«Мы все равно все умрем»

Обзор самых интересных астрономических работ октября 2016 года

Лектор: 05.11.2016, 12:19
Shutterstock
Когда погибнет жизнь на Земле, как рождается система из трех звезд и где во Вселенной обнаружены загадочные рентгеновские вспышки — в традиционном обзоре важнейших астрономических открытий октября от доктора физико-математических наук, лауреата премии «За верность науке» 2015 года Сергея Попова.

Основные астрофизические новости октября так или иначе связаны с планетами. Причем начинаются они прямо с Земли.

Как известно, жизнь на Земле станет невозможной не через 5 миллиардов лет, когда Солнце начнет превращаться в красного гиганта, а гораздо раньше. Примерно через миллиард лет, когда его светимость возрастет примерно на 10%. Из-за роста потока солнечного излучения температура на Земле повысится и запустится парниковый эффект. Но как это произойдет в деталях?

Обычно в моделях главную роль играет вода. А в данной статьe авторы исследуют роль углекислого газа. И...

Мы все равно все умрем. Примерно тогда же.

Показано, что на планетах с атмосферой типа земной углекислый газ также приводит к мощнейшему парниковому эффекту при росте солнечной светимости процентов на 10–15. Вода испаряется, а затем постепенно «утекает» в космос.

Миллиарды лет назад Земля не выглядела как «бледная голубая точка». Тогда атмосфера и климат были совсем другими. Кислорода в атмосфере практически не было. Однако планета уже была обитаемой.

Авторы статьи исследуют возможный климат на Земле во время архея (3,8–2,5 млрд лет назад). Для этого они подбирают нужный состав атмосферы и обсуждают возможные биомаркеры (метан и углекислый газ) для планет с такими свойствами. Атмосфера отдаленно напоминает имеющуюся на Титане. Такой «туман» мог помочь существованию теплого климата даже при тусклом Солнце (его светимость 3 млрд лет назад составляла примерно 3/4 сегодняшней).

Открытие планеты у Проксимы Центавра подстегнуло исследования в области обитаемости таких объектов. Настало время обозреть сделанное. Именно этому и посвящена статья .

Авторы обсуждают и статистику землеподобных планет в зонах обитаемости красных карликов, и архитектуру планетных систем, в которые они входят, и вопросы климата, и активность звезд. В общем — все, что сделано к настоящему моменту. Учитывая, что телескопы следующего поколения в течение ближайшего десятка лет смогут рассказать нам много нового о таких объектах, скоро снова надо будет обозревать.

Планета K2-18b была открыта на спутнике Кеплер, когда его постоянная ориентация в одном направлении была уже невозможна (программа К2). Это сверхземля с радиусом 2,2 земных, обращающаяся с периодом 33 дня вокруг красного карлика с массой 0,4-0,45 массы Солнца в 30–40 пк от нас.

Сложность была в том, что видели всего лишь пару прохождений планеты, а потому данные были не слишком точные и достоверные. Авторы статьи использовали космический телескоп имени Спитцера, чтобы пронаблюдать еще один транзит. Это позволило и подтвердить наличие планеты, и уточнить орбитальный период. Если бы последнее не удалось сделать вскоре после первого обнаружения, то планета могла бы быть «потеряна», т.к. первые данные были не слишком точные.

Почему столько шума? Потому что считается, что это лучшая цель для изучения атмосфер сверхземель в зоне обитаемости. Уже сейчас Хаббл, и уж точно в ближайшие годы JWST смогут дать много информации по параметрам атмосферы этой планеты. Транзитная планета около относительно близкого красного карлика — идеальная мишень. Вот поэтому и важно, что ее подтвердили и уточнили параметры орбиты.

Забавный проект описан в этой статье. Где-то между летом 2017-го и летом 2018-го ожидается транзит планеты в системе бета Живописца. Это позволит лучше изучить объект. На самом деле, в транзите нельзя быть уверенным. Никто не даст крупный инструмент, чтобы непрерывно мониторить одну звезду. А звезда-то яркая! Важно лишь очень точно измерять блеск.

Поэтому авторы разработали специальный проект. Это наноспутник с 3,5-сантиметровым телескопом. Установлен он будет на аппарате с архитектурой Cubesat. Запуск намечен на начало 2017 года. В статье описаны некоторые возникающие технические проблемы, т.к. нужна очень высокая точность фотометрии. Будет интересно всем, кто близок к теме (или малых спутников, или наблюдений экзопланет, или фотометрии из космоса).

Интересный результат по протопланетным системам получен в статье (кстати, почему-то из всех октябрьских статей она вызвала наибольший резонанс в отечественных СМИ). С помощью системы телескопов ALMA авторам удалось разобраться в особенностях рождения тройной системы L1448 IRS3B.

Система только образуется — ей около 150 000 лет. Хорошо видны три протозвезды, а новые данные позволили уточнить структуру диска вокруг них.

В центре находятся две протозвезды с суммарной массой порядка солнечной. А на расстоянии более 180 а.е. от них (это расстояние в проекции на небо, реально оно должно составлять около 250 а.е.) находится легкая протозвезда с массой 0,085 солнечных. Вот она, по-видимому, и возникла в результате неустойчивости в диске. К такому выводу авторы пришли, определив параметры диска. Сравнение данных с моделями показывает, что на расстояниях 150–320 а.е. от центральной звезды он должен быть неустойчивым. Т.е. там возможна фрагментация с образованием крупных объектов. Наверное, мог бы и бурый карлик получиться — но получилась легкая звезда.

Наконец, авторы этой статьи обсуждают различные пилотируемые миссии в пределах нескольких а.е. (к астероидам, Марсу, Венере), потенциально осуществимые в ближайшие годы. Речь идет о пролетах и орбитальных исследованиях, а не о высадках. Будет интересно почитать энтузиастам этого дела.

Отметим пару статей, не связанных ни с планетами в Солнечной системе, ни с экзопланетами.

Снова открыты загадочные вспышки. На этот раз в рентгеновском диапазоне. Менее чем за минуту светимость достигает примерно 1040 эрг/с, а потом спадает с характерным временем около часа. По всей видимости, это двойные системы с нейтронными звездами или черными дырами. Обнаружили их в карликовых спутниках близких эллиптических галактик. Вероятно, источники находятся в шаровых скоплениях. Т.е. там должно быть старое население (никаких магнитаров и т.п.). Ничего подобного ранее не видели.

И завершим обзор октября консервативным утверждением о том, что надежные результаты остаются надежными.
Авторы статьи задаются вопросом: «Ускоряется ли расширение Вселенной?» И дают ответ уже в заголовке: «Все говорит, что да».

Недавно в новостях крутился сюжет о том, что группа ученых, проанализировавшая данные по большому количеству сверхновых,

поставила под сомнение открытие 1997–1998 годов — ускоренное расширение Вселенной.

В принципе, ясно, что это уже невозможно. Данные слишком детальны и, что важно, комплексны. По большому счету именно этому тезису и посвящена предлагаемая работа.

Данные по сверхновым, реликту и барионным акустическим осцилляциям находятся в разумном согласии, в том смысле, что последние несколько миллиардов лет темп расширения Вселенной растет. Собственно, авторы указывают на ошибки в анализе группы Троста Нильсена (Trost Nilsen), в чьей работе 2016 году и были поставлены под сомнение данные по сверхновым.