Oolite
Имя
Пароль
 Запомнить
  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
Deadly
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 09.10.11
Сообщений: 252
Откуда: Qitroomax, Qutiri
stranger:
Единственная лазейка для фантазии - вот если бы у внешнего газового гиганта была большая луна, то с учетом его расположения в зоне обитания светила мог бы получиться мир вроде изображенного в "Аватаре" газового гиганта Полифема и его обитаемой луны Пандоры.

Любопытно, что именно такую модель с обитаемыми лунами газовых гигантов взяли создатели космической стратегии Stellaris. Сначала по этому поводу недоумевал, но потом понял, что это, в принципе, возможно (хотя бы чисто теоретически). Получается, либо кто-то из создателей игры любит "Аватар", либо просто в курсе современных течений астрономической мысли.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
tomcat:
stranger:
Единственная лазейка для фантазии - вот если бы у внешнего газового гиганта была большая луна, то с учетом его расположения в зоне обитания светила мог бы получиться мир вроде изображенного в "Аватаре" газового гиганта Полифема и его обитаемой луны Пандоры.

Любопытно, что именно такую модель с обитаемыми лунами газовых гигантов взяли создатели космической стратегии Stellaris. Сначала по этому поводу недоумевал, но потом понял, что это, в принципе, возможно (хотя бы чисто теоретически). Получается, либо кто-то из создателей игры любит "Аватар", либо просто в курсе современных течений астрономической мысли.

Луны планет-гигантов - не просто возможная, а перспективная потенциальная ниша для жизни, здорово раздвигающая рамки традиционной парадигмы "ищи планету, похожую на Землю, на правильном расстоянии у звезды, похожей на Солнце". Во первых, есть уже масса примеров газовых и водяных гигантов в зоне обитания.К примеру, водяной гигант 55 Рака f с минимальной массой порядка 45 земных. Сам по себе для жизни вряд ли пригоден, но у планеты вполне может оказаться большая луна с плотной автмосферой вроде Титана. Во вторых и в главных, исследования Солнечной системы неожиданно выявили, что океаны ледяных лун - скорее правило, чем исключение. Ну кто бы мог еще лет пятнадцать назад всерьез предположить, что объектом номер один в списке потенциально жизнепригодных небесных тел в Солнечной системе окажется не промороженный сухой Марс и даже не спутник Юпитера Европа, а крошечный спутник Сатурна Энцелад? Радиус этой ледяной луны всего 250 километров, расстояние до Солнца 9.5 астрономических единиц, на поверхности мороз в -200°C, атмосферы нет - но поди ж ты, есть неожиданно мощная для такой крошечной луны тектоническая активность, не просто поддерживающая подледный океан в жидком состоянии, а порождающая гейзеры, которые бьют сквозь разломы льда на десятки километров в высоту.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
Планета в системе тройного солнца

Рассказ об этом объекте выходит за изначально заявленные рамки "самые любопытные астрономические новости за последние три года". Но планета достаточно интересная, чтобы удостоиться не краткого упоминания, а отдельного короткого рассказа.

Вообще говоря, к возможности существования потенциально пригодных для жизни планет у кратных звезд астрономы долго относились скептически. У Шкловского в его знаменитой книге "Вселенная, Жизнь, Разум" можно найти объяснение, почему именно. В системе из двух звезд, разделенных расстоянием порядка десятка астрономических единиц, стабильная орбита планеты возможна или очень близко к одной из звезд (ближе внутренней границы зоны обитания), или на большом удалении от них, вокруг центра масс двойной системы (и значит, далеко за внешней границей зоны обитания).

Теоретически, конечно, мыслим вариант, когда планета занимает одну из треугольных точек Лагранжа L4 или L5, но точный математический анализ предсказывает, что такая конфигурация будет устойчивой лишь при условии, что соотношение масс основных гравитирующих тел M1/M2 > 24.96, то есть мы имеем не двойную звезду с компонентами сравнимой массы, а систему из обычной звезды и бурого карлика. Но в такой системе, если уж на то пошло, планета с большей вероятностью может быть спутником бурого карлика и получать тепло как от центральной звезды, так и от бурого карлика - вот вам, кстати, еще один гипотетический пример потенциально обитаемой планеты за рамками стандартной парадигмы.

Даже если компоненты двойной системы разделены десятками астрономических единиц и небесная механика допускает стабильную орбиту планеты в пределах зоны обитания, возникает следующая проблема: протопланетный диск в такой двойной системе или вообще не формируется, или быстро разрушается гравитационными возмущениями до того, как зародыши планет наберут достаточную массу (об этом я уже писал в рассказа про планету-фантом в системе Альфы Кентавра). Но вот как раз случай Альфы Кентавра и Проксимы демонстрирует возможность, которую астрономы старой школы в расчет обычно не принимали. В системе тройной звезды третий компонент обычно находится на большом расстоянии от пары и вполне может обзавестись собственным протопланетным диском, из которого беспрепятственно сформируется семья планет.

Так вот, тройная система из Альфы Кентавра AB и Проксимы - похоже, не каприз теории вероятности, а вполне типичная ситуация.

Система Gliese 667 (по русски произносится Глизе 667) - тройная звезда в созвездии Скорпиона на расстоянии 23.6 световых лет от Солнца. Два главных компонента системы - оранжевые карлики спектральных классов K3V и K5V с орбитальным периодом 42.15 года. Расстояние между компонентами изменяется от 5 до 20 астрономические единиц при среднем расстоянии 12.6 а. е. В общем, похоже на знакомую пару Альфа Кентавра AB, но компоненты более холодные и тусклые и расположены теснее. Третий компонент пары - ну, вы уже догадались. Это красный карлик спектрального класса M1.5V, не такой холодный и тусклый, как Проксима, но тоже активный. Звезда имеет температуру 3700 K и болометрическую светимость аж 1.4% сонечной. Gliese 667 C находится на минимальном расстоянии 230 а. е. от компонентов AB. Это в 65 раз ближе, чем в случае Проксимы, но на достаточно большом удалении, чтобы уберечь протопланетный диск вокруг Gliese 667 C от разрушения.

И действительно, 19 октября 2009 года европейские наблюдатели объявили об открытии у звезды Gliese 667 C спутника Gliese 667 Cb. Спустя два года с небольшим, 21 ноября 2011 года, та же группа анонсировала открытие еще одной планеты Gliese 667 Cc. Потом с разгону понаоткрывали еще пять планет, а потом решили, что слегоньца перегнули и мусорные пять планет денонсировали. Осталось две достоверные - те самые b и c. Таблица со всеми семью планетами, если кому интересно, до сих пор осталась на русской странице Википедии.

Сейчас диванный астроном суть тогдашней шумихи в масс-медиа, пожалуй, за давностью и не вспомнит - та же судьба, уверяю вас, постигнет со временем и Проксиму Кентавра b. Но в то время открытие дало пищу для броских заголовков. "Астрономы открыли планету с тремя солнцами, похожую на Татуин", ага.

Обе планеты системы - суперземли. По диску светила они не проходят, а метод лучевых скоростей дает лишь минимальные массы 5.7 и 3.7 земной. Радиус орбиты Gliese 667 Cb равен 0.05 а. е. и на планете наверняка слишком жарко для возможного наличия жидкой воды. А вот Gliese 667 Cc находится на расстоянии 0.125 а. е. от светила и расчетная температура планеты равна 277 K или 4°C, но это без учета парникового эффекта. Сколько градусов может дать парниковый эффект, не зная ничего об атмосфере Gliese 667 Cc, сказать трудно. Возможно, там действительно Татуин или даже похуже, вроде нашей Венеры. Но все же по моему оценочному суждению в плане возможной обитаемости я бы больше ставил на Gliese 667 Cc, чем на Проксиму b. Лететь, если что, конечно, намного дальше и намного дольше, да и гравитация на поверхности минимум полтора g после долгого перелета будет не совсем комфортной. Но в большой массе планеты есть и плюсы - в сочетании с тем фактом, что звезда все же более спокойная, а планета находится дальше, шанс на сохранение атмосферы и воды выше. А водным формам жизни гравитация полтора g некритична.

Астрономы мое диванное суждение в целом разделяют и Gliese 667 Cc после открытия довольно долго возглавляла список наиболее похожих на Землю планет, уступив это почетное звание в январе 2015 года следующей фаворитке Кеплер-438 b, которая возглавляет этот список и поныне. Но рассказа об этой планете не ждите - иначе мы еще до двух обещанных событий никогда не доберемся.
Так что вернемся к экзопланетам как-нибудь при случае.

Инфографика: гипотетический вид планеты Gliese 667 Cc из космоса и ландшафт.
Я думаю, художник консультировался с астрономами и они ему говорили, что с расстояния 230 а. е. оба далеких солнца для невооруженного глаза будут выглядеть не как диски, а как очень яркие звезды. Но похоже, срочно нужна была красивая презентуха для пресс-конференции и такими мелочами решили не заморачиваться.
А так да, картинки атмосферные.


Вложения:
Gliese_667.png

Gliese_667_Cc_sunset.png

  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
Deadly
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 09.10.11
Сообщений: 252
Откуда: Qitroomax, Qutiri
Про поиски разумной жизни один не известный мне автор выразился очень тонко в модном ныне жанре поэзии:

Есть всё же разум во Вселенной,
Раз не выходит на контакт.

Но думаю, мы доживём до того момента, когда астрономы вместе с биологами объявят-таки о наличии жизни где-то, помимо Земли, пусть и примитивной, одноклеточной, но жизни.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
tomcat:
Но думаю, мы доживём до того момента, когда астрономы вместе с биологами объявят-таки о наличии жизни где-то, помимо Земли, пусть и примитивной, одноклеточной, но жизни.


Хотелось бы. И хрен с ними, с разумными. Мне как биологу именно жизнь интересна. По мне так обнаружение жизни где-либо помимо Земли будет колоссальнейшим прорывом в биологии, сравнимым с теорией эволюции Дарвина.

Станислав Лем:
Что мы привезли? Четыре телеги разных анализов, спектральных, таких, сяких, пробы минералов, потом какую-то живую пакость, или метаплазму, или как называется это свинство с Беты Арктура. Нормерс верифицировал свою теорию гравито-магнитных завихрений, и еще оказалось, что на планетах типа C Меоли могут существовать силиконовые не три-, а тетраплоиды, что на той луне, где чуть не погиб Ардер, нет ничего, кроме паршивой лавы и пузырей размером с небоскреб. И для того чтобы убедиться, что лава застыла в такие огромные чертовы пузыри, мы десять лет пустили на ветер... Чего ради мы туда лезли? Зачем нам это было нужно?

А если бы мы привезли слона с восемью ногами и он изъяснялся бы только алгеброй, тогда бы ты был доволен? Что ты хотел найти на этом Арктуре? Рай? Триумфальную арку? Что тебе надо?


Увы, но нынешние доминирующие настроения Лем в "Возвращении со звезд" предсказал точно. Общество потребления, бля.
Начинаешь рассказывать об интереснейших вещах и слышишь в ответ нытье: да ну нах, а то у нас тут на Земле проблем мало, надо их срочно решать, а не в космос бабло выкидывать. Глобальное потепление и целлюлит, ага.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
Deadly
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 09.10.11
Сообщений: 252
Откуда: Qitroomax, Qutiri
stranger:
Начинаешь рассказывать об интереснейших вещах и слышишь в ответ нытье: да ну нах, а то у нас тут на Земле проблем мало, надо их срочно решать, а не в космос бабло выкидывать.


Это точно. Да и не все понимают, что без исследования космоса цивилизации рано или поздно настанет крышка, и это как раз один из способов эффективного решения проблем. Мне очень понравился известный ответ директора NASA одной монахине, которая как раз возмущалась тем, что миллиарды тратятся на освоение космоса, а насущные проблемы на Земле, мол, никто не решает (та же проблема нищеты). В частности, он привёл вот такую историю.

Около 400 лет назад в небольшом городке в Германии жил граф. Он был одним из великодушных графов и отдавал большую часть своего дохода беднякам своего города. Это высоко ценилось, потому что бедность в средневековье процветала, и частые эпидемии чумы периодически опустошали страну. Однажды граф встретил странного человека. У него в доме была мастерская и маленькая лаборатория, и он неустанно трудился в дневное время, чтобы позволить себе несколько часов работы в лаборатории каждый вечер. Он шлифовал небольшие линзы из кусочков стекла, устанавливал линзы в трубы и использовал эти устройства, чтобы смотреть на очень маленькие объекты. Граф был особенно очарован крошечными существами, которых можно было наблюдать с сильным увеличением, и которых он никогда не видел. Он предложил этому человеку переехать со своей лабораторией в замок и отныне посвятить все свое время развитию и совершенствованию его оптических устройств.

Однако, горожане рассердились, когда поняли, что, по их мнению, граф бесцельно тратит свои деньги. «Мы страдаем от этой чумы», говорили они, «в то время, как он платит этому человек за бесполезное хобби!» Но граф твердо стоял на своем. «Я даю вам столько, сколько я могу себе позволить», сказал он, «но я также буду поддерживать этого человека и его работу, потому что я знаю, что когда-нибудь из этого что-то выйдет!»

Действительно, кое-что очень хорошее вышло из этой работы, а также из аналогичных работ, проделанных другими учеными в других местах: микроскоп. Известно, что микроскоп, более чем любое другое изобретение способствовал прогрессу медицины, и что ликвидация чумы и других инфекционных заболеваний в большинстве регионов мира в значительной степени является результатом исследований, которые стали возможны благодаря микроскопу. Граф, отдавая некоторое количество своих денег на исследования и открытия, сделал гораздо больше для облегчения человеческих страданий, чем он мог бы, потратив все на охваченное чумой общество.


То есть практическая польза от таких исследований на самом деле тоже колоссальна, в том числе и для тех, кто так активно выступает против (точнее, для их потомков). И дело тут даже не в пресловутом "великом фильтре", а хотя бы в том, что ресурсы рано или поздно исчерпаются и нужно будет находить новые (хотя, может, это и есть очередной фильтр, если они вообще существуют). Про переселение/колонизацию/терраформирование молчу, это явно не проблемы ближайших нескольких тысяч лет, да и такие технологии вряд ли будут изобретены достаточно скоро, а вот добыча ископаемых из недр ближайших планет и астероидов, наверное, выглядит более реальной. Да и энергию нашего Солнца мы пока используем чуть более, чем никак, а ведь у этого направления громадный потенциал.

Развитие оптики также жизненно необходимо - так мы сможем лучше понять нашу Солнечную систему и многое узнать о ближайших звёздах и их системах, даже не летая туда, ведь технологии это позволят не сразу. Да и, опять же, это просто интересно: узнавать, что там, открывать новое. Исследование ради исследования тоже никто не отменял, а практическая польза от любого исследования найдётся всегда, и нередко она бывает значительно больше, чем предполагают.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
Приведу более близкий целевой аудитории пример. :mrgreen:
Фотографии котиков делаются на цифровые камеры. В цифровых камерах есть светоприемные матрицы. В семидесятые годы астрономы и военные начали переходить с пленки на CCD практически одновременно. Если бы не гражданское применение этой тогда еще сырой технологии в астрономии - то, вполне возможно, военные ее выход на гражданский рынок поприжали бы и хрен вам тогда цифромыльницы для постинга фото котиков. Как-то так.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
Deadly
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 09.10.11
Сообщений: 252
Откуда: Qitroomax, Qutiri
stranger:
Если бы не гражданское применение этой тогда еще сырой технологии в астрономии - то, вполне возможно, военные ее выход на гражданский рынок поприжали бы и хрен вам тогда цифромыльницы для постинга фото котиков. Как-то так.

Единственное разумное применение этой технологии относительно котиков (и другой домашней живности) вижу в том, чтобы с её помощью можно было идентифицировать потерянных животных, сопоставляя фото найденных с более ранними снимками. Так можно даже создать базу потеряшек и быстро их идентифицировать при нахождении. Ну да ладно, отвлеклись :)


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
Вы уж простите за долгий перерыв. Планировал завершить обещанный рассказ до Нового года, но много чего еще планировал завершить.
Продолжим.

Второе открытие Плутона

В истории астрономии помимо открытий, сделанных в результате систематических обзоров неба, были открытия "на кончике пера" - такие, как открытие Нептуна на основании анализа аномалий орбиты Урана. Были открытия запланированные. Появлются новые инструменты - появляются новые возможности получить недоступную ранее информацию. И были, наконец, открытия случайные. Искали одно, внезапно обнаружили нечто другое, не менее интересное.
В истории открытия и изучения Плутона причудливым образом переплетаются все четыре мотива.

Уран открыл Уильям Гершель 13 марта 1781 года. Первое пополнение списка планет со времен шумеров и впервые с помощью телескопа. Открыл случайно. Но согласитесь, это везение несколько иного плана, чем выигрыш в лотерее. А вот существование Нептуна уже вычислили по аномалиям в орбитальном движении Урана. Иоганн Галле обнаружил Нептун 23 сентября 1846 года в первую же ночь после получения письма от Урбана Леверье с координатами планеты, всего в градусе от предсказанного Леверье положения. Пересказывать подробно эту историю не буду, почитайте на эту тему на редкость добротную русскую страницу Википедии "Открытие Нептуна", а также страничку сайта "Планетные системы":
http://www.allplanets.ru/solar_sistem/n ... eptune.htm.

После триумфального открытия Нептуна в орбитальном движении Урана вроде как остались неучтенные погрешности, предположительно связанные с наличием на окраинах Солнечной системы неоткрытой девятой планеты. Гипотеза о наличии такой планеты высказывалась неоднократно и в общем была в русле тогдашней научной картины мира. Но даже после того, как Саймон Ньюком опубликовал в 1874 году уточненную теорию движения Урана, искать эту новую планету никто не пытался.

Дело сдвинулось с мертвой точки благодаря энтузиазму Персиваля Ловелла. В 1896 году он оценил массу неизвестной планеты примерно в семь масс Земли (суперземля или мини-нептун по современной терминологии), а орбитальный период в 282 года (реально Плутон имеет орбитальный период 248 лет). По оценке Ловелла новая планета должна была иметь видимый блеск порядка 12...13 звездной величины. Для сравнения, Уран в противостоянии имеет видимый блеск 5.75m, а Нептун 7.75m. В принципе опытный астроном-любитель без труда может найти обе планеты не то что в трехдюймовую дудочку, но и в бинокль 10х50 - при хороших звездных картах и точно зная, куда смотреть. Гипотетическая девятая планета - дело совсем другое. Найти такой слабый объект можно было только по его смещению относительно звезд поля на серии последовательных фотографий, сделанных с интервалов в несколько суток. Практически к поискам девятой планеты Ловелл приступил лишь в 1906 году и безуспешно пытался его найти до самой смерти в 1916 году. Поисками девятой планеты в 1919 году занялся и Уильям Пикеринг и тоже безуспешно. А обнаружил Плутон, как известно, молодой лаборант Клайд Томбо 18 февраля 1930 года на снимках, сделанных 23 и 29 января. Со временем Плутон удалось опознать и на снимках Ловелла и Пикеринга, но на пределе.

До цифровой революции астрономы искали изменения на небе с помощью блинк-компаратора. Это устройство вроде микроскопа, в котором наблюдатель может сравнивать пары снимков с помощью перекидного зеркала. При точном совмещении снимков звезды поля кажутся неподвижными. Переменные звезды мигают, а астероиды прыгают. Человеческий глаз хорошо реагирует на движение. Идея прибора в принципе проста, но на практике Томбо пришлось отсеять тысячи ложных сигналов, связанных с дефектами фотоэмульсии и пылинками мусора (в этом случае в ход идет третий контрольный снимок той же области неба). За десять месяцев работы по 14 часов в сутки Томбо обнаружил новую комету, несколько сот новых астеридов и множество переменных звезд. И нашел таки возле Дельты Близнецов слабый объект пятнадцатой звездной величины.

Казалось бы, новый триумф небесной механики. Девятая планета нашлась в созвездии Близнецов - именно там, где предсказал Ловелл, и довольно близко от ее расчетного положения на момент открытия. Плутон оказался, однако, значительно более тусклым, чем ожидалось. Даже если принять альбедо Плутона за 0.1, как у самой темной планеты - прожаренного солнечными лучами Меркурия - то расчетный диаметр планеты и соответственно ее масса получались максимум как у Земли, так что на предсказанную Ловеллом планету X новичок явно не тянул. При последующем изучении средствами наземной астрономии Плутон систематически усыхал и терял массу. В 1948 году была предпринята очередная попытка рассчитать массу Плутона по его предполагаемому гравитационному влиянию на орбиты Урана и Нептуна и верхний предел массы снизился до 0.1 массы Земли - примерно масса Марса. 1950 году Джерард Койпер на основании наблюдений Плутона в крупнейший по тем временам рефлектор Паломарской обсерватории с апертурой 5 метров оценил максимальный диаметр Плутона в 5900 км. Спустя пятнадцать лет астрономом представился случай оценить диаметр Плутона при его прохождении на фоне звезды 15 величины. Покрытия не произошло, а верхний предел диаметра Плутона пришлось уменьшить до 5500 км. В 1976 году в инфракрасном спектре Плутона были обнаружены полосы поглощения метанового льда и в том же году группа американских астрономов пересчитала размер Плутона исходя из гипотезы, что поверхность Плутона покрыта смесью водного и метанового льдов. Они получили верхний предел массы Плутона 1/100 массы Земли. И наконец, 22 июня 1978 года Джеймс Кристи открыл большой спутник Плутона - Харон. И вот тут астрономам сказочно повезло.

Всего через несколько лет после открытия Харона Земля оказалась в плоскости орбиты системы Плутон-Харон и с февраля 1985 по октябрь 1990 года астрономы отнаблюдали большую серию прохождений Харона на фоне диска Плутона и за ним (такие серии событий разделяет интервал в половину орбитального периода Плутона, то есть 124 года). Диск Плутона даже в крупнейшие наземные телескопы не виден, но аккуратное измерение кривой блеска позволило довольно точно определить не только массу Плутона, но и диаметры Плутона и Харона. Диаметр Плутона по современным данным равен 2375 км, а его масса в 480 раз меньше массы Земли. Плутон даже намного меньше нашей Луны - его диаметр 2/3 лунного, а масса меньше в шесть раз. Плутон меньше и других больших спутников Солнечной системы: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Европы и Тритона. Раз уж речь зашла о спутниках, то Харон вдвое меньше Плутона (диаметр 1210 км) и в восемь раз легче. По соотношению масс и диаметров система Плутон-Харон не имеет аналогов в Солнечной системе: для сравнения, масса Луны примерно равна 1/81 массы Земли, а ее диаметр 27.3% земного. Система Плутон-Харон также необычно тесная по астрономическим меркам: центры Плутона и Харона разделяет расстояние всего 19600 км. Центр масс системы находится вне Плутона, поэтому систему Плутон-Харон по хорошему стоит воспринимать не в привычных терминах "планета и спутник", а как двойную карликовую планету.

В 1985 году удалось наконец отнаблюдать покрытие Плутоном звезды. У Плутона обнаружилась очень разреженная атмосфера, состоящая в основном из азота с примесью метана (углекислый газ при таком глубоком холоде вымерзает в сухой лед и практически не испаряется). А уже в нашем тысячелетии с помощью космического телескопа Хаббла у Плутона обнаружили еще четыре маленьких спутника и даже составили карту поверхности. Карта получилась очень грубая, с разрешением порядка 100 километров, но и на такой карте было заметно, что поверхность Плутона очень контрастная, с темными и светлыми регионами. С помощью КТХ даже удалось отследить изменения яркости этих регионов, предположительно связанные с сезонными испарениями и переотложениями азотного льда на поверхности Плутона по мере того, как в северном полярном регионе этой крошечной планетки наступал полярный день.

Ну а как же вычисления Ньюкома и Ловелла, указывающие на существование Планеты X? А никак. 25 августа 1989 Вояджер 2 сблизился с Нептуном на минимальное расстояние 29240 км. Анализ траектории зонда показал, что масса Нептуна на 0.5% меньше, чем полагали до этого. После вычислений с этими новыми данными аномалии в орбитальном движении Урана обнулились и нужда в планете X исчезла.
Так что же открыл Клайд Томбо? Не предвычисленную Ловеллом девятую планету, а первый объект нового класса населения Солнечной системы - транснептуновых объектов. Сумасшедшее везение. И укажу еще на один факт, в Википедии и в прочих известных мне ресурсах не упомянутый. Орбита Плутона имеет аномально высокое для планет наклонение 17°. Планету X искали на снимках вблизи эклиптики. Никому искать новую планету так далеко от эклиптики просто в голову не пришло бы. Я не поленился симулировать положение Плутона на момент открытия в программе Starry Night Pro. Так вот, в 1930-1931 году Плутон как раз находился вблизи восходящего узла своей орбиты на минимальном расстоянии от эклиптики, так что Клайд Томбо затеял свой поиск удивительно вовремя. В октябре этого года, кстати, Плутон снова пересечет эклиптику в нисходящем узле своей орбиты.

Вообще говоря, к моменту открытия Плутона список полноправных планет Солнечной системы не свелся просто к добавлению в него Урана и Нептуна. В истории астрономии уже был прецедент ревизии списка планет с исключением из него недостойных членов. Точь в точь в самом начале XIX столетия, 1 января 1801 года, Джузеппе Пиацци открыл новое небесное тело аккурат в зазоре между Марсом и Юпитером, в котором по эмпирическому правилу Тициуса - Боде вроде бы должна была существовать еще одна планета. Планетка, правда, была совсем крошечная, диаметром всего примерно 940 километров (усреднение между экваториальным и полярным размерами), но по тем временам ее статус полноправной планеты в общем мало кто оспаривал. Небесное тело получило имя Церера и даже свой астрономический символ, как прочие планеты. В следующем году в этом же регионе Солнечной системы открыли еше одну планетку Палладу, а в 1807 году еще две - Юнону и Весту. Потом Европу долго лихорадило от наполеоновских войн и революций, но начиная с 1845 года астероиды начали открывать пачками и их число быстро перевалило за десяток, а потом и за сотню. Четыре первых астероида тем не менее числились в астрономических справочниках как планеты аж до 1850 года.
Нечто подобное случилось и с Плутоном, только несмотря на неоспоримый прогресс техники наблюдательной астрономии, неудобные факты начали накапливаться через шесть десятилетий с лишним после открытия Плутона.

Дэвид Джуитт на пару с Джейн Лу начал обзор вызывающе пустующих окраин Солнечной системы еще в 1987 году. Работа поначалу продвигалась медленно - на анализ пары снимков уходил полный восьмичасовой рабочий день. С переходом на технологию CCD темпы работы ускорились и в 1992 году был открыт первый объект пояса Койпера, а спустя полгода - еще один. А дальше пошло половодье, как с астероидами, и к 2005 году стало ясно, что Плутон - один из множества представителей семейства транснептуновых объектов, из которых как минимум три - Квавар, Седна и Эрида - имели сравнимую с Плутоном размеры и массу. Экстраполируя выборку на еще неоткрытую часть популяции транснептунов, астрономы оценили, что порядка двухсот тел в этой популяции имеют достаточную массу для достижения шарообразной формы (критерий гидростатического равновесия) и на этом основании имеют полное право наряду с Плутоном претендовать на статус планет. Тут уж что-то одно: или признать эти притязания и расширить семейство планет за пределы канонической девятки, или классификацию пересмотреть и Плутон из списка планет исключить.

Астрономическое сообщество предпочло второй вариант, правда, после жарких дебатов и далеко не единогласно. В августе 2006 года решением Международного Астрономического Союза Плутон был дисквалифицирован как классическая планета и в качестве утешительного приза с тех пор числится в качестве прототипа нового класса карликовых планет (dwarf planets). На данный момент официально утвержденный список карликовых планет включает помимо Плутона еще четыре члена - в порядке удаления от Солнца это Церера (не полноправная планета, конечно, как в старые добрые времена, но все же и не в списке прочего строительного мусора, что тоже неплохо!), Хаумеа, Макемаке и Эрида. Еще четыре транснептуна числятся кандидатами на пополнение списка: Орк, Квавар, до сих пор безымянный транснептун (225088) 2007 OR10 (крупнейший безымянный объект в Солнечной системе, кстати) и Седна. Для безоговорочного включения этих объектов в категорию карликовых планет пока не хватает информации об их составе: лед более пластичен, чем силикатные горные породы, и ледяное тело достигает гидростатического равновесия при меньшей массе. Еще один кандидат под вопросом - Веста. Хотя этот астероид имеет неправильную форму, подозревают, что он в свое время достиг гидростатического равновесия и был деформирован ударом другого астероида после того, как остыл и утратил пластичность.
А как же, спросите, в таком случае наша Луна? Галилеевские спутники Юпитера? Титан, Тритон и в общей сложности почти два десятка спутников планет Солнечной системы, удовлетворяющих критерию гидростатического равновесия? Ведь их тоже надо в таком случае считать карликовыми планетами?

Вы будете смеяться, но со времен античности астрономы так и не удосужились дать четкую дефиницию планеты и это пришлось делать все на той же ассамблее МАС 2006 года.
По принятому ныне определению "классическая" планета удовлетворяет трем условиям

    1. Обращается вокруг солнца, а не вокруг другой планеты
    2. Имеет достаточную массу для достижения гидростатического равновесия
    3. Доминирует в зоне своей орбиты, расчищая окрестности от мусора

Карликовая планета выполняет первые два условия, но не удовлетворяет третьему. Плутон делит пространство с семейством транснептунов, которые аналогично Плутону находятся в орбитальном резонансе 3:2 с Нептуном. Особенно примечателен в этом плане Орк. Эта карликовая планетка имеет орбитальный период 248 лет, как Плутон, и близкое наклонение орбиты, но находится с Плутоном в противофазе - когда Плутон находится в перигелии, Орк в афелии и наоборот. Поэтому Орк порой называют Анти-Плутоном.

Мы проследили два акта прямо таки античного эпоса - многообещающий зачин и последующие невзгоды. Пора перейти к третьему акту, в котором будет долгое путешествие и триумфальное достижение цели.

Вообще говоря, Плутон теоретически мог навестить еще один из двух Вояджеров. Но планы научной команды проекта были в первую очередь нацелены на как можно более детальное изучение планет-гигантов (и по правде говоря, изначальные планы предусматривали визит к Урану и Нептуну лишь при условии успеха первого этапа миссии). Траектория пролета Voyager 1 сквозь систему Сатурна предусматривала в первую очередь исследование Титана и колец Сатурна как с освещенной Солнцем стороны, так и на просвет. 12 ноября 1980 года Voyager 1 прошел на минимальном расстоянии 6490 км от Титана и в этот же день сблизился с Сатурном на минимальное расстояние 184300 км от центра планеты. В результате пролета поблизости от Титана Voyager 1 покинул систему Сатурна, выйдя из плоскости эклиптики и таким образом покинув трубку траекторий, обеспечивающих дальнейший пролет систем Урана и Нептуна. Успешное выполнение первого этапа миссии дало возможность направить Voyager 2 по траектории с последующим пролетом систем Урана и Нептуна (24 января 1986 и 25 августа 1989 соответственно). У NASA есть страничка FAQ по Вояджера, и там есть, разумеется, вопрос, была ли возможность после Нептуна направить Вояджер-2 к Плутону. Ответ такой: да, теоретически такая возможность была, но для этого надо было направить аппарат на траекторию пролета сквозь Нептун. Мы сочли этот вариант непрактичным. :-)
Так что для визита к Плутону пришлось затевать отдельную миссию.

История проекта New Horizons - тоже тот еще античный эпос в трех частях. Проект был изначально утвержден в ноябре 2001 года, был выпилен в следущем году из бюджета NASA и снова в него возвращен - в общем, обстановка для спокойной работы над аппаратом не из лучших, а время поджимало. Хотя технически РН Atlas V по своим энергетическим характеристиками была способна обеспечить вывод зонда на траекторию прямого полета к Плутону, без использования доразгона в гравитационном поле Юпитера, прямой полет к Плутону затянулся бы на лишних три года. Плутон прошел перигелий 5 сентября 1989 года и сейчас от него удаляется. Ученые опасались, что при запуске по траектории прямого полета к моменту прибытия зонда температура на Плутоне упадет настолько, что атмосфера Плутона замерзнет, а атмосфера ученых очень интересовала. Но все обошлось. Зонд изготовили вовремя. Изначально запуск был назначен на 11 января 2006 года, но по техническим причинам перенесли на 17 января, а затем отложили еще на двое суток по метеоусловиям. New Horizons стартовал 19 января 2006 года - за шесть суток до окончательного закрытия стартового окна в варианте пролета Юпитера - и всего через девять часов пересек орбиту Луны. На сегодняшний момент New Horizons - обладатель абсолютного рекорда скорости выхода из сферы действия Земли. Для сравнения, Voyager 1, запущенный по более быстрой траектории, чем его близнец, достиг системы Юпитера через 546 суток полета (ровно полтора календарных года), New Horizons проделал этот путь за 379 суток - год с небольшим.

В конструкцию аппарата на основании опыта Вояджеров внесли два важных изменения. Камеры Вояджеров монтировались на поворотной платформе. Это позволяло нацеливать камеры на интересующие астрономов объекты, сохраняя ориентацию остронаправленной антенны на Землю. В ходе пролета системы Сатурна поворотную платформу Вояджера-2 заклинило и для нацеливания камер аппарата на объекты в системах Урана и Нептуна пришлось целиться корпусом аппарата. Камеры New Horizons жестко смонтированы в корпусе и нацеливание поворотом всего зонда предусмотрено изначально. Такая схема снижает риск поломок механики, но предъявляет повышенные требования к надежности систем астроориентации. Вторая особенность New Horizons - большую часть своего долгого полета он провел в состоянии спячки. Эта технология, отработанная NASA в кометных миссиях, не только позволяет продлить ресурс аппарата, но и снижает затраты на поддержание связи с ним и дает возможность сети дальней космической связи работать с другими зондами. Поэтому в отличие от большого тура Вояджеров восемь лет полета к основной цели цели были небогаты на яркие события. 7 декабря 2014 года аппарат пробудили от спячки и начали готовить к кульминации проекта.

Между триумфальным завершением планетного тура Вояджера-2 пролетом системы Нептуна и достижением Плутона прошло без малого двадцать шесть лет - четверть века с лишним. Это достаточно большой срок, чтобы знакомство с новым неизведанным миром стало давним воспоминанием. И я благодарен NASA за возможность еще раз пережить это ощущение в зрелом возрасте. С космическими миссиями к новым мирам всегда так: нипочем не угадаешь заранее, какие сюрпризы эти новые миры преподнесут, но на то, что сюрпризы будут обязательно, можно ставить уверенно.

Сюрпризы могут быть, конечно, не только приятными. Два маленьких спутника Плутона, Никту и Гидру, обнаружили с помощью КТХ в 2005 году, незадолго до запуска к Плутону межпланетного зонда, а еще до его прибытия к цели открыли еще два, Кербер и Стикс. Все четыре спутника крошечные (размер самой крупной из этой четверки Никты порядка полусотни километров), неправильной формы и в отличие от большого Харона особого научного интереса не представляли. А вот определенный риск для миссии возникал. Если есть малые спутники, то могут быть и кольца из мелкого космического мусора – пусть и разреженные, но любое столкновение с мелким камешком при пролетной скорости аппарата 13.8 км/с могло бы привести к преждевременному финалу миссии. Поэтому одной из причин заблаговременного пробуждения зонда от спячки была разведка обстановки по курсу на предмет возможного наличия незамеченных КТХ мелких лун размером свыше двух километров и колец. При обнаружении признаков опасности у команды проекта оставалось время перевести зонд на более безопасную траекторию, минуя плотные участки колец, или хотя бы перед пересечением их плоскости сориентировать аппарат так, чтобы его корпус был прикрыт антенной. Как дополнительная мера страховки предусматривалась также предварительная передача сделанных на подлете фотографий в формате с высоким сжатием и повторная передача исходных изображений уже после пролета, если он завершится благополучно. Для хранения информации на борту New Horizons имеется два твердотельных накопителя по 8 GB (основной и резервный), но так как пропускная способность канала дальней связи на таком экстремально большом расстоянии ожидалась порядка килобита в секунду, выгрузка накопленных во время полета научных данных должна была занять примерно девять месяцев. Так что патетическая фраза “в один день мы узнали о Плутоне неизмеримо больше, чем за все время его изучения” - красивое преувеличение. Не в один день. Но таки да, узнали.

Никаких признаков опасности не обнаружилось, ни одной новой луны и никаких намеков на кольца, так что миссия блестяще прошла по основному плану. За 70 суток до пролета зонд получил первые фотографии Плутона и Харона с разрешением, превышающим достигнутое с помощью КТХ, а за трое суток до пролета начал регулярные съемки с целью регистрации возможных изменений на поверхности этих небесных тел. 14 июля 2015 года зонд пролетел на расстоянии 12500 км от Плутона и 28800 км от Харона. Активное исследование системы Плутона продолжалось еще месяц, а затем зонд приступил к пересылке полученной информации.

New Horizons отправился в путь ко все еще полноправной девятой планете Солнечной системы, которая вскоре после старта была низведена до почетного статуса прототита нового класса астрономических объектов Солнечной системы - карликовых планет. Вместо завершающего взгляда на последний неизученный вблизи “канонический” объект Солнечной системы получился первый взгляд на новый неисследованный мир за ее традиционными окраинами. Что, согласитесь, тоже неплохо. И Плутон сполна оправдал ожидания.

Что можно сказать априори о карликовой планете, которая никогда не приближается к Солнцу намного ближе 30 астрономических единиц (перигелий Плутона, если уж быть точным, 29.656 а. е., афелий 49.319 а. е., большая полуось орбиты 39.54 а. е.)? Ну разве что отделаться общей фразой: крошечный, промороженный почти до абсолютного нуля негостеприимный мир, в котором никогда ничего не происходит. В таком духе и сообщали о Плутоне авторы популярных книг в прошлом тысячелетий, живо переключаясь на особенности орбитальной динамики Плутона и давний вопрос, а не являлся ли когда-то Плутон спутником Нептуна (спойлер: почти наверняка нет).

New Horizons увидел геологически активную планету, на которой азотный лед пластичен, как обычный водный лед в земных условиях, а обычный водный лед тверд как скальные породы, формируя горные регионы с хребтами высотой до 5 километров. Плутон и в самом деле ледяной мир, как в “Футураме”, но без пингвинов :-) Хотя по массе преобладает водный лед, на поверхности Плутона он почти полностью замаскирован в основном азотным льдом, переотложенным во время замерзания атмосферы, с примесью метанового льда и монооксида углерода. Плутон вообще оказался очень контрастным и пятнистым, как трехцветная кошка, с угольно-черными, оранжевыми и белыми регионами. Как кратко подытожила научная команда проекта, “Плутон демонстрирует поразительное разнообразие форм рельефа, возникших в результате движения льда, взаимодействия поверхности с атмосферой, ударных кратеров, тектонических, возможно криовулканических процессов и возгонки”. Ряду регионов Плутона уже даны неофициальные имена, ожидающие утверждения Международным астрономическим союзом. Вполне ожидаемо, что там есть такие хтонические персонажы, как Ктулху и Балрог. Но есть и пантеон связанных с Плутоном астрономов – в частности, регионы Ловелла и Томбо. Есть и музей космической славы с блистательными сериями АМС – земли Венеры, Викинга, Пионера, Вояджера, Хаябуса. Самая примечательная крупномасштабная деталь Плутона – белое сердечко, получившее имя региона Томбо. Ее западная лопасть – равнина Спутника – возможно, самый интересный геологический район. Предположительно это старый ударный кратер размером 1050х800 км, заполненный впоследствии азотным льдом в результате вымерзания атмосферы (расчеты предсказывают, что большая часть азота будет вымерзать в уже образовавшемся пятне льда как в холодной ловушке). И вот этот азотный лед толщиной 3...4 км не просто скопился цельным пластом, а разбит на блоки – конвективные ячейки, на границах между которыми собираются, как айсберги, блоки водного льда (водный лед легче азотного и в нем плавает).

Водного льда на Плутоне очень много. Судя по средней плотности планеты 1.86 г/см^3, Плутон состоит изо льда и скальных пород примерно в равных долях. Если тепла радиоактивного распада хватило для плавления льда при формировании Плутона (а ученые больше склоняются ко мнению, что хватило), то недра Плутона дифференцированы на силикатное ядро диаметром примерно 1700 км (70% диаметра Плутона) и ледяную мантию. Возможно даже, на границе между ядром и мантией существует слой жидкой воды толщиной 100...180 км.

Атмосфера Плутона, как я уже упоминал, сезонная и состоит в основном из азота с примесью метана и монооксида углерода (угарного газа). Предположительно при максимальном удалении от Солнца эта атмосфера полностью вымерзает. На момент прибытия к Плутону зонда давление атмосферы составляло один паскаль – в сто тысяч раз меньше давления земной атмосферы. С точки зрения инженера это глубокий технический вакуум, но даже такой разреженной атмосферы хватает, чтобы выравнивать температуру между дневной и ночной сторонами. Так что на Плутоне, вы не поверите, бывает погода. Наличие метана – парникового газа – приводит к забавному эффекту: температура атмосферы Плутона растет с высотой. Голубоватая дымка, похожая на сигаретный дымок, прослеживается до высоты 150 километров и хорошо заметна при наблюдении со стороны ночного полушария.

Ну что же, на этом я закончу рассказ. На очереди – еще один, а пока кратко о дальнейшей судьбе New Horizons. Аппарат находится в прекрасном состоянии и летит дальше. На 1 января 2019 года запланировано его рандеву с объектом из пояса Койпера под индексом (486958) 2014 MU69. Объект совсем крошечный, не больше сорока километров, и возможно, двойной.
Вояджеры зонд не обгонит. Хотя он покинул сферу действия Земли с большей скоростью, чем Вояджер-1, тот доразогнался гравитацией Юпитера и Сатурна и на данный момент держит рекорд скорости искусственного объекта, покинувшего Солнечную систему. Но если New Horizons проживет достаточно долго, науке он еще славно послужит.
Путешествие продолжается. За орбитой Нептуна начинается безбрежный океан, отделяющий наш островной мир от других невообразимо чуждых миров.
Возможно, когда-нибудь мы до них дотянемся.

Инфографика:

Портрет Плутона в натуральных цветах
Равнина Спутник и горы Норгэя-Хиллари
Плутон с ночной стороны


Вложения:
pluto-in-true-color.png

Pluto-Norgay-Hillary-Mountains.png

Blue_hazes_over_backlit_Pluto.png

  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
Девятая планета

История открытия Нептуна "на кончике пера" по наблюдаемым отклонениям орбитального движения Урана – пожалуй что один из самых популярных примеров предсказательной силы точных наук. И применительно к Солнечной системе это не единственный, но самый яркий пример открытия нового небесного тела на основе точного расчета. Всякую мелочь вроде троянских астероидов в точках Лагранжа системы солнце-планета, конечно, время от времени открывают (самый известный пример – троянские астероиды в точках L4 и L5 системы Солнце-Юпитер), но что касается больших небесных тел, тут Солнечная система изучена настолько основательно, что небесная механика порой уже идет в ход как экспертное заключение патологоанатома. В свое время, к примеру, была популярна гипотеза Противоземли, которая движется по той же орбите, что и Земля, и с той же скоростью, но находится по другую сторону за Солнцем. Сейчас эту идею отстаивают разве что самые упоротые фрики, потому что точный анализ орбитального движения Венеры исключает существование в зоне между Землей и Солнцем каких-либо неизвестных тел крупнее сотни километров. Что касается дальних окраин Солнечной системы, разгул для фантазий, конечно, больше. Но и тут разгулу фантазии есть пределы. И когда фрики начинают нести ересь про планету Нибиру, которая, находясь на сильно вытянутой эллиптической орбите, возвращается во внутреннюю область Солнечной системы раз в 3600 лет, пуская в ход свой любимый аргумент “ну вы же не знаете точно, что там ее нет”, вежливый профи вздыхает укоризненно: именно что знаем. Ну а не столь вежливый посылает оппонента в секс-тур. Во первых, гравитационное влияние в первую очередь Юпитера. Не может неизвестная планета сохранять стабильную орбиту с такими параметрами – очень быстро по астрономическим меркам (всего за десятки оборотов) такая вытянутая орбита деградирует и тело захватывается во внутреннюю область Солнечной системы или окончательно выбрасывается за орбиту Нептуна. Во вторых, есть инфракрасные обзоры неба в субмиллиметровом диапазоне. Обзор неба, сделанный космическим телескопом WISE, практически исключает существование неоткрытых планет размером с Нептун на расстоянии до 700 а. е. от Солнца и размером с Юпитер на расстоянии до 26 тысяч а. е. (а это уже около половины светового года). Вот в этих очерченных рамках и приходится фантазировать – но из-за долбаной Нибиру профи крайне неохотно делают какие-либо публичные заявления на эту тему. Выглядеть фриком никому не хочется.

А в общем наличие еще одной планеты могло бы прояснить загадку, почему Солнечная система именно такая, какой мы ее наблюдаем. Начать с того, что непонятно вообще, каким образом Уран и Нептун могли сформироваться там, где они сейчас находятся. Численные модели дают прогнозы, что протопланетный диск на окраинах Солнечной системы должен был рассеяться максимум на стадии формирования планет размером с Плутон. Сейчас преобладает точка зрения, что ранняя Солнечная система была намного компактней и Уран с Нептуном мигрировали на нынешние орбиты уже после формирования. Многочисленные горячие юпитеры и нептуны в экзосолнечных системах, кстати, дают повод полагать, что эволюции планетных орбит в радикальных масштабах – скорее правило, чем исключение. И вот как раз при симуляции таких динамических сценариев нечто похожее на реальную Солнечную систему с ее внутренним поясом астероидов и поясом Койпера получается намного чаще, если в ранней Солнечной системе было пять газовых гигантов, один из которых гравитационным воздействием массивного Юпитера был выброшен далеко за пределы нынешней орбиты Нептуна и пояса Койпера. Но до поры до времени это можно было считать умозрительными спекуляциями (в научном сообществе термин speculation, кстати, не имеет уничижительного бытового смысла “наглая подтасовка фактов в корыстных интересах” – это всего лишь идеи, не подкрепленные надежными фактическими доказательствами).

Помимо вычислительных моделей есть, однако и наблюдаемые странности в орбитальных параметрах транснептунов, в первую очередь Седны. Этот транснептун, открытый 14 ноября 2003 года, имеет аномально вытянутую орбиту с перигелием 76 а. е. и афелием 936 а. е., орбитальный период 11 400 лет. Причуда природы? Допустим. Но когда вслед за Седной открывают еще несколько обособленных от пояса Койпера транснептунов с экстремально вытянутыми орбитами, это уже дает повод задуматься о возможном существовании там, на дальних окраинах, планеты, недостаточно массивной, чтобы заметно влиять на орбитальную динамику Урана и Нептуна, но достаточно массивной, чтобы захватить в резонанс семейство транснептунов, включающее Седну.

Дотошно излагать историю вопроса не буду, это уже именно что история, но работу Чада Трухильо и Скотта Шеппарда 2014 года упомянуть стоит. Трухильо, кстати – сооткрыватель Седны с Майклом Брауном, о котором речь еще пойдет. Так вот, Трухильо и Шеппард связали наблюдаемые аномалии орбит 12 седноидов с возможным существованием планеты с массой в пределах от 2 до 15 земных. Трухильо и Шеппард просчитали вариант почти круговой орбиты с небольшим наклонением радиусом 200...300 а. е., а также вариант планеты с массой Нептуна на орбите с высоким наклонением, на расстоянии 15 тысяч а. е. Конкретных предсказаний орбитальных элементов новой планеты статья не содержала, это была скорее проверка расчетами идеи о том, что такая неизвестная планета действительно может отвечать за наблюдаемые орбиты седноидов.

Следующий шаг сделали Константин Батыгин и Майкл Браун, и вот как раз их работа, опубликованная 20 января 2016 года, наделала такой переполох в Паутине и в СМИ. Потому что там уже было конкретное предсказание орбиты девятой планеты. Батыгин и Браун просеяли еще раз выборку Трухильо и Шеппарда и пришли к выводу, что орбитальные аномалии большей части выборки можно объяснить влиянием Нептуна. Но они обнаружили, что орбиты опять же Седны и еще пяти транснептунов за пределами пояса Койпера имеют не только близкие аргументы перигелия, но и почти совпадающие плоскости орбит, ориентированных ко всему прочему в довольно узком секторе. Как образно выразился Браун, вероятность такого случайного совпадения – примерно как если вы глядите на циферблат с шестью стрелками как раз в тот момент, когда они все собрались в кучу в районе 12 часов. Исходя из этого, Батыгин и Браун рассчитали орбиту девятой планеты, которая дает наилучшее приближение к наблюдаемой картине.

Девятая планета по расчетам Батыгина и Брауна имеет массу 10 масс Земли (то есть это скорее мини-нептун, чем сверхземля) и находится на орбите с перигелием примерно 200 а. е. и афелием около 1200 а. е. Ее орбитальный период от 10 до 20 тысяч лет.

Я обещал рассказ об ярких открытиях. Открытия пока нет, есть предсказание, как в свое время с поиском Нептуна.
Насколько надежны доводы в пользу существования девятой планеты?
Доводы пока остаются косвенными. За два года со времени публикации гипотезы выборка транснептунов с аномально эксцентричными орбитами увеличилась вдвое и пока что анализ этой популяции в целом подтверждает гипотезу. Ну или как минимум ей не противоречит явным образом. Эти объекты были открыты разными наблюдателями с разными инструментами, так что влияние систематической ошибки выборки (наблюдался определенный сектор неба в определенное время) можно свести к минимуму. Что не исключает, конечно, субъективный отбор данных, подкрепляющих гипотезу. Надо сказать, авторы прекрасно понимают, что симуляция есть симуляция и гипотеза может оказаться ошибочной. Батыгин так и заявляет: пока нет прямой регистрации девятой планеты на камере, реальность ее существования под вопросом. Пока что мы имеем лишь [цифровое] эхо. Браун ставит на планету 90 процентов. Далеко не все астрономы столь оптимистичны, но в общем гипотеза определенно выглядит достаточно сильной, чтобы приступить к прямым поискам.

На данный момент девятая планета предположительно находится в окрестностях афелия даже исходя из соображений теории вероятности – по законам небесной механики небесное тело на экстремально вытянутой эллиптической орбите проводит большую часть орбитального периода в районе афелия, где орбитальная скорость минимальна. Помимо теории вероятности есть и другие соображения, позволяющие исключить из поисков большую часть расчетной орбиты. В первую очередь это уже упомянутый инфракрасный обзор WISE. И во вторых, есть ряд инструментальных данных с аппарата Кассини, который работал в системе Сатурна с 2004 года. Радиотехническими методами расстояние до аппарата определяется довольно точно, и каких-либо неучтенных аномалий в орбитальном движении Сатурна не обнаружено на пределе погрешности измерений, что дает возможность сузить диапазон поиска. Анализ архивных снимков Catalina Sky Survey до звездной величины 19 и Pan-STARRS до 21.5 также позволил исключить из поиска район перигелия и на данный момент область поиска сузилась до двух перспективных площадок: в созвездии Кита (площадка, центрованная относительно координат с прямым восхождением 02h40m и склонением -15° плюс-минус двадцать градусов во все стороны) и окрестности расчетного афелия в созвездии Ориона в пределах 03h00m...05h30m прямого восхождения и -1°...+6° склонения. Специалисты, анализировавшие данные Кассини, склоняются к первому варианту, авторы гипотезы – ко второму.

Насколько сложным технически будет поиск девятой планеты и какие инструменты планируют привлечь к поиску? Если взять технически более сложный вариант в роайоне афелия, то расчетный видимый блеск планеты будет не выше 22 звездной величины, то есть она будет в 600 раз тусклее Плутона. К тому же эта площадка находится неподалеку от Млечного пути, планету придется искать на фоне густого звездного поля. Для современной техники регистрация объектов с таким блеском – вполне посильная задача. Космический телескоп Хаббла привлекать к поискам девятой планеты нецелесообразно, так как его камера слабых объектов имеет узкое поле зрения, а вот японский телескоп Субару с апертурой 8.3 м в обсерватории Мауна Кеа как раз сочетает хорошую чувствительность с большим полем зрения. Субару, если что, к одноименному автомобильному концерну никакого отношения не имеет: по японски это Плеяды. По оценке Брауна и Батыгина, Субару может просмотреть площадку площадью 2000 квадратных градусов в созвездии Ориона за двадцать рабочих ночей. Но поскольку наблюдательные программы больших иструментов утверждают на годы вперед, никто, понятно, эти двадцать ночей сразу не даст и реально работа займет лет пять. Две команды – Батыгин и Браун, а также Шеппард и Трухильо – уже подали заявки на инструмент и планируют координированный поиск.

К поиску девятой планеты можно подойти и с другой стороны – регистрировать не тусклый отраженный солнечный свет, а собственное инфракрасное излучение объекта с расчетной температурой около 47 К. Увы, на данный момент в космосе подходящих инструментов для этой работы нет, а наблюдения со дна атмосферы в инфракрасном диапазоне сильно ограничены окнами прозрачности. Планируемый на начало 2019 года запуск космического телескопа Джеймса Уэбба открывает интересную альтернативную возможность. После запуска такие инструменты проходят период тестовых испытаний и только потом начинаются регулярные наблюдения по расписанной программе. Открытие девятой планеты с помощью этого телескопа стало бы сильным результатом программы. Так что запасаемся попкормом и ждем.

На что может быть похожа девятая планета? Десять земных масс – это как раз зона неопределенности между суперземлями и ледяными гигантами и размер планеты будет зависить от того, где именно и как в ранней Солнечной системе она формировалась. Суперземля с плотным железным ядром и силикатной мантией будет иметь диаметр примерно два земных, мини-нептун с сердевиной изо льда и силикатов и с протяженной водородно-гелиевой атмосферой – до четырех земных.

На расстоянии 1000 астрономических единиц поток солнечного излучения (солнечная постоянная) по закону обратных квадратов в миллион раз меньше, чем на уровне орбиты Земли. Это соответствует равновесной температуре абсолютно черного тела 12.45 К. Поток собственного излучения из недр планеты (высвобождение энергии при гравитационном сжатии) даже в подсолнечной точке дневного полушария планеты примерно в двести раз выше потока солнечного излучения, поэтому сезонов и погоды в этом мире не будет, но сила Кориолиса обеспечит тем не менее картину зональной циркуляции атмосферы, похожую на ту, что мы наблюдаем у изученных планет-гигантов. Облачные полосы предположительно будут малоконтрастными и планета в целом будет выглядеть как матовый серо-голубой шар без приметных деталей.

А увидит ли что-то гипотетический наблюдатель при таком тусклом освещении невооруженным глазом? Вполне. Луна в полнолуние создает на Земле уровень освещения в 400 тысяч раз слабее солнечного. Солнце на расстоянии в 1000 астрономических единиц даст освещение в два с половиной раза слабее – вполне достаточно для уверенной ориентации на местности под открытым небом, так что никакого непроглядного мрака на дневной стороне не будет. На таком расстоянии диск Солнца невооруженным глазом неразличим, но все же Солнце будет выглядеть очень яркой звездой с видимой величиной -11.75, примерно в пятьсот раз ярче максимального видимого блеска Венеры при наблюдении с Земли. А яркая Венера, хочу заметить на основании собственного опыта практикующего астронома-любителя, отбрасывает вполне заметные тени.

Допустим, планету откроют. Это будет потрясающим событием, соизмеримым по значимости с открытиями Урана и Нептуна, но будет ли у нас техническая возможность глянуть на нее поближе? При нынешнем уровне развития технологий – увы, нет. На момент написания этого сообщения самый дальний и самый быстрый запущенный землянами аппарат – Вояджер 1 – находится на расстоянии 141.2 а. е. от Солнца и летит со скоростью 17.0 км/с (алё, NASA, вы там отделу по связям с общественностью расскажите, пожалуйста, что остальной мир давно перешел на метрическую систему!). Экстраполируя эти нынешние темпы, чтобы не заморачиваться с матаном, можно посчитать, что на преодоление 1000 астрономических единиц с такой скоростью межпланетный зонд затратит 280 лет, что немного выходит за разумные пределы продолжительности космической миссии. За такое время земляне наверняка или найдут другие способы изучить девятую планету более детально, или окончательно потеряют к космосу интерес.

Ну и не могу удержаться от соблазна упомянуть напоследок маловероятную, но интригующую возможность, что девятая планета не принадлежала семье Солнца изначально, а была захвачена Солнцем у соседней звезды в ранней истории Солнечной системы, когда Солнце и его соседки еще не успели отдалиться после совместного формирования в газовой туманности. В этом случае внезапно окажется, что ближайшая к Солнцу экзопланета находится намного ближе, чем мы полагали.

Александр Мастилл, астроном из Университета Лунда:
Ирония в том, что астрономы обычно находят экзопланеты в сотнях световых годах от нас в других солнечных системах, и вот одна из них может прятаться у нас на заднем дворе.


Инфографика:
Орбиты транснептунов, из-за которых поднялась вся эта движуха
Область неба, в которой предположительно находится девятая планета
Девятая планета в представлении художника

Credits: nagualdesign; Tom Ruen, background taken from File:ESO - Milky Way.jpg


Вложения:
Planet_nine-etnos_now-new2.png

Planet_nine_path_in_orion2.png

Planet_nine_artistic_plain.png

  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
stranger, вы сами всё это пишите или откуда-то копипастите?


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
fred, копипаста ведь палится технически элементарно.


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---

Зарегистрирован: 06.10.11
Сообщений: 563
Откуда: Москва
В качестве иллюстраций к тексту:
Cassini: лучшие снимки из системы Сатурна


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
В качестве ленты новостей по космонавтике рекомендую следующий хаб на Хабре:
https://habr.com/hub/space/


  Re: Астрономия: информация о небесных телах и их фотографии
Не в сети
---Elite---
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 15.05.11
Сообщений: 1531
Предстоящий 2019 год, господа пилоты, будет годом двух знаковых юбилеев.
В июле 2019 года мы будем отмечать 50 лет с момента первого полета человека на Луну – экспедиция Apollo 11.
Нейл Армстронг и Базз Олдрин совершили посадку в Море Спокойствия 20 июля 1969 года в 20:18 UTC и через 6 часов, в 02:56 UTC 21 июля, начали первый исторический выход на ее поверхность.
А 20 сентября 2019 года исполнится 500 лет с начала первого в истории человечества кругосветного плавания – экспедиции Магеллана.
Давайте обратим внимание и на другие интересные события – прошлые и предстоящие.
50 лет назад, 21 декабря 1968 года в 12:51 UTC, к Луне стартовал Apollo 8. Сейчас эта экспедиция выглядит не столь впечатляющей в тени триумфального полета Apollo 11, но вдумайтесь – это был первый полет людей в невообразимую даль, из которой Земля выглядит маленьким дымчато-опаловым шариком. Среди результатов экспедиции есть и один из самых знаменитых снимков в человеческой истории – восход Земли над лунным горизонтом.
Марсианский орбитер Mars Express Европейского космического агентства, вышедший на орбиту Марса 25 декабря 2003 года (еще один юбилей – 15 лет!) продолжает работать. Подарок от ЕКА всем неравнодушным к космосу – замечательный снимок кратера Королёв, заполненного почти до краев льдом. Кратер имеет диаметр 82 км и толщина льда в его центре достигает 1.8 км, так что льда в кратере много. Неплохое место для будущей марсианской базы.
Ну и еще одно предстоящее событие. Зонд New Horizons, совершивший пролет Плутона 14 июля 2015 года, продолжает свой полет и если все пойдет по плану, мы получим еще один новогодний подарок. 1 января 2019 года в 05:33 UTC зонд совершит пролет Ultima Thule – маленького тела из пояса Койпера, известного ранее лишь под инвентарным номером (486958) 2014 MU69. Зонд должен пролететь на расстоянии 3500 км от цели и сделать фотографии с разрешением порядка 30 метров. Ultima Thule имеет размер приблизительно 30 километров в диаметре и судя по кривой блеска или может оказаться тесной парой из двух тел или иметь форму вроде снеговика.
Текущее положение зонда New Horizons и расстояние до Ultima Thule (обновляется раз в минуту): http://pluto.jhuapl.edu/
Инфографика: снимок кратера Королёва


Вложения:
Perspective_view_of_Korolev_crater.jpg

Новая тема  Ответить  
Показать сообщения за:  Сортировать по:  









Список форумов / На другие темы