планете, такой как WASP-76b, которая, по оценкам, достигает 2400 К, облака представляют собой скорее всего из жидкого железа. А атмосферы самых горячих из известных экзопланет - гигантских, сверхгорячих Юпитеров с температурой 2500+ К, вращающихся очень близко к своим звездам, - это подходящая температура для облаков из корунда, кристаллической формы оксида алюминия, которая образует рубины и сапфиры на Земле. (...) WASP-76 b попал в заголовки газет в 2020 году, когда группа европейских исследователей опубликовала статью, в которой говорилось, что на нем были не только облака из железа, но и дождь из железа. (...) Недавние исследования, в том числе одно, в соавторстве с Крейдбергом, изучали микрофизику того, как образуются капли железа, и обнаружили, что высокое поверхностное натяжение вещества означает, что оно не может легко конденсироваться из газа в жидкость. В феномене железа WASP-76 b могут быть другие процессы (...) Итак, когда астрономы говорят о возможном дожде на экзопланетах, действительно ли это то, что мы думаем как дождь? (...) На Земле термины дождь, облака и снег применимы почти исключительно к одному веществу: воде. (...) но не все вещества ведут себя как вода, когда испытывают разницу в давлении или температуре. (...) Например, такие слова, как снег и град, могут вводить в заблуждение, когда вы говорите о твердых частицах в атмосфере, более горячей, чем поток лавы. (...) важно помнить, что эти миры настолько экзотичны, что вполне возможно, что в их атмосферах происходят процессы, которые мы даже не рассматривали. (...) запуск международного James Webb Space Telescope (JWST) ближе к концу этого года [2021] обещает дать астрономам возможность впервые провести прямые наблюдения за облаками экзопланет».
    
25. Кэтрин Корней. Удивительно постоянная история ударов метеоритов (Katherine Kornei, A Remarkably Constant History of Meteorite Strikes) (на англ.) том 102, №9, 2021 г., стр. 8 в pdf - 212 кб
    «Тысячи тонн внеземного материала падают на поверхность Земли каждый год. Подавляющее большинство из них слишком мало, чтобы увидеть невооруженным глазом, но даже частицы космической пыли могут раскрыть секреты. Изучая более 2800 зерен микрометеоритов, исследователи обнаружили, что количество внеземного материала, падающего на Землю, оставалось удивительно стабильным на протяжении миллионов лет [опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2021] ( ...) Биргер Шмитц, геолог из Лундского университета в Швеции, (...) и его коллега из Лундского университета Фредрик Терфельт, инженер-исследователь, за последние 8 лет собрали более 8000 килограммов осадочного известняка. Интересует не сама порода, которая когда-то была частью древнего морского дна, а то, что она содержит: микрометеориты, упавшие на Землю за последние 500 миллионов лет. Шмитц и Терфельт использовали ряд сильнодействующих химикатов в специальной разработанной лаборатории для изоляции внеземного материала. Они погрузили свои образцы известняка, представляющие 15 различных временных окон, охватывающих от позднего кембрия до раннего палеогена, в последовательные ванны с соляной, фтористоводородной, серной и азотной кислотами для растворения породы. (...) Химический процесс оставил после себя огромное количество зерен хромита, чрезвычайно выносливого минерала, который составляет около 0,25% от веса некоторых метеоритов. (...) Шмитц и Терфельт обнаружили, что более 99% извлеченных ими зерен хромита произошло из каменного метеорита, известного как обычный хондрит. Исследователи предположили, что это вызывает недоумение, потому что астероиды этого типа редко встречаются в поясе астероидов, источнике большинства метеоритов. (...) Из этого открытия следует, что большинство из примерно 200 известных ударных структур Земли, вероятно, образовались из обычных хондритов, ударяющих по планете. (...) Когда Шмитц и Терфельт отсортировали по возрасту 2 828 обнаруженных ими хромитовых зерен, загадка стала еще глубже. Распределение, которое они обнаружили, было удивительно ровным, за исключением одного пика примерно 460 миллионов лет назад. (...) При спорадических столкновениях астероидов в поясе астероидов образуется множество обломков, и логично предположить, что часть этой космической шрапнели достигнет Земли в виде метеоритов. Но из 15 этих титанических столкновений с участием хромитсодержащих астероидов, произошедших за последние 500 миллионов лет, это было только один раз, как показали Шмитц и Терфельт. (...) Возможно, столкновения астероидов должны произойти в определенном месте, чтобы их обломки действительно попали на нашу планету (...) этот анализ следует распространить на другие типы метеоритов, которые не содержат зерна хромита. - сказал он [Филипп Хек, метеорист из Полевого музея естественной истории в Чикаго, не участвовавший в исследовании]. «Этот метод рассматривает только определенные типы метеоритов. Это далеко не полная картина».
    
26. Юре Япель. Астрономы планеты Земля (Jure Japelj, Astronomers for Planet Earth) (на англ.) том 102, №9, 2021 г., стр. 15 в pdf - 218 кб
    «Невозможно избежать реальности климатического кризиса: Планеты B не существует. Группа астрономов, объединенных под названием «Астрономы планеты Земля» (A4E), готовы использовать свою уникальную астрономическую перспективу, чтобы закрепить это важное послание. Большое количество экзопланет потенциально могут быть обитаемыми, но люди не могут просто пересечь огромные расстояния, необходимые, чтобы добраться туда. А другие планеты солнечной системы, хотя и доступны, все негостеприимны. (...) Начало A4E восходит к 2019 году. когда две группы астрономов, одна из Соединенных Штатов, а другая из Европы, решили объединить свои усилия. Сегодня сеть насчитывает более тысячи астрономов, студентов и преподавателей астрономии из 78 стран. (...) "Мы преподаем курсы астрономии, которые только в США посещают четверть миллиона студентов каждый год", - сказала Эдриенн Кул [профессор Государственного университета Сан-Франциско]». И их влияние выходит далеко за рамки студентов. Каждый год около 150 миллионов человек посещают планетарии по всему миру. Астрономы также организуют бесчисленные ночи наблюдения за звездами и публичные лекции. Некоторые исследователи считают, что астрономия, возможно, больше, чем любая другая дисциплина, имеет возможность обратиться к массам людей всех возрастов и профессий. (...) хотя астрономы распространяют свое послание, они также признают необходимость решения проблемы "слона в комнате" [серьезная проблема, о которой все знают, но никто не хочет говорить]: астрономия может создавать значительный углеродный след. (...) В среднем выбросы парниковых газов, связанные с работой астронома, примерно в два раза выше, чем у среднего гражданина развитой страны. (...) Европейское астрономическое общество, организованное Лейденским университетом, A4E организовало сессию, на которой астрономы и эксперты по климатическим кризисам обсудили меры, которые помогут сократить углеродный след астрономов. Обсерватории и институты все больше полагаются на возобновляемые источники энергии, а планы относительно будущих объектов принимают во внимание оценку выбросов углерода. Пожалуй, самая спорная тема для обсуждения в академических кругах - это авиаперелеты. Одно из решений - проводить меньше личных конференций, поскольку исследования показали, что перенос конференций в виртуальную среду резко снижает углеродный выброс. (...) С другой стороны, сторонники личных встреч утверждают, что виртуальная среда препятствует плодотворному сотрудничеству и созданию сетей, которые особенно важны для молодых ученых. В конце концов, сообществу, скорее всего, придется пойти на компромисс. Толчок к переменам сильный. Более 2700 астрономов подписали открытое письмо, опубликованное в День Земли 2021 года, в котором они признали безотлагательность климатического кризиса и призвали все астрономические институты принять устойчивость в качестве основной цели. Но это только начало, а время действовать уходит".
    [Происхождение метафоры «слон в комнате, "elefant in the room"» - Россия (Иван Крылов написал басню "Любопытный" (1814 г), в романе «Бесы» (1873 г.) Достоевский это упомянул, оттуда выражение перекочевало в Англию]
    
27. Кимберли М. С. Картье. Где рождаются луны (Kimberly M. S. Cartier, Where Moons Are Made) (на англ.) том 102, №10, 2021 г., стр. 7 в pdf - 539 кб
    «В 2019 году группа астрономов уловила первые признаки молодой экзопланеты, окруженной материалом, необходимым для формирования спутников. (...) Молодая планетная система, PDS 70,«является первой системой, в которой по крайней мере две растущие планеты. Одна из них с околопланетным диском наблюдалась напрямую ", - сказал Стефано Факкини, астроном из Европейской южной обсерватории и соавтор недавнего открытия. Две экзопланеты были идентифицированы в системе PDS 70. Окружной диск вокруг PDS 70 - это идеальная среда для изучения условий формирования спутников». (...) Этот же процесс [формирования планет в околозвездном диске], как полагают, повторяется в меньшем масштабе, когда планеты пытаются сформировать свои собственные луны (вместо того, чтобы захватывать их) (...) Этот околопланетный диск может затем сливаются в один или несколько спутников. (...) единственный способ доказать, что этот механизм формирует спутники, - это поймать его в действии. Возьмите PDS 70, звезду возрастом всего 5,4 миллиона лет, которая все еще окружена околозвездным диском. До сих пор были обнаружены две газовые планеты-гиганты, которые все еще накапливают массу (...) При более внимательном рассмотрении внешней планеты PDS 70 c, которая в несколько раз превышает массу Юпитера (...) астрономы обнаружили слабое нечеткое излучение. Они предварительно определили этот пух как околопланетный диск. (...) С помощью большого миллиметрового / субмиллиметрового массива Atacama (ALMA) в Чили команда смогла получить изображения с высоким разрешением всей системы PDS 70 (...) изображения показали, что пыль, окружающая PDS 70 с простирается от планеты на такое же расстояние как от Земли до Солнца (1 астрономическая единица). [Открытие было опубликовано в [Astrophysical Journal Letters, 2021.] (...) «Наша работа представляет собой четкое обнаружение диска, в котором могут формироваться спутники», - сказала ведущий автор Мириам Бенисти из Университета Гренобля во Франции и Университета Чили. (...) Об этом говорится в его заявлении. С помощью ALMA и будущих обсерваторий исследователи надеются определить химический состав материала, который формирует атмосферы PDS 70 c, внутренней планеты PDS 70 b и любых лун, которые могут расти вокруг них."
    
28. Хайме Кордова. Миссия на Венеру может помочь разгадать атмосферную тайну (Jaime Cordova, Mission to Venus Could Help Solve an Atmospheric Mystery) (на англ.) том 102, №11 (ноябрь-декабрь), 2021 г., стр. 6-7 в pdf - 527 кб
    «Вдоль плотной атмосферы Венеры плавают темные пятна, изменяющиеся по форме и размеру, как огромные цветения водорослей. Ученые впервые сфотографировали эти атмосферные особенности в 1927 году, и некоторые исследователи предположили, что эти так называемые неизвестные поглотители могут быть признаками жизни. (...) Хотя у ученых есть свои гипотезы, никто не подтвердил, что вызывает темные области в атмосфере. Новая миссия НАСА к Венере, DAVINCI + (Исследование благородных газов, химии и изображений на Венере в глубокой атмосфере), может приблизить ученых к разгадке (НАСА находится в процессе изменения названия миссии с DAVINCI + на DAVINCI.) Миссия, объявленная в июне [2021], направит зонд в облака Венеры - титановую сферу размером с пляжный мяч, которая будет падать сквозь атмосферу и в течение более часа собирать данные при падении примерно на 70 километров (...). Эта миссия, запуск которой запланирован на период с 2028 по 2030 год, станет первым космическим аппаратом, который будет исследовать атмосферу планеты in situ [на месте] с 1985 года, когда советский космический аппарат Вега 2 исследовал атмосферу планеты. (...) среди других научных целей миссии исследователи надеются, что она поможет разгадать загадку этих атмосферных пятен и, в более широком смысле, обеспечит более глубокое понимание атмосферы, которая имеет решающее значение для определения обитаемости Венеры. (...) в 1967 году Гарольд Моровиц и Карл Саган предположили, что, хотя жизнь не может выжить на поверхности, некоторые микробы могут выжить в облаках. (...) Кроме того, пятна образуются, когда что-то, возможно, микробы или какой-то биологический процесс, поглощает в основном ультрафиолетовый свет от Солнца, составляющий примерно половину солнечной энергии, которая достигает Венеры (...) Неизвестные поглотители, конечно, могут быть небиологическими. (...) DAVINCI + попытается помочь определить химический состав этих темных пятен и, возможно, указать ученым на биологическое или небиологическое происхождение. (...) Лазерный спектрометр зонда не только поможет определить, что поглощает ультрафиолетовый свет, но и измерить химические вещества, важные для определения пригодности для жизни, такие как серная кислота, вода и химические питательные вещества. (...) DAVINCI + не будет один на Венере. В следующем десятилетии НАСА, Европейское космическое агентство и Индийская организация космических исследований отправят еще три космических аппарата - VERITAS (коэффициент излучения Венеры, радионаука, InSAR, топография и спектроскопия), EnVision и орбитальный аппарат, пока без названия - на планету, начинающую новую эру исследования Венеры».
    
29. Нола Тейлор Тиллман, Мегариппы на Марсе: как назвать ветрообразные объекты на Красной планете (Nola Taylor Tillman, Megaripples on Mars: How to Name Wind-Shaped Features on the Red Planet) (на англ.) том 102, №11 (ноябрь-декабрь), 2021 г., стр. 16-17 в pdf - 538 кб
    «Космический аппарат на Марсе сделал снимки бесплодных, похожих на пустыню ландшафтов с песчаными дюнами. Но продуваемые ветрами детали не идентичны их земным аналогам. Поверхность Красной планеты усеяна песчаными массами среднего размера, которых нет на Земле. Эти особенности имеют множество названий: (...) Но номенклатура непоследовательна, вызывая путаницу, препятствующую научному прогрессу. Теперь новое исследование предложило официальную схему наименования для ветрообразующих элементов Марса [опубликовано в Icarus, 2021]. (...) В широком смысле новая система классифицирует эоловые, или созданные ветром, объекты по размеру и геоморфологии. (...) Эоловые пласты* представляют собой груды движущегося песка, пересекающего поверхность планеты. На Земле наиболее крупными из этих объектов являются песчаные дюны, длина которых может составлять от десятков до сотен метров. На вершинах этих дюн может вырезать небольшие волны длиной всего несколько десятков сантиметров. (.. .) Помимо дюн и ряби у Марса есть третий тип пласта: поперечные эоловые гряды (TAR). Похоже, что TAR были созданы ветром, но движутся во времени гораздо медленнее, чем их собратья, и, кажется, покрыты слоем мелкозернистой пыли. (...) Небольшая рябь, например, измеряется по высоте на сантиметровой шкале и классифицируется как прямая вершина. Мегариппы имеют высоту менее метра и могут быть прямыми или извилистыми. В отличие от мелкой ряби, мегарипки могут включать крупные зерна. TARs классифицируются как больше метра в высоту и с прямым гребнем. Дюны, самые большие эоловые пласты на Марсе, классифицируются как выше 3 метров и имеют сильно различающуюся геоморфологию: от прямых гребешков или извилистых до радиально-симметричных звезд. (...) Формы пластов не ограничиваются Землей и Марсом. Они были замечены на Венере и Титане, спутнике Сатурна, а их знаки были на Плутоне и комете 67/P. (...) Новая система классификации должна работать и с этими телами».
    * форма слоя = особенность, которая развивается на границе раздела текучей среды и подвижного слоя в результате перемещения материала слоя потоком текучей среды. Примеры включают рябь и дюны на дне реки.
    
30. Кейт Эванс, Декларация прав Луны (Kate Evans, A Declaration of the Rights of the Moon) (на англ.) том 102, №11 (ноябрь-декабрь), 2021 г., стр. 58-63 в pdf - 671 кб
    "Добыча на Луне становится все более вероятной, поскольку все большее число стран и корпораций надеются использовать ее минералы, чтобы обеспечить дальнейшие исследования и коммерческую выгоду. Открытие воды на лунной поверхности повысило вероятность постоянного поселения людей, поскольку это превращение Луны в потенциальную остановку на пути к Марсу: воду можно разделить на водород и кислород и использовать для производства ракетного топлива. В 2015 году Конгресс США и президент Барак Обама приняли закон, который в одностороннем порядке предоставил американским компаниям право владеть и продавать природные ресурсы, которые они добывают с небесных тел, включая Луну. В 2020 году президент Дональд Трамп издал указ, провозглашающий, что «американцы должны иметь право заниматься коммерческой разведкой, добычей и использованием ресурсов в космическом пространстве ... и Соединенные Штаты не рассматривают это как всеобщее достояние». Другие страны также заинтересованы в изучении нашего ближайшего небесного соседа. (...) Корпорации разрабатывают свои собственные способы захвата ресурсов на Луне, в том числе американские SpaceX и Blue Origin, а также японская компания по исследованию Луны ispace (...) Но какое влияние эта деятельность может иметь на единственный естественный спутник Земли? Кто будет решать, что происходит на Луне? (...) Группа, состоящая в основном из австралийских ученых, разработала проект Декларации прав Луны, которые, как они надеются, мировая общественность подпишет и обсудит. «Мы, люди Земли», - начинается декларация, прежде чем перейти к утверждению, что Луна является «суверенной естественной сущностью в своем собственном праве и ... обладает фундаментальными принципами права, вытекающие из его существования во вселенной». Эти права включают в себя «право на существование, сохранение и продолжение жизненных циклов в неизменном, невредимом и незагрязненном человеческими существами виде; право на сохранение экологической целостности ... и право оставаться вечно мирным небесным существом, не затронутым человеческими конфликтами или военное дело. (...) Настало время, по их словам, провести ясную глобальную дискуссию о последствиях человеческой деятельности в ландшафте, который оставался в значительной степени неизменным на протяжении миллиардов лет. (...) деятельность человека неизбежна. - строительство базы, проведение научных экспериментов или добыча полезных ископаемых - будет иметь какое-то воздействие на окружающую среду на Луне. Для добычи полезных ископаемых потребуется оборудование для добычи, перерабатывающие предприятия, транспортная инфраструктура, хранилища и источники энергии (...) Теоретически существующие космическое право уже должно защищать Луну от коммерческой эксплуатации (...) В договоре [Договор о космическом пространстве], который вступил в силу в 1967 году, страны согласились, что космос (включая Луну) «не подлежит национальному присвоению по требованию суверенитета» и что «исследование и использование космического пространства должны осуществляться на благо и в интересах всех стран и должны быть достоянием всего человечества». (...) У сменявших друг друга администраций США была другая интерпретация: космическое пространство - это пространство для капитализма. В 1979 году Соединенные Штаты отказались подписать Соглашение о Луне, еще один договор Организации Объединенных Наций, в котором прямо говорилось, что лунные ресурсы являются "общими''. Наследие человечества (...) в 2015 году (...) Закон о космосе прямо дал американским компаниям право владеть и продавать ресурсы, которые они добывают из космоса, а также еще 8 лет, в основном, без надзора со стороны правительства. (...) Скотт Пейс, профессор международных отношений Университета Джорджа Вашингтона и директор Института космической политики США, сказал, что с юридической точки зрения космос не является всеобщим достоянием. (...) Напротив, официальная американская точка зрения такова: правила о границах и общих доменах устанавливаются теми, кто появляется, а не теми, кто остается», как выразился Пейс. С этой целью Соединенные Штаты подписали необязательные двусторонние соглашения - Соглашения Артемиды - с 11 другими странами, которые надеются работать с Соединенными Штатами в предстоящих лунных миссиях. (...) [Гбенга] Одунтан [изучающий международное коммерческое право в Кентском университете в Великобритании] считает, что все страны должны иметь право голоса в том, что происходит в космосе и на Луне, даже страны, которые еще не способны или заинтересованы в том, чтобы лететь туда. «Такая перспектива не связана с «экспортом коммунизма в космос», - сказал он. Суть в том, чтобы признать неизбежность конфликта из-за ресурсов. (...) Так может ли предоставление Луне ее собственных прав быть одним из способов обеспечить такой надзор и помочь гарантировать, что страны и компании будут действовать таким образом, чтобы минимизировать вред окружающей среде? (...) Пейс (...) сказал, что Декларация прав Луны не имеет юридической силы. «Идея о том, что Луна как неодушевленный объект обладает фундаментальными правами в результате своего существования во Вселенной, не имеет никакого смысла. Права - это то, что присуще людям. (...) но это говорит о том, что должно быть что-то, называемое рок-правами - что лунный рок имеет право. Это интересная метафора, но у нее нет никаких юридических оснований и она бессмысленна с политической точки зрения ». (...) Для Пейса заявление преждевременно. По его словам, нормы поведения со временем будут развиваться, как только мы действительно доберемся до Луны и выясним, чего мы можем там достичь. (...) Сторонники декларации хотят демократизировать этот разговор и дать возможность каждому принять участие. «Каждый человек на Земле имеет право говорить о том, что происходит с Луной», - сказала [Алиса] Горман [соавтор Декларации]. «Это важно для окружающей среды, в которой мы живем, а также для нашего культурного и научного мировоззрения. Это действительно никому не принадлежит».
    
31. Сара Стэнли. Венера вулканически активна? Новый подход может дать ответ (Sarah Stanley, Is Venus Volcanically Active? A New Approach Could Provide an Answer) (на англ.) том 102, №11 (ноябрь-декабрь), 2021 г., стр. 74 в pdf - 671 кб
    «Из всех планет Солнечной системы на Венере больше всего вулканов. Большая часть планеты покрыта вулканическими отложениями возрастом менее 300 миллионов лет, и вулканическая активность сыграла решающую роль в ее истории. (...) По многим причинам исследователям было трудно определить, есть ли на Венере действующие вулканы. (...) Согласно Д'Инчеко и др., Новая методология могла бы, наконец, помочь разгадать тайны вулканической активности на Венере. В недавнем исследовании [опубликованном в Journal of Geophysical Research: Planets, 2021] этот подход сочетает в себе геологическое картирование потоков охлажденной лавы от прошлых извержений с дополнительными радиолокационными данными миссии Magellan. В частности, он основан на измерениях радиолокационной излучательной способности планеты - меры того, как ее поверхность взаимодействует с микроволновым излучением и излучает его. (...) недавние исследования показывают, что излучательную способность радара можно использовать для определения степени химического выветривания, испытываемого потоками лавы после или они извергаются и контактируют с суровой атмосферой планеты. (...) Авторы объединили измерения радиолокационной излучательной способности с геологическим картированием, чтобы сравнить три вулкана Венеры: Маат Монс, Озза Монс и Сапас Монс. Их находки предполагают, что некоторые потоки лавы в Маат Монсе могут быть относительно молодыми. (...) Методология также может быть важна для будущих миссий Венеры, которые обеспечат измерения радиолокационной излучательной способности с более высоким разрешением (...) новая стратегия может, наконец, помочь выявить, какие вулканы Венеры все еще активны, если таковые имеются, что даст новое представление о вулканическом прошлом планеты".
    

2022 г.

назад - 2020 г.