Astro news

В лаборатории воспроизведены условия на границе ядра и мантии Земли

Изучено распределение метана в атмосфере Марса

Телескоп «Хаббл» даёт уроки фотомастерства: в кадре Туманность Лагуна

Детально изучены полярные сияния на Сатурне

Полярный вихрь Венеры оказался хаотическим и непостоянным образованием

Смоделированы результаты наблюдения Солнечной системы с большого расстояния

_ Астрономы из Мэрилендского университета и Центра космических полётов Годдарда (США) разработали модель эволюции облака пыли, образующейся в поясе Койпера, и синтезировали инфракрасные снимки молодой Солнечной системы.

«Перемещаясь в прошлое, мы не просто реконструируем историю развития Солнечной системы, но и выясняем, какой её увидит удалённый наблюдатель», — замечает один из авторов исследования Кристофер Старк (Christopher Stark).

Небольшие «ледяные» объекты, которые находятся в расположенном за орбитой Нептуна поясе Койпера, часто сталкиваются друг с другом, в результате чего образуется огромное количество пылевых частиц. Моделировать движение этой пыли совсем не просто, поскольку здесь необходимо учитывать не только гравитационное влияние Солнца и планет, но и взаимодействие с солнечным ветром и излучением. Кроме того, частицы, очевидно, должны сталкиваться друг с другом, что ещё больше усложняет задачу.

Американские учёные постарались учесть все эти эффекты и рассчитали траектории перемещения 75 000 пылевых частиц на суперкомпьютере НАСА Discover. Размер частиц, которые отправлялись на орбиту одного из трёх возможных типов, варьировался от 1,2 мм до единиц микрометров.

Параметры орбиты моделируемых частиц ( иллюстрация из The Astronomical Journal ).

Изменение вида пылевого диска со временем
( иллюстрация НАСА / GSFC / Marc Kuchner и Christopher Stark ).

На основе полученных данных были созданы ИК-изображения современной Солнечной системы, на которых выделяется «пробел» в области Нептуна, формируемый гравитационным воздействием планеты. Для того чтобы смоделировать молодую Систему, учёные увеличили интенсивность столкновений пылинок, установив значения, примерно соответствующие поясу Койпера в возрасте 700, 100 и 15 млн лет. С ростом значимости столкновений вероятность того, что крупные частицы сумеют отойти на большое расстояние от места образования, стала снижаться, и широкий пылевой диск превратился в узкую и яркую полосу.

Подобные узкие кольца уже наблюдались у других звёзд — к примеру, у Фомальгаута в созвездии Южной Рыбы.
В будущем авторы планируют усложнить модель пылевого диска, добавив к поясу Койпера троянские астероиды Юпитера и главный пояс астероидов.

Короткий рассказ о поясе Койпера и новой модели:

Пылевое кольцо Фомальгаута, запечатлённое космическим телескопом «Хаббл».
В 2008 году у этой звезды, удалённой примерно на 25 световых лет,
была обнаружена экзопланета Fomalhaut b.

Иллюстрация НАСА / ESA / P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, E. Kite (Univ. of California, Berkeley),
M. Clampin (Goddard Space Flight Center), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory),
K. Stapelfeldt и J. Krist (Jet Propulsion Laboratory).

Детально изучены полярные сияния на Сатурне

Южное сатурнианское полярное сияние в псевдоцветах. Снимок объединяет информацию
со спектрометра VIMS, переданную 1 ноября 2008 года в 65 шестиминутных сеансах наблюдений.
( Иллюстрация НАСА / JPL / University of Arizona / University of Leicester.)

_ Используя данные зонда «Кассини», учёные восстановили историю изменений южного полярного сияния
на Сатурне, происходивших на протяжении 20 часов.

Механизм возникновения сатурнианских полярных сияний известен: здесь, как и на Земле, частицы солнечного ветра направляются к полюсам планеты её магнитным полем и взаимодействуют с плазмой в верхней атмосфере, что вызывает свечение. Определённое влияние на этот процесс может оказывать движение спутников газового гиганта.

Ранее «Кассини» уже передавал чёткие изображения сияний, но проводить длительные наблюдения было затруднительно, поскольку у зонда есть и другие, более интересные научные задачи.

_ Авторы постарались отыскать интересующую их информацию на снимках, сделанных картирующим спектрометром инфракрасного и видимого диапазонов VIMS. Спектрометр не был ориентирован на наблюдения полярных областей, но иногда «поймать» сияния ему всё же удавалось. Обработав около одной тысячи изображений, исследователи составили небольшое видео (см. ниже), объединяющее ИК-данные VIMS от 22 и 23 сентября 2007 года. Двадцать часов наблюдений соответствуют двум сатурнианским дням, длительность которых примерно равна 10 часам и 47 минутам; просматривая видео, можно заметить, что на полуденной и полуночной (левой и правой) сторонах изображений сияние на несколько часов становится более ярким. Логично предположить, что тому причиной изменение положения Солнца. Некоторые другие выделяющиеся области поворачиваются вместе с планетой, управляемые, вероятно, магнитным полем Сатурна.

_ В очереди на просмотр стоят ещё шесть тысяч изображений, переданных VIMS к настоящему моменту.

Auroras on Saturn from Science News on Vimeo.

Полярное сияние 24 мая 2007 года
( иллюстрация НАСА / JPL / University of Arizona / University of Leicester ).

_ Первые результаты обработки данных VIMS руководитель исследования Том Столлард ( Tom Stallard ) из Лестерского университета представил на проходящем в Риме Европейском конгрессе по планетарным наукам.

_ Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения.