Облака на коричневых карликах, альтернативная гипотеза происхождения Солнечной системы и одно замечательное открытие, известие о котором уже облетело весь Интернет, но не упомянуть о котором было бы неправильным, — в обзоре блогов за прошлую неделю.

Телескоп VLT переоткрыл жизнь на Земле

Для того, чтобы обнаружить жизнь на нашей планете, никакой телескоп, конечно, не потребуется. Любому нормальному человеку для этого достаточно оглянуться по сторонам.

Но астрономы Европейской южной обсерватории легких путей не ищут. Чтобы понять, есть ли жизнь на нашей планете, они использовали один из крупнейших телескопов, когда-либо построенных человеком, 8,2-метровый Очень Большой Телескоп. Наведя инструмент на Луну, ученые детально исследовали отраженный нашим спутником свет Земли, известный как пепельный свет Луны.

Пепельный свет Луны. Фото: ESO

Солнце освещает Землю, и часть света отражается нашей планетой. Падая на Луну, он в свою очередь частично переотражается, и это слабое сияние неосвещенной Солнцем части лунного диска можно наблюдать, когда наш спутник выглядит на небе в виде тонкого серпа. Теперь, если измерить интенсивность переотраженного солнечного света в различных участках спектра, можно сделать вывод о наличии определенных веществ в атмосфере Земли или на ее поверхности. Такое исследование называется спектральным анализом. Собственно, с его помощью ученые исследуют химический состав атмосфер звезд и планет.

В данном случае в дополнение к спектральному анализу астрономы изучили еще и поляризацию отраженного Луной света. Солнечный свет, который освещает Землю, не поляризован, но Земля отражает уже поляризованный свет. Оказалось, что техника спектрополяриметрии работает гораздо эффективнее обычного спектрального анализа. С ее помощью астрономы довольно легко идентифицировали присутствие на Земле облаков, океанов, и наконец, растительности!

Теперь главное: зачем они это сделали? Оказывается, подобная техника применима не только к Луне, но и к далеким экзопланетам, которые, как и Земля, отражают поляризованный свет своих звезд. Поймать этот свет уже сейчас возможно для некоторых планет, а в будущем, когда появится возможность изучить отраженный свет, идущий от аналогов Земли, именно спектрополяриметрия способна будет дать ответ, есть ли на этих планетах жизнь.

Пол Гилстер (Paul Gilster) написал об этом замечательном исследовании в блоге Centauri Dreams, а Дж. Мэйджер (Jason Major) — на страницах Universe Today.

Вместе с Солнцем

Тот же Пол Гилстер в Centauri Dreams обсуждает статью Анны Хофмейстер (Anne Hofmeister) и Крисса (Robert Criss), посвященную такому интереснейшему и пока не до конца понятому процессу как рождение планет.

Уже несколько веков ученые спорят о механизмах формирования планет. Первую более или менее научную гипотезу образования Солнечной системы высказал великий философ XVIII века Иммануил Кант. Она получила название аккреционной гипотезы. Собственно, эта гипотеза в сильно модернизированном виде принята сейчас большинством астрономов.

Суть ее проста: из остатков газопылевого облака вокруг молодого Солнца образовался диск, в котором частички пыли слипались друг с другом, образовывая зародыши будущих планет — планетезимали. Одна из посылок гласит, что во внутренних районах диск был достаточно разогрет для того, чтобы формирование планет протекало успешно.

протопланетный диск

Протопланетный диск. Рисунок художника. Источник: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Хофмейстер и Крисс предложили по-новому взглянуть на хорошо, казалось бы, разработанную теорию. Ученые построили термодинамическую и механическую модель формирования Солнечной системы на основе 3-мерной модели сжатия протосолнечной туманности. В результате выяснилось, что планеты могли образоваться одновременно с Солнцем. А сам процесс формирования проходил в холодном облаке. (При классическом подходе моделировалось сжатие в 2-х измерениях.)

Все это вполне могло бы сойти за «ироническую» науку, эдакое изящное, но ни к чему не ведущее жонглирование числами и формулами. Но авторы уверены, что их модель может объяснить множество интересных фактов, которые не находят объяснения в рамках стандартной модели. Например, почему орбиты планет близки к круговым и находятся почти в одной плоскости, а большинство планет вращаются в одну сторону. Модель также объясняет минералогию комет и состав планет гигантов, размеры систем спутников у планет и многое другое.

Вообще, посягнуть на аккреционную теорию формирования планетных систем сейчас вряд ли кто отважится. Но тот факт, что время от времени появляются столь радикальные ответвления теории (радикальные не значит автоматически неверные), говорит о том, что несмотря на впечатляющие успехи наблюдательной и теоретической астрономии последних лет, процессы формирования планет еще далеки от полного понимания.

Лицо на Луне

В огромной коллекции подробнейших снимков Луны, которые получил (и получает!) зонд НАСА LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), время от времени обнаруживаются очень необычные снимки. Вот один из них: лицо на Луне!

лицо на Луне

«Лицо» на Луне. Фото: NASA/GSFC/Arizona State University

Собственно, это даже не лицо — это злобная физиономия, которая находится внутри кратера Шиллер. Лунный собрат марсианского «лица» тоже представляет собой игру света и теней. В центре снимка мы видим большой валун, который, несмотря на свой привлекающий внимание вид, вряд ли был бы когда-нибудь обнаружен, если бы не энтузиасты интернет-проекта Moon Zoo, помогающие ученым исследовать наш спутник.

А вот снимок «лица» в меньшем масштабе. Рядом с ним можно разглядеть «катящийся» камень. По оставленному камнем следу видно, что он прикатился откуда-то справа.

Разрушенные валуны на ложе кратера Шиллер. Рядом с «лицом» виден катящийся камень. Фото: NASA/GSFC/Arizona State University

Наконец, сам кратер Шиллер, на дне которого было найдено «лицо».

кратер Шиллер, Луна

Кратер Шиллер представляет собой вытянутое образование 180 км в длину и 70 км в ширину. Фото: NASA/GSFC/Arizona State University

Интересную статью о находке можно прочитать на Universe Today, из которой можно узнать, как появилось это и подобные ему образования на Луне.

Разрывы в облаках?

Еще один любопытный пост, опубликованный на прошедшей неделе, был посвящен не звездам, не планетам, а коричневым карликам.

Коричневые карлики, тела, занимающие промежуточное положение между звездами и гигантскими планетами, долгое время ускользали от глаз астрономов. Тусклые и почти не излучающие свет в видимом диапазоне, первые коричневые карлики был найдены только 17 лет назад. (GD 165B был обнаружен в 1988 году, однако его природа до середины 90-х оставалась под вопросом.)

На сегодняшний день выявлено около тысячи коричневых карликов. Наиболее горячие из них (принадлежащие к классам M и L) похожи на маломассивные звезды, а легкие и старые коричневые карлики (спектральные классы Т и Y) холодны, и потому, скорее, напоминают планеты-гиганты. Для астрономов, исследующих экзопланеты, холодные коричневые карлики являются отличной тестовой площадкой для моделирования атмосфер экзопланет, наблюдать которые гораздо труднее, чем коричневые карлики.

Накопленная статистика показывает, что горячие коричневые карлики класса L (температура 1400 — 2000 К) имеют в своих атмосферах плотные облака, состоящие из паров железа и силикатов. Зачастую эти облака покрывают «поверхность» сплошным пылевым слоем. Но со временем коричневый карлик остывает, температура его падает и соответственным образом меняется спектральный класс. При переходе от класса L к T (температура 1200 – 1400 К) облака очень быстро исчезают и сегодня не совсем понятно, что с ними происходит: то ли они просто истончаются или же вообще не конденсируются в атмосферах, то ли опускаются «на глубину».

17 января в препринтах появилась интересная статья по исследованию атмосферы одного из коричневых карликов, 2MASS J21392676+0220226 (кратко 2M2139), который лежит как раз на границе спектральных классов L и Т. А на прошедшей неделе Каролин Морли (Caroline Morley) из университета Беркли написала пост о ней в astrobites.

Авторы статьи измеряли блеск коричневого карлика в трех узких диапазонах инфракрасного света (J, H, K) в течение нескольких часов. За это время блеск 2М2139 существенно изменялся (фактически, на несколько процентов!). Понятно, что подобные вариации, скорее всего, вызваны вращением объекта вокруг своей оси. Вопрос в том, какие именно механизмы ответственны за неравномерное свечение разных участков поверхности.

Изменение блеска коричневого карлика 2M2139 в зависимости от времени. По оси Х отложены часы (дата измерения выражена в часах юлианских суток, HJD), по оси Y — относительный блеск. Черная линия — блеск в диапазоне J, синяя — в диапазоне H, красная — в диапазоне K. Рисунок: J. Radigan et al.

Для того, чтобы ответить на это, астрономы построили несколько одномерных моделей атмосферы 2М2139 с учетом данных наблюдений. Каждая модель имела параметры температуры и толщины облаков, а различались они разной долей облаков, покрывающих диск коричневого карлика. Оказалось, что наиболее подходящая комбинация параметров выдала довольно неожиданный ответ. 2М2139 оказался покрыт толстыми слоями облаков, между которыми существуют огромные «прорехи». Другими словами, в атмосфере 2М2139 гуляют гигантские слоистые пылевые бури!

Интересный результат, который конечно же требует дальнейших свидетельств в свою пользу, ибо одномерная модель дает нам представление тольк о вертикальном профиле атмосферы коричневого карлика, но ничего не говорит о распределении облаков по диску 2М2139. Для этого следовало бы построить трехмерную модель, которая учитывала бы эти параметры. Это — дело будущего.

Нарисуй собственную туманность!

Напоследок — ссылка на забавное онлайн-приложение, на которое ссылается блог astropixie. Приложение в общем довольно бесполезное, однако автор блога, призывая читателей «нарисовать свою собственную туманность», видит в красивых дымных разводах космические мотивы.

Приложение называется neonflames; пользоваться им очень просто. Выбираете цвет из палитры слева и начинаете водить мышкой по черному экрану, удерживая при этом левую кнопку. Вот что получилось у меня спустя 30 секунд — нечто среднее между эмиссионной туманностью и остатком сверхновой.

туманность

Не нравится шаблон? Справа можно выбрать пресет из списка или создать свой собственный.