Прежде чем приступить к обзору интересных постов в западных блогах (а за прошедшую неделю их было не очень-то много), хотелось бы остановиться на двух картинках из Future Planetary Exploration.

Финансирование научных программ НАСА до 2017 года. Источник: НАСА

Финсирование планетных программ НАСА до 2017 года. Источник: НАСА

Это — графики финансирования научных и планетных программ вплоть до 2017 года, согласно принятому бюджету. Бюджеты программ выражены в миллионах долларов. Как видно из графиков, практически все программы урезаются, за исключением программ наблюдения за Землей и астрофизических программ. В остальном НАСА затягивает пояса. Обратите внимание: финансирование лунной программы будет свернуто к 2014 году, а финансирование программы исследования Марса к 2015 году сократится втрое.

Кстати говоря, сокращение финансирования марсианской программы заставляет НАСА отказаться от участия в совместном с Европейским космическим агентством проекте ExoMars, что, возможно, дает возможность поучаствовать в нем России. НАСА же пустит сэкономленные деньги на постройку и запуск сменщика «Хаббла», телескопа им. Джеймса Вебба.

Что касается очень хорошо зарекомендовавших себя миссий Discovery и New Frontiers, то сокращение их финансирования уже сейчас привело к приостановке выбора новых космических миссий, и какие-то подвижки здесь ожидаются не ранее 2015 года.

Более подробно ознакомиться с бюджетом можно на сайте НАСА. Теперь, собственно, немного поговорим о Титане, Весте и загадочной темной материи.

Засуха на Титане…

Крупнейший спутник Сатурна давно приковывает к себе повышенное внимание ученых. Маленький, оранжевый и невероятно холодный, — он тем не менее странным образом походит на Землю. Отбросив шутки, мы должны отметить, что во-первых, Титан обладает плотной атмосферой, в которой доминирует азот, как и в атмосфере Земли. Во-вторых, на Титане есть озера, реки и даже большое море; спутник Сатурна — единственное место в Солнечной системе (кроме Земли), где на поверхности имеется жидкость. Правда, это не вода, а метан, который, впрочем, в условиях низких температур вполне может выполнять функции растворителя, аналогично воде на Земле. В-третьих, на спутнике наличествует смена времен года, а значит, и периодические климатические изменения. Ну и наконец, на Титане мы встречаем обилие простых органических веществ, тех самых кирпичиков, которые могли бы стать основой местной жизни…

Есть на Титане и такое явление как засуха. Профессор Фредерик Понт (Frédéric Pont) в блоге ExoClimes пишет о том, как ученые проследили за уровнем жидкости в озере Онтарио (Ontario Lacus) вблизи южного полюса спутника. В основу исследования легли нфракрасные и радарные изображения озера, полученные космическим аппаратом «Кассини». Оказалось, что за четыре года, в период с 2005 по 2009, уровень воды в озере значительно упал. Кое-где береговая линия отступила более чем на 20 км (!), а озеро стало мельче на 4 метра. Вот уж чем не Арал!

озеро Онтарио на Титане

Изменения в береговой линии озера Онтарио на Титане. Источник: Hayes et al.

Правда, все эти драматические изменения объясняются отнюдь не хозяйственной деятельностью местных разумных организмов, а банальной сменой сезонов. Сейчас на Титане весна, и дожди перемещаются из южного полушария в северное. Недостаток влаги приводит к усыханию водоемов вблизи южного полюса спутника. Засуха в этом регионе продлится еще лет 10-15 — интересно, «выживет» озеро Онтарио, или нет?

…и вечная мерзлота на Весте

А Пол Гилстер в блоге Centauri Dreams обсуждал на минувшей неделе возможность существования льда на Весте.

Вода в Солнечной системе имеет древнее происхождение. Она появилась совместно с Солнцем и планетами из протопланетной туманности, войдя в состав комет, некоторых спутников и даже астероидов. На Луне существование водяного льда возможно в местах, которые никогда не освещаются Солнцем. Благодаря тому, что Луна наклонена всего на 1,5° к эклиптике, такие места есть вблизи южного и северного полюса — под стенками кратеров, в трещинах и ложбинах.

На Весте лед на поверхности существовать долгое время не может. Причина проста: ось вращения Весты наклонена достаточно, чтобы в течение года Солнце более или менее равномерно освещало всю поверхность астероида. Из-за того, что Веста находится не слишком далеко от Солнца, вода должна была давно испариться с ее поверхности.

Это, однако, не значит, что вода не может пребывать под поверхностью Весты. Последние исследования, выполненные с помощью космического аппарата Dawn показывают, что возле северного и южного полюсов астероида все же имеются условия, для существования так называемой «вечной мерзлоты». Ученые даже составили карту средних температур вблизи полюсов астероида, из которой можно определить регионы, где под слоем реголита могла в больших количествах сохраниться жидкая вода.

карта температур в полярной области Весты

Температурная карта южного полярного региона Весты. Исследования показывают, что средняя температура здесь не превышает 145 К, что позволяет льду сохраняться миллиарды лет под поверхностью астероида. Северный полярный круг показан пунктиром. Источник: NASA/GSFC/UMBC

Полюса Весты сейчас активно изучаются зондом Dawn с низкой орбиты. Детектор нейтронов и гамма-излучения (GRaND), установленный на аппарате, способен обнаружить непосредственно под поверхностью богатые водородом слои грунта, которые могли бы сигнализировать о присутствии в этих местах льда.

С точки зрения понимания формирования Солнечной системы было бы в высшей степени интересно получить надежные данные о количестве водяного льда под поверхностью Весты, этой так и не состоявшейся планеты.

О звездах и вимпах

Вопросы, связанные с таинственной темной материей часто обсуждается на страницах научных журналов, но очень редко в блогах и на научно-популярных сайтах. Пожалуй, единственное исключение — блог astrobites, где молодые астрономы доступным языком раскрывают всем желающим (а, возможно, и друг другу) содержание интересных работ по астрономии и астрофизике.

Одна из таких работ, посвященная вопросу влияния темной материи на свойства звезд, обсуждалась в astrobites на прошлой неделе. Уже сам подход вызывает интерес: обычно о темной материи говорят в контексте галактик, их скоплений или крупномасштабной структуры Вселенной. Именно на таких масштабах темная материя начинает заметно влиять на обычную. Но в работе Фабио Иоччо (Fabio Iocco) и др. рассматривается конкретный вопрос: как будет вести себя звезда с массой Солнца, которая путешествует в среде с определенной плотностью вимпов.

Здесь надо пояснить, что такое вимпы. Предполагается, что темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц, которые находятся в гало галактик. В научной среде эти гипотетические, пока не найденные частицы принято называть вимпами. Но если они существуют, ученые знают, когда и где их искать, ведь вимпы должны обладать вполне определенными свойствами, которые бы объясняли наблюдения. Так, вимпы как минимум, в несколько десятков раз массивнее протонов, не взаимодействуют с фотонами, но взаимодействуют с частицами обычного вещества гравитационно и через слабое взаимодействие. Собрав известные свойства вимпов, авторы исследования численно показали, что что частицы темной материи, будучи захваченными звездой, могут уносить из ее ядра больше энергии, чем производится там в результате ядерных реакций!

Это удивительно! Это значит, что температура в ядре звезды упадет, интенсивность ядерных реакций снизится, что выразится в падении давления излучения. По идее, далее звезда должна начать сжиматься под действием гравитации, но это лишь один из двух возможных путей. Другой путь, если темная материя уносит больше энергии, чем производится, только из внутренних областей ядра звезды. В этом случае внешние области ядра отреагируют повышением температуры и повышением в них интенсивности ядерных реакции, что сохранит баланс.

Что интересно, авторы считают, что их результаты могут быть использованы для тестирования различных моделей темной материи. В обоих случаях звезда будет располагаться на диаграмме Герцшпрунга-Рессела не там, «где надо», а несколько в стороне. Температура, светимость и другие свойства звезды будут зависеть как от количества захваченной темной материи, так и от того, сколько энергии эта темная материя может уносить из ядра звезды. А эти параметры уже определяются плотностью темной материи в межзвездной среде и свойствами самой темной материи (например, массой гипотетических частиц).

Конечно, работа исходит из предположения, что вимпы существуют. Как обстоят дела в реальности, покажут наблюдения и эксперименты, а также их интерпретация в соотнесении с предсказаниями, сделанными в статьях вроде этой.

Полярные сияния

Напоследок — пара фотографий полярного сияния, которые разместил Джейсон Мейджер (Jason Major) в блоге Lights in the Dark. Снимки примечательны тем, что явление, изображенное на них, не земное, а юпитерианское. Первая фотография был сделана телескопом «Хаббл» в 2007 году. На ней изображено северное полярное сияние. Второй снимок, уже южного полярного сияния, получен АМС «Новые горизонты», пролетавшей мимо Юпитера по пути к Плутону.

полярное сияние на Юпитере

Северное полярное сияние на Юпитере. Фото: NASA, ESA, J. Clarke (Boston University), The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), and J. Spencer (Southwest Research Institute)

Южное полярное сияние на Юпитере. Фото: NASA, ESA, J. Clarke (Boston University), The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), and J. Spencer (Southwest Research Institute)

Учитывая, насколько огромен Юпитер, по фотографиям можно оценить масштаб полярных сияний на этой планете. Это грандиозные кольца диаметром в тысячи километров, светящиеся на высоте 250 км над плотными слоями атмосферы Юпитера…