Статьи в журнале «Eos. Earth & Space Science News» 2023 г.

1. Деймонд Беннингфилд. Давно исчезнувшая Луна может объяснить рождение колец Сатурна (Damond Benningfield, Long-Gone Moon Could Explain Birth of Saturn's Rings, Damond Benningfield, Long-Gone Moon Could Explain Birth of Saturn's Rings) (на англ.) том 104, №1, 2023 г., стр. 11-12 в pdf - 226 кб
   "Гусеница выходит из своей куколки в виде бабочки, готовой ослепить мир своими прекрасными крыльями. И согласно недавнему исследованию в Science, куколка на Сатурне претерпела свою собственную трансформацию. Сегодня измельченные останки маленькой луны, названной авторами исследования Chrysalis, ослепляют остальную часть Солнечной системы в виде красивых колец планеты. В исследовании утверждается, что этот сценарий объяснил бы не только рождение колец, но и наклон оси Сатурна. (...) Проект начался с того, что Джек Уиздом, профессор планетологии Массачусетского технологического института, и его коллега изучали наклонность Сатурна, или наклон планеты вокруг своей оси. Сатурн и другие планеты-гиганты должны были развиваться с наклоном, близким к нулю, однако Сатурн наклоняется под углом 26,7 °. (...) Резонанс между колебанием орбиты Нептуна и колебанием вращения Сатурна вокруг своей оси мог бы создать достаточный крутящий момент, чтобы изменить осевой наклон. Уиздом и другие предположили, что самый большой спутник Сатурна, Титан, также мог сыграть свою роль в этом процессе. Динамическое моделирование показывает, что Сатурн и Нептун сегодня не находятся в резонансе. (...) "Вы могли бы добавить дополнительный спутник, и это позволило бы увеличить наклон из-за резонанса с Нептуном, когда Титан мигрировал наружу", - сказал Уиздом. Наблюдения с космического аппарата НАСА "Кассини", который вращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 год, показали, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью около 11 сантиметров в год. Когда Титан мигрировал наружу, он изменил осевую прецессию Сатурна - колебание, которое заставляет ось описывать большой круг на небе. Изменения в скорости прецессии привели Сатурн и Нептун в резонанс. (...) Моделирование показало, что гипотетическая луна, Кризалис, вероятно, вращалась между Титаном и Япетом, третьим по величине спутником Сатурна (хотя его диаметр составляет всего около четверти диаметра Титана). Согласно исследованию, куколка, вероятно, была немного менее массивной, чем Япет, и, вероятно, состояла в основном из водяного льда. По словам Мудрости, когда Титан удалялся от Сатурна, он создал орбитальный резонанс с Кризалисом 3:1, что увеличило наклон Сатурна до целых 36°. Резонанс Титана и Куколки привел лунную систему в хаос. Орбита Кризалиса была увеличена до все более высокого эксцентриситета, что резко изменило расстояние меньшего спутника от Сатурна и привело к все более тесным сближениям с Титаном и Япетом. Около 100 миллионов лет назад из-за своей эксцентричности Кризалис был выброшен из системы Сатурна, в результате чего он врезался в Титан или другую луну или приблизился к Сатурну так близко, что его разорвало бы на части. Моделирование Wisdom не обязательно благоприятствовало какому-либо из этих сценариев. Но еще один фактор свидетельствовал в пользу разрушения Сатурном: кольца планеты. (...) Согласно Уиздому, куколка распалась, когда проходила мимо Сатурна примерно на том же расстоянии, что и диаметр планеты. На этом расстоянии сторона Кризалиса, более близкая к Сатурну, столкнулась с более сильным гравитационным притяжением, чем другая сторона. Разница вызвала мощные приливы (точно так же, как Луна создает океанские приливы на Земле), которые разорвали Луну в клочья. Большая часть его обломков упала на Сатурн, а остальные распространились в течение следующих ста тысяч лет или около того, образовав кольца. С исчезновением Кризалиса резонанс Сатурна с Нептуном был нарушен. (...) Сатурн сохраняет свои великолепные кольца, которые, возможно, появились из давно исчезнувшей куколки".
   
2. Тим Хорняк. Могут ли тепловые волны Юпитера помочь разрешить планетарный энергетический кризис? (Tim Hornyak, Could Jupiter's Heat Waves Help Solve a Planetary Energy Crisis?) (на англ.) том 104, №2, 2023 г., стр. 11-12 в pdf - 315 кб
   "Недавно исследователи объявили об открытии неожиданной тепловой системы с температурой 700°C в верхних слоях атмосферы планеты. Это открытие может пролить свет на то, почему планеты-гиганты в нашей Солнечной системе удивительно теплые. (...) Поскольку Юпитер находится так далеко от Солнца и получает менее 4% солнечного света, который получает Земля, температурные модели предсказывают, что самая высокая часть облачных слоев Юпитера должна составлять -70°C. Однако исследователи, которые представили результаты на Europlanet Science Congress 2022, измерили их при температуре более 400 °C. (...) Исследователи описали несоответствие между моделированием и измерениями как "энергетический кризис", добавив, что верхние атмосферы планет Юпитера (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), не подверженные полярным сияниям, "на сотни градусов теплее, чем ожидалось, исходя только из солнечного нагрева, что мотивирует поиск недостающего тепла"."В случае с Юпитером они полагают, что тепло генерируется солнечным ветром, вызывающим полярные сияния на полюсах. В отличие от кратковременных полярных сияний Земли, полярные сияния Юпитера присутствуют всегда и могут повышать полярную температуру более чем до 700°C. (...) Джеймс О'Донохью, планетолог из Японского агентства аэрокосмических исследований, который представил результаты, потратил около 10 лет, пытаясь разгадать тайну того, почему планеты-гиганты горячее, чем ожидалось. (...) Они [О'Донохью и коллеги] обнаружили плавный градиент между полюсом и экватором, предполагая, что полярное сияние вызывало нагрев, но также обнаружили то, что они называют "тепловой волной", распространяющейся от полюсов до более низких широт. Наблюдалась тепловая волна, диаметр которой составлял более 130 000 километров (около 10 диаметров Земли), движущаяся к экватору со скоростью тысячи километров в час. (...) Исследователи сосредоточились только на северном полушарии в конкретный исследуемый день (25 января 2017 года) (...) Его команде повезло, потому что она наткнулась на свидетельства того, что большой плотный карман солнечного ветра ударил по Юпитеру как раз в нужное время. (...) Полученные результаты не полностью решают вопрос об энергетическом кризисе на больших планетах, добавил [Сушил] Атрейя [профессор климатических и космических наук и инженерный директор Лаборатории планетологии Мичиганского университета в Анн-Арборе, который не принимал участия в исследовании], отметив, что космические зонды и другие наблюдения обнаружили еще большие различия температур с прогнозируемыми значениями. (...) По мере того, как Солнце вступает в более активную фазу, исследователи надеются обнаружить больше тепловых волн и собрать подробные данные об их величине, частоте и других переменных, а также о том, происходит ли подобное явление на других планетах Юпитера".
   
3. Шин-Чан Хан и др. Глядя в небо в поисках лучших предупреждений о цунами (Shin-Chan Han et al., Looking to the Sky for Better Tsunami Warnings) (на англ.) том 104, №2, 2023 г., стр. 20-23 в pdf - 393 кб
   "Сегодня более 700 миллионов человек, живущих в прибрежных районах, подвергаются риску цунами и других экстремальных явлений, таких как сильные штормовые нагоны. И это число, вероятно, будет расти по мере увеличения численности населения прибрежных районов и океанов. Заблаговременное предупреждение о надвигающихся опасностях является наиболее важным фактором в спасении людей и ресурсов - чем больше времени на подготовку, тем больше у людей возможностей для эвакуации и защиты критически важной инфраструктуры. К счастью, последствия цунами можно прогнозировать, учитывая относительно низкие скорости волн (по сравнению, скажем, с сейсмическими волнами) и то, что их распространение через океан можно отслеживать и прогнозировать. (...) Чтобы увеличить время предупреждения о цунами, мы предлагаем новаторскую идею о том, как идентифицировать геоопасные зоны. лучше и быстрее, чем это могут сделать современные наземные системы. Предлагаемое нами новое решение основано на недорогой спутниковой технологии с высоким уровнем готовности, которая может быть создана глобальными заинтересованными сторонами и с которой они могут сотрудничать. В частности, мы можем использовать плотные межспутниковые связи между спутниками Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) и созвездиями наноспутников (также называемых CubeSats) для преобразования атмосферы в глобальную систему зондирования для быстрого обнаружения геоопасных и экстремальных погодных явлений, расширенного раннего предупреждения и снижения риска бедствий. Как находящиеся на орбите спутники могут обнаружить цунами, которое только начинает распространяться? Эти гигантские волны часто вызываются землетрясениями или извержениями вулканов, многие из которых вызывают атмосферные эффекты, которые спутники могут легко обнаружить. (...) Связь этих атмосферных волн с океаническими бассейнами привела к колебаниям уровня моря, наблюдавшимся гораздо раньше, чем сами волны цунами. (...) Атмосферные акустические волны распространяются быстрее, чем цунами - около 315 метров в секунду на поверхности и более 1000 метров в секунду на высоте 500 километров. Волны, генерируемые экстремальными явлениями, такими как извержения вулканов и цунами, проникают в тропосферу и стратосферу (примерно нижние 50 километров атмосферы) и достигают всей ионосферы (100-1000 километров). Там эти волны создают движущиеся ионосферные возмущения (TIDS), возмущая плазму окружающих электронов. (...) Верхние слои атмосферы также являются идеальным местом для обнаружения аномалий, связанных с этими экстремальными явлениями, поскольку амплитуды атмосферных возмущений резко возрастают с высотой. (...) Например, цунами с высотой волны 30 сантиметров в открытом море вызывает колебания километрового масштаба в ионосфере на высоте 100 километров. (...) Таким образом, обнаружение этих атмосферных возмущений является способом улучшить время предупреждения о надвигающемся цунами. (...) Предлагаемый нами метод обнаружения атмосферных возмущений будет использовать измерения с глобально распределенной группировки многочисленных спутников CubeSats (в идеале, сотен), обнаруживающих сигналы примерно от 100 спутников GNSS, работающих в настоящее время (...) Эти спутники GNSS, вращающиеся на орбите на высоте около 20 000 километров, действуют как искусственные радиоисточники, передающие на частотах L-диапазона 1-2 гигагерца. Радиосигналы L-диапазона проникают и преломляются в нижележащей атмосфере, прежде чем достичь приемников на спутниках, вращающихся на меньших высотах, таких как спутники на низкой околоземной орбите (LEO; около 350-800 километров), или приемников на наземных станциях. Атмосферные параметры, такие как температура, влажность и содержание электронов, могут быть нанесены на карту путем обнаружения атмосферного преломления радиосигналов GNSS L-диапазона. С помощью группировки орбитальных спутников CubeSats, собирающих данные GNSS, также можно измерить степень, в которой экстремальные события нарушают эти параметры в пространстве и времени. (...) Таким образом, измерения со многих объединенных спутников CubeSat могут предоставить существенно более богатую (т.е. имеющую более широкий охват, более высокое разрешение и большую скорость) информацию об атмосферных возмущениях, которая будет полезна для более быстрого обнаружения событий и лучшей характеристики и ограничения их источников. (...) Для проверки технических возможностей предлагаемого нами метода кроме того, мы начали изучать данные отслеживания GNSS с коммерческих спутников CubeSats, эксплуатируемых Spire Global Inc. Например, мы обработали данные, собранные после извержения вулкана HTHH 15 января 2022 года [Хунга Тонга-вулкан Хунга Хаапай в южно-тихоокеанском государстве Тонга], используя методы, разработанные для обработки данных с наземных приемников, первоначально сосредоточив внимание на положении и времени возникновения атмосферных волн и волн цунами по отношению к Австралия. (...) Эти примеры демонстрируют, что CubeSat обнаружил атмосферное возмущение до того, как цунами достигло восточного и западного побережий Австралии, в каждом случае на несколько часов. (...) Сейчас самое время организовать международную программу CubeSat geohazard, чтобы расширить наши возможности по использованию этой доступной технологии. (...) Мы также призываем к международному участию, чтобы инициировать межправительственные усилия по внедрению системы мониторинга геоопасности в реальном времени на основе малых спутников".
   
4. Кэтрин Корней. Тест НАСА на двойное перенаправление астероидов имеет ошеломляющий успех (Katherine Kornei, NASA's Double Asteroid Redirection Test Is a Smashing Success) (на англ.) том 104, №3, 2023 г., стр. 6-7 в pdf - 810 кб
   "Цель DART [тест на перенаправление двойного астероида], система астероидов Дидимос-Диморфос, была впервые обнаружена в середине 1990-х годов. Астрономы тогда заметили только его более крупный элемент, Дидимос, который имеет примерно 800 метров (...) в диаметре. Только в 2003 году ученые поняли, что гораздо меньшее тело, получившее название Dimorphos, также присутствовало. Размер Диморфа составляет примерно пятую часть размера Дидимоса, и его орбита проходит перед Дидимосом и позади него, как видно с Земли. (...) ученые смогли точно определить, сколько времени потребовалось Диморфу, чтобы завершить орбиту: 11 часов 55 минут. (...) Основные цели миссии DART были просты, по крайней мере, в концепции: поразить Диморфос примерно 570-килограммовым космическим аппаратом (...) DART, чтобы значительно изменить орбитальный период Диморфоса вокруг Дидимоса, измерить это изменение и охарактеризовать физику удара. В случае успеха это была бы первая демонстрация отклонения астероида с использованием так называемой технологии кинетического удара. (...) 23 ноября 2021 года ракета Falcon 9 стартовала с калифорнийской базы космических сил Ванденберг. (...) Только примерно в июле 2022 года бортовая камера DART - Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation (DRACO) - впервые увидела Дидимос. Но Диморфос появится в поле зрения гораздо позже: всего за 1 час до столкновения, на расстоянии примерно 25 000 километров, крошечный спутник все еще был всего в 2 пикселя в поперечнике на изображениях DRACO. (...) Космический аппарат DART успешно столкнулся с Диморфосом 26 сентября 2022 года. Событие было зафиксировано группой наземных телескопов, а также легким итальянским спутником Cubesat для съемки астероидов (LICIACube), космическим аппаратом размером с портфель, оснащенным двумя камерами, который стартовал с помощью DART и был выпущен из космического аппарата за 15 дней до столкновения. Исследователи подсчитали, что столкновение, которое произошло примерно лоб в лоб, сократит орбитальный период Диморфа чуть менее чем на 10 минут. (...) Ученые обнаружили, что Диморфос в настоящее время совершает облет вокруг Дидимоса раз в 11 часов 22 минуты. Это на целых 33 минуты короче, чем его первоначальный орбитальный период, и это открытие подразумевает, что было произведено значительное количество выброса [что привело к дополнительному ускорению]. (...) Исследователи подсчитали, что по меньшей мере миллион килограммов (...) материала было выброшено с астероида в результате удара. (...) Миссия DART также позволила ученым исследовать фундаментальный вопрос об астероидной системе Дидимос-Диморфос: имеют ли два астероида одинаковый состав? (...) Наблюдения, полученные до столкновения (когда подавляющее большинство солнечного света, отраженного от системы астероидов, исходило от Дидимоса) и после столкновения (когда более двух третей отраженного света приходилось на обломки, сброшенные Диморфосом), показали очень похожие спектры с характерными провалами на длинах волн 1 и 2 микрометра в обоих случаях. Это убедительное доказательство того, что два астероида имеют схожий состав. (...) В 2024 году исследователи, участвующие в миссии Европейского космического агентства "Гера", планируют запустить космический аппарат в систему для дальнейшей характеристики астероидов - включая точное измерение массы Диморфоса - и изучения кратера, образовавшегося в результате удара DART".
   
5. Обри Зеркл. Глубокая заморозка динозавров после удара (Aubrey Zerkle, A Post-Impact Deep Freeze for Dinosaurs) (на англ.) том 104, №3, 2023 г., стр. 30-34 в pdf - 1,64 Мб
   "Одним теплым весенним днем 66 миллионов лет назад космический камень, в 100 раз превышающий размеры Международной космической станции, врезался в то, что сейчас является юго-восточной оконечностью Мексики. В результате удара испарилось огромное количество морской воды и богатых серой морских пород, создав облако пыли и аэрозолей, которое окутало Землю и заслонило Солнце. Это событие, столкновение с астероидом мелового-палеогенового периода (K-Pg), остается одной из самых громких космических катастроф в истории Земли - оно совпало с общепланетарным вымиранием, в результате которого погибли неавианские динозавры и уничтожено более трех четвертей жизни на Земле. Долгосрочные биологические последствия этого события хорошо известны - последовавшая экологическая реорганизация означала конец мезозойской эры рептилий и положила начало кайнозойской эре млекопитающих. Долгосрочные экологические последствия столкновений с астероидами остаются туманными, но новые отпечатки атмосферной серы могут помочь рассеять туман. (...) В 1980 году геолог Уолтер Альварес и его отец Луис, лауреат Нобелевской премии по физике, впервые предположили, что столкновение с внеземным объектом уничтожило динозавров. (...) Эта сенсационная теория была встречена со скептицизмом более десяти лет, до 1991 года, когда геофизики обнаружили круглую структуру размером с Гавайи, погребенную под морским дном полуострова Юкатан. (...) Палеонтологи и геохимики приступили к работе в течение последующих десятилетий, тщательно изучая кратер и ударные выбросы в поиск ключей к последующим событиям. (...) Эти исследования рисуют ужасающую картину разрушений, произошедших в первые несколько часов или дней после удара, но непосредственные последствия, по-видимому, были слишком кратковременными и локализованными, чтобы навсегда изменить биосферу Земли. (...) каковы долгосрочные глобальные последствия высокоскоростного столкновения планет? Экстремальное похолодание, связанное с "ударной зимой", было предложено для объяснения серьезности массового вымирания K-Pg. Согласно этой гипотезе, в результате удара образовалось облако пыли и сажи, которое временно закрыло Солнце, остановив фотосинтез и вызвав резкое падение глобальной температуры. (...) Расчеты подтвердили, что пыль и сажа могли бы почти полностью блокировать солнечный свет, но эти более тяжелые частицы дождем вылетели бы из атмосферы за несколько месяцев до года, а не десятилетия, ограничивая их воздействие несколькими холодными летними периодами. Ключ к сохранению долгосрочной ударной зимы может заключаться в том, куда попал астероид. Юкатан в позднем мелу был таким же, как и сегодня, с теплыми мелководными морями, лежащими поверх богатой серой карбонатной платформы. Испарение этих пород во время удара привело бы к выбросу в атмосферу огромного количества углекислого газа, серы и других климатически активных газов. В частности, атмосферная сера быстро образует сульфатные аэрозоли, которые могут отражать поступающую солнечную радиацию и охлаждать планету в течение многих лет после рассеивания шлейфа, образовавшегося в результате удара. (...) Однако сульфатные аэрозоли оказывают долгосрочное воздействие на климат только тогда, когда они образуются в стратосфере, где они могут оставаться в течение многих лет или десятилетий. (...) Необходимы прямые эмпирические данные, чтобы проверить, сколько серы достигло стратосферы, где это вызвало бы максимальное возмущение. По счастливой случайности, взаимодействие сернистых газов с ультрафиолетовым (UV) светом создает уникальную геохимическую сигнатуру, называемую не зависящим от массы фракционированием изотопов серы, или MIF. (...) До недавнего времени сигнатуры MIF серы были обнаружены только в породах, которые образовались более 2,3 миллиарда лет назад, когда атмосфера Земли была лишена кислорода. (...) Я провел большую часть своей карьеры, изучая эти породы с их изотопными сигнатурами, сохранившимися подобно древним атмосферным окаменелостям, чтобы определить, как и когда на Земле накопился кислород. Если столкновение с Чиксулубом выбросило огромное количество серы выше озонового слоя в стратосферу, сера в этих породах должна содержать аналогичные признаки MIF. (...) Отложения событий K-Pg, которые они [Кристофер Джуниум из Сиракузского университета вместе с Джеймсом Виттсом и Линдой Ивани] собрали в районе реки Бразос [в Техасе], представляют собой расширенную последовательность отложений цунами или штормов с исключительным временным разрешением, идеально подходящих для съемки такого геологически мимолетного события. И что самое захватывающее, породы содержали огромное количество серы, причем в ударных отложениях серы было в 10 раз больше, чем в породах, образовавшихся непосредственно перед ударом! (...) На самом деле, все импактные отложения, которые мы проанализировали, показали признаки MIF. Возможно, что более важно, ни один из образцов, взятых до или после удара, этого не сделал. (...) единственным способом воспроизвести эти сигналы [в различных моделях] было сбросить огромный груз MIF-содержащей серы на континенты и океан позднего мела. Эти данные окончательно показали, что сера в результате столкновения была выброшена в стратосферу, где это продлило бы глобальное похолодание и усилило вымирание. Дальнейшие анализы MIF дополнительных пород K-Pg со всего мира должны помочь подтвердить масштабы серного шлейфа и продолжительность вызванной им ударной зимы. (...) Но что произойдет, когда следующий большой [астероид] приблизится к нашей скромной планете? Для тираннозавра рекса и его пернатых друзей, похоже, возможности выживания были ограничены - они либо быстро умирали в огненном аду, либо медленно замерзали и умирали от голода в последовавшей за этим суровой десятилетней зимой. Если "предупрежден - значит вооружен", возможно, новые знания человечества [технология защиты Земли от маломасштабных воздействий] предложат нам более широкий спектр вариантов".
   
6. Сара Деруэн. Долгоживущие озера раскрывают историю воды на Марсе (Sarah Derouin, Long-Lived Lakes Reveal a History of Water on Mars) (на англ.) том 104, №3, 2023 г., стр. 41 в pdf - 880 кб
   "Марс разделен на две сильно отличающиеся друг от друга области: гладкие северные низменности и рябое южное нагорье. Область Аравийская Терра расположена вдоль перехода между этими двумя регионами и, как полагают, содержит некоторые из древнейших пород планеты, возраст которых превышает 3,7 миллиарда лет. (...) Дикесон и др. [в Journal of Geophysical Research: Planets, 2022] использовались снимки и данные с контекстной камеры НАСА (CTX), научного эксперимента по визуализации с высоким разрешением (HiRISE) и системы тепловизионной визуализации (THEMIS) для изучения области Аравии площадью примерно 22 000 квадратных километров. На основе этих снимков команда создала карты высокого разрешения и цифровые модели рельефа для изучения геоморфологии района, что позволило им идентифицировать и описать семь новых палеолейков в регионе. (...) Они обнаружили, что формы озер были неправильными по сравнению с круглыми озерами, найденными в кратерах на южном нагорье. Были обнаружены свидетельства притока поверхностных вод, которые заполняли озера, а также выходных потоков, которые осушали их, образуя каскадную цепь озер. (...) Потенциально обитаемая среда в далеком прошлом Марса, на которую указывают эти палеолейки, предлагает идеальное место для будущих исследований в области астробиологии и палеоклимата, предполагают они".
   
7. Алакананда Дасгупта. Ветер может питать будущие поселения на Марсе - Деймонд Беннингфилд "Горячий Юпитер" находится в возможной смертельной спирали (Alakananda Dasgupta, Wind Could Power Future Settlements on Mars -- Damond Benningfield, "Hot Jupiter" Is in a Possible Death Spiral) (на англ.) том 104, №4, 2023 г., стр. 10-12 в pdf - 685 кб
   "Экспедиция с экипажем на Марс на протяжении столетия была предметом восхищения, а на данный момент - фантазией. Основные инженерные задачи огромны: начнем с того, что возникает вопрос о том, где найти жизнеспособный и стабильный источник энергии, который потребовался бы для любой миссии человека на Марс. Согласно новому исследованию, ответ на этот вопрос может заключаться в дующем марсианском ветре. (...) Энергия ветра изучалась в прошлом, но поскольку плотность атмосферы Марса составляет 1% от земной, для выработки достаточной энергии при сопоставимых скоростях ветра потребовались бы гораздо большие лопасти турбины. (...) Ветер был отклонен как нежизнеспособный. Теперь исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy [2022], предполагает, что энергия ветра действительно может быть использована для питания населенных пунктов на Марсе. (...) Виктория Хартвик, ведущий автор исследования и постдокторант Исследовательского центра Эймса НАСА (...) и ее команда разработала климатическую модель, разработанную для Земли, чтобы имитировать марсианские климатические условия и оценить ветры на Красной планете. (...) В новой модели используются топографические карты, карты накопления тепла, а также карты альбедо и пыли из предыдущих наблюдений за Марсом. (...) Модель показала, что мощность ветра на поверхности Марса достигает максимума в средних широтах и на полюсах во время зимы в каждом полушарии; ночью, на рассвете и в сумерках; и во время пыльных бурь, которые закрывают солнечный свет. (...) Исследователи определили 13 новых регионов с хорошим ветровым потенциалом и подтвердили, что 10 предполагаемых посадочных площадок участки, определенные НАСА, имеют достаточное количество ветра для выработки энергии. (...) Следующим шагом, по словам Хартвика, будет использование модели погоды с чрезвычайно высоким разрешением и увеличение масштаба этих регионов, чтобы лучше понять мелкомасштабные колебания ветра в ответ на местную топографию и другие уникальные атмосферные изменения. (...) "Маловероятно, что мы увидим большие ветряные турбины на Марсе появятся в ближайшем будущем, если только космический корабль SpaceX не окажется успешным", - сказал [Дон] Банфилд [планетолог из Исследовательского центра Эймса НАСА], который участвовал в разработке турбины для поддержания полярной миссии на Марсе. "Но я действительно надеюсь, что мы разработаем маленькие". - Вторая статья: "Далекая планета находится в смертельной спирали и готова быть поглощенной своей родительской звездой. Kepler-1658b - первая вдохновляющая планета, обнаруженная вокруг "эволюционировавшей" звезды, которая вышла из расцвета своей жизни. Звезда - Kepler-1658 - примерно в 1,5 раза больше массы нашего Солнца и на поздних стадиях своей жизни расширилась почти до 3-кратного диаметра Солнца, за что получила название субгиганта. Если Kepler-1658b сохранит свой нынешний путь, он встретит свою судьбу примерно через 2,5 миллиона лет [как сообщается в The Astrophysical Journal Letters, 2022]. (...) Kepler-1658b была первой экзопланетой, открытой космическим телескопом "Кеплер", который обнаружил тысячи тел за время своего существования с использованием метода транзита. (...) астрономы первоначально занесли звезду в каталог как принадлежащую к главной последовательности - звездам, подобным Солнцу, которые все еще сжигают водород в своих ядрах. (...) Транзит показал планету размером примерно с Нептун, третью по величине планету нашей Солнечной системы.. (...) [Эшли] Чонтос [постдокторант Принстонского университета] начал изучать вибрации на поверхностях звезд из каталога Kepler. (...) В случае с Kepler-1658 вибрации показали, что звезда прошла гораздо больший жизненный путь - и, следовательно, примерно в 3 раза больше - чем ожидалось. Это означало, что транзитная планета также была в 3 раза больше (...) Kepler-1658b примерно такого же размера, как Юпитер, но почти в 6 раз больше его массы. (...) Планета обращается вокруг своей звезды раз в 3,85 земных суток [что означает, что она относится к так называемому типу "горячего Юпитера"] (...) Когда [другие данные, в том числе полученные со спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) были] объединены с более ранними данными Kepler, данные предоставлено 13-летнее базовое значение наблюдений. (...) Орбитальный период Kepler-1658b уменьшался на 131 миллисекунду в год (плюс-минус около 20 миллисекунд), что позволяет предположить, что планета по спирали упадёт на звезду примерно через 2,5 миллиона лет. Сужающаяся орбита, вероятно, является результатом приливных воздействий. (...) Тем не менее, никто не может сказать, что судьба Kepler-1658b предрешена. Процесс орбитальной эволюции планет вокруг эволюционирующих звезд изучен плохо, поэтому возможны несколько исходов. (...) Астрономы сказали, что они надеются сузить возможности с помощью дополнительных наблюдений системы с помощью TESS и других наземных и космических телескопов. И они сказали, что поиск подобных систем также поможет".
   
8. Кэтрин Корней. Поток данных меняет астрономическую науку (Katherine Kornei, Deluges of data are changing astronomical science) (на англ.) том 104, №4, 2023 г., стр. 30-35 в pdf - 1,99 Мб
   "вместо того, чтобы смотреть в окуляр, как астрономы прошлого, исследователи сегодня собирают огромный массив наблюдений по всему электромагнитному спектру, от рентгеновских лучей до радиоволн, используя сложные цифровые детекторы. В последние годы ученые также исследовали Вселенную с помощью гравитационных волн - прогресс, ставший возможным благодаря чрезвычайно чувствительным приборам. (...) Благодаря достижениям в области детекторных технологий космические данные собираются быстрее и с большей плотностью, чем когда-либо прежде. Сейчас задача состоит в том, чтобы сохранить и систематизировать все эти данные и убедиться, что они доступны и полезны широкому кругу ученых по всему миру. (...) Концепция хранилища данных для астрономических наблюдений относительно нова. Чуть более двух десятилетий назад Sloan Digital Sky Survey (SDSS) начала собирать данные с телескопа скромных размеров в южной части Нью-Мексико и предоставлять эти наблюдения в виде каталога (...) На первом этапе своей деятельности, с 2000 по 2005 год, SDSS увеличила количество наблюдений известных галактик от 200 000 до 200 миллионов. (...) SDSS и сегодня продолжает набирать обороты; недавно она отпраздновала свой восемнадцатый выпуск данных, и теперь архив включает наблюдения почти полумиллиарда уникальных объектов. (...) Сегодня существует еще много астрономических архивов. Архив космических телескопов Микульского (MAST), находящийся в ведении Научного института космических телескопов в Балтиморе, является одним из крупнейших. MAST содержит изображения, спектры и другие формы наблюдений с более чем 20 телескопов и космических миссий. Некоторые из этих данных, составляющие в общей сложности несколько петабайт [1 петабайт = 1000 терабайт = 10¹⁵ байт], были собраны отдельными учеными, наблюдавшими конкретные небесные объекты; другие были получены в рамках систематических обзоров неба. (...) Наблюдения больше не собираются группой ученых, исследователь остается исключительной прерогативой этого исследователя и их сотрудников навсегда - вместо этого они часто архивируются и публикуются для всеобщего обозрения по истечении некоторого заранее определенного периода владения (обычно 12 месяцев). Этот демократический доступ к данным меняет астрономическую науку. (...) Особенно для начинающих карьеру ученых, стремящихся закончить диссертацию или утвердиться на исследовательском поприще, подача заявки на время работы в телескопе - это напряженный опыт, сопряженный с неопределенностью. Наличие доступа к архивным данным означает, что больше нет необходимости ездить к телескопу, что потенциально дорого и отнимает много времени. (...) Астрономические архивы, безусловно, обеспечивают более равноправный доступ к данным, но они ценны и по другой фундаментальной причине: они открывают новые направления исследований. Сам процесс копания в хранилище данных часто приводит к неожиданным наблюдениям (...) Ключевым принципом любого архива является то, что его данные хорошо организованы и доступны. (...) Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что данные с различных телескопов и космических миссий могут быть легко и единообразно запрошены (...) Сотни научных статей публикуются каждый год с использованием данных MAST, и с начала 2000-х годов это число увеличилось более чем в 2 раза. (...) Следующее поколение телескопов в настоящее время разрабатывается в тандеме со следующим поколением архивов данных. (...) Одним из примеров является обсерватория Веры К. Рубин в Чили, которая планирует собрать изображения ночного неба объемом в несколько десятков петабайт. (...) Начиная с 2024 года обзорный телескоп Simonyi в обсерватории Веры К. Рубин будет снимать все видимое небо примерно каждые 3 дня и будет продолжать делать это в течение десятилетия. Это масштабное мероприятие, известное как Legacy Survey of Space and Time (LSST), не только даст всесторонний обзор миллиардов звезд и галактик, но и покажет, как переходные объекты, такие как астероиды и сверхновые, меняются по яркости с течением времени (...) Наблюдения LSST, по сути, дадут эволюционирующую картину о космосе. (...) Неудивительно, что будет задействовано огромное количество данных; LSST будет выдавать примерно 20 терабайт необработанных данных каждую ночь. Эти данные - в виде изображений, полученных на длинах волн от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона, - будут переданы из Чили в Национальную ускорительную лабораторию SLAC в Калифорнии. Оттуда они будут распределены по другим центрам обработки данных по всему миру, а конечные продукты обработки данных станут доступны через облачную платформу Google. Набор веб-приложений, известных как Rubin Science Platform, позволит пользователям получать доступ, просматривать и анализировать данные LSST. (...) Поток астрономических наблюдений, которые теперь доступны любому, у кого есть подключение к Интернету, меняет методы проведения исследований и даже то, что исследуется. Поскольку ученые используют инструменты "больших данных", они могут углубляться в обширные исследовательские вопросы, на которые всего несколько десятилетий назад нельзя было получить ответы, например, о том, как галактики расположены в космосе. (...) Время покажет, поможет ли опыт наблюдения или устареет. Вероятно, нет, но астрономические архивы, очевидно, останутся здесь надолго. Добро пожаловать в эпоху архивов".
   
9. Хавьер Барбузано. Есть ли на Венере действующие вулканы? (Javier Barbuzano, Are There Active Volcanoes on Venus?) (на англ.) том 104, №5, 2023 г., стр. 6-7 в pdf - 412 кб
   Венера отличается от нашей планеты ключевым образом: примерно 80% ее поверхности состоит из вулканической породы. Несмотря на четкую историю вулканизма, были обнаружены лишь намеки на текущую активность, включая относительно молодые потоки лавы и клубы вулканических газов в атмосфере. Теперь исследователи определили то, что выглядит как извержение, произошедшее 30 лет назад, запечатленное на снимках с космического аппарата НАСА "Магеллан". (...) В поисках активного вулканизма Роберт Херрик, планетолог из Университета Аляски в Фэрбенксе, и Скотт Хенсли, специалист по радиолокации из Лаборатории реактивного движения НАСА, изучили огромный набор данных об изменениях поверхности в районах, предположительно имеющих продолжающуюся вулканическую активность. Этот поиск ранее не проводился, поскольку для выполнения задачи требуются вычислительные мощности и программное обеспечение, которые были недоступны до недавнего времени. (...) Космический аппарат записывал изображения с высокоэллиптической орбиты, что приводило к различным разрешениям и углам наблюдения. Это отсутствие согласованности сделало автоматизированные процессы поиска практически непригодными для использования и вынудило исследователей вручную искать изменения между изображениями. (...) Они обнаружили вулканическое жерло, которое явно изменило форму на северном склоне Маат Монс, крупнейшего вулкана на Венере, общей высотой 9 километров. На первом изображении вентиляционное отверстие выглядит как круглая яма с крутыми стенами глубиной около 175 метров и площадью 2,2 квадратных километра. На втором снимке, сделанном через 8 месяцев после первого, вентиляционное отверстие увеличилось в размерах и приобрело форму боба, его площадь составила 4 квадратных километра. По словам исследователей, это также выглядело так, как будто жерло было заполнено лавовым озером. (...) Явное изменение формы большой вулканической ямы является первым морфологическим свидетельством продолжающейся вулканической или магматической активности на Венере, сказал Пол Бирн, планетолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который не принимал участия в исследовании. (...) Отсутствие ударных кратеров на Венере говорит о том, что поверхность поразительно молода. Долгое время ученые предполагали, что около 500 миллионов лет назад планета пережила какой-то катаклизм в виде интенсивного вулканизма, который быстро всплыл на поверхность всей планеты, которая затем стала геологически бездействующей. Но недавние теории отклоняются от этой статичной точки зрения. (...) Поскольку на Венере отсутствует тектоника плит, эти процессы могут быть вызваны мантийной конвекцией, которая образует мантийные плюмы, подобные тем, которые питают вулканизм горячих точек на Земле в местах, удаленных от краев плит, таких как Исландия и Гавайи. (...) [Бирн:] Поскольку это открытие "является самым близким к подтверждению того, что мы давно предполагали - и использовали в качестве обоснования для новых миссий - [это] большое дело"."
   
10. Мэтью Р. Фрэнсис. Мы (вероятно) не можем сказать, есть ли на Марсе жизнь (Matthew R. Francis, We (Probably) Can't Tell Whether Mars Has Life) (на англ.) том 104, №5, 2023 г., стр. 11-12 в pdf - 483 кб
    "Есть ли жизнь на Марсе? Хотя роботизированные спускаемые аппараты нашли доказательства наличия воды и органических молекул, ответ пока, по-видимому, отрицательный. Однако исследование, опубликованное в Nature Communications [2023], может дать основания надеяться, что проблема не решена. Исследователи показали, что даже при наличии самого современного лабораторного оборудования, которым мы располагаем, трудно идентифицировать жизнь на Земле, не говоря уже о другой планете. (...) Армандо Азуа-Бустос, микробиолог из Мадридского университета Сент-Луиса в Испании (...) и его сотрудники пришли к такому выводу в результате экспериментов, проведенных в районе Красного камня пустыни Атакама в Чили. Будучи старейшей и самой сухой пустыней на планете, Атакама часто упоминается как ближайший земной аналог Марса. (...) На практике поиск жизни включает в себя химические эксперименты, такие как газовая хроматография-масс-спектрометрия (GCMS), в ходе которых образцы марсианской почвы испаряются, а их компоненты анализируются на наличие органических молекул или химических веществ, которые, как известно, враждебны известной жизни. Многие планетарные миссии использовали приборы GCMS (...) Азуа-Бустос и его коллеги использовали GCMS, секвенирование ДНК /РНК и оптические микроскопы для поиска свидетельств присутствия как живых, так и ископаемых микроорганизмов в породах Ред Стоун. GCMS, который они использовали, был более чувствительным, чем все, что использовалось в миссиях на Марс, однако он обнаружил лишь незначительные признаки жизни. Кроме того, генетическое секвенирование, на которое в настоящее время не способны марсоходы, вообще не смогло идентифицировать 9% организмов и смогло провести лишь широкую классификацию еще для 40% образцов. (...) Эми Уильямс, геохимик-органик из Университета Флориды, которая не участвовала в исследовании, говорит, что будущие планетарные миссии потребуют более широких подходов, подобных тем, которые использовались на участке Ред Стоун. (...) И Азуа-Бустос, и Уильямс, которые работают над марсоходом Curiosity и проектом предполагаемого Mars Life Explorer, подчеркнули необходимость возвращения марсианских образцов на Землю для анализа, потому что здешние лаборатории всегда будут более совершенными, чем все, что мы можем отправить на космическом корабле".
    
11. Кэтрин Корней. Мародерствующие луны означают катастрофу для некоторых планет (Katherine Kornei, Marauding Moons Spell Disaster for Some Planets) (на англ.) том 104, №5, 2023 г., стр. 13-14 в pdf - 351 кб
    "В настоящее время ученые полагают, что примерно у половины всех звезд есть планеты, вращающиеся вокруг них. И наверняка у многих из них тоже есть спутники, если судить по нашей собственной солнечной системе (только у Меркурия и Венеры их нет). Теперь исследователь показал, что наличие луны может быть планетарной помехой: она может избежать гравитационного притяжения своей планеты-хозяина только для того, чтобы врезаться обратно в нее, потенциально уничтожив любую существующую жизнь. Исследователь предположил, что такая луна-мародер оставила бы наблюдательный отпечаток - обильное количество пыли, образовавшейся при ударе, - который светился бы в инфракрасном свете и был бы обнаружен астрономическими приборами [опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (...) Несколько лет назад, руководствуясь предположением о том, что экзолуны должны быть распространены в Млечном пути, а также озадачивающими наблюдениями избыточного инфракрасного излучения вокруг некоторых звезд среднего возраста, Брэд Хансен [ученый-планетолог из Калифорнийского университета, Лос-Анджелес] начал размышлять о том, как присутствие луны может повлиять на ее планету-хозяина. (...) ему было любопытно узнать о возможности столкновения Луны с ее планетой-хозяином и вероятности того, что такое событие, если оно произойдет, может быть обнаружено с помощью больших исследовательских телескопов. Орбита нашей собственной Луны меняется, хотя и очень медленно; каждый год Луна удаляется примерно на 4 сантиметра (1,5 дюйма) от Земли. (...) Но спутники, вращающиеся вокруг планет, которые значительно ближе к своим звездам-хозяевам, могли бы пройти совершенно иной путь эволюции, подсчитал Хансен. (...) Хансен смоделировал солнечную систему, содержащую единственную вращающуюся каменистую планету, масса которой в 10 раз превышает массу Земли, со скалистой луной, масса которой варьировалась от 1 до 10 масс земной Луны. (...) Хансен смоделировал гравитационные взаимодействия Луны, планеты и звезды в каждой планетной системе. (...) когда Хансен смоделировал долгосрочную эволюцию этих вращающихся по спирали спутников, он обнаружил, что некоторые из них удалились так далеко от своей планеты-хозяина, что в конечном итоге пересекли невидимую границу: край объема пространства, известного как сфера Хилла. Внутри сферы Холма планеты вращающийся объект в первую очередь ощущает гравитацию этой планеты и, следовательно, гравитационно привязан к ней. (...) Луна, которая выходит за пределы сферы Хилла планеты, больше не привязана к этой планете - вместо этого она теперь вращается вокруг звезды в своей планетной системе. (...) Хансен показал, что такие спутники в подавляющем большинстве случаев продолжали сталкиваться со своими планетами-хозяевами через несколько сотен миллионов или даже миллиардов лет после формирования планетной системы. По его оценкам, такие столкновения, по всей вероятности, привели бы к катастрофическим последствиям и выбросили бы большое количество пыли. Затем этот материал был бы нагрет звездным светом до температуры в несколько сотен Кельвинов и, соответственно, начал бы светиться в инфракрасном диапазоне. (...) Возможно, эти мародерствующие спутники могли бы объяснить, почему некоторые звезды среднего возраста демонстрируют значительный избыток инфракрасного излучения, предположил Хансен. (...) Но есть и другие способы объяснить особенно пыльные звезды, сказал Карл Мелис, астроном из Калифорнийского университета в Сан-Диего, не участвовавший в исследовании, который изучает звезды, которые демонстрируют избыточное инфракрасное излучение. Мелис и его коллеги предположили, что столкновения между планетами, а не между планетами и лунами, ответственны за образование пыли, видимой вокруг некоторых звезд. По его словам, один из способов провести различие между этими двумя сценариями - поискать планеты, вращающиеся вокруг этих звезд. Последовательное обнаружение нескольких планет придало бы правдоподобие его гипотезе, сказал он, но обнаружение только одной укрепило бы точку зрения Хансена. "Это очень легко проверить"."
    
12. Кимберли М. С. Картье. «Кольцо Кваоара бросает вызов гравитации» (Kimberly M. S. Cartier, Quaoar's Ring Defies Gravity) (на англ.) том 104, №5, 2023 г., стр. 17-18 в pdf - 480 кб
    - У маленького мира во внешней части Солнечной системы есть кольцо, которого не должно существовать. Согласно новому исследованию, материал кольца вокруг карликовой планеты Кваоар находится достаточно далеко от небесного тела, оно должно было слиться в луну, но по какой-то причине этого не произошло. Это кольцо, не поддающееся гравитации, могло бы побудить астрономов пересмотреть физику формирования кольца и луны и дать представление о взаимодействиях между объектами за пределами Нептуна. Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Nature [2023]. (...) За пределами теоретической границы, известной как предел Роша, этот диск [облако обломков] обладает гравитационной свободой для объединения в луну. Однако внутри предела Роша гравитация будет сжимать диск в узкое кольцо, но приливные силы центрального тела не позволяют вращающемуся по орбите материалу превратиться в луну. (...) Кваоар - карликовая планета размером 1110 километров, которая вращается за Плутоном в области Солнечной системы, называемой поясом Койпера. (...) Астрономы пытались лучше отобразить форму Кваоара - она не совсем сферическая - используя спутник Европейского космического агентства (ЕКА), характеризующий экзопланету (CHEOPS). (...) они обнаружили, что что-то также блокирует звездный свет по обе стороны карликовой планеты. Дополнительные архивные наблюдения за период с 2018 по 2021 год и вычислительные модели показали, что эти затмения, вероятно, были вызваны тонким кольцом материала, находящимся на расстоянии 4100 километров от Кваоара. Кваоар - не первая карликовая планета, на которой есть кольца (...) Разница с кольцом Куаоара, однако, в том, что оно находится далеко за пределами границы Роша Кваоара, поэтому оно должно было стать луной. (...) у команды было несколько идей, которые могли бы объяснить выживание кольца за пределом Роша. Вполне возможно, что из-за того, что мы не очень хорошо знаем форму Кваоара, его предел Роша может отличаться от ожидаемого. Команда, однако, считает, что стабильный гравитационный резонанс вблизи орбиты кольца может препятствовать слиянию частиц кольца. Более того, ледяные частицы кольца могут оказаться более эластичными, чем ожидалось, поэтому они отскакивают друг от друга, а не слипаются вместе, образуя все более крупные скопления, которые в конечном итоге образуют спутник. Команда пришла к выводу, что ограничение Роша, вероятно, более сложное, чем считалось ранее. Команда планирует продолжить наблюдение за системой Quaoar, используя звездные затмения, чтобы лучше охарактеризовать кольцо и посмотреть, эволюционирует ли оно с течением времени".
    
13. Лаура Вуоринен и др., Капли космического дождя, разбивающиеся о магнитный зонт Земли (Laura Vuorinen et al., Space Raindrops Splashing on Earth's Magnetic Umbrella) (на англ.) том 104, №5, 2023 г., стр. 34-39 в pdf - 745 кб
    "Каждые несколько минут огромные "капли" плазмы дождем падают из космоса на Землю. Вместо того чтобы катастрофически падать на землю, эти капли, называемые струями магнитной оболочки, отклоняются внешними границами магнитного поля Земли. Несмотря на частое появление струй магнитного поля вблизи Земли и их вероятное распространение по всей Солнечной системе, их изучение является новым, и мы многого не знаем об их происхождении и поведении. В частности, их потенциальное воздействие на космическую погоду - явления, которые мы наблюдаем на Земле из-за постоянно меняющегося потока плазмы, проходящего через нашу Солнечную систему, - неясно и все еще исследуется. Следовательно, эти струи в настоящее время не учитываются в моделях или прогнозах космической погоды. (...) Мы живем под защитным зонтом, или пузырем, называемым магнитосферой. Это область, где магнитное поле Земли защищает нас от солнечного ветра - постоянного потока плазмы, исходящего от Солнца. (...) Если бы не собственное магнитное поле Земли, солнечный ветер уничтожил бы нашу атмосферу, оставив нашу планету бесплодной скалой, подобной Марсу. Солнечный ветер дует со скоростью сотни километров в секунду (...) Поверхность, на которой уравновешиваются конкурирующие давления солнечного ветра и магнитосферы - другими словами, поверхность пузыря - называется магнитопаузой. Солнечный ветер сильно изменчив, его скорость и ориентация магнитного поля постоянно меняются, и по мере того, как ветер усиливается, эта поверхность сжимается и расширяется, чтобы поддерживать равновесие, не разрывая пузырь. Солнечный ветер сверхзвуковой, (...) ударная волна, называемая передней ударной волной, образуется за пределами магнитосферы на стороне, обращенной к Солнцу. На этом фронте ударной волны плазма солнечного ветра замедляется, нагревается и сжимается, создавая турбулентный слой, известный как магнитослой, и именно здесь мы обнаруживаем быстрые плазменные струи. Мы наблюдаем космическую погоду из-за взаимодействия нашей планеты с солнечным ветром. Крупные и драматические явления космической погоды, такие как взрывные вспышки на Солнце и корональные выбросы массы, могут иметь потенциально катастрофические последствия для современной цивилизации. (...) Струи магнитного поля обрушиваются на магнитосферу Земли каждый день. По мере того как солнечный ветер обрабатывается, замедляется и сжимается в носовой части ударной волны, под влиянием структуры самой ударной волны могут время от времени возникать струи. (...) В областях, где магнитное поле перпендикулярно ударной поверхности, ударный переход расширен, а ударная поверхность гофрирована, в отличие от более резкого перехода и более простой структуры, где магнитное поле и ударная поверхность более точно выровнены. Объяснение этого различия коренится в геометрии. В областях ударной волны, где магнитное поле солнечного ветра перпендикулярно ударной волне, частицы солнечного ветра могут отражаться от ударной волны и улетать далеко назад от Земли вдоль силовых линий падающего магнитного поля. Эти отраженные частицы в совокупности образуют турбулентную область - форшок - из-за их взаимодействия с набегающим солнечным ветром. Соседняя ударная область также подвергается воздействию, становясь гофрированной и волнистой. Когда солнечный ветер проходит через такую рябь при ударе, он замедляется не так сильно, как окружающий солнечный ветер. Таким образом, быстрые струи магнитослоя могут возникать, когда солнечный ветер проходит через рябую ударную волну. (...) Как только струи сформировались, они движутся через магнитную оболочку к Земле, рассекая окружающую более медленную плазму с динамическим давлением, сравнимым с восходящим солнечным ветром. Некоторые струи рассеиваются по пути, но многие из них преодолевают весь магнитный слой и в конечном итоге сталкиваются с высокой скоростью на границе магнитосферы Земли, в магнитопаузе. Эти столкновения могут привести к углублению магнитопаузы, возмущая внешний край магнитосферы и приводя в движение цепочку событий, простирающуюся от магнитосферы вплоть до ионосферы. (...) Наши знания о струях магнитного поля основаны на данных, полученных космическими аппаратами, исследующими электромагнитную среду околоземного пространства. Запущенная в 2007 году и продолжающая активно работать миссия НАСА "ФЕМИДА-АРТЕМИДА" с пятью спутниками, в частности, значительно расширила наше понимание многих областей космоса и космической погоды, от солнечного ветра и его взаимодействия с магнитным полем Земли до полярных сияний и даже плазмы вокруг Луны. В недавнем исследовании, в котором использовались данные THEMIS, исследователи заметили, что частота струй, достигающих магнитопаузы, сильно зависит от свойств солнечного ветра при головном ударе. (...) В дополнение к управлению структурой различных областей ударной волны, ориентация магнитного поля солнечного ветра влияет на то, что происходит в магнитопаузе. (...) если магнитное поле солнечного ветра ориентировано на юг, противоположно магнитному полю Земли, направленному на север, эрозия магнитопаузы может произойти в результате процесса известный как магнитное переподключение. Переподключение - ключевой процесс в физике плазмы, при котором связность силовых линий магнитного поля фундаментально изменяется и энергия, запасенная в магнитном поле, высвобождается взрывным образом. (...) Это приводит к ослаблению магнитного щита Земли, позволяя плазме и энергии солнечного ветра проникать в магнитосферу Земли. Таким образом, одним из наиболее важных аспектов прогнозирования космической погоды является мониторинг ориентации магнитного поля солнечного ветра далеко вверх по течению от Земли. (...) Гораздо более частые дождевые ливни (то есть струи) могут играть роль, которая до недавнего времени не считалась контролирующей магнитное пересоединение, что вызвало дебаты в сообществе физиков магнитосферы. (...) Сочетание струй, сжимающих магнитопаузу и вводящих поля, направленные на юг, может быть благоприятным для запуска повторного подключения даже в условиях солнечного ветра, когда мы обычно этого не ожидаем. Этот результат подчеркивает важность изучения поведения магнитосферы во время действия радиального межпланетного магнитного поля. (...) Многие аспекты струй все еще обсуждаются. (...) По мере того, как наше понимание струй расширяется, мы ожидаем, что они станут рассматриваться как фундаментальная часть сложной магнитосферной системы Земли".
    
14. Кэтрин Корней. Столкновения с астероидами могли разогреть Древний Марс - Дэймонд Беннингфилд. Приливы пульсируют по плазменному «Пончику» Земли (Katherine Kornei, Asteroid Impacts Could Have Warmed Ancient Mars -- Damond Benningfield, Tides Ripple Across Earth's Plasma 'Donut') (на англ.) том 104, №6, 2023 г., стр. 5-7 в pdf - 633 кб
    "Марс сегодня - холодный мир, и вся его поверхностная вода полностью замерзла. Однако существует множество свидетельств того, что когда-то по Красной планете текла жидкая вода. Этот парадокс вызвал продолжающиеся дебаты: что разогрело климат Марса миллиарды лет назад? Теперь команда ученых предположила, что важную роль могли сыграть столкновения с гигантскими астероидами - такими, которые образуют впадины диаметром более 1200 километров. Команда сообщила о своих результатах в Geophysical Research Letters [2023]. (...) [Лу] Пань [ученый-планетолог из Университета науки и техники Китая в Хэфэе] и ее коллеги недавно предложили одну возможность, и она зависит от действительно катастрофических событий. Основываясь на предыдущих исследованиях, команда предположила, что столкновения с гигантскими астероидами - намного большими, чем тот, который уничтожил динозавров 66 миллионов лет назад на Земле, - вызвали химические реакции в коре и мантии Марса. (...) Недавние исследования показали, что атмосфера, состоящая как из углекислого газа, так и из водорода, может достигать температур выше точки замерзания. (...) Астероиды диаметром более 100 километров - более чем в 10 раз больше земного ударного элемента, убивающего динозавров, - при столкновении со скалистым телом оставляют огромные впадины. Несколько таких впадин сохраняются сегодня на Марсе, включая Аргиру, Элладу и Исидис. Пан и ее коллеги пришли к выводу, что в результате столкновений, которые образовали эти бассейны, должно было выделиться большое количество газообразного водорода, поскольку как сами астероиды, так и части коры и мантии Марса были бы окислены. Исследователи подсчитали, что при ударах, в результате которых образовались бассейны диаметром более 1200 километров, было бы создано достаточно водорода, чтобы нагреть атмосферу Марса до температуры выше точки замерзания. (...) "Даже если вы мгновенно выбросите в атмосферу много водорода, он [будет] улетучиваться очень быстро", - сказал Пан. (...)) Пан и ее коллеги подсчитали, что температура на древнем Марсе оставалась бы выше нуля в течение примерно от 20 000 до 1 000 000 лет после самых крупных столкновений, образовавших бассейн. Согласно предыдущим исследованиям, на ранних этапах истории Марса произошло двадцать столкновений с образованием бассейнов, и Пан и ее команда определили, что 14 из этих событий могли привести к повышению температуры выше точки замерзания". - Вторая статья: "Земля окружена океаном плазмы - электрически заряженным четвертым состоянием материи - и исследователи обнаружили приливы, пробегающие рябью по его поверхности. (...) Внешняя граница плазмосферы, известная как плазмопауза, обычно находится в 20 000-38 000 километрах от центра Земли, хотя ее местоположение может меняться в зависимости от времени года, солнечной активности и других факторов, утверждают Цюаньци Ши и Чао Сяо, физики из китайского Шаньдунского университета и ведущие исследователи исследования. авторы, написавшие по электронной почте. "В прошлом было обнаружено, что лунные приливы в основном влияют на первые три состояния [материи]: приливы твердой Земли, приливы жидкого океана и атмосферные приливы с преобладанием нейтрального газа", - писали Ши и Сяо. "Могут ли лунные приливы влиять на регионы, в которых преобладает плазма, еще не исследовано". Чтобы восполнить этот пробел, Ши, Сяо и их коллеги просмотрели базу данных из более чем 50 000 переходов плазмопаузы, зарегистрированных с 1977 по 2015 год [несколькими спутниками] (...) Их анализ выявил приливы в плазмопауза, которая варьировалась примерно в 0,12 раза больше земного радиуса (300 километров), что выше среднего во время прилива, до 0,14 раза меньше земного радиуса (350 километров), что ниже среднего во время отлива - разница всего в 3% в "плавности" плазмопаузы. Исследователи опубликовали свои результаты в Nature Physics [2023]. (...) плазменные приливы смещены относительно положения Луны на небе на 90°. Высокий прилив плазмопаузы наступает, когда Луна находится в первой четверти, а отлив наступает через 2 недели, в последней четверти. Приливные волны в плазмосфере возникают один раз в день и один раз в месяц, в отличие от циклов два раза в день и два раза в месяц для океанских и других приливов. (...) Сам прилив плазмопаузы, по мнению исследователей, вызван гравитационным притяжением Луны, но 90° смещение объяснить сложнее. Это не зависит от фазы Луны, расстояния между Землей и Луной, смены времен года или каких-либо других известных факторов. Это означает, что это вызвано не только гравитацией, но и взаимодействием гравитационных и электромагнитных сил, сказали исследователи. (...) Плазменные приливы "могут указывать на фундаментальный механизм взаимодействия в системе Земля-Луна, который ранее не рассматривался", - написали Ши и Сяо в своем электронном письме. "То есть лунные приливы нельзя игнорировать при изучении магнитосферы". Приливы в плазмосфере могут иметь значение для космических путешествий и исследований других планет в нашей Солнечной системе и за ее пределами".
    
15. Кимберли М. С. Картье. Миссия на Уран могла бы помочь найти планету 9 (Kimberly M. S. Cartier, A Mission to Uranus Could Help Find Planet 9) (на англ.) том 104, №7, 2023 г., стр. 5-6 в pdf - 275 кб
    "У Урана боковая орбита, уникальные погодные условия и необычные кольца, а на его спутниках могут быть подповерхностные океаны. Миссия к ледяному гиганту обладала бы огромным научным потенциалом, и теперь есть еще одна веская причина для посещения: данные, собранные по пути к далекому миру, могли бы помочь в поисках неуловимой девятой планеты, предположительно находящейся на орбите за Нептуном. По мнению команды докторантов Цюрихского университета в Швейцарии, при современных технологиях данные о местоположении, собранные во время этапа полета миссии от Юпитера к Урану, могли бы в тысячу раз сократить время поиска и сделать поиск планеты с помощью мощных телескопов гораздо более осуществимым. Их исследование, которое было представлено [и принято] для публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, (Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества), демонстрирует, что предлагаемая НАСА флагманская миссия к Урану может привести к научным открытиям за пределами системы Урана. (...) Астрономы окрестили гипотетическое тело планетой 9 и с тех пор пытаются точно определить его местоположение. (Не все астрономы убеждены в его существовании.) Планета, если она где-то там есть, была бы очень слабой, а мощные телескопы, которые могли бы ее обнаружить, имеют узкие поля зрения, лучше подходящие для точного наведения, чем для широкого поиска. Астрономам нужно было бы точно знать, где искать, объяснил соавтор Йозеф Букко, и на данный момент поисковая сетка охватывает слишком большой участок неба, чтобы заработать столь желанное время работы телескопа. (...) Вот тут-то и появляется предлагаемая миссия орбитального аппарата Уран и зонда. Во время своих путешествий во внешнюю солнечную систему он время от времени связывался с приемной станцией на Земле, чтобы сообщить техническим специалистам, где он находится, с какой скоростью движется и о состоянии бортовых систем. Это стандартная процедура. (...) "Если в Солнечной системе возникнет гравитационная аномалия, в данном случае планета 9, это повлияет на траекторию космического корабля", - сказал соавтор Дениз Сойер. (...) Учитывая теоретическую массу и расстояние до Планеты 9 - 6,3 массы Земли и в 460 раз больше расстояния между Землей и Солнцем - планета, если она существует, "определенно окажет существенное влияние на траекторию космического корабля", - сказали они. (...) Исследователи подсчитали, что если миссия на Уран использует технологию эпохи Cassini, данные, полученные на этапе полета, могут сузить сетку поиска до 0,2 квадратного градуса. (...) Если более современные технологии смогут снизить уровень шума данных о дальности, сетка поиска может сократиться еще в 20 раз, сказали в команде. (...) Чем чаще ученые будут собирать данные о дальности, тем точнее они смогут определить местонахождение планеты 9 (...) Группа планирует провести более сложные расчеты, включающие влияние других тел Солнечной системы, и надеется протестировать модель, используя данные миссии НАСА "Новые горизонты" к Плутону".
    
16. Алакананда Дасгупта. Экзопланеты могут поддерживать жизнь в зоне Терминатора (Alakananda Dasgupta, Exoplanets May Support Life in the Terminator Zone) (на англ.) том 104, №7, 2023 г., стр. 12 в pdf - 213 кб
    "В поисках внеземной жизни ученые ищут в некоторых довольно необычных местах. Теперь новое исследование показывает, что некоторые экзопланеты, вращающиеся вокруг красных карликов, могли бы поддерживать жизнь в зоне, близкой к сумеркам, между их дневной и ночной сторонами [опубликовано в The Astrophysical Journal, 2023 г.]. (...) Красные карлики, или M-карлики, - обычные звезды, составляющие около 70% звезд в Млечном Пути. Поскольку они меньше и тусклее Солнца, их обитаемая зона находится ближе, чем у таких звезд, как наше Солнце. (...) Из-за сильных гравитационных сил экзопланеты в обитаемых зонах M-карликов часто вращаются с той же скоростью, с какой они вращаются вокруг своих звезд-хозяев. Условие, называемое приливной блокировкой, приводит к тому, что эти планеты имеют постоянную дневную сторону (обращенную к звезде) и ночную сторону (обращенную в сторону от звезды). Дневные стороны слишком жаркие для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, а ночные - слишком холодные. Но узкий переход между светом и тьмой - зона терминатора - может иметь как раз подходящую температуру для протекания воды, что является необходимым условием для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. (...) Исследователи впервые показали, что терминаторы могут поддерживать жизнь на планетах с ограниченным количеством воды, но не в океанических мирах. По мнению исследователей, заметный контраст между дневной и ночной температурами необходим для обитаемого терминатора. Планеты, богатые водой, лишены этой характеристики, поскольку тепло в их атмосферах эффективно переносится с одной стороны планеты на другую, что приводит к более однородному климату и, в лучшем случае, к незначительной разнице между дневной и ночной температурами. На планетах, покрытых океанами, которые находятся очень близко к своей звезде (внутри обитаемой зоны), поступающее звездное излучение нагревает воду на дневной стороне, превращая ее в водяной пар, парниковый газ. (...) атмосферы планет с ограниченным количеством воды менее эффективны в переносе тепла, что благоприятствует умеренный климат на терминаторе. Где-то между слишком горячим и слишком холодным - это как раз то, что нужно. (...) Исследование показывает, что более холодные миры, покрытые океанами, которые находятся дальше от своей звезды-хозяина, могут в конечном итоге превратиться в планеты с ограниченным количеством воды и пригодные для жизни на терминаторе. (...) Результаты исследования открывают дверь к целому новому классу планет, на которых астрономы могут искать признаки жизни, сказала [Ана] Лобо [научный сотрудник Калифорнийского университета и ведущий автор исследования]. "Это захватывающая смена направления"."
    
17. Кимберли М. С. Картье. Блестящие кольца Сатурна могут быть "Довольно молодыми" (Kimberly M. S. Cartier, Saturn's Shiny Rings May Be Pretty Young) (на англ.) том 104, №8, 2023 г., стр. 8-9 в pdf - 4,59 Мб
    "Данные миссии НАСА "Кассини" показывают, с какой скоростью пыль заполняет систему Сатурна, показывая, что для того, чтобы кольца оставались такими же блестящими и свободными от пыли, как они есть, им может быть не более 400 миллионов лет, что намного моложе самой планеты. (...) Солнце и его планеты сформировались около 4,5 миллиардов лет назад, и вскоре за ними последовали многие спутники планет, включая нашу. Первоначально астрономы полагали, что кольца Сатурна сформировались в тот ранний динамический период, когда крупные столкновения были обычным явлением. (...) В течение почти 200 лет ученые понимали, что кольца не сохраняются надолго. Столкновения между ледяными частицами, из которых состоят кольца Сатурна, порождают "кольцевой дождь", который изливается в атмосферу планеты. Измерения количества осадков и общей массы колец с помощью космического аппарата НАСА "Кассини", который вращался вокруг Сатурна в течение 13 лет, показали, что кольца, должно быть, намного моложе планеты; в противном случае они бы уже исчезли. "Кассини" также показал, что кольца довольно блестящие, поскольку в них скопилось лишь небольшое количество космической пыли - крошечных силикатных частиц, которые прилетают из дальних уголков Солнечной системы или за ее пределы. (...) Поскольку на кольцах не так много силикатной пыли, у них, вероятно, было не так много времени, чтобы собрать ее. Таким образом, знание скорости, с которой пыль поступает в систему Сатурна, является ключом к определению того, как долго существуют кольца. Анализатор космической пыли Cassini сделал именно это. За 13 лет он обнаружил более 2 миллионов частиц пыли. Исследовательская группа проанализировала траекторию каждой частицы и обнаружила только 163 частицы пыли, которые, вероятно, прилетели из-за пределов Сатурна. (...) Учитывая, насколько мала площадь колец, отобранных Кассини, 163 частицы пыли за 13 лет экстраполируют на большое количество пыли, движущейся через кольца. Команда обнаружила, что с такой скоростью едва запыленные кольца, вероятно, существуют всего 100-400 миллионов лет. [опубликовано в Science Advances, 2023] (...) Несмотря на согласие с предыдущими результатами, формирование кольцевой системы "потребовало бы разрушения ледяного тела размером со спутник Мимас - радиусом около 200 километров - что нелегко организовать так поздно в будущем". история солнечной системы", - предупредил [Филип] Николсон [из Корнельского университета]. (...) Сатурн - не единственный объект в Солнечной системе с кольцами. Ими обладают Юпитер, Уран, Нептун и несколько карликовых планет. Ученым не хватает подробной информации о тех системах, которые "Кассини" предоставил для Сатурна. Тем не менее, "недавние открытия о Сатурне, безусловно, открыли нам глаза на возможность того, что все эти кольцевые системы могут быть относительно молодыми", - сказал Николсон."
    
18. Хавьер Барбузано. Крошечная марсианская луна, возможно, откололась от Старого блока (Javier Barbuzano, Tiny Martian Moon May Be a Chip Off the Old Block) (на англ.) том 104, №8, 2023 г., стр. 12-13 в pdf - 4,55 Мб
    "Происхождение спутников Марса, Фобоса и Деймоса, озадачивало ученых с момента их открытия в 1870-х годах. Основываясь на небольших размерах объектов неправильной формы и оттенке (одном из самых темных в Солнечной системе), ученые предположили, что они могут быть астероидами, случайно попавшими на орбиту Марса. Однако с тех пор, как утвердилась теория захваченных астероидов, появились новые идеи, объясняющие происхождение Фобоса и Деймоса - в основном вариации сценария гигантского столкновения, в результате которого на орбиту было выброшено достаточное количество марсианского материала для образования лун. (...) Новые снимки внешнего спутника Деймоса крупным планом, по-видимому, подтверждают теорию столкновения. Снимки, полученные миссией Emirates Mars, показывают, что у Деймоса отсутствуют ожидаемые признаки астероидного происхождения. Вместо этого химические признаки указывают на состав, сходный с составом самого Марса, предполагая, что Луна могла родиться из Красной планеты. (...) Спускаемый аппарат "Викинг-2" в последний раз сделал крупный план в 1977 году на пути к Марсу. Зонд "Hope", как называется эмиратский космический аппарат, прибыл на Марс в феврале 2021 года, чтобы наблюдать изменения марсианской атмосферы в зависимости от времени года. (...) После целого марсианского года наблюдений за планетой ученые миссии воспользовались уникальной возможностью приблизиться к Деймосу. (...) Во время облета Hope нанес на карту почти всю поверхность Деймоса, запечатлев первый вид его обратной стороны. (...) Два других прибора зафиксировали излучение инфракрасного и ультрафиолетового света. с поверхности Луны, раскрывая подробности о ее составе и температуре. (...) Визуально Деймос не похож на астероиды Рюгу или Бенну (...) Деймос (...) покрыт мелкодисперсным порошком, называемым реголитом, что придает ему гладкий вид, похожий на вид нашей собственной Луны и соседнего Фобоса. В ультрафиолетовом свете исследователи не обнаружили признаков органических соединений или богатых углеродом минералов, которые ожидаются на астероидах типа D - тех, которые больше всего похожи на Деймос. (...) Ультрафиолетовый спектрометр Emirates Mars (EMUS) на борту Hope является самым чувствительным спектрометром, который когда-либо вращался вокруг Марса, и эта возможность оказалась решающей для наблюдения темной марсианской луны (...) В инфракрасном диапазоне крошечная луна также не соответствует тому, что ученые ожидают от астероида. Исследователи (...) обнаружили, что инфракрасная спектральная сигнатура Деймоса больше напоминает сигнатуру базальта, вулканической породы, покрывающей большую часть поверхности Марса. Учитывая новые наблюдения, сценарий с захваченным астероидом выглядит менее вероятным, чем теория гигантского столкновения. (...) Новые данные не полностью исключают возможность того, что Фобос и Деймос являются захваченными астероидами - отчасти потому, что исследователи не знают наверняка, как астероид типа D выглядит вблизи. (...) окончательного ответа о происхождении спутников Марса, вероятно, придется дождаться от Japan Aerospace. Миссия Агентства по исследованию марсианских лун (MMX), запуск которой запланирован на 2024 год, выйдет на орбиту Фобоса и вернет его часть на Землю."
    
19. Эрин Мартин-Джонс. Подслушивание колебания магнитного пузыря Земли (Erin Martin-Jones, Eavesdropping on the Vibrations of Earth's Magnetic Bubble) (на англ.) том 104, №8, 2023 г., стр. 16-17 в pdf - 4,59 Мб
    "Наша солнечная система - это не безмолвное ничто. Она гудит от заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем и переносимых солнечными ветрами. Порывистые и энергичные солнечные ветры могут посылать волны сверхнизкой частоты, дрожащие вдоль линий магнитного поля, окружающих нашу планету, - точно так же, как струна арфы, если ее пощипать. Эти навязчивые мелодии слишком низкого тона, чтобы мы могли их расслышать, но исследователи превратили звуки в нечто слышимое и теперь просят общественность помочь прислушаться к космическому гулу. (...) Классифицируя различные типы вибраций, исследователи надеются получить более полное представление о том, как они влияют на магнитное поле Земли. (...) Помимо создания красочных световых проявлений [полярных сияний], волны, генерируемые при воздействии солнечных ветров на нашу магнитосферу, также способствуют разрушительной космической погоде, которая может представлять угрозу опасность для спутников, телекоммуникаций и астронавтов. Характеристика плазменных волн могла бы помочь улучшить прогнозы опасных явлений космической погоды. Но в прошлом их изучение оказывалось сложной задачей, потому что даже компьютерам было трудно выделить множество одновременных вибраций среди фонового шума космоса. (...) Одна неизвестность, которую исследователи надеются исследовать, заключается в том, почему некоторые плазменные волны взаимодействуют с космической средой сильнее, чем другие. (...) Чтобы усилить звук плазменных волн для человеческого слуха, исследователи использовали метод, называемый сонификацией, чтобы ускорить многолетние электромагнитные измерения, собранные миссией НАСА THEMIS (Временная история событий и макромасштабные взаимодействия во время суббурь), которая в 2007 году запустила пять спутников для прохождения магнитосферы Земли. (...) при поддержке НАСА команда HARP [Гелиофизика озвучена: Резонансы в плазме, название этого проекта] работала с экспертами по звуку над созданием интерфейса, который позволяет людям выделять формы сигналов и комментировать их. Исследователи просят добровольцев прослушать аудиозапись и описать, что они слышат - например, является ли звук бесформенным статическим шумом или чистым тоном. (...) Помимо того, что это способ привлечь общественность к исследованиям в области космической науки, просьба людей прослушать данные также приносит научную пользу. Люди превосходно разбираются в конкурирующих звуках, даже на фоне фонового шума (...) Одна из целей команды - определить свойства каждой плазменной волны. Точно так же, как струны арфы, каждая волна резонирует и взаимодействует с окружающим пространством по-разному. (...) Современные теории предполагают, что плазменные волны могут возбуждать заряженные частицы в этих поясах [поясах Ван Аллена], делая их более опасными. Считается, что более сильные плазменные волны с большей амплитудой более эффективны при передаче энергии между частицами (...) Наблюдения HARP могли бы помочь ученым понять передачу энергии (...) Вклад общественности будет иметь решающее значение для успеха проекта".
    Пример "звуков космоса" (31 секунда):
    https://www.youtube.com/watch?v=qcEyUCLFJYM
    
20. Чжун Лю и др. Нам нужен лучший способ делиться наблюдениями за Землей (Zhong Liu et al., We Need a Better Way to Share Earth Observations) (на англ.) том 104, №8, 2023 г., стр. 21-23 в pdf - 4,81 Мб
    "Чтобы лучше понимать, отслеживать и прогнозировать стихийные бедствия, их потенциальное воздействие на людей и то, как они изменятся в условиях потепления климата, ученым необходимы наблюдения за окружающей средой из многих источников. Эти данные должны быть не только собранными, но и доступными, своевременными и заслуживающими доверия. Карты, графики, модели и другие информационные продукты, созданные на основе спутниковых наблюдений, играют решающую роль в прогнозировании из-за широкого, часто глобального охвата, который они обеспечивают. (...) Несмотря на свою мощь, эти продукты не идеальны, и они постоянно проверяются и совершенствуются с использованием экологических данных, собранных по всему миру с земли, воздуха и моря. Для продвижения продуктов спутниковых данных и их преимуществ для науки о Земле и общества необходимо максимально использовать наблюдения, собранные мировым научным сообществом. (...) Однако, несмотря на многочисленные международные усилия, направленные на максимальное использование спутниковых наблюдений (...), существуют значительные препятствия для интеграции и обмена данными из разрозненных глобальных источников. Инновационная инфраструктура сбора данных и обмена ими, отвечающая критериям, изложенным ниже, могла бы помочь преодолеть эти препятствия. (...) Ученые часто используют наблюдения с нескольких спутников в качестве исходных данных при разработке своих продуктов в сочетании с наблюдениями in situ. (...) Несмотря на усилия, подобные усилиям GPCC [Глобального центра климатологии осадков] по сбору данных in situ, местные и региональные наблюдения in situ, которые могли бы расширить использование таких продуктов, как IMERG [Интегрированные многоспутниковые данные НАСА для глобального измерения осадков], не собираются во многих областях или не были интегрированы и становятся общедоступными другими организациями. Участники недавнего заседания Международной рабочей группы по осадкам отметили, что отсутствие интеграции данных и обмена ими представляет собой серьезное препятствие для улучшения спутниковых данных об осадках. Для решения проблем обмена данными различные государственные и частные организации ранее создали хранилища данных по наукам о Земле для обеспечения доступа к данным в режиме онлайн. (...) Хотя доступность данных из этих источников возросла, данные в каждом из них собираются и обрабатываются различными организациями в основном для их собственных миссий или проектов, и каждое хранилище уникален. (...) пользователи сталкиваются с разнообразными требованиями к поиску, доступу и использованию данных и сервисов. Эффективные средства обнаружения данных, доступа, интеграции, интероперабельности, повторного использования и ориентированные на пользователя сервисы - возможности, изложенные в руководящих принципах FAIR (доступные для поиска, интероперабельные и повторно используемые) данные, - таким образом, не были реализованы в широком масштабе. Необходимы кардинальные реформы в инфраструктуре данных, чтобы снизить барьеры и ускорить совершенствование информационных продуктов для исследований и приложений в области наук о Земле. Как бы выглядели такие реформы? Короче говоря, успешная новая инфраструктура данных привлекла бы мировое сообщество к обмену и использованию контролируемых по качеству, отвечающих требованиям справедливости экологических данных и услуг этично, равноправно и устойчиво. (...) Инфраструктура новой платформы обмена данными обеспечит удобство, позволяя каждому загружать свои данные и делиться ими, но это может привести к потенциальным злоупотреблениям, включая предоставление неполных или поддельных данных. Обеспечение достоверности и полноты данных будет иметь решающее значение для успешного внедрения новой инфраструктуры данных. (...) Потребовались бы процедуры, запрещающие пользователям загружать данные, например, без разрешения владельца или в нарушение законов или кодексов поведения. В конечном счете, отправители данных будут нести ответственность за свои собственные действия, но встроенный механизм самоопределения в инфраструктуре также мог бы помочь свести к минимуму нарушения. (...) Разнородные данные представляют собой еще одну проблему. Ученые-землеведы обычно создают данные в форматах и со структурами, единицами измерения и словарями, специфичными для их областей или специализаций. (...) В новой инфраструктуре должны быть доступны информация и инструменты (...), которые помогут поставщикам данных подготовить свои данные, включая метаданные, чтобы они соответствовали стандартам сообщества до их отправки в систему. (...) крайне важно, чтобы новая инфраструктура соответствовала следующим трем критериям: Во-первых, ИТ необходим подход к разработке программного обеспечения с открытым исходным кодом (...) Во-вторых, ИТ необходимо предоставлять богатую коллекцию сервисов обработки данных, что стало бы основной мотивацией для пользователей отправлять свои данные и делиться ими. (...) В-третьих, новая инфраструктура нуждается в механизме, с помощью которого можно было бы четко и справедливо распределять заслуги (...) между всеми, кто участвует в создании и предоставлении данных, что должно еще больше стимулировать организации и частных лиц вносить свой вклад. (...) Огромный объем данных, расширенные сервисы и вычислительная техника возможности предлагаемой инфраструктуры передачи данных потребуют облачной платформы для размещения всего этого, что, вероятно, сделает это дорогостоящим мероприятием. Прежде чем мировое сообщество увидит выгоды, необходимо решить важный вопрос: кто покроет расходы? (...) Повышение доступности интегрированных и открытых данных от правительств, научно-исследовательских институтов, частного сектора и других источников могло бы ускорить разработку спутниковых и других информационных продуктов, помогающих бороться со стихийными бедствиями и другими насущными глобальными проблемами".
    
21. Дженесса Данкомб. Куда в лесу попадает антипирен? Спросите у спутника (Jenessa Duncombe, Where Does Fire Retardant Fall in a Forest? Ask a Satellite) (на англ.) том 104, №9, 2023 г., стр. 5-6 в pdf - 303 кб
    "Вот слишком знакомое изображение: красное облако антипирена выливается из брюха пропеллерного самолета на лес внизу. Поскольку изменение климата приводит к усилению лесных пожаров, пожарные команды все чаще полагаются на антипирены для создания химических разрывов и локализации пожаров. Знание того, куда попадает аэрозоль, помогает экипажам и ученым управлять им и изучать его последствия. Новый инструмент дистанционного зондирования может помочь экипажам и ученым точно определить местоположение антипирена, используя спутниковые снимки. (...) Точные координаты мест посадки огнезащитных составов зависят от ветра и рельефа местности внизу. Красная жижа теряет свой цвет в течение нескольких недель под солнцем и смывается дождем, что затрудняет ученым изучение того, как она повлияла на ландшафт. (...) Для разработки инструмента [Джерри] Тагестад [географ Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории] и его коллеги обучили алгоритм машинного обучения обнаруживать линии замедления на снимках, сделанных спутником Европейского космического агентства Sentinel-2. Сначала они ознакомились со спутниковыми снимками и обозначили районы с замедлителем и без него. Использование трех классификаций машинного обучения на моделях, затем группа обучила компьютер распознавать эти закономерности на новых изображениях. (...) Команда протестировала инструмент на изображениях семи пожаров на юго-западе Соединенных Штатов, которые произошли в период с 2020 по 2021 год. (...) Три модели машинного обучения успешно идентифицировали огнезащитные линии на семи объектах - в самая эффективная модель улавливала 62% антипирена с точностью 99%. (...) Команда опубликовала работу в журнале Remote Sensing [2023] (...) Тагестад сказал, что команда рада расширить возможности инструмента, включая дистанционное определение толщины антипирена в зоне падения, которое можно было бы использовать для расчета количества из огнезащитных средств, попадающих в чувствительные места обитания."
    
22. Мэтью Р. Фрэнсис. Необходимый ингредиент для жизни, обнаруженный на Энцеладе; Кэтрин Корней. Планета резко теряет свою атмосферу; Кимберли М. С. Картье. Скалистая экзопланета может обладать магнитным полем (Matthew R. Francis, Essential Ingredient for Life Found on Enceladus -- Katherine Kornei, A Planet Is Dramatically Losing Its Atmosphere -- Kimberly M. S. Cartier, Rocky Exoplanet May Have a Magnetic Field) (на англ.) том 104, №10, 2023 г., стр. 8-11 в pdf - 2,33 Мб
    [1] "Энцелад - один из наиболее вероятных кандидатов на существование жизни за пределами Земли в Солнечной системе, интригующий статус, который стал еще более возможным благодаря новому открытию. Используя архивные данные миссии "Кассини", исследователи обнаружили доказательства наличия фосфора в форме фосфатов натрия в подповерхностном океане Энцелада, впервые это химическое вещество было измерено в жидкой среде за пределами Земли. (...) Фосфор - редчайший из элементов, необходимых для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Его часто находят запертым в камне, недоступным для использования организмами. Присутствие фосфора в воде на Энцеладе более чем в 100 раз в большем количестве, чем на Земле, наводит на мысль о том, насколько он может быть доступен во внешней части Солнечной системы. (...) Фосфор является одним из шести элементов, присутствующих в белках и генетических молекулах - ДНК и РНК - всей известной жизни. Из шести элементов углерод, водород, азот и кислород распространены в Солнечной системе и за ее пределами, при этом сера встречается реже, а фосфор еще реже. (...) Когда "Кассини" впервые пролетел мимо Энцелада в 2005 году, исследователи заметили столбы льда, вырывающиеся из поверхностных трещин вблизи южного полюса луны. В течение следующего десятилетия диспетчеры несколько раз направляли космический аппарат через шлейфы, чтобы собрать материал для анализа. Данные, собранные анализатором космической пыли аппарата, выявили в шлейфах соленую, щелочную воду и органические молекулы, что открывает возможность обнаружения жизни. Конечно, органические молекулы сами по себе не означают жизнь (...) Однако "Кассини" показал, что Энцелад обладает гидротермальной активностью и океаном подо льдом, который обеспечивает защиту от радиации и источник энергии - то, что атмосфера и Солнце обеспечивают на Земле для процветания жизни. (...) ни в одном из данных до сих пор не содержалось четких признаков шестого важнейшего элемента для всей известной жизни: серы". -- [2] "Ученые, наблюдающие за отдаленной экзопланетой, недавно обнаружили огромное количество гелия, быстро вытекающего из верхних слоев атмосферы планеты. Нити газа длиной в несколько миллионов километров тянутся от далекого мира, и это открытие подчеркивает динамическую природу планетных систем. Примерно в 900 световых годах от нас газовая планета размером с Юпитер вращается вокруг HAT-P-32 (...) Есть только одна планета, HAT-P-32b, и она вращается гораздо ближе к своей звезде-хозяину, чем даже Меркурий вращается вокруг Солнца. (...) Потому что HAT-P-32b вращается вокруг находясь так близко к своей звезде-хозяину, она постоянно подвергается бомбардировке высоким уровнем радиации. Весь этот выброс энергии на планету приводит к поразительному результату: газообразные водород и гелий улетучиваются из верхних слоев атмосферы HAT-P-32b. (...) Исследователи решили наблюдать за планетой по всей ее орбите, точно рассчитав время своих наблюдений таким образом, чтобы их данные отражали виды HAT-P-32b, когда она находилась не только непосредственно перед своей звездой-хозяином, но и по обе стороны и позади нее. (...) Спектрографические данные, которые они получили накопленный материал подтвердил, что из HAT-P-32b не только вытекал гелий, но и газ распространялся в космосе даже дальше, чем считалось ранее. (...) Новые наблюдения в наибольшей степени соответствовали расчетам, которые моделировали два хвоста газообразного гелия, простирающихся от HAT-P-32b, один впереди планеты на ее орбите, а другой позади. (...) Вместе прогнозируемая длина этих двух хвостов составляет более 6 миллионов километров, или болеею Команда подсчитала, что радиус планеты в 50 раз больше. (...) Они подсчитали, что более 1 триллиона килограммов гелия улетучивается с планеты каждую секунду. (...) Несмотря на поразительную скорость выхода, по расчетам исследователей, HAT-P-32b все равно потребуется более миллиарда лет, чтобы полностью потерять свою атмосферу. (...) звезда в системе, вероятно, умрет до этого". -- [3] "Астрономы обнаружили радиовсплески от маленькой красной звезды, что может быть вызвано магнитными взаимодействиями между звездой и одной из ее планет. Если будущие наблюдения выявят больше этой активности, планета размером с Землю станет первой обнаруженной скалистой экзопланетой, обладающей магнитным полем. (...) Открытие такого поля, окружающего скалистую экзопланету, дало бы представление о внутренней структуре, эволюции атмосферы и потенциале для жизни планет размером с Землю. (...) Используя радиотелескоп Very Large Array в Нью-Мексико, [Дж. Себастьян] Пинеда [астрофизик из Университета Колорадо в Боулдере] и [Джеки] Вилладсен [радиоастроном из Бакнеллского университета в Льюисбурге, Пенсильвания] искали радиовсплески от близлежащего красного карлика YZ Ceti. Звезда находится всего в 12 световых годах от нас, и у нее есть три известные экзопланеты. (...) последующий всплеск привлек внимание команды, потому что он произошел всего через 2 дня после предыдущего. Этот интервал соответствует периоду обращения самой внутренней планеты звезды, YZ Ceti b, которая составляет 70% массы Земли и, вероятно, скалистая. (...) Время позволяет предположить, что всплески могли быть вызваны взаимодействием между звездным ветром и магнитным полем YZ Ceti b. Эта звездная космическая погода может стать первым свидетельством магнитного поля, генерируемого скалистой экзопланетой. (...) Но для подтверждения команде нужно было бы наблюдать за звездой в течение длительного периода времени (...) Исследователи не могли окончательно сказать, что YZ Ceti b обладает магнитным полем, отчасти потому, что так мало известно о вспышках, исходящих от более старых красных карликов, таких как YZ Ceti. Их вспышки могут сами по себе вызывать такого рода радиовсплески. (...) Изучение вспышек и радиовсплесков от многих звезд, таких как YZ Ceti, прояснит, как обычно ведут себя звезды такого типа, и поможет исследователям разобраться в радиовсплесках, генерируемых планетами".
    
23. Эрик Клеметти. «Песнь льда и пламени" криовулканизма (Erik Klemetti, Cryovolcanism's Song of Ice and Fire) (на англ.) том 104, №10, 2023 г., стр. 18-23 в pdf - 1,36 Мб
    "Спутники Юпитера Европа и Ганимед, спутники Сатурна Энцелад и Титан, а также другие объекты во внешней части Солнечной системы оказались удивительно активными океаническими мирами. Их поверхности демонстрируют признаки яркой шлифовки в более короткие сроки, чем мы себе представляли. Их интерьеры наполнены экзотическими формами льда и бескрайними морями воды. У них могут быть гидротермальные источники, питающие океаны. Все эти характеристики в совокупности определяют потенциальную пригодность для жизни. Движущей силой большей части этого динамизма является вулканизм. (...) Все океанические миры, включая Землю, нуждаются в одном: тепле. На нашей планете тепло поступает из двух источников. Тепло, которое сохраняет наши океаны жидкими, в основном поступает от Солнца. С другой стороны, недра Земли согреваются за счет радиоактивного распада элементов и остаточного тепла от образования нашей планеты. (...) Во внешней Солнечной системе необходимо что-то еще для выработки тепла, которое позволяет существовать жидкой воде и вулканизму. (...) Большая часть тепла находится внутри, эти океанические миры образуются в результате приливных сил. Поскольку они вращаются вокруг газового гиганта совместно с другими лунами, сама океанская луна регулярно растягивается и деформируется. Часть этой энергии преобразуется в тепло. (...) У нас нет прямых доказательств силикатного вулканизма ни на одной из этих лун, кроме Ио, но модели показывают, что их недра могут содержать достаточно тепла, чтобы вызвать плавление горных пород. (...) На самом деле эти луны могут быть источником не одного, а двух типов вулканизма: силикатный вулканизм и его последствия - дальний родственник - криовулканизм. Криовулканизм описывает процесс, при котором вулкан извергает летучие вещества, такие как аммиак (в отличие от силикатов, таких как полевой шпат), в среду ниже точки замерзания летучих веществ. (...) куполообразные и текучие особенности Европы напомнили о знакомых лавовых куполах и потоках в таких местах, как Каскады или Йеллоустоун в Северной Америке. Тем не менее, поверхность Европы полностью состоит из льда, и, согласно геофизическим данным, которыми мы в настоящее время располагаем, на сотни километров ниже ее ледяного панциря не существует горных пород. (...) Силикатная магма имеет тенденцию быть менее плотной и более плавучей, чем скала вокруг нее, что приводит к ее подъему и извержению. Жидкая вода, с другой стороны, более плотная, чем ее твердый аналог. (...) Таким образом, идею о том, что жидкая вода в ледяном панцире Европы могла подниматься и извергаться поверх льда, было сложно представить. (...) В ледяном панцире должны быть трещины, а затем механизм, позволяющий жидкости течь через эти трещины. (...) Появились две основные теории о том, как жидкая вода (криомагма) может извергаться, и в обоих случаях в игру снова вступают приливные силы. Первая теория предполагает приливное растяжение и сжатие, которые испытывают океанические миры, вращаясь вокруг своей родной планеты. Эти приливные процессы могут привести к повышению давления в очагах воды на определенных участках орбиты Луны и потенциально спровоцировать извержения. Появились две основные теории о том, как может извергаться жидкая вода (криомагма), и в обеих снова вступают в игру приливные силы. Первая теория предполагает приливное растяжение и сжатие, которые испытывают океанические миры, вращаясь вокруг своей родной планеты. Эти приливные процессы могут привести к повышению давления в очагах воды на определенных участках орбиты Луны и потенциально спровоцировать извержения. Вторая теория (...) рассматривает переход воды в твердое состояние и сопутствующее увеличение объема, что может быть мощной силой. (...) В океаническом мире, подобном Европе, где в ледяной оболочке могут находиться очаги жидкой воды, увеличение объема льда повысило бы давление в таких очагах. (...) у ученых остается больше вопросов, чем решений. (...) Некоторые из этих кусочков головоломки включают в себя то, как трещины во льду остаются открытыми, позволяя происходить извержениям. (...) Еще одной загадочной характеристикой лун является возраст их ледяной поверхности. (...) Все эти теоретизирования намекали на самый захватывающий вопрос из всех: может ли существовать жизнь? Ответ на этот вопрос требует от нас понимания того, как соединяются каменные, водные и ледяные компоненты этих океанических миров. (...) Таким образом, фрагменты могут быть на месте для жизни или, по крайней мере, для обитаемости во внешней части Солнечной системы. Вопрос о том, могла ли возникнуть жизнь на океанических планетах, таких как Энцелад, Европа или Титан, сводится к тому, где встречаются эти различные компоненты. (...) Более многообещающие места могут быть найдены там, где возникают химические и энергетические градиенты, стимулирующие химические реакции. В океанических мирах эти границы включают области между скалистыми внутренностями и океанами или даже границу между океанами и ледяными оболочками. (...) Данные космического телескопа Джеймса Уэбба каждый день обогащают знания астрономов об экзопланетах, и настоящая флотилия миссий отправится во внешнюю солнечную систему в течение следующего десятилетия. (...) Ученые с нетерпением ждут возможности сравнить новые данные с теми, которые были собраны предыдущими миссиями. (...) Изучение льда и вулканов внешней части Солнечной системы также поможет ученым узнать о нашей собственной планете и ее происхождении".
    
24. Кимберли М.С. Картье. «Уран: время смело идти вперед» (Kimberly M.S. Cartier, Uranus: Time to Boldly Go) (на англ.) том 104, №10, 2023 г., стр. 24-29 в pdf - 1,78 Мб
    "Уран - одна из самых загадочных планет Солнечной системы. (...) его уникальный наклон, необычная кольцевая система, смещенная магнитосфера и любопытное разнообразие лун предполагают, что у него интересная история, которая могла бы раскрыть эволюционное прошлое нашей Солнечной системы и рассказать нам немало о планетах за ее пределами. (...) Быстро приближается промежуток времени, в течение которого астрономы могли бы запустить космический корабль к Урану. На самом деле, такая миссия стоит на первом месте в их списке желаний. (...) Находясь вблизи планеты [в январе 1986 года], "Вояджер-2" получил первые снимки верхних слоев атмосферы Урана крупным планом, покрытых кратерами и неровных поверхностей нескольких его спутников и его ультратонкой кольцевой системы. Аппарат также провел измерения магнитного поля Урана, взял пробы радиационной обстановки вблизи планеты и обнаружил молнии. Но остается еще много вопросов. Почему планета наклонена на бок более чем на 90°? Какая химия бурлит в его недрах? Как его магнитосфера взаимодействует с солнечным ветром в течение года Урана? Какая погода появляется при смене времен года? Могут ли спутники планеты иметь недавний или активный криовулканизм или подповерхностные океаны? (...) следующим по значимости приоритетом астрономов является миссия к Урану, которая включает в себя орбитальный аппарат и атмосферный зонд. Миссии такого масштаба также известны как миссии флагманского класса, крупнейший и самый дорогой тип проектов НАСА, который может ответить на множество высокоприоритетных научных вопросов. (...) Группа ученых-планетологов и инженеров разработала концепцию миссии под названием Uranus Orbiter and Probe (UOP) и предложила миссию для НАСА для ознакомления. Миссия должна была запустить атмосферный зонд вскоре после прибытия, совершить облет нескольких лун, а затем выйти на орбиту на 4,5 земных года. Самое последнее десятилетнее исследование в области планетологии и астробиологии оценило эту миссию как малорискованную, относительно недорогую и с высокой отдачей. (...) Эффективная траектория полета позволила бы космическому кораблю пролететь мимо Юпитера, чтобы получить некоторое количество энергии с помощью гравитационной рогатки. Окно запуска в начале 2030-х годов обеспечило бы необходимое планетарное выравнивание, но возможности для запуска будут и в последующие несколько лет. (...) Концепция миссии меньше по размеру и стоимости, чем предыдущие флагманы, такие как Galileo (который исследовал систему Юпитера) и Cassini (который исследовал Сатурн), но будет иметь аналогичный научный охват. (...) Многие ученые-планетологи особенно взволнованы возможностью изучения крупнейших спутников Урана - Оберона, Титании, Ариэля, Умбриэля и Миранды. Считается, что эти спутники состоят из камня и водяного льда примерно в равных количествах. (...) Учитывая условия освещения в то время, "Вояджер-2" смог нанести на карту только около 40% поверхностей этих лун. Однако даже этого было достаточно, чтобы продемонстрировать, что у них совершенно разная геология поверхности и степень образования кратеров. Приближение равноденствия, которое в следующий раз произойдет в 2049 году, будет означать, что невидимые полушария лун будут освещены, что позволит ученым завершить картографирование их поверхностей. (...) Все пять крупных спутников могут иметь подповерхностные океаны с жидкой водой на границе между их скалистыми внутренностями и ледяными поверхностями. (...) Магнитометр на борту космического корабля мог бы улавливать магнитное поле из подповерхностного океана. (...) Как и в других водных мирах, здесь есть потенциал для жизни. (...) Помимо загадочных спутников Урана, ученые-планетологи очень заинтересованы в изучении самой планеты. Главной из их научных целей является измерение внутренней структуры и состава планеты, которые было трудно смоделировать с помощью существующих данных. Зонд, сброшенный в атмосферу планеты, был бы ключом к этому начинанию. (...) Верхние слои облаков планеты, видимые "Вояджером-2", содержат в 100 раз меньше аммиака и гораздо больше сероводорода, чем ожидалось по моделям. Возможно, виной тому неизвестная фотохимия атмосферы или смешение облачных слоев, и зонд, опускающийся в атмосферу планеты, вернет данные о химическом составе, температуре, давлении и динамике, скрытых под облаками. (...) Детальное изучение колец Урана также может раскрыть скрытые детали о самой планете. (...) Любые внутренние изменения проявлялись бы в виде волн, ряби или спиралей в кольцах и были бы видны космическому аппарату, находящемуся на орбите. (...) Бортовой спектрометр мог бы помочь определить точный размер и состав частиц кольца (...) любые открытия, сделанные об Уране, потенциально могут расширить наше понимание его собрата -ледяного гиганта Нептуна, а также планет за пределами нашей Солнечной системы. (...) Орбитальный аппарат Урана в идеале должен включать в себя бортовой приборы для измерения магнитной, гравитационной и плазменной среды вокруг планеты. Данные, полученные с помощью этих приборов, также могли бы дать представление о солнечном ветре и потоке космических лучей во внешней части Солнечной системы, которые не были замечены со времен миссий "Вояджер". (...) Флагманская миссия к Урану - будь то орбитальный аппарат и зонд Uranus Orbiter или один из нескольких, предложенных другим космическим агентствам, - все еще остается гипотетической. Такова реальность: до идеального стартового окна для миссии во внешнюю солнечную систему осталось менее 10 лет, и ни одна миссия не получила зеленый свет. (...) Первоначальная реакция НАСА на идею флагманской миссии к Урану была положительной, но оно также признало бюджетные трудности. (...) Суть в следующем: если флагманская миссия к Урану состоится во время предстоящего стартового окна, все предприятие должно начать действовать быстро."
    [Название "Время смело идти" является аллюзией на знаменитую фразу "смело идти туда, куда еще не ступала нога человека" из американского телесериала "Звездный путь". Каждый эпизод начинался словами, произнесенными капитаном Кирком: "Космос: последний рубеж. Это путешествия звездолета "Энтерпрайз". Его пятилетняя миссия: исследовать странные новые миры. Искать новую жизнь и новые цивилизации. Смело идти туда, куда еще не ступала нога человека!"]
    
25. Деймонд Беннингфилд. «Морская наука отправляется в космос" (Damond Benningfield, Marine Science Goes to Space) (на англ.) том 104, №10, 2023 г., стр. 30-36 в pdf - 1,41 Мб
    "Аппарат ["Кассини"] пронесся сквозь столбы водяного пара и крупинок льда, извергающихся из трещин на поверхности ледяной луны [Энцелада]. (...) Более поздний анализ обнаружил водород, углекислый газ, метан и крошечные частицы породы в шлейфах, предполагая, что океан может содержать все основные вещества - ингредиенты для жизни. (...) В качестве одного из ключевых шагов в исследованиях НАСА хочет расширить сотрудничество между планетологами и учеными Земли, объединив знания о Солнечной системе с опытом изучения океанов Земли и экстремальных местообитаний. (...) ученые определили пять "подтвержденных" океанических миров за пределами Земли: спутники Юпитера Каллисто, Европа и Ганимед, а также спутники Сатурна Энцелад и Титан. (...) Некоторые из этих миров, по-видимому, содержат основные ингредиенты для жизни: воду, источник энергии и правильный химический состав. (...) Энцелад и Европа являются наиболее приоритетными объектами для изучения. (...) Когда "Вояджер-1" и "Вояджер-2" пролетали через систему Юпитера в конце 1970-х годов, на их фотографиях Европы была обнаружена ледяная местность, подобная той, что обнаружена в Арктике и других замерзших регионах Земли. (...) Однако то, что решило проблему идентификации Европы как океанического мира, были наблюдения с помощью магнитометра на космическом аппарате Galileo, который проходил через систему Юпитера с 1995 по 2003 год. (...) Взаимодействие с магнитным полем Юпитера создает электрические токи внутри Европы, порождая вторичные магнитные поля. (...) Europa Clipper поможет подтвердить наличие на луне океана и пригодность для жизни. Его планируется запустить в октябре 2024 года и вывести на орбиту вокруг Юпитера в 2030 году. Он пройдёт мимо Европы на расстояниях, более в 50 раз близких, на 25 км. На таком расстоянии магнитометр Clipper обеспечит гораздо более детальный профиль океана. Его радар будет измерять толщину ледяного покрова и глубину океана. Его системы визуализации составят карту льда с высоким разрешением, возможно, выявив места, где вода вытекает на поверхность. (...) Другие приборы будут искать частицы в возможных шлейфах, извергающихся из-под поверхности. (...) будущие миссии [к Энцеладу] с более совершенными детекторами могли бы обеспечить гораздо более детальный профиль. (...) Глубина океана может составлять 40 километров, а некоторые участки - на 20 километров глубже, под ледяной коркой, толщина которой в среднем составляет около 20 километров. Как и на Европе, считается, что океан соприкасается со скалистой мантией, что является ключом к обитаемости: мантия предлагает возможность наличия гидротермальных источников для снабжения энергией и химическими веществами, необходимыми для жизни. Недавнее исследование показало, что в трещины могут поставлять фосфор, важнейший ингредиент для жизни на Земле. (...) Другой высокоприоритетной целью является Титан, "двойной" океанический мир, с жидкостями как на поверхности, так и под ней. Озера и моря жидкого метана, этана и азота усеивают Титан, самый большой спутник Сатурна и единственное твердое тело в Солнечной системе, кроме Земли, на поверхности которого есть жидкости. Кроме того, ученые подозревают, что на Титане есть скрытый океан жидкой воды, смешанной с аммиаком и другими соединениями, который может стать самым массивным океаном в Солнечной системе. (...) Запуск запланирован на 2027 год, прибытие - на 2034 год, Dragonfly будет фотографировать ландшафт с высоты до 4 километров, измерять погодные условия., и собирают образцы для анализа с помощью масс-спектрометра. (...) Мы должны узнать гораздо больше как о Ганимеде, так и о Каллисто от Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), европейской миссии, которая стартовала в апреле 2023 года и должна прибыть на Юпитер в 2031 году. Он несколько раз пролетит мимо Ганимеда, Каллисто и Европы, прежде чем выйдет на орбиту вокруг Ганимеда в 2034 году. Среди его целей - охарактеризовать океаны двух самых больших лун. (...) Некоторые из спутников ледяных гигантов Урана и Нептуна являются хорошими кандидатами в океанические миры (...) Десятилетнее исследование рекомендовало повторно посетить обе системы. Орбитальный аппарат и зонд "Уран" были его новой флагманской миссией самого высокого ранга на следующее десятилетие (...) Приборы миссии "Уран" будут искать свидетельства существования океанов и мест, где они могут взаимодействовать с поверхностью, строить графики магнитных полей, генерируемых океанами, и измерять химический состав поверхности и любые возможные шлейфы. (...) У Тритона, вероятно, достаточно внутреннего тепла, чтобы поддерживать пригодный для жизни подземный океан. (...) Карликовые планеты Плутон и Церера также входят в список возможных океанических миров. Когда New Horizons пролетал мимо Плутона в 2015 году, его снимки показали удивительно активную поверхность. Они также выявили трещины и выступы, которые наводили на мысль, что Плутон начинался с океана жидкой воды, контактировавшего со скалистым ядром. Глубина океана могла составлять 150 километров, и, хотя он частично замерз, он все еще мог существовать сегодня. (...) Проверка этого сценария, вероятно, требует последующей миссии. Однако из-за большого расстояния до Плутона эта миссия, скорее всего, не состоится в течение десятилетий. (...) Церера является крупнейшим членом пояса астероидов, и ученые получили тщательную разведку в ходе миссии НАСА "Dawn", которая вышла на орбиту в 2015 году и работала до конца 2018 года. (...) Когда "Dawn" вышел на орбиту, было обнаружено, что это пятно и несколько более мелких были отложениями солей, которые, вероятно, всплыли на поверхность из океана. Церера примерно на 25% состоит из воды. Большая её часть, вероятно, замерзла, хотя некоторые из них все еще могут образовывать подземный океан или отдельные моря. (...) Характеристика океанов других миров может рассказать нам гораздо больше о том, как формировались и эволюционировали океаны Земли, раскрыть подробности о формировании и эволюции всей планетной системы Солнца и направить исследования экзопланет и их спутников".
    
26. Сара Деруин. Архивируя данные, чтобы отправить их обратно с ледяной луны (Sarah Derouin, Zipping Up Data to Zap Them Back from an Icy Moon) (на англ.) том 104, №10, 2023 г., стр. 37 в pdf - 668 кб
    "Органические молекулы в живых организмах обладают уникальными биохимическими сигнатурами, которые могут быть обнаружены инструментально, и НАСА в настоящее время разрабатывает приборы для комплекса Ocean Worlds Life Surveyor (OWLS), которые могут быть использованы в будущих миссиях, которые будут приземляться на поверхности Европы и Энцелада и брать пробы льда с их поверхностей. OWLS будет включать прибор для капиллярного электрофореза-масс-спектрометрии (CE-MS), который может разделять, идентифицировать и количественно определять различные химические вещества в рамках определения характеристик образцов. Однако все эти выборки, анализ и каталогизация приводят к получению больших объемов необработанных данных, причем каждая выборка CE-MS генерирует 100 или более мегабайт. Проблема в том, как передать все эти данные с далеких лун обратно ученым на Земле? В новом исследовании [опубликовано в Earth and Space Science, 2022 г.] Маусери и др. исследуют, как наилучшим образом сжать и расставить приоритеты в этих данных, чтобы снизить требования к передаче, сохранив при этом важную информацию от лунного прибора в целости. Для этого исследователи создали бортовое программное обеспечение под названием autonomous capillary electrophoresis mass-spectra examination (ACME). Используя лабораторные образцы, команда проверила, насколько эффективно система ACME может обнаруживать пики сигнала, соответствующие концентрациям различных молекул, в необработанных данных CE-MS. (...) Они обнаружили, что ACME может суммировать и сжимать необработанные данные на 2-3 порядка, сохраняя при этом наиболее значимую с научной точки зрения информацию. Исследователи отмечают, что ACME также может определять приоритеты передачи данных, оценивая присутствие потенциально важных соединений в образце. В будущем эти возможности помогут исследователям определить ключевые области для отбора проб и максимизировать научную отдачу от миссий на ледяные луны".
    
27. Кэтрин Корней. Лунная миссия обнаруживает Своих Павших Собратьев (Katherine Kornei, A Lunar Mission Spots Its Fallen Brethren) (на англ.) том 104, №11 (ноябрь-декабрь), 2023 г., стр. 5-7 в pdf - 3,36 Мб
    "Чтобы лучше понять, что может пойти не так во время лунной миссии, ученые и общественность изучили данные, собранные Лунным разведывательным орбитальным аппаратом НАСА (LRO), чтобы точно определить места недавних аварий. (...) Камера Лунного разведывательного орбитального аппарата (LROC) - на самом деле набор камер, состоящий из двух узкоугольных камер и одной широкоугольной камеры - снимают большую часть лунной поверхности каждый месяц. (...) Узкоугольные камеры передают изображения поверхности Луны с самым высоким разрешением, собранные на сегодняшний день с орбиты - каждый пиксель соответствует примерно 50 сантиметрам. И данные LROC используются не только профессиональными учеными: примерно каждые 90 дней для широкой публики публикуются новые данные. (...) Тысячи уникальных пользователей получают доступ к наблюдениям в течение обычного месяца (...) Шанмуга Субраманьян, инженер-механик из Ченнаи, Индия, и любитель космоса, является одним из таких пользователей. В 2019 году Субраманьян узнал, что космическое агентство Индии потеряло контакт с более ранним "Викрамом". (...) Возможно, эти данные [LRO] могут быть использованы для точного определения места крушения "Викрама", предположил Субраманьян. (...) Примерно через 2 дня поисков Субраманьян заметил один аномально яркий пиксель на изображении от 17 сентября [2019], который явно отсутствовал на более ранних изображениях. (...) Он предупредил команду LRO, которая начала поиск в том же районе. (...) Команда подтвердила открытие Субраманьяна и идентифицировала более 10 дополнительных обломков, разбросанных на площади примерно в 5 квадратных километров. (...) Данные LROC также выявили места последнего упокоения других поврежденных космических аппаратов. Израильский спускаемый аппарат "Берешит" пытался приземлиться в море Безмятежности 11 апреля 2019 года, когда персонал командного центра миссии в Йехуде потерял связь с космическим аппаратом. Снимки, сделанные LRO 11 днями позже, показали место крушения. Они показали, что спускаемый аппарат размером примерно со стиральную машину врезался в край небольшого кратера и раскопал полосу лунного реголита длиной примерно 100 метров. Ранее, в 2023 году, японский спускаемый аппарат Hakuto-R Mission 1 также потерпел крушение на Луне. (...) 26 апреля [2023 года], через 1 день после того, как центр управления полетами в Токио потерял связь со спускаемым аппаратом, команда LRO получила несколько снимков вокруг предполагаемого места посадки космического аппарата вблизи кратера Атлас. Сравнив эти снимки с данными, полученными ранее, команда обнаружила по меньшей мере четыре обломка, разбросанных на участке размером примерно 50 х 100 метров. И когда российский КА "Луна-25" врезался в Луну 19 августа [2023 года], всего за несколько дней до успешной посадки "Чандраяна-3", LRO вновь сыграл главную роль в определении места крушения. (...) Команда LRO (...) определила, что "Луна-25" разбилась примерно в 400 километрах от предполагаемого места посадки. В результате столкновения образовался кратер диаметром примерно 10 метров, который в данных LRO был показан как пятно ярче обычного."
    
28. Рэйчел Фриттс. На Марсе гораздо меньше минералов, чем на Земле (Rachel Fritts, Mars Has Far Fewer Minerals Than Earth Does) (на англ.) том 104, №11 (ноябрь-декабрь), 2023 г., стр. 68 в pdf - 3,12 Мб
    "В то время как известно, что на Земле существует около 6000 различных минералов, после более чем 50-летних исследований на Марсе был зарегистрирован только 161 минерал - значительно меньшее число для планеты, которая имеет много общего с нашей собственной. Согласно новому исследованию [опубликовано в Journal of Geophysical Research: Planets, 2023 г.], разница заключается в том, что на Марсе существует меньше путей образования минералов, чем на Земле, хотя обе планеты начинали с очень похожих траекторий эволюции минералов. Продолжая исследования по каталогизации образования и эволюции минералов на Земле, [Роберт М.] Хейзен и др. провели систематическое изучение всех марсианских минералов, обнаруженных за последние полвека марсианских миссий, и анализ марсианских метеоритов. В то время как более ранняя работа выявила 57 первичных и вторичных механизмов минералообразования на Земле, новое исследование выявило всего 20 способов минералообразования на Марсе. На ранних этапах истории планет минералы на Земле и Марсе формировались сходными способами. Например, первые минералы на обеих планетах, вероятно, кристаллизовались непосредственно из остывающей магмы. Гидротермальная активность, вероятно, также привела к появлению множества новых минералов на каждой планете. Однако массив полезных ископаемых Земли прошел обширные стадии диверсификации миллиарды лет назад с началом тектоники плит и распространением жизненных процессов, которые, как известно, не происходили на Марсе. Хотя, несомненно, на поверхности Марса и под ней есть много минеральных фаз, которые еще предстоит наблюдать, исследователи отмечают, что общее количество марсианских минералов все еще, вероятно, на порядок меньше, чем на Земле."
    

2024 - 2025 гг.

назад - 2022 г.