Край Будущего

Марсианский кратер Гейл, вероятно, когда-то представлял собой озеро. На протяжении последних двух десятилетий марсоход Curiosity обнаруживает множество свидетельств наличия воды в этом кратере. Недавно на присланных им снимках были замечены две необычные волнообразные структуры, которые планетологи идентифицировали как следы, оставленные водой, плескавшейся в кратере.

При внимательном изучении Солнечной системы становится очевидным, что Марс, скорее всего, имел океан в прошлом. В подавляющем большинстве каменистых небесных тел во внешней части Солнечной системы содержится значительное количество льда, так как там холодно. Марс, находясь на краю, но все же внутри так называемой зоны потенциальной обитаемости, располагается на оптимальном расстоянии от Солнца, где вода может существовать в жидком состоянии.

Причины, по которым Красная планета лишилась своей водной среды, стали предметом многочисленных исследований. Одна из гипотез предполагает, что Марс недостаточно массивен, чтобы удерживать атмосферу и океан под действием своей гравитации. Исследователи также выдвигают предположение, что проблема кроется в ядре планеты, которое практически не производит магнитное поле. Считается, что в начале своего существования оно было довольно сильным, но быстро ослабло, что привело к утрате надежного защитного щита от солнечной и галактической радиации, что, в свою очередь, способствовало «сдуванию» атмосферы в межпланетное пространство.

Тем не менее, главная причина исчезновения полноценной марсианской гидросферы остается неясной. Существует версия, что значительное количество воды не «улетело», а наоборот, погрузилось в недра планеты: молекулы воды «встроились» в структуру минералов и тем самым «законсервировались».

Для прояснения этого вопроса планетологам необходимо понять, как долго сохранялось изначальное водное изобилие. Ученые уверены, что примерно четыре миллиарда лет назад Марс действительно был оазисом, а три с половиной миллиарда лет назад, вероятно, тоже. Далее, скорее всего, начался упадок.

В недавней статье для издания Science Advances исследователи древнего марсианского климата из США, Франции и Великобритании отметили, что наличие богатой водой среды на Марсе общепризнано. Однако нет единого мнения о том, в каком виде существовала эта вода: возможно, она была покрыта льдом.

Особенно интересны недавние находки марсохода Curiosity, который с 2012 года исследует край 154-километрового кратера Гейл недалеко от экватора планеты. На полученных снимках ученые обнаружили необычные многослойные структуры.

Эти «рябь», выявленная в кратере Гейл марсоходом Curiosity, была создана воздействием ветра и воды. Планетологи смоделировали процесс её формирования и выяснили, что ветер колыхал поверхность стоячего водоема, и возникавшие волны постепенно создавали такие узоры на дне.

Предполагается, что водоем был мелким и стоячим, глубиной менее двух метров. Поскольку в древние времена марсианская атмосфера была достаточно плотной, для образования таких волн не требовался сильный ветер. Исследователи подчеркивают, что эта «рябь» подтверждает наличие открытых водоемов на Марсе в далеком прошлом, не покрытых льдом.

И вновь доброй ночи,дорогие подписчики!

Белые карлики как правило не поддерживают термоядерные реакции, что делало их непригодными для длительной обитаемости в своих системах. Однако астрономы обнаружили механизм, позволяющий этим звёздам «приостанавливать» процесс остывания.

В конце жизни массивные звёзды превращаются в нейтронные звёзды или чёрные дыры. Если же звезда имеет массу менее 10 солнечных, она не сможет пройти через этот процесс. Так обстоит дело и с нашим Солнцем. В результате звезда сбрасывает свои внешние оболочки в фазе красного сверхгиганта и становится белым карликом. Плотность белых карликов колеблется от ста килограммов до тысячи тонн на кубический сантиметр, что делает их плотнее любого вещества на Земле и в миллион раз плотнее обычной звезды. Это происходит из-за разрушения электронных оболочек атомов: белые карлики состоят из плазмы, в которой смешаны атомные ядра и электроны.

Астрономы давно искали планеты вокруг белых карликов и в конечном итоге обнаружили их. Однако большинство исследователей считали, что такие планеты безжизненны, так как белые карлики остывают, и, например, звезда WD 0346+246 уже остыла до температуры ниже 4000 градусов, хотя начинала с десятков тысяч градусов. Это означает, что если когда-то на планетах рядом с ней было достаточно тепло для возникновения жизни, это время быстро истекло.

Недавние исследования, проведённые учеными из США, Великобритании и Канады, показали, что примерно 6% известных белых карликов не демонстрируют быстрой потери светимости, словно «приостановили» своё старение. Это открытие может повлиять на потенциальную обитаемость их планетных систем. Как выяснили ученые, такая пауза характерна для массивных белых карликов, вес которых составляет около одной солнечной массы или чуть больше. Эти звезды образуются в конце эволюции звёзд с массой более восьми солнечных или при слиянии двух белых карликов меньшей массы.

По современным астрофизическим представлениям, пауза в остывании белых карликов может быть связана с процессом «неоновой дистилляции». Внутри светила образуются кристаллы, бедные неоном-22, что приводит к тому, что более тяжёлые атомные ядра неона поднимаются к поверхности. Это делает внутренние области белого карлика более плотными. Увеличение гравитационного потенциала в ядре вызывает сжатие звезды, что, в свою очередь, генерирует дополнительное тепло и замедляет процесс остывания.

Исследователи утверждают, что такое «неоновое торможение» приводит к образованию длительных устойчивых обитаемых зон. В течение 8-10 миллиардов лет поток излучения от белых карликов остаётся стабильным, что позволяет планетам вокруг них не остывать до слишком низких температур, чтобы жизнь могла развиваться.

Кроме того, белые карлики с неоновой дистилляцией облегчают удержание океанов на своих планетах. Для обычных белых карликов теоретически возможно длительное нахождение в зоне положительных температур, но только если планеты будут мигрировать с более далеких орбит на более близкие. Однако в этом случае планеты будут терять воду из-за приливного разогрева.

В случае неоновой паузы сближение с белым карликом не требуется для поддержания положительных температур, что исключает необходимость в сценариях, связанных с приливным разогревом. По расчетам авторов исследования, планеты вокруг «неоновых» белых карликов могут оставаться обитаемыми до 8-10 миллиардов лет, что превышает время обитаемости Земли. Наша планета существует 4,5 миллиарда лет, и без антропогенных изменений она станет непригодной для сложной жизни уже через миллиард лет из-за роста светимости Солнца. Таким образом, неоновая дистилляция может сделать некоторые белые карлики более подходящими для жизни, чем наше Солнце.