Если мы помним несколько открытий 2018 года, касающихся освоения космоса, то этот год был не менее плодотворным в области появления новых фактов о космосе. 2019 год также является важным годом, поскольку это последний год десятилетия, подарившего нам удивительные знания о Вселенной.
Конечно, некоторые достижения и открытия, касающиеся космоса, были в этом году у всех на устах. Это касается первой фотографии черной дыры или новой программы НАСА по возвращению человека на Луну через несколько лет. Но в предыдущие месяцы были объявлены и другие не менее важные результаты исследований в этой области, и настало время пролить на них немного больше света. От межзвездных визитеров до красного вина для здоровья на Марсе, продолжайте читать статью, чтобы выяснить, что человечество узнало в этом году о космосе, в котором мы живем.
10. Луна находится внутри нашей атмосферы
Насколько высоко простираются границы нашей планеты? Многие организации по всему миру утверждают, что эта высота соответствует воображаемой границе, называемой линией Кармана. Такой искусственный предел устанавливает, что космическое пространство начинается на высоте около 100 километров. В то же время многие из нас, вероятно, были убеждены, что самый верхний слой атмосферы, экзосфера, простирается примерно на 10 000 километров от поверхности Земли. Не кажется ли вам, что это слишком высоко? Наука утверждает обратное.
В феврале ученые из российского Института космических исследований опубликовали статью, в которой указали самое большое расстояние, на которое простирается атмосфера Земли. Для этого исследователи проанализировали данные солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) — космического аппарата, запущенного ЕКА и НАСА более двух десятилетий назад. Согласно теоретическому определению, наша атмосфера соприкасается с космическим пространством вдоль области, наполненной атомами водорода, называемой геокороной. Основываясь на данных, полученных космическим аппаратом SOHO, ученые теперь смогли определить, что геокорона Земли простирается на расстояние до 630 000 километров, что примерно в 50 раз превышает диаметр Земли.
Для сравнения, Луна находится примерно в 384 000 километрах от Земли. Таким образом, в буквальном смысле Луна находится в пределах земной атмосферы. Исследователи, ответственные за открытие, говорят, что это может влиять на работу космических телескопов при попытке точно определить химический состав других звезд и галактик. Таким образом, фактор наличия такой большой атмосферы следует учитывать в будущем.
9. Солнечные паруса действительно работают
Когда световые частицы, называемые фотонами, попадают на поверхность объекта в космосе, они слегка «толкают» объект и заставляют его двигаться в определенном направлении. Этот факт позволяет космическому аппарату, оснащенному отражающей поверхностью – солнечным парусом, перемещаться в пространстве благодаря тяге, создаваемой испускаемыми Солнцем фотонами. Чтобы это понять, представьте себе парусную лодку, движущуюся под воздействием ветра, но в открытом космосе.
В июле Планетарное сообщество объявило, что их спутник с солнечным парусом LightSail 2, успешно вышел на стабильную орбиту вокруг Земли, используя только энергию Солнца. 23 июля, почти через месяц после запуска в космос, 5-килограммовый спутник без проблем раскрыл свой солнечный парус и повернул его в сторону Солнца.
К 31 июля космический аппарат достиг точки на два километра выше своей орбиты, что, по словам представителей организации, было возможно только благодаря тяге, которую спутник получил от Солнца. Таким образом, LightSail 2 стал первым на орбите Земли космическим кораблем с солнечным парусом. Он также стал вторым космическим аппаратом, приводимым в движение солнечным парусом, поскольку аналогичное устройство в 2010 году запустила Япония.
Потенциально солнечный парус может стать технологией будущего, поскольку с его помощью в космосе можно перевозить полезные грузы практически вечно и без использования топлива. Например, исследовательская программа под названием Breakthrough Starshot планирует запустить космический аппарат с солнечным парусом, оснащенный камерами и способный передвигаться со скоростью, составляющей часть скорости света. Его целью будет достичь ближайшей звездной системы через несколько десятилетий.
8. Сатурн, царь лун
С течением времени рекорд планеты, у которой больше всего лун, пересматривался. Десять лет назад, например, планетой с наибольшим количеством лун считался Юпитер. У него было 63 подтвержденных спутника, на два больше, чем у Сатурна. На самом деле Юпитер оставался планетой с большим количеством естественных спутников в течение более чем двух десятилетий. Но все изменилось в октябре этого года, когда была открыта новая большая группа спутников, вращающихся вокруг Сатурна.
Американские исследователи использовали мощный телескоп Subaru на Гавайях для анализа ярких пятен, наблюдаемых вблизи Сатурна. Эти объекты уже были обнаружены в период между 2004 и 2007 годами, но только сейчас ученые смогли определить их орбиты. Таким образом, команда исследователей смогла подтвердить существование двадцати новых спутников вокруг Сатурна, в результате чего общее число естественных спутников этой планеты достигло 82. Для сравнения, на сегодняшний день у Юпитера есть 79 подтвержденные луны.
17 из 20 лун являются ретроградными – то есть движутся в направлении, противоположном вращению Сатурна. Для прохождения полной орбиты вокруг планеты каждому из этих ретроградных спутников требуется более трех лет. Диаметр всех обнаруженных спутников составляет около пяти километров, и скорее всего, они появились в результате разрушения более крупной луны, находившейся в прошлом на орбите Сатурна.
20 спутников получат имена гигантов из мифологии инуитов, скандинавов и галлов. Сейчас, благодаря этим спутникам, исследователи надеются лучше понять, как сформировался Сатурн. Но они также надеются обнаружить еще больше лун. Как только появятся телескопы следующего поколения, станет возможным открытие спутников гораздо меньшего размера вокруг этих планет.
7. На Луне и Марсе можно выращивать культурные растения
Помните ли вы сцену из фильма «Марсианин», где главный герой астронавт сажает картофель на Марсе? Это была настоящая наука. Или, по крайней мере, так говорит нам новое исследование, опубликованное в октябре.
Исследователи из Вагенингенского университета (Wageningen University & Research) (Нидерланды) решили проверить продуктивную способность почв на Марсе и Луне. Их целью было узнать, можно ли будет высаживать сельскохозяйственные культуры на этих планетах, когда там появятся наши базы. Для проведения эксперимента исследователи использовали разработанные НАСА имитаторы марсианского и лунного грунтов с добавлением нескольких органических веществ.
На этих почвах они посадили десять различных видов растений, от гороха до помидоров. Примерно через пять месяцев команда проанализировала посевы и обнаружила, что, за исключением шпината, остальные девять видов растений хорошо выросли на обеих почвах. Съедобные части растений можно было собрать, а их вновь полученные семена оказались жизнеспособными-то есть они дали начало новым растениям.
Конечно, любое растение на поверхности Марса столкнется с другими проблемами, такими как экстремальные температуры или радиация. Как их можно решить? В другом исследовании, опубликованном в июле, говорится, что ответом является легкий материал — кремнеземный аэрогель.
Такой материал обеспечивает доступ света и повышает температуру под ним, но не пропускает вредное излучение. Поэтому тонкий щит из кремнеземного аэрогеля можно было бы разместить на богатых льдом областях Марса, чтобы внутреннее тепло растопило воду и растения смогли расти без проблем.
6. Вино – ключ к здоровью в космосе
Похоже, ученые нашли способ поддержания астронавтов в хорошей форме, и это не упражнения. А красное вино. Да, алкогольный напиток, который человечество восхваляло на протяжении тысячелетий, обладает свойствами, способными защитить здоровье человека во время длительных космических перелетов.
Из-за невесомости уже через несколько недель пребывания в космосе человеческое тело может лишиться большей части своей мышечной массы. И в будущих миссиях на Марс, например, мы должны помнить, что нам потребуется девять месяцев, чтобы достичь планеты. Так что потеря мышечной массы у астронавтов во время межпланетной миссии — это вполне серьезная проблема.
Но исследователи из Гарвардского университета (Harvard University) выяснили, что предотвратить потерю костной и мышечной массы у людей может антиоксидант под названием ресвератрол. Это химическое соединение содержится в винограде, красном вине и даже шоколаде. Во время эксперимента крыс подвешивали на цепях в воздухе, чтобы имитировать низкую гравитацию Марса. В течение двух недель в таких условиях крысам давали небольшие суточные дозы ресвератрола.
К концу двух недель исследователи проанализировали состояние крыс и обнаружили, что их мышечная масса была почти такой же, как и в условиях обычной гравитации. Те крысы, которые были в аналогичных условиях, но не получали ресвератра, страдали значительной атрофией мышц.
Исследователи считают, что польза ресвератрола для сохранения здоровья в невесомости обусловлена его противовоспалительными и антидиабетическими свойствами. Следующим шагом в исследовании будет определение того, сколько этого вещества необходимо, чтобы поддерживать астронавтов в оптимальной физической форме.
5. Зафиксированы первые марсотрясения
Помимо понимания природы землетрясений на нашей планете, ученые также знают, что подземные толчки происходят и на других планетах. Например, в течение десятилетий такие толчки обнаруживались на Луне. Но на Марсе все совсем иначе. Миллиарды лет назад внутренняя часть Красной планеты остыла, и геологическая активность во внешних слоях значительно снизилась. Это, в сочетании с отсутствием динамических тектонических плит и магнитного поля в течение последних миллиардов лет сделало Марс пустынной и почти мертвой планетой.
Однако, похоже, Марс не совсем мертв. В ноябре 2018 года космический аппарат НАСА InSight успешно приземлился на Марсе с целью проведения анализа внутренней части планеты. 6 апреля этого года роботизированный спускаемый аппарат смог обнаружить первое землетрясение на Марсе, возникшее под поверхностью планеты. Это марсотрясение было более мощным, чем обнаруженные ранее.
По словам команды исследователей, эти марсотрясения представляют собой первое серьезное доказательство того, что на Марсе все еще есть геологическая активность. Более того, в середине декабря исследователи подтвердили открытие первой активной сейсмической зоны на Марсе-области под названием Cerberus Fossae. Что касается аппарата InSight, НАСА планирует с его помощью продолжать обнаруживать марсотрясения, и, используя полученные данные, узнать, из чего состоит эта планета.
4. Первая межзвездная комета
Два года назад научному сообществу стало известно о первом межзвездном объекте, обнаруженном в нашей Солнечной системе — астероиде Умуамуа. Но в этом году был обнаружен второй межзвездный объект. И, что удивительно, это не астероид, а первая межзвездная комета, о которой мы знаем.
Эту комету обнаружил 30 августа астроном Геннадий Борисов из крымской обсерватории. Впоследствии НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА) сосредоточили на этом объекте свое внимание. Изучив его траекторию и скорость, ученые наконец поняли, что комета, которую назвали 2I/Borisov, родом из другой звездной системы.
Невероятно, но по своим свойствам эта комета очень похожа на кометы из Солнечной системы. Вскоре было установлено, что 2I/Borisov состоит из ледяного ядра, окруженного облаком пыли и газа, что подтверждает его природу. Теперь мы знаем, что диаметр ядра кометы около одного километра. В октябре и ноябре многочисленные агентства и обсерватории сделали подробные фотографии кометы во время ее прохождения через внутреннюю часть Солнечной системы.
Ближе всего к Земле планета приблизилась 28 декабря, в этот день она находилась примерно в 290 миллионов километров от нас. После этого комета будет оставаться видимой еще несколько месяцев. В конечном итоге она либо распадется из-за близости к Солнцу, либо улетит из Солнечной системы, чтобы никогда больше не вернуться.
3. Вода, найденная на экзопланете обитаемой зоны
Вода-это важнейшая субстанция для продолжения жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Но кроме наличия воды на планете, сама планета также должна находиться в «обитаемой зоне», чтобы она могла поддерживать жизнь. Это означает, что она должна вращаться вокруг своего солнца на таком расстоянии, которое допускает существование жидкой воды на ее поверхности. И благодаря усилиям многих исследователей, в 2019 году мы впервые обнаружили воду на экзопланете, расположенной в обитаемой зоне.
Планета, о которой идет речь, называется K2-18b и находится на расстоянии 110 световых лет от нашей. Наблюдая за планетой в момент, когда она проходила перед своей звездой, группа исследователей из Монреальского университета (University of Montreal) (Канада) смогла проанализировать атмосферу K2-18b. В сентябре эта команда и другая группа ученых из Университетского колледжа Лондона (University College London) (Англия) опубликовали независимые статьи о своих наблюдениях этой экзопланеты.
Относительно того, что является первым условием для того, чтобы планета была обитаемой, команды пришли к выводу, что в атмосфере K2-18b есть водяной пар, даже в виде облаков. Однако это не означает, что планета действительно пригодна для жизни. K2-18b в девять раз больше Земли и является мини-Нептуном с плотной водородной атмосферой. Однако это открытие доказывает, что малые экзопланеты земной группы можно изучать детально, что приближает нас к возможности обнаружить жизнь за пределами нашей Солнечной системы.
2. Наша галактика искривлена
Благодаря академическим текстам и научным книгам, у нас сложилось представление о нашей галактике Млечный Путь как о плоском и дискообразном фрисби. В конце концов, ученые обнаружили, что многие спиральные галактики (такого же типа, как наша) во Вселенной плоские. Но пришло время, чтобы это понятие изменилось.
Исследовательская группа из Варшавского университета (Польша) решила измерить расстояние между нашим Солнцем и более чем 2400 звездами в нашей галактике — молодыми звездами различной яркости, известными как цефеиды. С помощью этих данных команда смогла создать одну из самых точных на сегодняшний день 3D-карт Млечного Пути. Результаты исследования оказались удивительными.
В то время как центр нашей галактики фактически плоский, области, начинающиеся примерно от орбиты нашего Солнца, изгибаются все больше и больше по мере приближения к внешним краям. Таким образом, Млечный Путь искривленная плоскость, одна сторона которой направлена вверх, а другая опускается в противоположном направлении. Проще говоря, наша галактика изогнута в S-образную форму. Некоторые звезды на самых дальних краях находятся на несколько тысяч световых лет выше или ниже плоскости галактики.
Это первый случай, когда ученые смогли использовать прямые измерения расстояния между Солнцем и другими звездами. Но это была не простая задача — потребовалось шесть лет, чтобы завершить эти расчеты. Относительно того, почему галактика искривлена, исследователи полагают, что это может быть вызвано столкновением Млечного Пути с другими меньшими галактиками в далеком прошлом.
1.Вселенная расширяется быстрее, чем мы думали
Мы уже давно знаем, что Вселенная расширяется. Галактики, похоже, расходятся с определенной скоростью расширения, которую ученые пытались рассчитать в течение десятилетий. Эта скорость довольно важная величина, ведь зная, с какой скоростью космос расширялся от момента Большого Взрыва до наших дней, можно вычислить приблизительный возраст Вселенной.
Общепринятое значение скорости расширения позволяет определить возраст Вселенной приблизительно в 13,8 миллиарда лет. Но новое исследование, обнародованное в апреле прошлого года, решительно с этим расходится. Согласно наблюдениям за звездами в соседних галактиках, сделанным телескопом Хаббл, исследовательская группа, составленная из представителей многочисленных институтов, пришла к выводу, что Вселенная расширяется на девять процентов быстрее, чем мы думали до сих пор.
Согласно данной оценке, возраст Вселенной составляет 12,5 миллиарда лет. Некоторые исследователи полагают, что это расхождение указывает на более короткий космический век. В конце концов, большее значение скорости расширения означает, что Вселенной потребовалось меньше времени, чтобы стать такой, как она является сегодня. В сентябре группа ученых с трех континентов объявила, что новые наблюдения позволяют предположить, что возраст Вселенной на пару миллиардов лет меньше, чем считалось ранее.
Но проблема в том, что большая скорость расширения не объясняется тем, что Вселенная моложе. Например, обнаружилось, что некоторые из самых старых звезд во Вселенной сформировались более 13 миллиардов лет назад. Если следовать вышеупомянутым оценкам, то нужно признать, что первые звезды старше самой Вселенной, что невозможно. Напротив, более вероятно, что Вселенная начала расширяться быстрее в какой-то момент в прошлом, по причинам, которые мы до сих пор не знаем.
