Вероятность попадания в Европу

Как галактики росли в далеком прошлом, и чем эти процессы отличаются от тех, что происходят в современных галактиках? Что успела рассказать комета ISON об истории нашей планетной системы - до того, как разрушилась под лучами Солнца?


Насколько серьезно можно рассматривать гипотезу о том, что в молодой Солнечной системе жизнь переносили с планету на планету метеориты? И если это действительно происходило, то до каких уголков системы эта жизнь могла добраться? Наконец, как сверхразвитая цивилизация может посылать нам сигналы с помощью пульсаров? Об этом и многом другом читайте в свежем обзоре астрономических препринтов на Ленте.ру.


Металл В астрономическом смысле металлами называются все химические элементы тяжелее гелия. То есть углерод или кислород - это металлы, а железо - так и вообще тяжелый металл. Поэтому термин металличность в астрономии означает обилие элементов тяжелее гелия внутри какой-нибудь системы - звезды, молекулярного облака или даже целой галактики. В первую очередь - водорода и гелия.


Затем они выбрасываются в межзвездное пространство в ходе вспышек сверхновых и могут попасть во вторичную переработку. Ученые даже неплохо представляют себе эту взаимосвязь для относительно близких галактик, то есть галактик, удаленных от нас на расстояние до десяти миллиардов световых лет. Но вот что происходило в галактиках, когда Вселенной было всего один-два миллиарда лет, астрофизикам до последнего времени известно не было.


Группа европейских и японских ученых попыталась прояснить этот вопрос. Астрофизики анализировали спектры 40 далеких галактик, полученные на одном из восьмиметровых телескопов VLT Европейской Южной Обсерватории. Спектр излучения галактики позволяет многое сказать как о соотношении количества металлов и непереработанного газа в разных ее частях, так и о темпе образования новых звезд. Логично было предположить, что снижение металличности было вызвано интенсивными слияниями этих галактик с менее металличными галактиками-спутниками - в молодой Вселенной такие процессы шли активно.


Если бы эта гипотеза была верна, то недостаток тяжелых элементов коррелировал бы с характером движения звезд в галактике - всякие слияния возмущают орбиты звезды. Но эта корреляция не обнаружилась. В то же время, для некоторых галактик выборки ученые смогли построить пространственную карту распределения непереработанного газа, металличности и темпа образования новых звезд в галактиках.


В центральных областях, где газа было больше, обнаружились высокий темп звездообразования и малое количество металлов, тогда как галактическая периферия оказалась богата тяжелыми металлами. При этом полное количество непереработанного газа в галактиках почти не менялось на протяжении более чем двух миллиардов лет. Всем этим данным авторы новой работы предложили такое объяснение: главную роль в эволюции галактик играл сильный поток свежего водорода из межгалактической среды.


Вливаясь в галактику, поток разбавлял газ в ее центральной области, поддерживая звездообразование. В то же время, переработанное в звездах вещество в дальнейшем - в виде своего рода галактических фонтанов - выбрасывалось в периферийные области галактики, обогащая их тяжелыми элементами. В таком режиме галактики развивались как минимум два миллиарда лет. Изучение этого вещества позволяет ученым судить о тех далеких областях солнечной системы, из которых комета к нам явилась.


На протяжении последних четырех-пяти миллиардов лет, прошедших с возникновения Солнечной системы, ее ядро находилось в так называемом облаке Оорта - скоплении ледяных глыб, окружающих Солнечную систему на расстоянии до ста тысяч астрономических единиц. Вещество в этом облаке оставалось почти неизменным с момента рождения нашей планетной системы и поэтому очень интересует астрономов. Однако из-за большого удаления и малых размеров тел, составляющих облако Оорта, исследовать его не представляется возможным.


Впрочем, возможны косвенные исследования, основанные на наблюдениях за отдельными телами, которые прилетают к нам из этого облака. В этом смысле изучение ISON - что-то вроде космической археологии. Нет ничего удивительного, что за кометой Невского-Новичонка следило множество обсерваторий.


Часть собранных данных проанализировали в новой работе американские, финские и украинские ученые. Исследователей интересовали свойства поляризации солнечного света, рассеянного на испарившихся с поверхности кометы частиц. Поляризация излучения определяет степень того, насколько вектор электрического поля в электромагнитной волне стремится оставаться всегда в одной и той же плоскости. Среди прочего, поляризация света зависит от геометрической формы частиц, на которых он был рассеян.


Обработав данные с Хаббла, ученые пришли к выводу, что по ряду параметров частицы ISON схожи с частицами, наблюдавшимися вокруг других известных комет. Если бы комета на момент наблюдений находилась ближе к Солнцу, то можно было бы предположить, что обнаруженные гладкие частицы - просто чуть подтаявшие кусочки льда. Но комета была еще слишком далеко от Солнца. Таким образом, возможны два варианта: либо кусочки льда подтаяли из-за некоторого неизвестного механизма разогрева кометы, либо частицы выглядят так со времен формирования Солнечной системы.


Более точный физический портрет кометы мы получим, когда будут обработаны все данные наблюдений ее прохождения по Солнечной системе, то есть уже в начале 2014 года. Куда нас только не заносило О механизмах распространения жизни в космосе обычно рассуждают в рамках гипотезы панспермии. Эта гипотеза не нова, ей более полутора сотен лет, но до сих пор всерьез она учеными не рассматривалась. Согласно этой гипотезе, жизнь на Землю была занесена, скорее всего, из космоса.


Однако если жизнь была занесена на Землю, то, возможно, она была занесена и куда-то еще после этого - уже с Земли. Скажем, при помощи материала, выброшенного с поверхности планеты после удара массивного тела. Трое ученых из Университета Пенсильвании поставили себе задачу дать строгое научное описание этому процессу.


Они моделировали выброс нескольких десятков тысяч крупных метеороидов с поверхности Земли и Марса - и прослеживали их судьбу в течение последующих десяти или 30-ти миллионов лет. Марс, как источник метеороидов, интересен тем, что в раннюю эпоху был горячей и влажной планетой, на которой вполне могла зародиться органическая жизнь. В одном из марсианских метеоритов - самом знаменитом, ALH84001 - по мнению некоторых исследователей, даже были обнаружены следы примитивной органической жизни.


Впрочем, этот вывод до сих пор является спорным. Авторов работы интересовало, с какой вероятностью и какая часть выброшенного вещества может попасть на другие планеты, двигаясь в суммарном гравитационном поле, создаваемом Солнцем и планетами нашей системы.


В результате получилось, что вероятности таких событий довольно высоки. Большая часть вещества, разумеется, либо выпадала обратно, либо оставалась на орбите своей родной планеты. Но в первые десять миллионов лет 0,2 процента всех выброшенных с Земли тел попадали на поверхность Марса. Это десятки метеороидов.


Обратный же обмен оказался в десять раз более интенсивным - на поверхности Земли, в конечном итоге, оказывалось до 2,6 процента всех выброшенных с Марса камней. При этом первые осадки выпадали уже через несколько сотен тысяч лет после выброса - в среднем, метеороидам требовалось несколько миллионов лет, чтобы достичь другой планеты.


Венера оказалась еще более притягательной, в том смысле, что на нее падало 1,5 процента всех марсианских и целых 13 процентов всех земных обломков. Правда, из-за очень плотной атмосферы Венеры до ее поверхности могут долететь, не сгорев, только крупные обломки.


Энцелад и Европа сегодня рассматриваются как одни из наиболее вероятных мест в Солнечной системе, где мы можем обнаружить органическую жизнь. В итоге авторы выяснили, что только один из примерно десяти тысяч метеороидов, пролетающих мимо Юпитера или Сатурна, попадает на какой-либо из их больших спутников. Это значит, что для того, чтобы хотя бы один земной камень оказался, например, на поверхности Европы, на Земле должна произойти, как минимум, тысяча катастроф, при каждой из которых в космос выбрасывалось бы около десяти миллионов тонн вещества.


Это масса не очень крупной горы. Такая ситуация, конечно, маловероятна, но, по мнению авторов работы, не совсем невозможна. По оценкам ученых, за последние три с половиной миллиарда лет полный объем обмена масс между Марсом и Землей составил почти десять миллиардов тонн вещества.


Цивилизация первого типа освоила запасы энергии на всей планете, второго типа - всю энергию, излучаемую своей звездой, третьего - всю энергию своей галактики.


Если рассуждать о поиске сигналов от ВЦ, эта классификация позволяет наложить ограничения на мощности используемых цивилизацией передатчиков информации. Действительно, невозможно передать сигнал мощнее, чем позволяют все доступные источники энергии.


И для этого наиболее естественным кажется использование мощных природных источников радиоизлучения, радиопульсаров - быстро вращающихся нейтронных звезд. Пульсары излучают не во все стороны, а в довольно узком конусе, что делает их похожими на галактические радиомаяки.


Авторы предполагают: если найти способ управлять модуляцией их периодического сигнала, то цивилизация могла бы использовать ближайший к ней пульсар как передатчик информации. В своей работе они рассмотрели вариант амплитудной модуляции. По их мнению, схема может выглядеть так. На синхронную орбиту вокруг нейтронной звезды выводится относительно небольшой спутник, который постоянно находится внутри луча пульсара и в состоянии перехватывать и перерабатывать его излучение.


Авторы при этом не задаются вопросом, как именно можно перехватывать излучение пульсара, ссылаясь на возможные, еще неизвестные технологии. Если это все же получится сделать, то цивилизация сможет передавать информацию со скоростью 1 P бит в секунду, где P - период вращения пульсара.


Последний составляет обычно от десятков миллисекунд до нескольких секунд, что дает скорость передачи информации от нескольких бит до килобита в секунду. С точки зрения земного наблюдателя, мы тогда будем наблюдать пульсар, некоторые импульсы которого просто не появляются в ожидаемое время. Более того, радиоастрономы такой тип поведения у пульсаров наблюдают уже давно.


Какой-то осмысленной информации из статистики пропавших импульсов пока выделить не удалось. Авторы, разумеется, знают про этот эффект и уточняют, что в этом случае перехваченное излучение не может так просто исчезнуть, оно должно быть излучено в другом диапазоне длин волн - хотя бы в силу закона сохранения энергии.


Если представить, что его энергия пойдет на нагрев спутника-модулятора, то, по полученным результат, в те моменты, когда пульсар будет гаснуть, мы должны видеть появление таких же импульсов, но в ультрафиолетовом диапазоне. И этот вывод вполне можно проверить экспериментально.


Статьи по теме:

  1. В Солнечной системе 70 тысяч лет назад находились две звезды

    Группа астрофизиков, в которую входит российский ученый Алексей Князев из Государственного астрономического института имени Штернберга, сообщила о том, что 70 тысяч лет назад на расстоянии 0,8 светового года от Земли находилась звезда Шольца со своим спутником.

  2. Черная дыра центра Галактики съест облако газа за 7 лет

    По данным ученых образовавшийся в центре нашей галактики черная дыра съест ближайшее к ней облако газа к сентябрю следующего года, и продлиться этот процесс около 7 лет, информирует Astrophysical Jour al. В 2011 году астрономы Института внеземной физики из Общества Макса Планка, во главе с Райнхардом Гензель обнаружили облако горячего газа средней величины, которое со стремительной скоростью направляется к гигантской черной дыре Sgr A, находящейся в центре нашей Солнечной системы.

  3. Ученые открыли астероид, который упадет на Землю через 30 лет

    Астрономы NASA недавно обнаружили астероид, который при столкновении с Землей через 30 лет может стать причиной большой катастрофы. Вероятность падения небесного тела, как отмечают ученые, крайне высока. Согласно их расчетам астероид, называющийся 2011 AG5, может столкнуться с нашей планетой 5 февраля 2040года, то есть через 29 лет.

  4. Луна оказалась на 60 миллионов лет моложе

    Применив новый метод оценки возраста нашего естественного спутника, команде, состоящей из международных планетарных ученых, удалось установить, что Луна образовалась почти через сто миллионов лет после того, как была сформирована Солнечная система. Результаты их исследований опубликованы на страницах журнала Nature.

  5. Ученые зафиксировали ярчайшую гамма-вспышку за пять лет

    Российские астрономы первыми провели наблюдения самого яркого за последние пять лет гамма-всплеска. Гамма-всплески - одно из самых необычных и загадочных астрофизических явлений. Они представляют собой кратковременные спорадические вспышки космического гамма-излучения, приходящие со всевозможных направлений из глубин Вселенной.

Социальные закладки:

Комментарии к этой заметке больше не принимаются.


Рейтинг популярных новостей:

Astrolabe-GPS.Ru | Новости