Журнал "Космический док": выпуск от 10.8.17

Важный тип молекул, из которых может быть сформирован органический материал сложного состава, обнаружен в «дымчатой» верхней атмосфере Титана командой ученых из Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL), Великобритания, в рамках международной миссии Cassini-Huygens («Кассини-Гюйгенс»).

В этом исследовании ученые идентифицировали молекулы, называемые отрицательно заряженными цепочками углеводородов, в атмосфере Титана, крупнейшего спутника Сатурна. Эти линейные молекулы могут представлять собой «строительные кирпичики» для более сложных молекул и могли являться основой для ранних форм жизни на Земле.

Команда сообщает, что открытие этих длинноцепочечных карбанионов оказалось весьма неожиданным, поскольку они имеют очень высокую реакционную способность и не могут существовать долго в атмосфере Титана, не соединяясь с другими материалами. Это открытие заставляет нас по-новому взглянуть на «дымчатую» атмосферу этого спутника Сатурна.

Эти измерения были сделаны при помощи плазменного спектрометра зонда Cassini под названием CAPS при пролете зонда через верхние слои атмосферы Титана на высоте 950-1300 километров над поверхностью.

Интересно, что эти данные показывают также уменьшение числа отрицательно заряженных цепочек углеводородов ближе к поверхности Титана, где наблюдается рост числа химических предшественников более крупных молекул органических аэрозолей. Это может указывать на тесную связь между этими двумя видами молекул, в соответствии с которой карбанионы могут объединяться в более крупные молекулы и «падать» к поверхности – что объясняет происхождение знаменитой органической «дымки» Титана, наблюдаемой на многих снимках, сделанных при помощи зонда Cassini.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal; главный автор Рави Десай (Ravi Desai) из UCL.


Как правило, в центральной части подавляющего числа крупных галактик наблюдается присутствие сверхмассивных черных дыр, масса которых может достигать суммарной массы миллиарда Солнц. Что приводит к их зарождению до сих пор точно пока неизвестно. Одной из самых первых «догадок» причины их образования был гравитационный коллапс звезд с последующим слиянием подобных крупных объектов.

Однако, после первых же наблюдений за галактиками Вселенной, было обнаружено, что в их центре могут находиться черные дыры, намного превышающие своей массой массу миллиона Солнц. В случае, если при своем рождении они были меньших размеров, «вымахать» до нынешних они бы просто не успели. Именно это заставило многих ученых думать, что образуются такие сверхмассивные черные дыры совершенно по другому, «экзотическому» сценарию – вследствие коллапса гигантских облаков из «чистого» атомарного водорода, или за счет сгустком темной материи.

По мнению современных астрономов, зарождение подобных объектов пришлось на период последних этапов «взросления» нашей Вселенной. А «прародителями» их были так называемые примордиальные черные дыры неизвестного происхождения, занявшие место между обычными и сверхмассивными черными дырами. Ученые оценили их массу на тот момент в промежутке от нескольких десятков тысяч до нескольких сотен тысяч масс Солнца. На сегодняшний день было обнаружено около десяти «претендентов» на звание подобных «зародышей» черных дыр.

Российские астрономы из МГУ и Академии наук – Александр Долгов и Константин Постнов занимались изучением того, насколько часто происходило возникновение подобных черных дыр перед тем, как вспыхнули самые первые звездные скопления в только «родившейся» Вселенной, и выяснили, что такие «зародыши» в образовании галактик сыграли далеко не «второстепенную» роль.

По результатам их расчетов, во времена «новорожденной» Вселенной огромное количество подобного рода объектов могло образоваться в десятки, а то и в сотни тысяч раз больше числа существующих всего галактик. Такого «избытка» было вполне достаточно для формирования в самых отдаленных уголках галактик древнейших звездных скоплений, в которых были обнаружены уже известные примордиальные черные дыры.

Сейчас ученые считают, что вокруг этих шаровых скоплений, своеобразных «зародышей», тогда происходило формирование всех ядер эллиптических и спиральных галактик. Из-за их огромной численности, предположительно, обитающие в их центре черные дыры, могли значительно повлиять на размеры галактик, на то, какова будет их форма и масса – облик, одним словом.

Основываясь на данную теорию, Долгов и Постнов наблюдали за изменением формы галактики в зависимости от количества в ее центре шаровых скоплений и массы черных дыр. Кроме того, как «повлияет» на это увеличение или уменьшение массы «бублика» из темной материи на ее окраинах. В итоге они увидели, насколько колоссальным оказалось их «влияние» - даже при отсутствии «бублика» темной материи, эллиптические и спиральные галактики формировались буквально «принудительно». Это, как объясняют сами ученые, раскрывает тайну огромной массы ранних галактик и присутствия в их центре черных дыр - «тяжеловесов».


Коричневые карлики представляют собой «неудавшиеся» звезды. Их массы настолько малы (менее 80 масс Юпитера), что температура в их недрах не достигает примерно 10 миллионов Кельвинов, необходимых для устойчивого термоядерного горения водорода (горение водорода является источником энергии Солнца, на поверхности которого температура достигает 5400 Кельвинов).

Температуры у поверхностей и свойства коричневых карликов зависят от их точной массы и возраста и изменяются в диапазоне от нескольких тысяч градусов до всего лишь 200 Кельвинов (что сравнимо с температурой на поверхности Земли). Самые горячие коричневые карлики относят к спектральному классу L, менее горячие – к классу T, а самые холодные – к спектральному классу Y. При таких невысоких температурах у поверхности коричневые карлики являются очень тусклыми, поэтому, несмотря на то, что число коричневых карликов во Вселенной, как считают некоторые ученые, сравнимо с числом звезд, тем не менее, эти неудавшиеся звезды являются намного менее изученными, по сравнению с их «старшими сестрами» - нормальными звездами.

Миссия НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), которая отличается высокой чувствительностью к излучению, идущему от холодных объектов, открыла спектральный класс Y коричневых карликов в 2011 г., и сегодня нам известны 24 представителя этого класса.

Астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, Кэролин Морли (Caroline Morley) и ее коллеги при помощи космического телескопа НАСА «Спитцер» (Spitzer) и обсерватории «Джемини» (Gemini), а также других обсерваторий, уточнили в новом исследовании расстояния до этих объектов, их светимости, цвета и спектральные характеристики, а затем сравнили полученные данные с современными моделями.

Исследователи определили массы и возраст для двадцати двух из этих объектов и подтвердили, что по крайней мере для относительно теплых коричневых карликов спектрального класса Y (температура порядка 450 Кельвинов) с наблюдениями лучше согласуется модель, не предполагающая наличия облаков.


В советской космической программе, беспилотными посадочными (в Т.Ч. и методом "жёсткой посадки") аппаратами в качестве знака очередной победы советской науки над космическим пространством использовались вымпелы. Эти небольшие "значки", изготовленные из тугоплавких и устойчивых к повреждениям материалов до сих пор там, далеко от нас, являются знамёнами невероятных, ныне практически легендарных завоеваний эпохи космической гонки.

(ВНИМАНИЕ, СПОЙЛЕР ОЧЕНЬ ТЯЖЁЛЫЙ, МОЖЕТ СОЖРАТЬ ВЕСЬ ТРАФИК В ОДИН КЛИК)