ТВ сат клуб

Астрономы обнаружили метан в атмосфере WISE1810 — это ближайший к Земле T-карлик (до него всего 29 световых лет)

Коричневые карлики — это необычные космические тела, которые по массе находятся между планетами и звёздами, от 13 до 80 масс Юпитера. T-карлики — их особая группа с температурой от 500 до 1500 K — считаются самыми холодными и тусклыми из таких объектов. Их изучение помогает учёным лучше понять природу крупных экзопланет и границу между звёздами и планетами. Однако T-карлики встречаются редко: на сегодня известно лишь около 400 таких объектов.

WISE1810 — это T-карлик с низким содержанием металлов. Его радиус составляет примерно 0,65 радиуса Юпитера, а масса — в 17 раз больше, чем у этой планеты. Температура поверхности оценивается в пределах 800–1300 K. Ранее исследования в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне показали, что атмосфера WISE1810 состоит в основном из водорода и паров воды, но метана — ключевого признака T-карликов — обнаружить не удавалось.

Новое наблюдение изменило картину. Используя прибор Espectrografo Multiobjeto Infra-Rojo (EMIR) на GTC, учёные провели детальную фотометрию в ближнем инфракрасном диапазоне и подтвердили наличие метана. Это укрепляет классификацию WISE1810 как T-карлика, а не L-карлика, как предполагали некоторые работы. При этом следов угарного газа и калия в атмосфере не нашли. Анализ данных показал, что содержание углерода в атмосфере WISE1810 составляет -1,5 dex (единица измерения химического состава), а уровень металличности — -1,7 dex, что указывает на её бедность металлами. Температуру удалось уточнить до примерно 1000 K. Учёные считают, что низкая металличность объясняет отсутствие калия, а холодная температура усиливает этот эффект.

Кроме того, измеренная скорость движения WISE1810 относительно Солнца составила -83 км/с. Это говорит о том, что объект, скорее всего, принадлежит толстому диску Млечного Пути, а не его гало, несмотря на низкое содержание металлов.

«Гайя» была способна определять вектор направления движения звезды. Благодаря этой информации японские исследователи создали трёхмерную карту 7426 звёзд с массой свыше восьми солнечных в Малом Магеллановом Облаке. Выяснилось, что звёзды движутся разнонаправленно, а не синхронно вокруг центра галактики, как того следовало ожидать. Это позволило предположить, что соседняя более крупная галактика — Большое Магелланово Облако — своим гравитационным воздействием буквально разрывает меньшую соседку на части. По всей видимости, со временем (хотя и не в ближайшем будущем) меньшая галактика прекратит своё существование как самостоятельный объект.
Малое и Большое Магеллановы Облака. Источник изображения: ESO

Что стало более ценным открытием для проделанной работы, некоторые из изученных звёзд в ММО вовсе не вращались. Это, в свою очередь, не вовлекало в движение и окружающее их облако газа. Такие наблюдаемые процессы противоречат устоявшимся представлениям об эволюции звёзд и вносят серьёзные погрешности в расчёты — например, при оценке массы галактик.

Также исследование даёт ценную информацию о том, как взаимодействуют и эволюционируют галактики, особенно в ранние эпохи Вселенной. Большое Магелланово Облако, схожее по структуре с первичными галактиками, служит ключом к пониманию процессов формирования звёздных систем. Наблюдение за движением звёзд в Большом и Малом Магеллановых Облаках помогает учёным связать формирование звёзд с динамикой галактик, что потенциально может изменить наше представление о Вселенной.

Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters, пишет Phys.

Ученые пришли к выводу, что в отличие от Земли, которая имеет сферическое магнитное поле, окружающее всю планету, Марс в прошлом имел полусферическое магнитное поле, которое покрывало только его южное полушарие. Такой вид магнитного поля соответствует его следам, которые можно обнаружить сегодня.

До сих пор ученые, изучающие историю Марса и его магнитного поля, опирались на модели, которые показывали, что ядро Красной планеты похоже на то, что есть у Земли, то оно твердое и окружено слоем расплавленного железа.

Но данные аппарата InSight показали, что в ядре Марсе находится больше легких химических элементов, чем ожидалось. Это означает, что температура плавления ядра Марса отличается от такой же температуры в недрах Земли. А значит, ядро Марса может быть расплавленным, а не твердым.

По словам ученых, они предположили, что если Марс имеет жидкое ядро сейчас, то скорее всего оно было таким же и 4 млрд лет назад, когда Красная планета имела магнитное поле. Для проверки своей гипотезы ученые создали серию моделирований раннего Марса с жидким ядром. При этом в моделированиях ученые постепенно повышали температуру мантии Марса в северном полушарии.

Конечное моделирование показало, что разница в температуре между мантией в северном и южном полушарии Марса, привела к тому, что тепло из ядра выходило только в южной части Красной планеты. Это тепло было таким мощным, что приводило в действие планетарное динамо, которое создавало полусферическое магнитное поле Красной планеты. То есть это магнитное поле покрывало только южную часть Марса.

Планетарное динамо представляет собой механизм, который создают магнитное поле с помощью движения в расплавленном железном ядре.

Исследователи говорят, что их открытие является альтернативным объяснением отсутствия следов магнитного поля Марса в горных породах его северного полушария, которые как считают некоторые ученые уничтожаются ударами астероидов.

Хотя Марс по размеру и составу поход на Землю, все же это совсем другая планета. И новое открытие показывает, что Красная планета еще сильнее отличается от Земли.

Сначала команда устранила вращение, используя двигатели ориентации спутника DRO-B для корректировки вращения в течение 20 минут. Однако телеметрия выявила проблемы с солнечными батареями обоих спутников, которые необходимо было устранить.

Затем команда, в которую вошли исследователи из Инновационной академии микроспутников (IAMCAS) и Технологического и инженерного центра по использованию космоса (CSU), находящихся в ведении Китайской академии наук (CAS), в течение следующих 40 часов разработала план спасения. При этом необходимо было учитывать сложность орбитальной динамики и гравитационные возмущения от Земли, Луны и Солнца, а также очень ограниченное количество топлива. Команда также столкнулась с нехваткой времени: нужно было быстро выполнить первый манёвр, иначе была бы упущена возможность добраться до DRO.

Первый критический запуск двигателя 18 марта длился 1200 секунд. Он увеличил апогей с 134 000 до 240 000 километров. Затем, как подробно описано в предыдущих репортажах, спутники DRO-A и DRO-B выполнили четыре дополнительных орбитальных манёвра, гравитационные манёвры и дополнительные корректировки траектории в течение следующих четырёх месяцев, чтобы вывести космический аппарат на запланированную лунную орбиту.

15 июля 2024 года, когда спутники благополучно вышли на заданные орбиты, преодолев около 8,5 миллионов километров, миссия завершилась. Спутники, по-видимому, удалились от Земли более чем на миллион километров, что позволило осуществить захват с низкой энергией и выход на лунную орбиту. Спутники успешно разделились 28 августа. Затем они сделали снимки друг друга, показав, что солнечные панели спутника DRO-A были согнуты почти на 90 градусов, а панели DRO-B были похожи на «сломанные крылья».

Затем пара спутников установила микроволновые каналы связи K-диапазона с DRO-L, подтвердив наличие сети из трёх спутников на расстоянии от Земли до Луны.

«Впервые в мире мы получили возможность использовать спутники для отслеживания других спутников, а не полагаться на наземные станции», — сказал Ван Вэньбинь, исследователь CSU, в интервью Центральному телевидению Китая (CCTV).

«По сути, наземная станция была преобразована в спутник и выведена на низкую орбиту. Этот прорыв открывает путь для новых технологических достижений в будущих исследованиях околоземного и дальнего космоса».

DRO-A также оснащён всепогодным детектором для мониторинга гамма-всплесков, аналогичным тому, что использовался в китайской миссии GECAM, запущенной в 2020 году. Ван добавил, что Китай намерен использовать DRO и его долгосрочную стабильность для проведения фундаментальных научных исследований в таких областях, как квантовая механика, атомная физика и смежные области.

В 2008 году телескоп Spitzer зафиксировал мощную вспышку EX Lup, а в 2022 и 2023 годах «Джеймс Уэбб» с помощью прибора MIRI, работающего в инфракрасном диапазоне, изучил последствия этого события. Учёные обнаружили в спектре звезды следы холодного водяного пара — результат испарения льда, который обычно остаётся стабильным в удалённых областях диска. При вспышке излучение звезды прогревает внутренние зоны, сдвигая «ледяную границу» — регион, где вода существует в форме льда. Это вызывает мгновенное превращение льда в пар без перехода в жидкость, что напоминает сухой лёд, испаряющийся на жаре.


Изменения в излучении звезды EX Lup, зафиксированные телескопами «Спитцер» (2005–2008) и «Джеймс Уэбб» (2022–2023), за 20 лет наблюдений. Данные двух наблюдений «Джеймса Уэбба» (серый и чёрный) почти совпадают. Цветные линии — модели молекул в диске звезды, серый — их общий вклад. Звёздочкой отмечены сигналы, связанные с регионом, где лёд превращается в пар («ледяная граница»). Источник: arXiv:2504.13377v1

Примечательно, что даже спустя годы после вспышки уровень пара остаётся аномально высоким. Это указывает, что процесс «заморозки» воды обратно в лёд занимает более десяти лет. Такие задержки создают продолжительные изменения в химическом составе диска, влияя на формирующиеся планеты — например, увеличивая доступность воды в газовой фазе, что может определять её распределение в будущих планетных системах.

Открытие подчёркивает, что вспышки молодых звёзд — не просто кратковременные события. Они оставляют долговременные «химические следы», которые телескопы вроде JWST могут отслеживать по спектральным данным. Это позволяет реконструировать историю аккреции и предсказывать, какие молекулы попадут в зону формирования планет.

Учёные планируют продолжить мониторинг EX Lup и подобных объектов, чтобы понять, как часто происходят такие события и насколько они универсальны. Это приблизит к разгадке того, как из хаотичных газопылевых дисков рождаются упорядоченные планетные системы, включая те, где возможна жизнь.