меню содержание news231 news232 news233
Venus Express: новые факты из жизни Венеры
|
Европейский зонд Venus Express продолжает передавать новые данные о загадочном мире Венеры.
Помимо гигантской двойной воронки, в атмосфере планеты выявлены и другие не менее удивитель-
ные особенности.
Наблюдения за гигантской двойной воронкой в атмосфере Венеры показали, что эта структура намно-
го сложнее, чем предполагалось ранее.
Для исследования двойной воронки используется спектрометр VIRTIS (Ultraviolet/Visible/Near-Infrared
spectrometer), работающий в широком диапазоне длин волн. Использование различных частот инфра-
красного диапазона позволяет исследовать атмосферу Венеры на различных высотах. Сделав несколь-
ко снимков "поперечного сечения" гигантской двойной воронки, ученые обнаружили, что ее форма
изменяется по высоте. Фактически это две разные структуры, имеющие лишь внешнее сходство. При-
чины столь сильного изменения вихря по вертикали пока не выяснены. Возможно, эта тайна будет
раскрыта после того, как исследователи построят точную трехмерную модель вихря.
Полосы в атмосфере Венеры (снимки в ультрафиолете)
Ультрафиолетовые изображения камеры VMC (Venus Monitoring Camera) показывают сложную морфо-
логию облачного покрова с характерными очень тонкими, низко-контрастными полосами, возможно,
обусловленными сильными ветрами. В облаках Венеры обнаружены также волнообразные структуры,
вызванные, как предполагается, либо локальными изменениями температуры и давления, либо грави-
тационными силами.
Еще одной удивительной особенностью атмосферы Венеры являются так называемые "ультрафиолето-
вые поглотители" (UV absorbers), хорошо заметные на мозаичном изображении VMC. Они представ-
ляют собой области в верхних слоях облачного покрова, поглощающие почти половину всей солнеч-
ной энергии, получаемой планетой. Определить, какое таинственное вещество вызывает столь силь-
ное поглощение, пока не удалось.
По данным VIRTIS была составлена предварительная схема ветровых потоков и циркуляции атмос-
ферных масс, которая вполне согласуется с информацией, полученной ранее миссией Galileo. Сюрпри-
зом для ученых стали также результаты исследования более высоких слоев атмосферы. Ранее было из-
вестно, что облачный слой Венеры имеет толщину около 20 км и простирается до высоты 65 км от
поверхности планеты. Первые наблюдения, сделанные затменным методом при помощи спектромет-
ра SpicaV, показали, что на вечерней стороне непрозрачный облачный слой фактически достигает вы-
соты 90 км, а слой более прозрачного тумана простирается до высоты 105 км.
В облачном слое Венеры (на высоте около 20 км) обнаружены также капли серной кислоты. На Земле
серная кислота попадает в атмосферу в результате вулканических извержений. Возможно, аналогич-
ные процессы протекают в настоящее время и на Венере.
Облака на ночной стороне Венеры
Спектрометр SOIR определил содержание в атмосфере планеты тяжелой воды. Процентное отноше-
ние тяжелой воды к обычной воде позволяет оценить динамику водного баланса Венеры. На сегод-
няшний день в атмосфере содержится в виде пара количество воды, достаточное для того, чтобы по-
крыть всю поверхность планеты слоем воды толщиной в 3 см. Количество тяжелой воды свидетель-
ствует о том, что в прошлом воды в атмосфере Венеры было значительно больше и гипотетический
"океан" мог иметь глубину порядка нескольких сотен метров.
Среди семи научных приборов аппарата только один – созданный в Италии при участии российских
ученых планетный Фурье-спектрометр (PFS) - дает сбои. Как сообщили на сайте ЕКА, инструмент не
видит своих целей. Специалисты пока не знают причины поломки и в ближайшие месяцы намерены
провести ряд тестов, которые помогут прояснить ситуацию.
Гигантская двойная воронка у южного полюса Венеры
Неполадка произошла в системе наведения планетного Фурье-спектрометра (ПФС). Сам прибор рабо-
тает прекрасно, но по непонятным причинам не поворачивается зеркало сканирующего устройства:
зеркало находится в том же положении, что и при запуске. Поэтому спектрометр смотрит на калибро-
вочный источник излучения – черное тело, расположенное внутри самого прибора. Попытки заста-
вить сканирующее зеркало вращаться продолжаются. Но даже если это не удастся, научные задачи
прибора ПФС частично перекрывает другой прибор – картирующий спектрометр VIRTIS. И если гово-
рить в целом, то очень радует, что все прочие приборы Venus Express работают прекрасно и дали уже
множество интересных результатов.
Еще один инструмент Venus Express - ASPERA (Analyzer of Space Plasma and Energetic Atoms), предназ-
наченный для анализа плазмы и атомов с высокой энергией, уже обнаружил обильные выбросы кис-
лорода и отследил траектории других ионов, таких, как однократно ионизированный гелий. Получен-
ные данные подтверждают сильное взаимодействие между солнечным ветром и атмосферой Венеры,
лишенной защиты магнитного поля.
Южный полюс Венеры на инфракрасных снимках Venus Express
Снимки южного полюса Венеры, переданные космическим зондом Mariner 10
Venus Express стартовал с космодрома Байконур в ноябре 2005 года при помощи ракеты-носителя "Со-
юз" и разгонного блока "Фрегат" и вышел на орбиту Венеры 11 апреля 2006 года. После 16 витков во-
круг планеты 7 мая аппарат вышел на расчетную орбиту с апоцентром 66 тыс. км и перицентром 250
километров. Фаза плановой исследовательской работы станции началась 4 июня.
На снимках южного полушария Венеры, сделанных в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне,
можно наблюдать так называемую "полосатую структуру" атмосферы. Эта структура, обнаруженная
еще станцией Mariner 10 в 1970 году, возможно, обусловлена наличием пыли и аэрозолей в атмосфере,
но ее истинная природа все еще не известна.
Venus Express оборудован специальными инструментами для тщательного исследования "полосатой
структуры", а также общей динамики атмосферы в местном и глобальном масштабе. Venus Express впер-
вые использовал так называемые "инфракрасные окна" в атмосфере Венеры, при помощи которых, на
определенных длинах волн, можно "заглянуть" в самую глубь плотных атмосферных слоев, высота ко-
торых достигает 60 км.
Находясь на орбите захвата, зонд передал предварительные данные о химическом составе атмосферы
Венеры, которая главным образом состоит из углекислого газа (CO2). Под воздействием солнечного
излучения в верхних слоях атмосферы молекула CO2 распадается на оксид углерода (CO) и кислород.
Фактически зонд уже определил присутствие кислорода (O2) в самых верхних, светящихся слоях атмо-
сферы, при этом нижняя граница зоны CO достигает верхнего слоя облаков.
С 7 мая 2006 года космический аппарат Venus Express находится на окончательной 24-часовой орбите,
с наибольшим расстоянием от Венеры 66 тыс. км и минимальным - 250 км.
ссылки:
esa.int/SPECIALS/Venus_Express/SEM9A3XAIPE.htm
cnews.ru/newtop/index.shtml?2006/07/13/205895
gazeta.ru/science/2006/07/14_a_699747.shtml
по теме:
Venus Express впервые сфотографировал южный полюс Венеры
В атмосфере Венеры обнаружены гигантские волны
Принадлежит ли звезда Проксима системе Альфа Центавра?
|
Созвездие Центавра (Кентавра) и Южный Крест. Южный Крест - справа, Альфа
Центавра - крайняя слева. Фото ESO ( Hasselblad 2000 FC camera by Claus Madsen)
Альфу Центавра - ярчайшую звездную систему южного созвездия Центавра (или Кентавра) - часто на-
зывают ближайшей к Солнцу звездой. Однако это не совсем верно, ведь ближайшая - Проксима Цен-
тавра ( в переводе это и означает "ближайшая" ) - крохотная звездочка примерно 11-й звездной величи-
ны (10,5m), обнаруженная лишь в 1915 году году шотландским астрономом Робертом Иннесом ( Robert
Thorburn Ayton Innes, 1861-1933). Причем не исключено, что выражение "не совсем верно" в предыду-
щей фразе нужно исправить на "совсем не верно" - ведь Проксиму Центавра могут признать и совер-
шенно самостоятельной звездой, движущейся в гордом одиночестве и лишь случайно на какое-то вре-
мя оказавшейся в непосредственной близости от системы Альфы Центавра.
Слева - звезда Альфа Центавра, справа - звезда Агена, положение Проксимы
обозначено стрелкой
Собственно всем известную Альфу Центавра древние звездочеты называли Ригиль Кентаврус - "нога
кентавра", другое ее имя - Толиман, а в наше время стало ясно, что свет от "ноги кентавра" достигает
нас за 4,36 светового года. Одним из первых параллакс системы Альфы Центавра ( а, следовательно, и
расстояние до нее) измерил шотландский астроном Томас Хендерсон ( Thomas Henderson, 1798-1844).
Проделал он это в 1832-1834 гг., будучи директором южноафриканской Капской обсерватории (требо-
валось засечь небольшой "сдвиг" объекта относительно фоновых звезд, заметный с противоположных
сторон земной орбиты ), а опубликовал свои результаты он только в 1839 году. Однако полученное
Хендерсоном значение здорово отличается от современного - у него получилось 2,7 светового года...
α Cen - одна из ярчайших звезд на небе, да к тому же еще и двойная ( по меньшей мере): ее компоненты
обращаются вокруг общего центра масс с периодом в 80 лет ( дистанция между ними - 23 астрономи-
ческие единицы, это немного больше расстояния от Солнца до Урана). Более яркий из этих двух ком-
понентов - желтый карлик Альфа Центавра A (Толиман А), он очень похож на наше Солнце и виден
с Земли как объект нулевой звездной величины (0,33m). Сосед желтого карлика - карлик оранжевый
(Толиман В) - он имеет первую звездную величину (1,7m), его радиус больше, ну а масса заметно мень-
ше массы Солнца, соответственно, меньше и его цветовая температура (4200 К). Темно-красная Прок-
сима ( 3000 К, что вполовину меньше, чем у нашей родной звезды, яркость в 150 раз меньше яркости
Солнца) отстоит от "товарок" на 13 тысяч астрономических единиц (в 400 раз дальше, чем расстояние
от Солнца до Нептуна), а от нас ее отделяет 4,2 светового года ( т.е. ее параллакс - 0,762").
Proxima Centauri
Проксима Центавра - это очень тусклый красный карлик, уступающий нашему Солнцу по массе и раз-
мерам раз в 6-7 (плотность Проксимы Центавра в 50 раз больше плотности воды), ну а по светимости
- в десятки тысяч раз, но в то же время это очень беспокойный карлик - весьма активная вспыхиваю-
щая звезда, блеск которой может меняться в два раза всего за несколько минут. Дело в том, что из-за
небольшой массы Проксимы преобразование водорода в гелий в ее ядре проходит гораздо медленнее,
чем в более привычных нам звездах. Вследствие этого обстоятельства внутри красного карлика возни-
кает турбулентное, конвективное движение, которое помогает запасать энергию магнитного поля - и
эта запасенная энергия прорывается время от времени в виде вспышек, взрывов в верхних слоях звез-
дной атмосферы, генерирующих рентгеновские лучи и другие формы излучения.
А вообще красные карлики - это самый распространенный тип звезд. Их массы составляют приблизи-
тельно от 8 до 50% массы Солнца. Хотя светят красные карлики менее ярко, чем желтые карлики и
другие более массивные звезды, живут они гораздо дольше - в случае Проксимы Центавры это трил-
лионы лет, а вот Солнцу отмерено "всего лишь" порядка 10 миллиардов. Наш звездный сосед в 150 раз
массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, корич-
невыми карликами и планетами делает его объектом, очень интересным для астрофизиков.
Долгие годы астрономы были уверены, что Проксима является третьим членом системы Альфа Цен-
тавра. В каталогах ее обозначили как "Альфа Центавра C" и даже подсчитали, что вокруг центральной
двойной системы она делает один оборот не менее чем за 500 тысяч лет. Однако, в последнее время
появились весьма веские причины считать, что Проксима не связана с этой парой гравитационным
образом, т.е. это полностью самостоятельная звезда, лишь случайно и ненадолго сблизившаяся с сис-
темой Альфы Центавра.
Первые сомнения в принадлежности Проксимы системе Альфы Центавра возникли приблизительно
12 лет назад. Тогда группа исследователей использовала самые точные для того времени данные, что-
бы проделать вычисления, из которых следовало, что система α Cen не имеет достаточной массы для
удержания Проксимы Центавра (если исходить из ее скорости). Однако тогда нельзя было еще полнос-
тью исключить возможности либо того, что астрономы неверно оценили массы звезд, либо того, что
все три звезды движутся вместе, создавая впечатление, что Проксима движется слишком быстро.
А могло ли случиться так, что Проксима Центавра вообще никогда не являлась членом тройной систе-
мы? Это означает, что она появилась из совершенно отдельного газопылевого облака, и ее столь пот-
рясающая близость к соседям - только редкая причуда природы. Вероятность подобного стечения обс-
тоятельств чрезвычайно мала, но в огромной Вселенной все когда-нибудь - да случается. Удивительно
только, что такая экзотика наблюдается прямо под нашим носом... Вероятно, можно было бы еще уточ-
нять состав всех трех звезд, концентрацию "металлов" и, следовательно, степень родства, однако не
факт, что все это будет способствовать прояснению ситуации, тем более что возраст звезд, родивших-
ся в одном и том же регионе Галактики, обычно бывает весьма схожим...
В 1997 году космическая обсерватория Европейского космического агентства ( European Space Agency
- ESA) Hipparcos (запущенная в 1989 году) доставила новые точные данные обо всех трех ближайших
звездах в системе Центавра, и это позволило получить новые оценки их масс, скоростей и характера
взаимных движений. Дальнейшие наблюдения, проведенные уже в самые последние годы, предоста-
вили дополнительную информацию астрономам, занимающимся данной проблемой.
И вот теперь Джереми Вертхеймер (Jeremy G. Wertheimer) и Грегори Логлин (Gregory Laughlin) из Кали-
форнийского университета (University of California) в Санта-Крузе воспользовались всем набором дос-
тупных данных для того, чтобы проделать все вычисления заново (публикация соответствующей ста-
тьи намечена в Astronomical Journal, но уже теперь она доступна на сайте arXiv.org). Теперь получается,
что Проксима все-таки может облетать по орбите гравитационный центр общей системы в Центавре
( энергии гравитационной связи для этого достаточно), однако ее орбита должна быть при этом чрез-
вычайно эксцентрична (вытянута), ну а сама Проксима Центавра в настоящее время находится как раз
в самой отдаленной точке этой своей орбиты. Как показывает анализ, дальнейшее, весьма существен-
ное уточнение характеристик всей этой системы возможно путем уточнения радиальной скорости
Проксимы Центавра. К тому же случай Проксимы может быть не единичным, а весьма распространен-
ным среди других кратных звездных систем в Галактике.
Ссылки:
grani.ru/Society/Science/p.108933.html
ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0607401/
universetoday.com/2006/07/18/is-proxima-centauri-flying-solo/
solstation.com/stars/alp-cent3.htm
