Изображение было получено космическим аппаратом NASA "Мессенджер" (MESSENGER) 29 марта 2012 года в рамках программы высокоразрешающей трехцветной съемки во время расширенной миссии.
На территории бассейна видны одни из самых впечатляющих деформаций на Меркурии: множество складчатых гребней, хребтов и лопастных структур. Последние, вероятно, имеют тектоническое происхождение, но внешне напоминают застывшие потоки лавы — загадка, с которой ученым предстоит разобраться.
Снимок был сделан при очень низком положении Солнца над горизонтом, что привело к удлинению теней и подчеркиванию топографических особенностей региона. Благодаря этому на изображении можно рассмотреть даже крошечные кратеры, испещряющие относительно гладкие равнины бассейна.
Крупный кратер в верхней части изображения находится в зоне вечной тени и содержит радиолокационно-яркий материал, который, скорее всего, является водяным льдом.
"Мессенджер" проработал на орбите Меркурия с 2011 по 2015 год, и за это время он передал более 270 000 изображений и терабайты данных, навсегда изменив наше представление об этом удивительном мире.
На расстоянии около 190 световых лет от Земли находится звезда HD 140283, получившая неофициальное библейское прозвище — Мафусаил. Это имя было выбрано не случайно: по ранним оценкам астрономов, возраст HD 140283 составлял около 14,5 миллиарда лет. Вот только проблема в том, что возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет.
Астрономам эта звезда известна уже давно: она была включена в каталог Генри Дрейпера еще в первой половине XX века. Но по-настоящему знаменитой HD 140283 стала лишь тогда, когда ученые попытались определить ее возраст.
Итак, как же звезда может быть старше мира, в котором существует?
Сразу предупреждаю: это не мистическая история и не фантазия об объекте из других измерений, как любят выдумывать журналисты. Это пример того, как наука ошибается, уточняет данные и постепенно приходит к правильному ответу.
Звезда-ископаемое
Мафусаил относится к числу очень древних малометалличных звезд. В астрономии "металлами" называют все элементы тяжелее водорода и гелия. Так, железа в HD 140283 примерно в 250 раз меньше, чем в Солнце, а кислорода — примерно в 50 раз.
Это типично для очень старых звезд, сформировавшихся в раннюю эпоху истории Вселенной, когда тяжелых элементов было еще крайне мало. Мафусаил появился спустя сравнительно небольшое время после Большого взрыва, когда космическое пространство было заполнено преимущественно водородом и гелием.
Мафусаил — сравнительно небольшая звезда: ее масса составляет около 0,8 массы Солнца, а радиус — примерно в 2,2 раза больше солнечного. Сейчас она находится на стадии субгиганта — переходного этапа между обычной звездой и красным гигантом. По космическим меркам эта фаза продолжается недолго, поэтому подобные объекты особенно ценны для астрономов: они помогают лучше понять эволюционный путь солнцеподобных звезд и предсказать будущее Солнечной системы.
Еще одна любопытная деталь: Мафусаил движется через окрестности Солнца с очень высокой скоростью — около 300 км/с. Такие скорости характерны для древних звезд гало Млечного Пути. По сути, это гость из самых старых областей нашей Галактики, случайно оказавшийся рядом с Солнечной системой.
Мафусаил — настоящее звездное ископаемое, свидетель ранней Вселенной.
Парадокс, который раздули до сенсации
Когда ранние измерения показали, что возраст звезды составляет примерно 14,5 миллиарда лет, тут же посыпались громкие заголовки об "аномалии", "крахе физики", "параллельных мирах", "отмене Большого взрыва" и прочих бессмыслицах.
Но ученые смотрели на ситуацию спокойнее. Они понимали, что проблема, скорее всего, не в устройстве Вселенной, а в точности измерений и несовершенстве существующих звездных моделей.
Уточнение данных
В 2013 году было опубликовано исследование, основанное на наблюдениях космического телескопа NASA/ESA "Хаббл". С его помощью астрономы очень точно измерили параллакс HD 140283, а значит — и расстояние до звезды. Зная расстояние и видимую яркость, ученые смогли вычислить ее истинную светимость, а затем уточнить возраст.
Результат оказался впечатляющим: 14,46 ± 0,8 миллиарда лет. Именно погрешность здесь играет ключевую роль. Она означала, что реальный возраст Мафусаила мог составлять как 15,26, так и 13,66 миллиарда лет. Иными словами, даже после первичного уточнения данных звезда вовсе не обязательно оказывалась старше Вселенной — все упиралось в пределы точности измерений и моделей.
После этого ученые занялись уточнением наблюдательных данных и улучшением теоретических расчетов. Они понимали, что для точного определения возраста важно не только знать светимость, но и точнее определить химический состав звезды, а также доработать модели звездной эволюции. Достаточно изменить некоторые параметры — и итоговая оценка заметно сдвинется.
Спустя восемь лет появилась новая модель эволюции HD 140283, созданная с использованием более совершенных методов астрофизического моделирования и данных о миллионах других звезд. Она учитывала целый набор физических процессов внутри звезды — термоядерные реакции, перенос энергии и изменения химического состава. Согласно этой работе, возраст Мафусаила составляет 12,01 ± 0,05 миллиарда лет, то есть звезда уже уверенно укладывается в современную оценку возраста Вселенной.
Сегодня Мафусаил по-прежнему считается одной из древнейших известных звезд, но уже не выглядит невозможным объектом, который ломает всю современную физику. Теперь мы знаем и другие крайне древние звезды — например, HE 1523-0901, 2MASS J18082002-5104378 B и SMSS J031300.36-670839.3, возраст которых оценивается примерно в 13,2, 13,5 и 13,6 миллиарда лет соответственно. Но именно история Мафусаила стала важной вехой в оттачивании методов оценки звездных возрастов и наглядно показала, как наука превращает мнимую аномалию в решаемую задачу.
Заканчивая эту историю, хочу сказать самое важное: кажущиеся противоречия в науке далеко не всегда означают крах теории. Чаще всего они говорят о том, что нужны новые данные, более точные измерения и доработанные модели. Прямо сейчас астрономия переживает похожий момент: космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" обнаружил в ранней Вселенной немало галактик, которые выглядят слишком массивными, яркими и зрелыми для своего возраста. Но это не означает, что Большого взрыва не было или что возраст Вселенной рассчитан неверно. Это показывает, что наше понимание формирования и роста первых галактик все еще далеко от совершенства.
22 сентября 1979 года американский спутник Vela 6911, являвшийся частью программы по слежению за соблюдением договора о частичном запрещении испытаний ядерного оружия, зарегистрировал необычную вспышку в южной части Индийского океана.
Сигнал представлял собой классический "двойной импульс" — характерный признак атмосферного ядерного взрыва. Однако спустя более 46 лет вопрос о том, что именно произошло в тот день, остается открытым.
Спутники для поиска ядерных взрывов
В 1960-х годах в рамках американской программы Vela была запущена серия спутников с целью контроля того, соблюдается ли международный договор 1963 года о запрете ядерных испытаний в атмосфере, космосе и под водой. Спутники, вращаясь вокруг Земли, должны были предоставлять информацию в режиме реального времени о возможных вспышках, возникающих при ядерных взрывах.
Взрывы такого рода имеют специфическую световую подпись: сначала происходит очень яркий короткий импульс, после которого следует кратковременное затухание, а затем — второй более длительный световой пик. Именно такой "двойной сигнал" спутник Vela 6911 и зафиксировал 22 сентября 1979 года.
По расчетам, вспышка произошла в южной части Индийского океана, недалеко от двух небольших вулканических островов Принс-Эдуард, принадлежащих Южной Африке.
Версия №1: секретное ядерное испытание
Наиболее популярная гипотеза гласит, что Vela 6911 действительно зафиксировал тайное ядерное испытание, проведенное Южной Африкой при поддержке Израиля.
На это указывает то, что в 1970-е годы Южная Африка активно работала над собственной ядерной программой, а Израиль, по мнению многих аналитиков, уже обладал ядерным оружием. Несмотря на всевозможные запреты, касающиеся его распространения, это сотрудничество могло привести к неанонсированному испытанию.
В пользу этой версии говорит и то, что в начале 1990-х годов южноафриканское правительство официально признало существование собственной ядерной программы.
Версия №2: ошибка спутника
Вскоре после фиксации вспышки администрация президента США Джимми Картера собрала экспертную комиссию для расследования инцидента. Примерно через год комиссия пришла к осторожному выводу: сигнал мог быть результатом технического сбоя спутника.
На бумаге объяснение выглядело гладко: к 1979 году Vela 6911 значительно превысил расчетный срок эксплуатации, так что датчики могли дать ложный сигнал.
Однако многие специалисты по ядерным испытаниям, принимавшие в них непосредственное участие, усомнились в выводе комиссии. По их словам, параметры зарегистрированной вспышки слишком точно соответствовали характерной сигнатуре ядерного взрыва.
Версия №3: природное явление
Со временем, в силу отсутствия общепризнанного объяснения, стали появляться и более экзотические гипотезы. Например, некоторые исследователи предполагали, что в спутник мог попасть микрометеорит, из-за которого от корпуса откололись фрагменты, отразили солнечный свет необычным образом и породили вспышку, похожую на ядерную.
Другие допускали, что спутник увидел вспышку от болида — очень яркого метеора, который взорвался в атмосфере. Но идея разбивается о тот факт, что метеоры не дают характерного двойного светового импульса.
Обсуждались версии, что вспышка могла быть связана с очень мощной молнией или электрическим разрядом в атмосфере. Сегодня нам известны явления вроде спрайтов, эльфов и джетов, но в 1979 году о них почти ничего не знали. Однако их световая структура не совпадает с сигналом, зарегистрированным спутником Vela 6911.
Резюмируя, можно с уверенностью сказать, что ни одна альтернативная версия не способна убедительно объяснить природу двойного импульса, который является "визитной карточкой" ядерного взрыва.
Косвенные признаки
Пока эксперты гадали на кофейной гуще, ученые попытались найти дополнительные подтверждения произошедшего события. Для этого был осуществлен анализ концентрации радиоактивных изотопов в атмосфере и океане.
Некоторые независимые команды обнаружили несущественные аномалии в содержании йода-131 и других изотопов, но этого было недостаточно, чтобы однозначно подтвердить факт ядерного испытания.
Тайна, которая до конца не раскрыта
Сегодня многие исследователи склоняются к версии, что спутник Vela 6911 все же зафиксировал небольшой ядерный взрыв. Вот только прямых доказательств этого так и не появилось.
Так что инцидент Вела можно по праву назвать одним из самых загадочных эпизодов времен холодной войны.
Этот снимок был сделан 3 октября 2018 года немецко-французским посадочным модулем MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) во время его "падения" на поверхность 900-метрового астероида Рюгу в рамках миссии Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) "Хаябуса-2". На изображении запечатлен момент, когда MASCOT находился всего в нескольких метрах от астероида.
MASCOT отделился, когда "Хаябуса-2" находился на высоте около 50 метров от астероида, начав спуск, который занял 20 минут. Всего модуль передал 20 снимков, показав детали грубой, усеянной валунами поверхности астероида. Они стали важными ориентирами для основного зонда при сборе образцов, которые 5 декабря 2020 года были доставлены на Землю. Их анализ выявил органические молекулы и воду, ставшие дополнительным подтверждением гипотезы о ключевой роли астероидов в зарождении жизни на Земле.
После успешной посадки MASCOT проработал на Рюгу 17 часов и 7 минут — немного дольше запланированных 16 часов. За это время модуль дважды менял свою позицию с помощью внутреннего маятникового механизма и провел научные измерения в четырех различных точках. Полученные данные позволили установить, что Рюгу — это груда слипшихся обломков, которые сформировались в результате разрушения более крупного небесного тела.
15 октября 2003 года — знаменательный день в истории Китая. Поднебесная успешно запустила свой первый пилотируемый космический корабль "Шэньчжоу-5", на борту которого находился тайконавт Ян Ливэй. Этот полет, продолжавшийся 21 час, стал одним из самых загадочных событий в космонавтике.
В ходе полета Ян Ливэй услышал странный стук. Точнее — серию стуков. Он описывал их как удары деревянного молотка по металлической поверхности. Звуки то появлялись, то исчезали без какой-либо строгой периодичности. Тайконавт не смог определить их источник, хотя был уверен, что стуки доносятся снаружи корабля.
Просто представьте: один человек внутри небольшого космического корабля, парящего в вакууме космической пустоты. И снаружи раздается громкий стук. Потом еще и еще. Можно лишь представить, насколько жуткими были эти часы полета.
Космический стук
Это был не единственный случай. Тайконавты миссий "Шэньчжоу-6" в 2005 году и "Шэньчжоу-7" в 2008 году стали свидетелями похожих звуков, источник которых находился снаружи космических аппаратов. И снова никто не смог объяснить их природу.
Китайские космонавты не одиноки в своих странных "акустических переживаниях". Например, во время миссии NASA "Аполлон-10" в 1969 году астронавты слышали жуткий свист над обратной стороной Луны — его даже записали бортовые системы корабля. А совсем недавно астронавты Бутч Уилмор и Сунита Уильямс, застрявшие в космосе из-за проблем с кораблем Boeing Starliner, услышали странный пульсирующий шум из своего аппарата.
Во многих случаях ученым удавалось найти причину странных звуков. Шум Boeing Starliner объяснили акустическим взаимодействием между кораблем и Международной космической станцией. Свист "Аполлона-10" оказался радиопомехами между лунным и командным модулями.
Однако стуки всех трех миссий "Шэньчжоу" по сей день остаются загадкой.
Наибольшую тревожность вызывает тот факт, что звуковым волнам нужна среда для распространения.
"Для распространения звука требуется среда — будь то частицы воздуха, молекулы воды, металлы, атомы твердых тел, — поясняет профессор Национального университета Сингапура Го Чер Хианг. — Если вы слышите стук, это может означать, что нечто физически ударяет по космическому кораблю".
Возможные объяснения
В попытках объяснить аномалию "Шэньчжоу" ученые выдвинули три гипотезы:
Космический мусор
Звук мог быть вызван крошечными фрагментами космического мусора, которые периодически сталкивались с внешней обшивкой корабля.
Температурное расширение
Резкие перепады температур между освещенной и затененной сторонами планеты могли привести к расширению или сжатию элементов корабля, что порождало слышимые звуки.
Системы корабля могли выпускать потоки воздуха, которые во время полета вызывали небольшие вибрации, переходящие в постукивание.
Все три гипотезы технически обоснованы. И странно, что за более чем два десятилетия так и не удалось точно определить источник звука, который тогда напугал Яна Ливея.
В сравнении с человеческой жизнью и даже с целыми цивилизациями Солнце кажется вечным и неизменным. Однако наше светило непрерывно теряет массу, и каждую секунду оно становится легче на миллионы тонн — и это медленно меняет орбиты всех объектов Солнечной системы, включая Землю.
В ядре Солнца протекают термоядерные реакции: водород превращается в гелий, выделяя колоссальную энергию. Часть массы при этом превращается в энергию по формуле Эйнштейна E=mc² — в среднем около четырех миллионов тонн в секунду. Эта масса не исчезает в никуда, а рассеивается по космическому пространству в виде тепла и света, часть из которых достигает Земли, делая ее пригодной для жизни.
Кроме того, наша звезда постоянно испускает солнечный ветер — поток заряженных частиц, который на огромной скорости разлетается по всей Солнечной системе. Этот процесс уносит еще примерно 1–2 миллиона тонн вещества в секунду. Таким образом, Солнце "худеет" примерно на 5–6 миллионов тонн в секунду, то есть порядка 430–520 миллиардов тонн в сутки.
Для нас, живущих на пылинке в бескрайней Вселенной, это может показаться каким-то невообразимым числом. Но на самом деле — это ничтожно мало. За миллиард лет Солнце лишится всего около 0,01% своей массы, так что для звезды такие потери — капля в море. Но даже эта "капля" имеет последствия.
Гравитация Солнца удерживает объекты Солнечной системы на орбитах. Чем меньше масса звезды, тем слабее притяжение — и орбиты начинают медленно, но необратимо расширяться. Земля, например, отдаляется от Солнца со скоростью около 1–2 сантиметра в год.
Спасет ли это планету?
Примерно через пять миллиардов лет, когда запасы водорода в солнечном ядре подойдут к концу, звезда начнет превращаться в красного гиганта, стремительно расширяясь и сбрасывая свои внешние оболочки. Может показаться, что миграция Земли должна обеспечить спасение от столь катастрофических изменений, но... к сожалению, это не поможет.
Раздувающееся Солнце поглотит Меркурий, Венеру и, вероятно, достигнет земной орбиты, которая к тому времени "уползет" всего на 50–100 тысяч километров от ее нынешнего положения.
Что будет с Землей?
Даже если Земля физически не будет поглощена умирающим Солнцем, условия на ней станут адскими задолго до финала.
Примерно через миллиард лет океаны начнут испаряться, атмосфера разрушится, поверхность раскалится. Практически вся жизнь — кроме каких-нибудь экстремофилов, живущих глубоко под поверхностью — исчезнет намного раньше, чем Солнце достигнет максимального размера.
"Ничто не вечно, немногое долговечно, конец у вещей различный, но все, что имеет начало, имеет и конец", — писал римский философ Луций Анней Сенека.
NGC 6872 — самая большая известная спиральная галактика в наблюдаемой Вселенной, раскинувшаяся на 717 000 световых лет. Для сравнения: наш Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет.
Эта галактика находится в созвездии Павлина на расстоянии примерно 212 миллионов световых лет от Земли. Ее гигантские размеры — результат гравитационного взаимодействия с соседней галактикой IC 4970 (сверху), которая растянула спиральные рукава NGC 6872, придав им нетипичную форму.
Поэтому, несмотря на колоссальные размеры, по массе NGC 6872 не выделяется на фоне крупных спиральных галактик вроде нашей. Большая часть ее "объема" приходится на чрезвычайно разреженные газовые потоки и области молодых звезд.
Изображение было получено 1 октября 2014 года наземным Очень большим телескопом (VLT), находящимся под управлением Европейской южной обсерватории (ESO).
Меркурий — одно из самых враждебных мест в Солнечной системе. Днем поверхность планеты разогревается до 430 градусов Цельсия (достаточно, чтобы расплавить цинк), а ночью остывает до −170. Атмосфера крайне разреженная, магнитное поле слабое (около 1% от земного) — защиты от космической радиации почти нет. Но при этом Меркурий может быть обитаемым.
Ученые из Планетологического института в штате Аризона, анализируя архивные данные, обнаружили на ближайшей к Солнцу планете нечто неожиданное — соляные ледники, которые могут стать убежищем для жизни.
Неожиданная находка MESSENGER
Космический аппарат NASA MESSENGER, изучавший Меркурий с 18 марта 2011 года до 30 апреля 2015 года, нашел на планете такие летучие соединения, как калий, натрий, сера и хлор, которые, как предполагали ученые, за более чем 4,5 миллиарда лет должны были полностью улетучиться из-за чудовищных порывов солнечного ветра, чрезвычайно разреженной атмосферы и низкой гравитации. Однако соединения, определенно, присутствуют.
Поиски источников летучих соединений привели исследователей к 263-километровому кратеру Радитлади в северном полушарии и области Бореалис, находящейся там же. Анализ данных показал, что летучие соединения "заперты" в гигантских подповерхностных ледниках. Когда в те места попадают астероиды, то происходит частичное обнажение ледников, из которых высвобождаются летучие соединения, временно насыщающие атмосферу.
Появление соляных ледников
Авторы исследования предполагают, что в далеком прошлом Меркурий был совсем другим миром. Вулканы выбрасывали водяные пары, содержащие соли, которые конденсировались во временные водоемы. Вода быстро испарялась, но соли оставались; за миллионы и миллионы лет этот повторяющийся процесс привел к появлению многослойных солевых отложений — соляных ледников.
Примечательно, что похожие места есть на Земле в пустыне Атакама в Чили. И там, несмотря на экстремальные условия, процветают микроорганизмы, которые научились выживать в концентрированных соляных растворах.
"Специфические солевые соединения создают пригодные для жизни ниши даже в самых суровых условиях, — комментирует Алексис Родригес, ведущий автор исследования. — Это заставляет нас задуматься о возможности существования на Меркурии подповерхностных областей, которые могут быть более гостеприимными, чем его суровая поверхность".
В ноябре 2026 года к Меркурию прибудет зонд BepiColombo (совместная европейско-японская миссия), оснащенный продвинутыми инструментами, которые будут задействованы для изучения соляных ледников. Это позволит проверить гипотезу о потенциальной обитаемости самой маленькой планеты Солнечной системы.
Недавняя оценка данных, полученных с помощью космического телескопа NASA "Кеплер", запущенного 6 марта 2009 года специально для поиска экзопланет (планет вне Солнечной системы), рисует впечатляющую картину: в Млечном Пути могут существовать сотни миллионов планет, которые попадают в категорию "потенциально обитаемых" — то есть похожих на Землю по размеру и находящихся в обитаемой зоне своих звезд. По наиболее консервативным подсчетам число таких миров составляет 300 миллионов.
Во-первых, расстояние до родительской звезды. Обитаемая зона (ее часто называют "зоной Златовласки") — это диапазон орбит, где при подходящих условиях на поверхности небесного тела может стабильно присутствовать жидкая вода. Но важно понимать, что нахождение в этой зоне не гарантирует, что жидкая вода там действительно есть. Все решают детали — атмосфера, давление, состав самой планеты, облачность, геологические особенности. Яркий пример — Марс. Он находится на внешней границе зоны обитаемости Солнечной системы, но жидкой воды на поверхности давно нет.Во-вторых, тип звезды. Особое внимание уделяется звездам класса G, похожим на наше Солнце. Связано это с тем, что они демонстрируют продолжительную — даже по космическим меркам — стабильность, а значит, обеспечивают более устойчивый климат на планетах. Плюс у нас есть готовый "эталон" для сравнения: мы точно знаем, что при таких условиях жизнь однажды уже возникла. Наблюдения вкупе с моделированием показывают, что около 18–22% солнцеподобных звезд располагают "землеподобными" планетами в обитаемой зоне."Зачем астрономы вообще охотятся за водой? Может быть, жизнь способна зародиться и существовать без нее", — скажет диванный эксперт широкого профиля.Нафантазировать можно многое, но в поисках полезно учитывать реальный опыт (жизнь на Земле). Исходя из него, вода — ключевой фактор для жизни, потому что это универсальный и самый распространенный во Вселенной растворитель: в жидкой воде проще всего протекают химические реакции, из которых могут складываться сложные органические структуры.
Но даже факт обнаружения землеподобной экзопланеты с морями и океанами, вращающейся в обитаемой зоне вокруг солнцеподобной звезды, не будет означать, что "там точно кто-то живет". Такой объект будет рассматриваться лишь как "потенциально обитаемый".Самое приятное в исследовании то, что часть таких миров может быть на относительно небольшом расстоянии от нас: оценки допускают несколько кандидатов в пределах примерно 30 световых лет. И именно они станут главными целями для телескопов будущего, которые смогут детально анализировать химический состав их атмосфер и, возможно, даже построить карты распределения температур и облачности.
Представьте себе объект, который был свидетелем рассвета мироздания, когда первые звезды только начинали зажигаться, "прорезая" своими лучами кромешную тьму. И это не какая-то очень далекая галактика, которую можно разглядеть только с помощью самых продвинутых космических телескопов, а древнейший звездный сгусток — из таких когда-то собирались галактики.
Речь идет о шаровом скоплении M 15 (NGC 7078), расположенном в Млечном Пути, на расстоянии около 36 000 световых лет от нас в направлении созвездия Пегаса. Данное скопление — космическая капсула времени, несущая в себе секреты юной Вселенной, которые до сих пор не дают покоя астрономам.
M 15 — одно из самых плотных и древних скоплений в нашем галактическом окружении. Его возраст составляет примерно 13 миллиардов лет. Для сравнения: возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет. В сферическом объеме скопления, имеющего средний диаметр 175 световых лет, сосредоточены сотни тысяч звезд (по некоторым оценкам, около миллиона). Столь чудовищная плотность приводит к частым взаимодействиям между светилами и создает уникальные условия для изучения звездной эволюции.
Одна из самых интригующих загадок M 15 скрывается в ядре скопления. Наблюдения за движением звезд в центральной области указывают на присутствие массивного, но при этом очень компактного объекта. Ведущая гипотеза гласит, что это черная дыра промежуточной массы — "недостающее звено" между черными дырами звездной массы и сверхмассивными монстрами в "сердцах" галактик. Если это подтвердится, то последующие исследования могут пролить свет на механизм формирования и роста сверхмассивных черных дыр.
Кроме того, в M 15 обнаружено уже девять пульсаров (быстро вращающихся нейтронных звезд-маяков) — для шарового скопления это очень много, и прямое следствие высокой частоты тесных гравитационных взаимодействий в плотном ядре, где часто формируются и "перетасовываются" двойные системы.
M 15 движется по крайне вытянутой (эллиптической) орбите вокруг центра Млечного Пути. Скопление периодически "ныряет" в плотный галактический диск, а затем уносится высоко в разреженное гало — сферическую область, где обитают древнейшие звездные популяции нашей Галактики. Каждое такое прохождение сквозь диск — испытание на прочность, способное вырывать звезды из внешних областей скопления приливными силами.
Химический состав скопления, бедный тяжелыми элементами ("металлами"), говорит о том, что оно сформировалось из первозданного газа ранней Вселенной. Изучая M 15, астрономы обретают возможность заглянуть в эпоху рождения первых звездных систем. Поэтому скопление является ценным объектом для наблюдений, в том числе для таких космических телескопов, как NASA/ESA "Хаббл" и NASA "Джеймс Уэбб".
Внеземная жизнь — если она существует — может не только выглядеть совершенно иначе, но и мыслить, и воспринимать реальность способами, принципиально непостижимыми для нас, бросающими вызов самому понятию "сознание".
Размышления об этой возможности часто выводят к панпсихизму — философской концепции, согласно которой сознание не "возникает" лишь тогда, когда мозг достигает определенного уровня сложности, а является фундаментальным свойством Вселенной, сопоставимым по статусу с такими физическими величинами, как масса или заряд.
Идея, уходящая корнями в античную философию, сегодня вновь привлекает внимание исследователей — во многом потому, что нейронауки по-прежнему не дают удовлетворительного ответа на вопрос о субъективном опыте. Отсюда и формулировка так называемой "трудной проблемы сознания": почему физические процессы в материи — все то, что происходит в мозге, — вообще порождают внутреннюю точку зрения, переживания и ощущение "Я".
Множество сценариев
Сам факт множества конкурирующих объяснений показывает, насколько неопределенной остается природа сознания.
Одна из версий предполагает, что сознание может "возникать" в любой достаточно сложной системе — биологической или небиологической, — даже если для человека его форма будет трудно узнаваемой или вовсе неуловимой.
Согласно другой точке зрения, сознание действительно может быть следствием усложнения мозга — но у людей и у гипотетических разумных инопланетян оно способно различаться настолько радикально, что, даже глядя в одну и ту же сторону, мы будем видеть разные картины. Наши способы интерпретации реальности могут оказаться столь несопоставимыми, что какое-либо взаимопонимание станет попросту невозможным.
Третья гипотеза допускает, что внеземной разум может иметь искусственное происхождение: он мог появиться благодаря прогрессивным предшественникам, которые не просто приняли роль моста между биологической и синтетической жизнью, но и сыграли ее блестяще. Тогда искусственное сознание могло бы принимать формы, совершенно не похожие на живые организмы: от независимых друг от друга единиц до распределенных "нетвердых" структур — своего рода модернизированной нервной системы планетарного масштаба. И в этом случае одним из немногих инструментов для контакта могла бы остаться математика — универсальный язык самой Вселенной.
Иногда в этот ряд добавляют и более спекулятивные идеи — телепатию и другие "пси"-феномены. В рамках стандартного физикализма сознание рассматривают как продукт физических процессов в мозге, поэтому любые "необычные" способы обмена информацией, не сводимые к известным каналам и механизмам, встречают максимальный скепсис. Панпсихизм же — по крайней мере на уровне допущения — оставляет таким сценариям больше теоретического пространства, хотя это само по себе не делает их истинными и не заменяет эмпирических доказательств. Но если во Вселенной действительно возможны формы разума, взаимодействующие через нечто вроде "телепатии", то контакт с ними для нас, вероятно, окажется принципиально недостижимым.
Скептическая позиция
Более осторожный подход предполагает, что сознание, вероятно, появилось не потому, что оно "вшито" в ткань реальности, а потому, что повышало шансы на выживание и улучшало принятие решений.
С этой точки зрения, для возникновения интеллекта, способного к устойчивой коммуникации, все равно потребуется организованный механизм обработки информации — мозг или его функциональный аналог. И даже если во Вселенной существует огромное число носителей сознания, обнаружить мы сможем лишь тех, кто оставляет считываемые для нас следы: строит радиотелескопы, создает техносигнатуры вроде радиопередач или возводит крупномасштабные структуры наподобие сферы Дайсона.
В конечном счете ключевым может оказаться не вопрос "одни ли мы во Вселенной", а то, располагаем ли мы концептуальными и технологическими средствами, чтобы распознавать и понимать формы сознания, радикально отличные от человеческого опыта. Представьте такой сценарий: мы годами получаем сигналы от внеземной цивилизации — но либо не умеем распознать в них "разумность", либо предпочитаем считать их "природным явлением", потому что так проще и спокойнее.
Когда инструменты марсохода NASA Curiosity, находящегося на Красной планете с 6 августа 2012 года, зафиксировали в разреженной атмосфере присутствие молекулярного кислорода (O2), это стало неожиданностью.
Сегодня известно, что на кислород приходится всего около 0,13–0,16% от объема марсианской атмосферы, состоящей на 95% из углекислого газа (CO2). Это ничтожно мало по земным меркам, но факт его присутствия заслуживает особого внимания.Итак, откуда на холодной и сухой планете, где нет ни растений, ни водорослей, ни каких-либо других организмов*, способных к фотосинтезу, взялся O2, запасы которого пополняются?*По сей день никаких убедительных доказательств существования жизни на Марсе нет. Поэтому исходим из этого факта.
Фотохимия атмосферы
Исследования показывают, что основным источником кислорода на Марсе являются фотохимические процессы, протекающие в верхних слоях атмосферы. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца молекулы CO2 и небольшого количества водяного пара (H2O) распадаются, высвобождая атомы кислорода. Часть этих атомов ненадолго объединяется в молекулы O2, которые после череды фотохимических реакций снова оказываются связанными в составе CO2.Данная модель прекрасно объясняет присутствие кислорода в марсианской атмосфере. На этом можно было бы и закончить статью, но...
Загадочные сезонные колебания
В 2019 году Curiosity, продолжая свою работу в кратере Гейла, обнаружил, что колебания уровня кислорода в атмосфере демонстрируют более сильную сезонную зависимость, чем предсказывает фотохимическая модель. Так, в весенне-летний период уровень O2 возрастает почти на 30%, а осенью и зимой возвращается к исходным значениям.В попытках объяснить эту аномалию ученые выдвинули две гипотезы:
Роль марсианского грунта
Марсианский реголит насыщен перхлоратами — солями, содержащими кислород в связанном виде. Лабораторные эксперименты вкупе с моделированием показывают, что под воздействием радиации такие соединения могут разлагаться, высвобождая реакционноспособные кислородсодержащие продукты, включая молекулярный кислород.
Пока доподлинно неизвестно, может ли этот механизм полностью объяснить наблюдаемую сезонность, но на роль потенциального источника "дополнительного" кислорода он определенно подходит.
Подповерхностная вода и радиолиз
Вторая гипотеза связана с залежами подповерхностного льда и возможным наличием карманов с рассолами — локальных скоплений воды с очень высокой концентрацией растворенных солей, что позволяет ей оставаться жидкой даже при очень низких температурах.Учитывая, что Марс лишен надежной магнитосферы и плотной атмосферы, поверхности достигает большое количество космической радиации, которая, проникая в грунт, способна расщеплять молекулы воды — процесс, известный как радиолиз. В результате образуются кислородсодержащие соединения, способные вносить вклад в наблюдаемую сезонную изменчивость кислорода в атмосфере Марса.Однако прямых доказательств того, что именно этот процесс заметно влияет на сезонное содержание O2 в атмосфере Марса, пока нет.
Может быть, это жизнь?
Несмотря на то, что традиционно кислород считается одним из лучших биомаркеров, на Марсе его концентрации крайне малы, чтобы приписывать ему биологическое происхождение. То, что было зафиксировано, без проблем укладывается в "абиогенные рамки" — фотохимия, поверхностная и радиационная химия.
Поэтому интерес ученых вызывает не сам факт присутствия O2, а его необычное поведение. Понимание этого механизма позволит лучше понять химические процессы, происходящие на Красной планете сегодня. Следовательно, это поможет уточнить оценки того, насколько Марс вообще мог быть пригоден для жизни в прошлом.В конце концов, поиски возможных следов марсианской жизни должны начинаться с понимания того, располагала ли когда-нибудь планета-соседка условиями, подходящими для ее зарождения. И пока однозначного ответа нет.
На снимке — цветение сакуры под звездным небом Японии, запечатленное в 2015 году. История дерева, часть которого видна на переднем плане, отличается от обычного жизненного цикла его "сородичей".
В 2008 году семя будущего дерева отправили на Международную космическую станцию (МКС). Там оно провело около восьми месяцев — в условиях микрогравитации и при повышенном по сравнению с Землей уровне радиации.
По возвращении на Землю семя посадили, и спустя годы из него выросло внешне вполне обычное дерево. Никаких светящихся листьев, обжигающей коры или специфического "космического" облика. И именно это представляет научный интерес.
Подобные эксперименты проводят не ради красивых историй. Растения — удобная модель для изучения того, как живые организмы реагируют на экстремальный стресс. Космос — суровая среда, и даже нахождение на борту МКС не сводит к нулю негативное воздействие факторов, способных влиять на деление клеток, работу генов и развитие тканей.
Даже если внешне растение не отличается от тех, что никогда не покидали планету, изменения могут скрываться глубже — в скорости роста, структуре клеток или регуляции генов. Сравнивая "космические" растения с обычными, ученые получают данные о том, насколько в принципе жизнь устойчива к выходу за пределы Земли. Сакура, ставшая центральной фигурой снимка, показала, что пребывание семени в космосе в течение довольно длительного времени не оказало заметного влияния на последующее развитие растения.
Такие эксперименты важны и с практической точки зрения. Если человечество когда-нибудь построит научные базы на Марсе, то продукты питания придется выращивать на месте. Не секрет, что условия на Красной планете сильно отличаются от земных. Гравитация там ниже, уровень радиации значительно выше, продолжительность суток и сезонные циклы иные. Все это будет оказывать непредсказуемое влияние на рост растений, обмен веществ и работу клеток. Поэтому любые эксперименты, которые показывают, как живые организмы реагируют на непривычную среду, имеют практическую ценность.
История этой сакуры, побывавшей в космосе, — это небольшой, но важный шаг в понимании того, сможет ли однажды земная жизнь укорениться за пределами нашей планеты.
В XIX веке астрономы столкнулись с проблемой, которая выглядела как мелкая погрешность, но вела к далеко идущим выводам. Наблюдения показывали, что орбита Меркурия медленно поворачивается в пространстве: точка перигелия смещается примерно на 574 угловые секунды за столетие. Однако ньютоновская (классическая) механика предсказывала смещение на 531 угловую секунду, связанное с гравитационным влиянием других планет Солнечной системы.
Оставшийся "хвостик" в 43 угловые секунды за столетие некоторые ученые того времени связали с еще одним источником тяготения, который пока никому не удавалось наблюдать напрямую. Так родилась гипотеза о планете Вулкан — невидимом теле между Солнцем и Меркурием. Объяснение звучало довольно убедительно: планета небольшая, наблюдать ее трудно из-за яркости Солнца, но когда появятся новые телескопы и более чувствительные инструменты, существование Вулкана непременно будет подтверждено.
Впрочем, далеко не все пытливые умы человечества разделяли эту концепцию. Появилась более смелая мысль: возможно, проблема не в "скрытой планете", а в том, что наша теория гравитации в ее классическом виде может быть неполной.
Ответ был найден уже в XX веке. Общая теория относительности Альберта Эйнштейна дала естественное объяснение аномалии: возле массивного тела (Солнца) пространство-время искривляется, и орбита планеты (Меркурия) прецессирует сильнее, чем предсказывает ньютоновская модель. Те "лишние" 43 угловые секунды за столетие оказались не доказательством существования еще одной планеты, а прямым эффектом релятивистской гравитации, в рамках которой гравитация рассматривается не как сила, а как результат кривизны пространства-времени, вызванной массой-энергией.
Что между Солнцем и Меркурием на самом деле
Планеты Вулкан не существует, но это не значит, что пространство между Солнцем и Меркурием должно быть абсолютно стерильным. Теоретически внутри орбиты Меркурия есть область динамической устойчивости, где могли бы существовать "вулканоиды" — небольшие астероиды, вращающиеся на относительно безопасном расстоянии от светила.
Их искали в данных космических аппаратов и специализированных солнечных обсерваторий, но ничего массивного не нашли. Современная астрономия исключает существование вулканоидов диаметром более шести километров, поэтому если между Меркурием и Солнцем что-то и вращается, то это очень малые небесные тела, которые просто теряются в солнечной засветке.
История Вулкана — важное напоминание: если наблюдения не сходятся с расчетами, не нужно торопиться с радикальными объяснениями. Иногда это говорит о том, что теория, находящаяся у нас на вооружении, описывает реальность не полностью и требует пересмотра.
Яркий пример — наблюдения космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", который обнаружил "невозможные" зрелые галактики в ранней Вселенной. Это не доказательство того, что Большого взрыва не было, но серьезный аргумент в пользу того, что наше понимание зарождения и эволюции галактик нуждается в уточнении.
Примерно так моряки прошлых веков описывали кракена — чудовище, которое якобы всплывало из морской пучины, сеяло первобытный ужас и утягивало суда на дно. Тут уже не помогали ни опыт, ни закалка — судьба людей оказывалась в щупальцах монстра.
Но насколько такие истории правдивы? Может ли в Мировом океане скрываться нечто подобное с точки зрения современной биологии?
Важно признать, что глубины Мирового океана крайне сложно изучать. По мере погружения давление растет лавинообразно: на нескольких километрах — уже сотни атмосфер, температура падает, видимость почти нулевая, а пространства — колоссальные. Несмотря на это ученые каждый год описывают сотни новых видов, и среди них порой встречаются существа, которые выглядят так, будто сбежали со страниц фантастики.
Что нужно, чтобы вырасти до гигантских размеров?
Гигантизм — нормальное природное явление. Чтобы животное могло стать огромным, ему нужны:
Стабильный доступ к большому количеству пищи;
Среда, в которой не просто удобно, но и выгодно иметь крупное тело;
Возможность свободно перемещаться и охотиться;
Отсутствие жесткой конкуренции в занимаемой нише.
В глубинах океана часть этих факторов действительно имеется. Низкие температуры замедляют обмен веществ у многих организмов, а особенности глубинной среды иногда "подталкивают" эволюцию к порождению крупных форм. Поэтому открытие огромных животных в бездне Мирового океана не удивляет ученых.
Почему мы почти не видим таких созданий
Главная проблема не в том, что их не существует, а в том, что их трудно запечатлеть. Погружаемые аппараты и камеры ограничены по времени работы и глубине, текущее финансирование океанологии часто позволяет исследовать лишь ничтожную часть океана, да и гигантские обитатели могут быть редкими и избегать источников света и шума.
И все же прогресс идет. В начале XXI века ученым впервые удалось наблюдать живого гигантского кальмара в естественной среде, а позже находили других крупных морских обитателей, подтверждающих, что "монстры" из легенд моряков имеют реальный прототип.
Наиболее правдоподобное объяснение заключается в том, что рассказы о кракене родились из встреч с гигантскими кальмарами. В шторм, при плохой видимости, среди обломков, пены, ревущего ветра и ударов волн любой контакт с крупным животным мог легко превратиться в историю, которая с каждым пересказом в портовом пабе становилась все более жуткой.
Открытый океан — неестественная для человека среда. И когда в условиях прямой угрозы жизни мы сталкиваемся с чем-то совершенно непривычным, мозг начинает достраивать картину: усиливает детали, преувеличивает масштаб и превращает увиденное в образ чудовища (проще говоря, у страха глаза велики).
Может ли быть "кракен больше синего кита"
Вот тут начинается область ограничений. Существо, превосходящее по размеру синего кита (длина взрослых особей может превышать 33 метра), должно потреблять колоссальное количество энергии. Даже если оно живет в холодной воде и его метаболизм сильно замедлен, ему все равно нужно регулярно находить очень много пищи.
Кроме того, возникает проблема механики: у мягкотелого животного нет жесткого "каркаса", поэтому чем больше оно становится, тем труднее ему сохранять форму и эффективно двигаться — ткани начинают испытывать огромные нагрузки при рывках, маневрах и захвате добычи. Например, резкий бросок в сторону косяка рыб мог бы закончиться травмами и потерей части щупалец.
Другими словами, такой кракен не смог бы эффективно охотиться, а значит — обеспечивать себя энергией. Поэтому подобный вид не удержался бы в природе достаточно долго, чтобы дождаться первых моряков в открытых водах.
Так что кракен как обитатель морских глубин чудовищного размера, поднимающий корабли, почти наверняка — выдумка. Но эта легенда скорее не о конкретном животном, а о первобытной тревоге перед неизвестным: где-то там, под километровой толщей воды, есть нечто, с чем мы еще никогда не сталкивались.
Интересный факт
Современные технологии повышают шансы находить крупных и редких обитателей Мирового океана: глубоководные беспилотные аппараты, автономные камеры, акустическое наблюдение, анализ ДНК из проб воды и обработка массивов данных с помощью ИИ позволяют выявлять следы присутствия видов до их прямого обнаружения.
Это фигуры с постоянной шириной кривой или многоугольники Рёло. Эти стильные металлические фигуры кажутся угловатыми, но если сверху положить любую плоскую поверхность и начать её перемещать, она будет двигаться параллельно столу.
К сожалению, мы никогда не достигали ядра Земли (и, скорее всего, никогда не достигнем), но мы многое знаем о его строении, так как располагаем замечательной наукой под названием сейсмология, а также данными гравиметрии, геомагнетизма, геохимии и лабораторных экспериментов при экстремальных давлениях.
Помимо этого, часть важных знаний о внутреннем устройстве нашей планеты мы получили благодаря подповерхностным ядерным испытаниям в период Холодной войны, которые снабдили ученых "спровоцированными" сейсмическими сигналами.
Сегодня мы можем с уверенностью сказать, что внешнее ядро Земли расплавлено, а внутреннее — твердое. Кроме того, исходя из наших знаний о распространенности химических элементов во Вселенной и о том, что с ними происходит при определенных условиях, мы знаем, что ядро состоит преимущественно из железа, которое находится под гигантским давлением.
Имеющиеся данные указывают на то, что температура земного ядра составляет примерно 6 000 градусов (тут и далее температура в градусах Цельсия), что делает его даже горячее солнечной поверхности (около 5 500 градусов). От поверхности Земли ядро отделяют порядка 3 000 километров — если бы наше светило оказалось так близко, оно тут же бы испепелило планету.
Почему же тогда более горячее ядро Земли за 4,6 миллиарда лет не расплавило ни планету, ни ее обитателей?
Ядро изолировано от поверхности огромной толщей мантии, состоящей в основном из твердых горячих горных пород, которые "текут" (мантийная конвекция) со скоростью в несколько сантиметров в год.
Несмотря на огромную температуру ядра, тепло из глубин поднимается к поверхности крайне неэффективно, так как породы плохо проводят его, а перенос за счет медленной мантийной конвекции занимает колоссальное время. Поэтому в данном случае важна не только температура ядра, но и то, сколько тепловой энергии может быть передано наружу и с какой скоростью.
В результате до поверхности доходит слишком маленький "поток" тепловой энергии, чтобы прогреть всю планету до температур плавления: Земля просто медленно теряет тепло (оно уходит в космос), а не "закипает" изнутри. При этом мантия не "плавится снизу" так, чтобы расплав постепенно поднимался все выше. В глубине давление повышает температуру плавления пород, поэтому даже при высоких температурах нижняя мантия в основном остается твердой. А там, где расплав все же появляется, он обычно не накапливается: поднимаясь, он попадает в более холодные области и частично кристаллизуется. В итоге в недрах Земли не существует "роста" океана расплава снизу вверх — возникают лишь отдельные зоны частичного плавления.
Искра бенгальского огня может иметь температуру в 1 500 градусов, но если она случайно попадет в вас, то вы, скорее всего, даже не почувствуете этого. А вот погружение в ванну с кипятком (каких-то 100 градусов) стало бы фатальным для большинства обитателей Земли, потому что у воды большая масса и теплоемкость — она успевает передать много энергии.
Тот же принцип и с Землей: "печка" спрятана очень глубоко, и тепло наружу просачивается постепенно — через конвекцию в мантии и теплопроводность пород. Поэтому планета не плавится, а медленно остывает.
Это не просто газопылевое облако в космосе, а то, что осталось от звезды, которая когда-то была похожа на Солнце: на исходе жизни она сбросила внешние слои, обнажив свое раскаленное ядро, которое начало "дожигать" окружающий материал своим мощным излучением.
Обнаженное ядро, расположенное в центре туманности, представляет собой белый карлик — самый горячий из известных с температурой поверхности около 200 000 градусов Цельсия. Для сравнения: температура поверхности Солнца около 5 500 градусов.
Этот раскаленный остаток, чья светимость в 1 100 раз превосходит солнечную, и делает туманность видимой: ультрафиолетовое излучение ионизирует выброшенный газ, из-за чего он начинает светиться.
Форма NGC 2440 не похожа на аккуратный "пузырь". Туманность сложная, асимметричная, местами словно "рваная", встречаются узлы и неравномерные струи. Связано это с тем, что звезда сбросила свои оболочки не за один заход: выбросы происходили импульсами и каждый раз в разных направлениях — поэтому туманность выглядит хаотично.
Исследование таких объектов имеет огромную ценность для прогнозирования будущего Солнечной системы. Дело в том, что мы не можем проследить эволюцию одной и той же звезды от ее рождения до гибели — жизненный цикл занимает миллиарды лет. Но солнцеподобные звезды во Вселенной представлены на разных этапах жизни: где-то они только начали "разгораться", где-то пребывают в стабильном состоянии, где-то уже раздуваются в красные гиганты, а где-то, как здесь, завершили свой эволюционный путь и оставили после себя планетарную туманность с белым карликом.
И вот, объединяя такие "кадры", полученные из разных уголков Млечного Пути, мы фактически воссоздаем хронологию событий и понимаем, какое будущее ждет наше Солнце. Пока оно находится на главной последовательности, каждый миллиард лет его светимость будет увеличиваться примерно на 10%. Уже при таком росте Земля со временем станет непригодной для жизни*, хотя простейшие организмы, скрывающиеся глубоко под поверхностью, будут продолжать существовать еще несколько миллиардов лет.
*Эволюция Солнца приведет к сильному повышению температуры на Земле, испарению всех водоемов, включая Мировой океан, и последующему росту температуры из-за усиления парникового эффекта. Земля станет подобием Венеры.
Затем, когда запасы водорода в светиле начнут заканчиваться, ядро сожмется и разогреется еще сильнее, а внешние слои звезды начнут раздуваться — Солнце перейдет в фазу красного гиганта примерно через 5–6 миллиардов лет. Это приведет к поглощению Меркурия и Венеры, хотя Земля в физическом плане может уцелеть. Затем Солнце сбросит оставшиеся оболочки, а излучение со стороны ядра ионизирует выброшенный газ, заставив его ярко светиться. Примерно через 10–50 тысяч лет окружающее облако газа станет слишком разреженным и перестанет быть видимым. И тогда на месте Солнца останется лишь медленно остывающий белый карлик.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
