Юбилей Стивена Хокинга, охота на экзолуны, поиск разумных сигналов от планет из поля «Кеплера» и простая разгадка сложного климата Титана — в очередном обзоре блогов.

Стивену Хокингу — 70!

8 января известнейшему английскому физику-теоретику Стивену Хокингу исполнилось 70 лет. За свою долгую и плодотворную карьеру профессор Хокинг обрел невиданную популярность. И дело здесь не только в его математическом таланте и глубоком понимании физических проблем, которые позволили ученому изящно и виртуозно решить несколько важнейших задач современной физики, но и в его блестящих способностях ученого-популяризатора, умеющего простыми словами объяснить самые сложные вещи (вспомним его нетленную книгу «Краткая история времени»). Немаловажную роль в известности ученого сыграла также его неустанная, стоическая борьба с недугом, который уже почти полвека держит ученого в инвалидном кресле. Тот факт, что Хокинг дожил до 70 лет, с 21 года страдая от болезни двигательного нейрона, поражает многих врачей.

Стивен Хокинг

Профессор Стивен Хокинг. Фото: NASA/Paul. E. Alers

При упоминании имени физика в голове многих встает, вероятно, образ парализованного человека, набирающего слова на клавиатуре единственным подвижным пальцем, слова, которые затем проговариваются жутковатым синтезированным голосом. Другие ассоциируют его имя с черными дырами и другой экзотикой космоса. В массовом сознании XXI века Хокинг стал эталоном ученого-физика, по меньшей мере, сравнявшись по популярности с Эйнштейном. Свидетельством этому — огромное количество поздравлений, специальных постов и интервью с британским физиком, которыми пестрил Интернет на прошлой неделе. В том числе и астрономический!

Мы также присоединяемся к поздравлениям и желаем профессору Хокингу крепкого здоровья, тем более, что он только недавно поправился после болезни. С юбилеем!

Радиосигналы из системы Кеплер-20

Помните историю про экзопланету Gliese 581, когда вскоре после ее открытия было заявлено о получении с планеты «таинственных радиосигналов»? На прошедшей неделе нечто подобное повторилось со звездами KOI-812 и KOI-817, при «прослушивании» которых были пойманы странные радиосигналы вроде бы искусственного происхождения. Надо сказать, что эти звезды исследовались телескопом «Кеплер», который нашел вокруг них кандидаты в экзопланеты.

Понятно, что ведущие СМИ моментально растиражировали новость о получении радиосигналов от планет из систем KOI-812 и KOI-817. Астрономы не стали особенно протестовать, и посему в один прекрасный день (на прошлой неделе) главному астрономическому блоггеру Филу Плэйту начали присылать письма с вопросами, действительно ли радиоастрономы на радиотелескопе Грин-бэнк обнаружили нечто странное, или все как обычно, можно объяснить тривиальными помехами, пульсарами и т. д.

Радиосигнал, полученный радиоастрономами от звезды KOI-817. По оси X отложена частота сигнала, по оси Y время в секундах. Смещение частоты свидетельствует об изменении положения источника сигнала в результате доплеровского сдвига. Источник: NRAO/AUI

Фил Плэйт решил ответить всем обстоятельным постом на Bad Astronomy, суть которого сводится к следующему. Да, радиоастрономы наблюдали странные узкочастотные сигналы при наблюдении звезд KOI-812 и KOI-817. Да, сигналы имеют внеземное происхождение (это ясно из картинки) и очень похожи на исскуственные. Настолько похожи, что почти без сомнения имеют искусственное происхождение. Идут ли они к нам от звезд? Нет, не идут. Наблюдавшиеся радиосигналы принадлежат искусственным спутникам Земли, которые «вмешались» в наблюдения благодаря своей силе.

Что же, все снова могут спать спокойно, кроме, может быть, уфо-блоггеров и их читателей. Одно только не до конца ясно: почему вообще эта банальная для профессионалов история вообще вылезла на свет? Одно из объяснений, на наш взгляд, может быть таким. Астрономы, занимающиеся проблемой SETI, люди в массе своей не слишком заметные на фоне «нормальных» ученых. Их конечная цель, поиск Внеземного разума, — велика и, вероятно, еще очень далека от осуществления. Достигнув ее, эти ученые обретут мировую известность, если же не смогут обнаружить внеземные цивилизации, то о них никто и не вспомнит. А ведь еще нужно искать деньги на свои исследования… А для этого хорошо бы выдавать промежуточные результаты. Пусть в «молоко», зато сколько интриги!

В общем, сдается, что пиар и некоторая шумиха в прессе еще никому не мешали в нашем странном, суетливом мире. Даже астрономам.

Можно ли обнаружить экзолуны?

На волне открытий «Кеплера» группа довольно известных специалистов по экзопланетам (в их числе Дэвид Киппинг, Дэвид Несворны и Гаспар Бакош) опубликовала работу, в которой описывается проект поиска у далеких экзопланет спутников. Так как «Кеплер» на сегодняшний день является самым чувствительным инструментом для ведения подобной работы, то именно на основе его данных будет вестись будущая работа. Проект так и называется “The Hunt for Exomoons with Kepler” (HEK). С препринтом статьи можно ознакомиться в «Архиве», а подробное популярное изложение можно почитать в блоге astrobites.

Чем интересны поиски экзолун? Помимо накопления статистики главная идея авторов — возможность уже сейчас открыть обитаемый спутник у одной из экзопланет, обнаруженных «Кеплером». Говоря проще, речь идет о поиске аналога Пандоры из фильма «Аватар».

закат на экзолуне

Закат на массивной экзолуне, спутнике планеты-гиганта. Источник: digitalblasphemy.com

Впрочем, в научной фантастике экзолуны (т. е. спутники планет у далеких звезд) давно являются прибежищем самых разных форм жизни. В реальности же пока не открыто ни одного спутника у более чем 700 известных экзопланет. Столь удручающее положение дел, утверждают авторы статьи, лишь отчасти объяснимо трудностью их обнаружения. В не меньшей степени «вина» лежит и на астрономах, которые до сих пор не пытались провести достаточно точный поиск. Теперь же, когда помимо известных экзопланет есть еще список из 2326 кандидатов, Киппинг сотоварищи полагают, что самое время приступать к поиску.

Расчеты показывают, что данные «Кеплера» позволяют сегодня выявить луны с массой 0,2 массы Земли или более. Это много. В Солнечной системе нет ни одного спутника с такой массой. Для сравнения масса Луны равна 0,0123 массы Земли, самый большой спутник Солнечной системы, Ганимед, имеет массу 0,025 масс Земли, а спутник Сатурна Титан, обладающий плотной атмосферой, — 0,0225 масс Земли. Итак, если на основе данных космического телескопа «Кеплер» и удастся открыть экзолуны, то они будут принадлежать к совершенно особому классу спутников, не встречающемуся в нашей планетной системе. Но отсутствие таких спутников у нас «под боком» совершенно не означает, что их нет в более отдаленных местах. За 15 лет открытий экзопланет мы убедились в огромном разнообразии их масс, размеров и орбит, так почему же в случае с их лунами должно быть иначе?..

Загадки климата на Титане решены?

Пол Гилстер, автор блога Centauri Dreams, кратко но емко разобрал на прошедшей неделе интересную статью астрономов-планетологов (или, скорее, климатологов), работающих над проблемами атмосферы Титана.

Титан, крупнейший спутник Сатурна и второй по величине спутник Солнечной системы, является также единственной известной луной, имеющей плотную атмосферу. Воздушный океан на Титане в 1,5 раза плотнее земной и состоит, как и атмосфера Земли, в основном из азота. Кроме азота в атмосфере Титана присутствует метан и другие углеводороды. Они создают непроницаемую аэрозольную дымку, скрывающую поверхность спутника от внешнего наблюдателя. До полета станции «Кассини» предполагалось, что в очень холодном климате Титана (-185°С на поверхности) углеводороды сжижаются и могут образовывать озера и даже моря.

Море Кракена — крупнейший резервуар жидких углеводородов на Титане. Фото: NASA

Инфракрасные наблюдения «Кассини» подтвердили прогнозы ученых «от и до». Оказалось, что на Титане часто идут дожди и даже ливни. Проливаясь на поверхность спутника, жидкие углеводороды мощными потоками впадают в «полноводные» озера. Стало ясно, что метан играет в атмосфере Титана ту же роль, что и вода в атмосфере Земли. Однако что касается объяснения климата Титана, то здесь появились досадные неувязки. Главную из них планетологи окрестили «неполным циклом» атмосферы Титана: углеводороды, выпавшие в виде осадков на поверхность спутника, судя по всему, не слишком испаряются и потому не пополняют атмосферу. Посему неясно, откуда на Титане до сих пор берется материал для осадков.

Другие противоречия тоже требуют своего объяснения. Так, до сего дня было совершенно непонятно, почему на экваторе Титана идут сильные дожди осенью (там тоже есть времена года), где вроде должна стоять «сушь». Другой вопрос — бури, которые наблюдались там, где их вроде бы не должно было быть. Или вот еще вопрос: почему в северном полушарии Титана озер больше, чем в южном?

Климат Титана поставил перед учеными множество проблем, и тем отраднее тот факт, что от их перечисления планетологи, похоже, перешли к постепенному решению. Группа ученых под руководством Т. Шнайдера и небезызвестного Майка Брауна (человека, «который убил Плутон») составили компьютерную модель атмосферы Титана и проследили за ее динамикой в течение 135 местных или 3000 земных лет. Оказалось, что построенная модель прекрасно объясняет некоторые «странные» особенности климата луны, причем делает это без привлечения экзотических факторов.

Вот что говорится в пресс-релизе Калтеха относительно того, почему больше озер находятся в северном полушарии Титана, нежели в южном: «Двигаясь вместе с Сатурном по слегка вытянутой орбите, Титан находится дальше от Солнца во время лета в северном полушарии. Согласно второму закону Кеплера планета тем медленнее движется по орбите, чем дальше она находится от Солнца, что означает, что Титан тратит больше времени на дальнем конце своей эллиптической орбиты, когда лето в северном полушарии. В результате северное лето длиннее южного. А поскольку летом сезон дождей происходит в полярных регионах Титана, сезон дождей длится дольше на севере».

Зато благодаря тому, что во время южного лета Титан находится ближе к Солнцу, лето в южном полушарии теплее, и потому летние дожди там более интенсивны.

Красота представленной работы — не только в простоте объяснения (доказанном численным моделированием!), но и в том, что она делает вполне проверяемые предсказания. Согласно ей в ближайшие 15 лет уровень озер в северном полушарии Титана будет расти, а в течение ближайших 2 лет в районе северного полюса спутника будут интенсивно формироваться облака.

Добавим, что новая теория циркуляции атмосферы Титана была опубликована в престижном журнале Nature.

Солнце и Земля

Напоследок посмотрите на картинку внизу. Над поверхностью Солнца поднимается гигантский протуберанец, а над ним изображена наша Земля. Конечно, это коллаж: Алан Фридман (Alan Friedman), известный фотограф-любитель и большой почитатель Солнца, совместил изображения нашей звезды и Земли, но сохранил при этом масштабы, чтобы показать читателям своего блога Averted Imagination, на каком скромном космическом теле мы живем.

Сравнительные размеры Солнца и Земли. Источник: Alan Friedman

Земля действительно очень маленький, хрупкий шарик. Все наши горы и реки, подернутые предрассветной дымкой озера, луга и степи, пустыни и дремучие леса, бескрайние океаны — все это умещается на крошечном диске в правом углу картинки. И поднявшаяся однажды утром над кипящей фотосферой Солнца плазма, заурядный в общем протуберанец, оказался в 11 раз больше Земли вместе со всем, что на ней находится. Включая всех нас.