Основываясь на данных, полученных Dark Energy Servey (DES), команда учёных получила доказательство ещё одного Транснептунового Объекта за . Предоставлено: ESO/Nick Risinger.
Прибор DEcam, показанный перед тем, как его вставили в телескоп Бланко в Обсерватории Серро-Тололо. Предоставлено: noao.edu.
В этой связи DES потратил последние пять лет, обозревая примерно одну восьмую часть неба с помощью Dark Energy Camera (DEcam), 570-мегапиксельной камеры, установленной в телескоп Виктора М. Бланко в Серро-Тололо. Этот инструмент был заказан в Министерстве Энергетики США для проведения обзоров отдалённых галактик, а доктор Джердес приложил руку к его созданию.
Неудивительно, что та же самая технология привела к открытиям . Два года назад именно это Джердес и группа студентов последних курсов делали в рамках летней практики. Эти студенты изучили фотографии, сделанные DES с 2013 по 2016 годы, для индикации движущихся объектов. С тех пор аналитическая группа переросла в старших научных сотрудников, посдоков и аспирантов.
Тогда как далёкие звезды и галактики выглядели бы неподвижными на этих снимках, отдалённые Транснептуновые Объекты оказывались бы в различных местах в разное время, поэтому они называются "транзиенты". Как объясняет доктор Джердес в своём информационном бюллетене 2014 UZ224 :
"Для определения транзиентов мы использовали метод, известный как "различие изображений" (difference imaging). Когда мы берём новое изображение, мы вычитаем из него изображение одной и той же области неба, сделанное в другую ночь. Объекты, которые не меняются, исчезают при этом, и у нас остаются только транзиенты... Этот процесс даёт миллионы транзиентов, но только около 0,1% из них оказываются далёкими малыми планетами. Чтоы найти их, мы должны "соединить точки" и определить, какие транзиенты являются одними и теми же в разных позициях в разные ночи. Существует много точек и гораздо больше возможных путей их соединения".
Изображения 2014 UZ224, показанные на трёх кадрах, полученных DEcam. Предоставлено: Gerdes/DES/Университет Мичигана.
Это был трудоёмкий процесс. В дополнение к необходимости использования тысяч компьютеров Fermilab для обработки сотен терабайт данных, команде пришлось написать специальные программы для этого. Джердес и его коллеги также опирались на помощь профессоров Масао Сако и Гари Бернштейна из Университета Пенсильвании, которые способствовали ключевому прорыву, позволившему им проанализировать различие изображений по всей области обзора неба.
В конце концов, были обнаружены десятки новых Транснептуновых Объектов (TNO), одним из которых был 2014 UZ224. Согласно их наблюдениям, его диаметр может быть где-то от 350 до 1200 км, и ему требуется 1136 лет, чтобы завершить полный оборот вокруг Солнца. Для сравнения, Плутон имеет диаметр 2370 км и орбитальный период 248 лет.
Стефани Гамильтон, аспирант в Университете Мичигана, была лично вовлечена в этот проект. Её роль заключалась в определении размера 2014 UZ224, что было трудно узнать из первоначальных наблюдений. Как она сообщила:
"Яркость объекта в видимом свете зависит как от его размера, так и от отражательной способности, поэтому вы не сможете однозначно определить одно из этих свойств, не предполагая значение для другого. К счастью, решение этой проблемы существует - тепло, которое излучает объект, пропорционально его размеру, так что получение тепловых измерений означает, что мы тогда бы смогли вычислить размер объекта и его альбедо (отражательную способность) без присвоения значения одному или другому".
"Нам удалось получить изображение нашего объекта в длинах волн инфракрасного излучения с помощью . Я работаю над совмещением всех наших данных вместе, чтобы определить размер и альбедо, и мы планируем представить статью с нашими результатами где-то в середине ноября".
На иллюстрации показана теоретическая Девятая Планета с видом на Солнце. Считается, что планета является газообразной, похожей на и . Гипотетические молнии освещают её ночную сторону. Предоставлено: Caltech/R.Hurt (IPAC).
Но как и всё, связанное с карликовыми планетами, есть некоторые разногласия по поводу этого открытия. Учитывая размеры объекта, есть те, кто задаются вопросом, применимо ли к нему данное название. Но Джердес указывает на то, что это небесное тело подходит под большинство необходимых условий:
"По данным официального руководства Международного Астрономического Союза, карликовая планета должна удовлетворять четырём критериям. Она должна: а) двигаться по орбите вокруг Солнца (ЕСТЬ!), б) не быть спутником (ЕСТЬ!), в) очистить от мусора окрестности своей орбиты (ЕСТЬ!), и г) иметь массу, достаточную для того, чтобы быть круглой. Последний пункт неопределён, и единственный способ - это получить её снимок, достаточно подробный для того, чтобы увидеть её форму. Тем не менее, объект более 400 км в диаметре скорее всего будет круглым".
Джердес и его команда будут заняты работой над своей статьёй, в которой они подробно опишут свои находки, используя ALMA, чтобы получить больше оценок размера 2014 UZ224, и анализируя данные в поисках других объектов в Поясе Койпера, в том числе легендарной планеты 9, которую астрономы ищут многие годы.
Учитывая расстояние от Солнца, орбита объекта 2014 UZ224 не будет зависеть от присутствия Планеты 9, и поэтому не поможет. Тем не менее, Джердес оптимистичен в том, что доказательство этого массивного небесного тела будет в данных. Учитывая время и множество обработанных данных, они могли бы найти её! В то же время, этот недавно обнаруженный объект может быть центром многих увлекательных исследований.
"Это интересный объект сам по себе - далёкие объекты как этот являются космическими остатками от первоначального планетарного диска, из которого родилась Солнечная Система", пишет Джердес. "Изучая их и узнавая больше об их распределении, орбитальных характеристиках, размерах и свойствах поверхности, мы можем узнать больше о процессах, которые дали жизнь Солнечной Системе и, в конечном счёте, о нас".
Название прочитанной вами статьи "В Солнечной Системе открыта новая карликовая планета" .
Космос до сих пор остается непостижимой загадкой для всего человечества. Он невероятно красив, полон тайн и опасностей, и чем больше мы его изучаем, тем больше открываем новых поражающих воображение явлений. Ниже вы узнаете о десятке самых интересных явлений, произошедших в 2017 году.
1. Гигантский газовый вихрь в кластере Персея
Гигантский вихрь из раскаленного светящегося газа простирается на расстояние более 1 млн световых лет через самый центр кластера Персея. Материя в районе кластера Персея формируется из газа, температура которого составляет 10 млн градусов, что и заставляет его светиться. Уникальное фото NASA позволяет рассмотреть галактический вихрь во всех подробностях.
2. Звуки внутри колец Сатурна
Космический аппарат «Кассини» сделал запись звуков внутри колец Сатурна. Звуки были записаны с помощью устройства Audio and Plasma Wave Science (RPWS), которое обнаруживает радио- и плазменные волны, затем преобразуемые в звуки. В результате ученые «услышали» совсем не то, что ожидали. А что именно - узнайте здесь.
3. Ледяная планета, очень похожая на Землю
С помощью специальной техники, изучавшей эффект микролинзирования, NASA обнаружило новую планету, которая получила название OGLE-2016-BLG-1195Lb. По ряду параметров эта планета напоминает Землю, однако, вероятно, слишком холодна, чтобы быть пригодной для жизни. Примечательно, что для открытия планеты была применена специальная технология - как она работает, читайте здесь.
4. Уникальные снимки колец Сатурна от «Кассини»
Космический аппарат «Кассини» успешно завершил пролет по узкому промежутку между планетой Сатурн и ее кольцами 26 апреля 2017 года и передал на Землю уникальные снимки. Расстояние между кольцами и верхними слоями атмосферы Сатурна составляет около 2000 км. И через эту «щель» «Кассини» должен был проскочить со скоростью 124 тыс. км/ч.
Сатурн, снятый «Кассини» с самого близкого расстояния
5. Необъяснимое природное явление по имени «Стив»
Группа независимых исследователей полярных сияний обнаружила еще не изученное явление в ночном небе над Канадой и назвала его «Стивом». Европейское космическое агентство (ESA) уже направило специальные зонды, чтобы изучить «Стива», и обнаружило ряд интересных - и совершенно необъяснимых - подробностей.
6. Новая планета, пригодная для жизни
Экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет от Земли, может стать новым обладателем титула «лучшее место для поиска признаков жизни за пределами Солнечной системы». По мнению ученых, система LHS 1140 в созвездии Кита может оказаться еще более подходящей для поиска внеземной жизни, чем Proxima b или TRAPPIST-1.
Визуализация полета от Земли к LHS 1140 b
7. Астероид, который почти долетел до Земли
Астероид 2014 JO25 диаметром около 650 м приблизился к Земле в апреле 2017 года, а потом улетел восвояси. Этот относительно крупный околоземный астероид находился всего лишь в четыре раза дальше от Земли, чем Луна. NASA классифицировало астероид как «потенциально опасный».
Изображение имеет разрешение приблизительно 7,5 м на пиксель
8. Космический «пельмень» в 3D
На снимке - Пан, естественный спутник Сатурна. Объемная фотография сделана по анаглифическому методу. Получить стереоэффект можно с помощью специальных очков с красным и синим светофильтрами. Все подробности об этом необычном объекте можно узнать здесь.
9. Первые фото обитаемой системы Trappist-1
Открытие потенциально обитаемой планетарной системы звезды Trappist-1 стало событием года в астрономии. Теперь NASA опубликовало на своем сайте первые фотографии звезды. Камера делала один кадр в минуту на протяжении часа, а затем фото собрали в анимацию:
Размер анимации – 11х11 точек, она покрывает площадь 44 квадратных арксекунды
10. Дата столкновения Земли с Марсом
Американский ученый-геофизик Стивен Майерс из Висконсинского университета предположил, что Земля и Марс могут столкнуться. Эта теория отнюдь не нова, но ученые недавно получили ее подтверждение, обнаружив доказательства в неожиданном месте. Всему виной - «эффект бабочки», а о том, как он проявляется, читайте здесь.
Этот год был поистине богат на научные открытия в области астрономии. Человечеству удалось впервые исследовать два загадочных мира, обнаружить на Марсе воду в жидком состоянии, а на спутнике Сатурна – огромный подледный океан. Поэтому, несмотря на то, что процесс активного освоения Солнечной системы уже запущен, 2015 году удалось найти несколько поводов, чтобы твердо закрепиться в истории.
В июле этого года автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты» подлетела к Плутону на минимальное расстояние. В ходе этого сближения аппарату удалось сделать множество снимков самой крупной из карликовых планет Солнечной системы. Благодаря космическому «рандеву» мы теперь можем насладиться невероятными видами «карлика».
Автоматическая межпланетная станция Dawn («Рассвет») посвятила 2015 год изучению крупнейшего объекта пояса астероидов – Цереры. За последние несколько месяцев космическому аппарату удалось сделать несколько уникальных снимков карликовой планеты. Кстати, на одном из них ученые обнаружили загадочные белые пятна, которые позже были идентифицированы как солевые отложения.
Данные с зонда «Кассини» помогли ученым установить наличие глобального подледного океана, покрывающего всю площадь ядра ледяного спутника Сатурна – Энцелада. Также была обнаружена гидротермальная активность, которая может свидетельствовать о наличии простейших форм жизни.
В сентябре этого года NASA собрало специальную пресс-конференцию, чтобы приоткрыть завесу тайны над темными полосами на поверхности Марса в районе экватора, снятыми камерами многофункциональной автоматической межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Как выяснилось, это жидкая вода с высоким уровнем содержания соли.
Для европейского космического агентства это был захватывающий и трудный год. Повышенное внимание общественности было приковано к «детищам» ЕКА – космическому аппарату «Розетта» и ее спускаемому модулю «Фила».
«Розетта» отправилась в космос более 10 лет назад – в марте 2004 года. За это время она преодолела в общей сложности около 6,4 млрд км. В августе 2014 года «Розетта» стала первым в истории космическим аппаратом, вышедшим на орбиту кометы. А модуль «Фила» хоть и не слишком удачно, но все же достиг поверхности кометы 67P/Чурюмова – Герасименко. В июне этого года «Фила» вышел из режима пониженного энергопотребления, и специалистам ЕКА наконец-то удалось установить потерянную в результате посадки связь с аппаратом.
В этом году американскому космическому ведомству удалось получить данные о существовании озер на Марсе. После изучения данных с марсохода Curiosity ученые пришли к выводу, что, скорее всего, в прошлом поверхность Красной планеты была покрыта обширными водоемами.
NASA опубликовало результаты научных наблюдений, сделанных при помощи зонда MAVEN. Полученные данные говорят о том, что в исчезновении большей части густой атмосферы Марса виноваты вспышки на Солнце. Кроме того, солнечный ветер уносит с Красной планеты около 100 граммов газообразных веществ каждую секунду.
Правообладатель иллюстрации Reuters Image caption Майкл Браун специализируется на поиске отдаленных объектов
Ученые Калифорнийского технологического института Майкл Браун и Константин Батыгин привели доказательства существования гигантской планеты Солнечной системы, находящейся еще дальше от Солнца, чем Плутон.
Исследователи сообщили, что увидеть ее в телескоп пока не удалось. По их словам, планету удалось обнаружить при изучении движения малых небесных тел в дальнем космосе.
Масса небесного светила примерно в 10 раз превышает массу Земли, однако ученым еще предстоит удостовериться в его существовании.
Астрономы института лишь примерно представляют, где планета может находиться в звездном небе, и, вне всяких сомнений, их предположение даст старт кампании по ее поиску.
"На Земле есть много телескопов, теоретически способных ее найти. Я очень надеюсь, что теперь после нашего заявления люди по всему миру начнут искать девятую планету", - сказал Майкл Браун.
Эллиптическая орбита
По вычислениям ученых, космический объект находится примерно в 20 раз дальше от Солнца, чем Нептун, который находится в 4,5 млрд км от него.
В отличие от почти круглых орбит других планет Солнечной системы этот объект, предположительно, двигается по эллиптической орбите, а полный оборот вокруг Солнца занимает от 10 тыс. до 20 тыс. лет.
Ученые изучили движение состоящих преимущественно изо льда объектов в Поясе Койпера. В этом поясе находится Плутон.
Исследователи заметили определенное расположение некоторых тел в Поясе, в частности таких крупных объектов, как Седна и 2012 VP113. По их мнению, это можно объяснить лишь присутствием неизвестного крупного космического объекта.
Правообладатель иллюстрации AFP Image caption Идея о существовании так называемой Планеты Икс, находящейся на периферии Солнечной системы, обсуждается в научных кругах уже более 100 лет"Все самые удаленные объекты движутся в одном направлении по необъяснимой траектории, и мы поняли, что единственное тому объяснение - существование большой далекой планеты, которая их держит вместе, пока они вращаются вокруг Солнца", - сказал Браун.
Планета Икс
Идея о существовании так называемой Планеты Икс, находящейся на периферии Солнечной системы, обсуждается в научных кругах уже более 100 лет. Про нее то вспоминают, то забывают.
Нынешнее предположение представляет особый интерес из-за ведущего автора исследования.
Браун специализируется на поиске отдаленных объектов, и именно благодаря его открытию карликовой планеты Эрида в Поясе Койпера в 2005 году Плутон потерял статус планеты год спустя.
Тогда предполагалось, что Эрида слегка крупнее Плутона, но сейчас стало ясно, что она слегка меньше его.
Исследователи, изучающие удаленные объекты Солнечной системы, уже некоторое время предполагают вероятность существования планеты размером с Марс или Землю из-за размера и формы планет в Поясе Койпера. Но пока не удастся увидеть планету в телескоп, идея о ее существовании будет восприниматься скептически.
Исследование Майкла Брауна и Константина Батыгина было опубликовано в издании Astronomical Journal.
- Перевод
Далеко за пределами восьми планет Солнечной системы, даже за Плутоном и миниатюрными карликовыми планетами может скрываться значительный новый мир, названный «девятой планетой». Мало какие открытия могут быть настолько же сенсационными, как ещё одна планета, находящаяся на орбите вокруг Солнца, поэтому эта тема служит Святым Граалем для астрономов – и за несколько столетий такое открытие сумели сделать всего несколько раз. Пока никто не знает, где может располагаться этот эфемерный мир, или даже существует ли он на самом деле. Но в гонке на обнаружение исследователи сужают пространство для поисков на основе влияния небесного тела на Солнечную систему, и участок космоса, где следует искать планету, уменьшился примерно вдвое по сравнению с состоянием, бывшим несколько месяцев назад. На встрече американского астрономического общества планетарных наук и европейском конгрессе планетарных наук учёные подробно описали свои последние достижения в этой области.
В январе астрофизики Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун существования большой неоткрытой девятой планеты. Из их компьютерных моделей следует, что гравитационное действие этой планеты может объяснить странные, наклонённые орбиты нескольких объектов из пояса Койпера – набора ледяных объектов, населяющих дальние пределы Солнечной системы. Учёные борются за право стать первыми обнаружившими девятую планету, используя крупнейшие телескопы Земли, такие, как телескоп Субару на Гавайях.
Работа Батыгина и Брауна установила ограничения на возможную массу планеты и расположение её орбиты – где предыдущие наблюдения могли упустить её. По их расчётам, её масса составляет от 5 до 20 земных – что критично для понимания примерных размеров разыскиваемого объекта. Также они считают, что его орбита наклонена на 30 градусов к плоскости Солнечной системы – относительно тонкой и плоской зоны, в которой вращаются восемь основных планет. Также они предполагают, что сейчас планета наиболее удалена от Солнца, в северном полушарии неба, а радиус её вытянутой орбиты в среднем находится в промежутке от 380 до 980 а.е.
Но эти оценки всё равно захватывают сектор неба размером «порядка 1500 квадратных градусов», как говорит астроном Скотт Шеппард из Института науки Карнеги, вместе с астрономом Чедвиком Труильо предположивший о существовании девятой планеты в 2014 году. Для сравнения, полная Луна занимает 0,2 квадратных градуса ночного неба. Охват неба, описанный Шеппардом, соответствует примерно 20 ночным наблюдениям с телескопа Субару, «и, получая доступ к нему на семь ночей в году, выходит, необходимо ждать три года – и то, если дождя не будет»,- говорит Шеппард.
Стратегией гонки остаётся уменьшение области поисков путём устранения теоретических возможностей. В пока ещё не опубликованном наборе из 100 компьютерных симуляций высокого разрешения, по словам Батыгина, они с Брауном уменьшили область поисков девятой планеты до кусочка неба размером в 600-800 квадратных градусов. Сначала они построили модель развития Солнечной системы за 4 миллиарда лет, концентрируясь на том, как гравитация крупнейших планет – Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Девятой планеты – могли бы выстроить орбиты тысяч случайных объектов пояса Койпера (ОПК). «Мы ищем всё то, что девятая планета делает с Солнечной системой»,- говорит Браун.
В попытках уточнить вероятную орбиту планеты, исследователи сравнили результаты симуляции с реальным состоянием пояса Койпера. «Наша работа показала синтетическую Солнечную систему, выглядящую во многом похожей на настоящую,- говорит Батыгин. – Моя уверенность в том, что Девятая планета существует, почти уже оформилась – ведь результаты расчётов так хорошо совпадают с наблюдениями».
Дальнейшие стратегии включают исследование возможного гравитационного влияния девятой планеты на другие небесные тела. Астрономы Юрий Медведев и Дмитрий Вавилов из Института прикладной астрономии РАН изучили 768 комет, впервые входящих в Солнечную систему, отметив, что пять из них могли подойти близко к девятой планете в прошлом, и в результате её притяжения поменять свой курс. Их анализ предполагает, что «девятая планета могла завлечь эти кометы в Солнечную систему»,- говорит Вавилов. «Мы думаем, кометы могут помочь в сужении поля для поисков девятой планеты. Помогло бы в этом и обнаружение дополнительных комет». Шеппард предупреждает о том, что необходимо «с осторожностью использовать кометы для поисков девятой планеты, поскольку на их орбиты может влиять множество сил. Но, несмотря на мой скептицизм, это может помочь».
Анализ Плутона , проделанный астрофизиками Мэтью Холманом и Мэтью Пейном их Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра не нашёл доказательств за или против существования девятой планеты. В частности это произошло из-за плохих старых архивных фотографий Плутона, говорит Холман, из-за чего трудно понять, смещался ли Плутон на орбите таким образом, который мог бы подтвердить наличие или отсутствие девятой планеты. Но он же утверждает, что высококачественные данные о Сатурне , полученные с наземной сети радиотелескопов, следящих за космическим аппаратом Кассини, многообещающие, и совпадают с выкладками Батыгина и Брауна.
Также, по словам Холмана, в поисках девятой планеты может помочь анализ изменений орбиты Марса. Хотя на Марс планета должна оказывать меньше влияния, чем на Сатурн – поскольку Марс ближе к Солнцу и сильнее связан с ним гравитационно – искусственных спутников у Марса больше, и они наблюдают за Красной планетой дольше, поэтому «их наблюдения гораздо более точные»,- говорит Холман. Кроме того, «Кассини выдаёт данные с точностью в десятки метров, а расстояния между Землёй и Марсом измеряют с точностью до метров».
Более сильное свидетельство влияния девятой планеты можно найти в длительности обращения остальных тел вокруг Солнца. К примеру, четыре ОПК с самыми долгими орбитами обращаются по схеме , которую легко объяснить присутствием девятой планеты – как говорит астроном Рене Малхотра , директор теоретической астрофизики в Аризонском университете в Таксоне. Её работа с двумя коллегами намекает на наличие двух вероятных наклонов орбиты девятой планеты, один ближе к плоскости Солнечной системы на 18 градусов, и другой более крутой, на 48 градусов. Эта информация может помочь уменьшить огромную область поисков.
Некоторые исследования настолько ограничивают возможное местонахождение девятой планеты, что могут вообще исключить факт её существования. К примеру, хотя предыдущие исследования предполагают её существование из-за скопления орбит некоторых ОПК, наблюдение за ограниченным количеством ОПК могут лишь создать впечатление группировки некоторых орбит – так, по крайней мере, говорит астрофизик
