воскресенье, 9 октября 2011 г.

Изучение Проксима Центавра.

Проксима Центавра находится на расстоянии 4,22 световых года от Солнца. Это самая близкая к нам из всех известных сегодня звезд. Ее можно рассмотреть только в телескоп как объект 11-й звездной величины в южном созвездии Центавра. Эта маленькая красная звездочка, член тройной звездной системы Альфа Центавра (см. изображение слева), была открыта только в 1915 г. шотландским астрономом Робертом Иннесом (1861 — 1933). Самая же яркая звезда в системе — Альфа Центавра А (4,35 светового года от Солнца), называемая Ригель (нога) Центавра — ярчайшая звезда созвездия. Она очень похожа на наше Солнце, но находится дальше Проксимы. Альфа Центавра А была известна с древнейших времен, являясь четвертой по яркости звездой на ночном небе. Яркие звезды Альфа Центавра А и В составляют тесную двойную систему. Расстояние между ними — 23 астрономические единицы, это немного больше расстояния от Солнца до Урана. А вот Проксима отстоит от этой пары на расстоянии 13 000 а.е. (или 0,2056 светового года, что в 400 раз больше, чем расстояние от Солнца до Нептуна). Все они обращаются вокруг общего центра масс, но период обращения Проксимы Центавра исчисляется миллионами лет, поэтому она еще долго останется для нас "ближайшей" (через 9000 лет самой близкой к Солнцу звездой станет быстро движущаяся в нашу сторону звезда Барнарда).


Проксима Центавра не только самая близкая к нам, но и самая маленькая из этой троицы. Ее масса столь невелика, что ее едва хватает, чтобы поддерживать в глубинах процесс синтеза гелия из водорода и тускло светиться. Она приблизительно в семь раз легче Солнца, а температура ее поверхности составляет "всего лишь" 3000 градусов, что вполовину меньше, чем у нашей родной звезды. Яркость в 150 раз меньше яркости Солнца. Звезды со столь небольшой массой — очень интересные объекты. Физические условия в их недрах имеют много общего с теми, что протекают внутри гигантских планет, подобных Юпитеру. Кроме того, вещество таких звезд должно находиться в довольно экзотичном состоянии. Да к тому же существует предположение, что планеты возле подобных звезд могут даже чаще служить колыбелью жизни, чем возле звезд солнечного типа. Однако до сих пор было невозможно определить истинные размеры этих малых звезд из-за их слабой светимости и отсутствия достаточно чувствительной аппаратуры.

Проблема была решена с помощью VLT-интерферометра — VLTI, (VLT — Очень Большой Телескоп). Высочайшая точность измерений была достигнута с использованием двух 8,2-метровых телескопов обсерватории Паранал (ЕSА), удаленных один от другого на 102,4 м. Международная команда астрономов из Женевской обсерватории (Швейцария), проанализировав данные с помощью нового программного обеспечения, впервые получила точный размер маленькой Проксимы, угловой диаметр которой оказался равен 1,02±0.08 угловой миллисекунды, что соответствует размерам астронавта на поверхности Луны при наблюдениях с Земли (или головке булавки на поверхности Земли, наблюдаемой с Международной космической станции). Человеческий глаз может различать объекты, разделенные только 50 и более угловыми секундами. Были измерены также три другие карликовые звезды, и результаты измерений находятся в соответствии с общепринятой звездной теорией, показывая, что наши представления о структуре и составе таких звезд близки к истине. Вскоре предполагается использовать VLTI для изучения совсем крошечных звездных объектов вроде "коричневых карликов". Более того, астрономы надеются, что можно будет непосредственно наблюдать экзопланеты в других звездных системах (до сих пор все подобные объекты обнаруживались только с помощью косвенных методов).

Проксима Центавра находится на границе между реальными звездами, коричневыми карликами и планетами. Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Если бы ее масса была еще в два раза меньше, она никогда не смогла бы стать звездой, водород в ее недрах просто не смог бы загореться. Тогда это был бы "коричневый карлик", а не звезда.

Для звезды, подобной Солнцу, вещество которого ведет себя как идеальный газ, звездный размер пропорционален массе. Однако для таких звезд, как Проксима Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается", оно само вынуждено сопротивляться сжатию, поскольку ядерные реакции сделать это уже не в силах. У объектов с половиной массы Проксимы Центавра или легче вещество является полностью выродившимся, и их размер не зависит от массы.

вторник, 4 октября 2011 г.

Загадки Меркурия: фото зонда "Мессенджер".


Первый крупный пакет данных, полученных от меркурианского орбитального зонда Messenger, весьма удивил исследователей и заставил их отказаться от всех существующих на сегодня теорий о природе этой планеты и ее истории.

Главных сюрпризов два – наличие на поверхности Меркурия летучих веществ и пейзажи. До сих пор считалось, что из-за слишком близкого и поэтому слишком жаркого Солнца эти вещества должны были испариться еще при формировании планеты, и как им удалось сохраниться в этом пекле, остается загадкой.

Правда, вторая загадка – ландшафты, до сих пор нигде не встречавшиеся, - может таить в себе ответ на первую. Оказалось, что в северном полушарии меркурианская поверхность испещрена углублениями, дырами, делающими планету похожей на швейцарский сыр. Эти углубления расположены неравномерно, имеют размеры от нескольких десятков метров до нескольких километров в поперечнике, они покрывают равнины Меркурия, стены кратеров и даже их пики.

В северном полушарии меркурианская поверхность испещрена углублениями, дырами, делающими планету похожей на швейцарский сыр

Происхождение этих углублений непонятно, однако, по мнению Дэвида Блюэтта из Университета Джона Хопкинса, главного автора статьи в Science, это не результат вулканической деятельности. Одна из наиболее вероятных версий формирования этих углублений – сублимация двуокиси углерода, иначе говоря, переход ее из твердого состояния в газообразное. Как считает Блюэтт, это могло произойти в том случае, если под поверхностью Меркурия температуры достаточно низки для того, чтобы сохранять депозиты двуокиси углерода в стабильном состоянии. При превращении в газ двуокись углерода должна улетучиваться с поверхности Меркурия, однако по оценкам, понижение поверхности на один сантиметр через этот процесс должно занимать 70-200 тысяч лет. Тогда получается, что формирование "швейцарского сыра" на меркурианской поверхности началось миллиарды лет назад, в то время как сами углубления выглядят достаточно свежими, нетронутыми ударами метеоритов.

Остается загадкой и общий химический состав планеты, который из-за разогрева Солнцем должен был сильно обедниться за время ее существования. Однако, судя по данным рентгеновского спектрометра, установленного на "Мессенджере", серы там, например, в десять раз больше, чем в земной мантии. Непонятно также и происхождение ядра планеты, очень массивного и богатого железом. Данные, полученные "Мессенджером", заставляют ученых отказаться от всех имеющихся на этот счет гипотез, в том числе и той, согласно которой вначале Меркурий формировался как планета размером с Землю, но потом с чем-то столкнулся и раскололся, сохранив при себе непомерно массивное ядро.