Неземной телеграм / Астроном Сурдин

Как получить энергию больше, чем у Солнца? Сможем ли мы управлять термоядерным синтезом? И что нам для этого не хватает? В новом выпуске «Вселенной Плюс» секреты термоядерного синтеза обсуждают физик Алексей Семихатов, астроном Владимир Сурдин и физик-ядерщик Евгений Широков. Поставьте под видео лайк (так вы помогаете распространению научных знаний) и смотрите: https://www.youtube.com/watch?v=YFHoSjji5wA https://www.youtube.com/watch?v=YFHoSjji5wA https://www.youtube.com/watch?v=YFHoSjji5wA

Метеорит под атомным микроскопом Метеориты часто называют химическими капсулами времени: в них законсервировано вещество эпохи, когда Солнечная система только формировалась. Учёные заглянули в две такие капсулы — вплоть до отдельных молекул. Это знаменитый Мурчисон, упавший в Австралии в 1969 году, и Агуас-Саркас, который упал в Коста-Рике в 2019-м. Секрет состоит в связке двух очень разных инструментов. Крошечные кусочки метеоритов взяли, растворили и отправили в масс-спектрометр ионного циклотронного резонанса с магнитом на 21 тесла. Он нашёл в каждом образце десятки тысяч углеродных молекулярных составов. Но это именно формулы: молекулы разного устройства бывают собраны из одного набора атомов, как анаграммы из одних и тех же букв. Поэтому дальше в дело вступил бесконтактный атомно-силовой микроскоп. Сверхострый зонд замирает над молекулой и по силам взаимодействия восстанавливает её структуру. На один такой снимок уходят дни, а то и месяцы, и к метеоритам этот метод применили всего в третий раз. Оба метеорита относятся к одному семейству богатых углеродом и внешне похожи, но их молекулярные «отпечатки» совпали лишь в небольшой части. Значит, их родительские астероиды развивались в разной химической среде — могли по-разному нагреваться и реагировать с водой. Это ещё одно свидетельство того, что ранняя Солнечная система была химически неоднородной. Доказательством того, что жизнь или её прямые предшественники пришли с такими метеоритами, работа не служит. Она только показывает, насколько химически богатым бывает внеземное вещество. А Мурчисон и сам по себе реликвия: авторы оценивают его возраст минимум в 5,5 млрд лет, то есть он старше Земли. @nezemnoy_telegram

12 лет в подарок для «Роман» На первую коррекцию курса космическому телескопу имени Нэнси Грейс Роман выделили 200 кг топлива. Трёхминутный манёвр 31 августа выполнили с точностью выше 99% и израсходовали всего 18 кг. Эта экономия — одна из причин, по которым NASA пересмотрело срок службы обсерватории. Теперь топлива на борту хватит как минимум на 22 года возможной научной работы. Для «Романа» это ключевой вопрос: топливо — единственный ресурс, который он расходует, и от его запаса зависит длительность миссии. Изначально её рассчитывали на десять лет — пять лет основной программы и пять продлённой. Секрет долголетия не только в удачной коррекции. Запас топлива закладывают по максимальной массе аппарата, ведь за годы проектирования и сборки он то «толстеет», то «худеет». К запуску «Роман» весил 8056 кг вместо 9800 кг по проекту, поэтому баки заправили до предела — больше, чем требовала десятилетняя программа. Одно это может дать ещё около четырёх лет наблюдений. Помог и сам старт. Falcon Heavy, отправивший телескоп в космос 30 августа 2026 года, аккуратно выполнил импульс для ухода с низкой околоземной орбиты. А чем точнее этот манёвр, тем меньше горючего нужно потом. По прогнозу NASA, вторая коррекция и выход на гало-орбиту вокруг точки L2 в начале декабря тоже обойдутся дешевле плана. Дальше хватит периодических включений примерно раз в 28 дней, чтобы удерживать орбиту. В сумме набегает около 12 лишних лет наблюдений. Как их потратят, NASA пока не говорит. Первые пять лет в основном отданы большим обзорам для научного сообщества. Продлённую миссию займут наблюдения сторонних астрономов, и своей очереди уже ждут около 50 кандидатов. Вероятно, дополнительное время во многом уйдёт им. Больше поработает и коронограф — демонстратор технологий для будущей миссии по поиску планет, если он хорошо себя покажет. Кстати, сначала телескоп проектировали с 1,5-метровым зеркалом, а получил он 2,4-метровое, созданное когда-то для спутника-разведчика. @nezemnoy_telegram

Свежий шрам на Луне Весной 2024 года, как считают учёные, в видимую сторону Луны врезался фрагмент астероида или кометы размером с трёх-шестиэтажный дом. Удар такой силы, по оценкам исследователей, случается примерно раз в 132 года, но ни наземные, ни космические телескопы его в реальном времени не заметили. Зато последствия заснял зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) — в мае 2024-го, вскоре после столкновения. Дальше история превратилась в детектив. Широкоугольные снимки LRO затерялись в потоке данных, и новый кратер разглядели на них лишь в августе 2025 года. Осенью зонд отснял его подробнее, а в начале этого года открытие окончательно подтвердили. Воронка с крутыми стенками — около 222 метров в поперечнике и до 43 в глубину. Это больше римского Колизея и втрое больше прежнего рекордсмена, которого LRO нашёл десятилетием раньше. Перед нами крупнейший известный ударный кратер, появившийся в Солнечной системе в наше время. Для NASA, которое готовится строить на Луне базу для астронавтов, это кладезь данных: следующий шаг — прикинуть, насколько велик риск, что выбросы от таких ударов заденут будущие постройки. @nezemnoy_telegram

Curiosity отмечает праздник! Внутри марсианского кратера Гейл возвышается гора Шарп высотой около пяти километров, и марсоход NASA Curiosity сейчас работает в её нижних предгорьях. Именно отсюда пришла новая «открытка» агентства. Камеры смотрят вниз, в сторону дна кратера, а его вал на горизонте угадывается с большим трудом. Остановившись на песчаной гряде с прозвищем «Чоколатал», ровер дважды снял один и тот же пейзаж: 30 августа 2026 года в 9:56 и 2 сентября в 17:39 по местному марсианскому времени. В календаре миссии это 5000-й и 5003-й солы, то есть марсианские сутки. Заодно кадр отмечает 14 лет с тех пор, как Curiosity сел на Марс в 2012 году. Секрет снимка в том, что навигационные камеры марсохода чёрно-белые. Обе панорамы сначала передали на Землю, там совместили, а потом раскрасили: синий тон достался утреннему кадру, жёлтый — послеполуденному. Цвета здесь условные, это художественная интерпретация, которая позволяет свести на одном изображении два разных момента суток. Приём для команды не новый — похожую открытку собирали, например, в ноябре 2021 года. Снимок можно скачать из фотоархива NASA. @nezemnoy_telegram

Радиовспышки как инструмент для тёмной материи Быстрые радиовсплески (FRB) долго были загадкой ради загадки: миллисекундная вспышка приходит из далёкой галактики, и никто толком не понимает, кто её посылает. Сейчас акцент сместился — астрономы предлагают использовать FRB не как объект изучения, а как измерительный прибор. Логика такая. Пока сигнал идёт к нам, он проходит сквозь весь газ, разбросанный между галактиками. Этот газ его слегка «размазывает» по частотам, и по величине искажения можно посчитать, сколько вещества встретилось на пути. Именно так FRB помогают ловить ту самую недостающую барионную материю — обычное вещество, которое по расчётам во Вселенной есть, но увидеть его почти нечем. Астрономы из Калифорнийского технологического института разобрали таким способом 114 всплесков. Есть, правда, проблема. Дело в обратной связи от галактик. Активные ядра и вспышки звездообразования разгоняют газ наружу, разрежают его вокруг галактик и растаскивают вещество на огромные расстояния. В итоге сгустки материи сглаживаются — и, как отмечают авторы, сглаживаются поразительно похоже на то, что предсказывают теории с нейтрино, тёмной энергией или тёмной материей. То есть космологический эффект и обычную астрофизическую «уборку» легко перепутать. Чтобы одно отделить от другого, нужна статистика, а сотня всплесков для этого маловато. Явление, происхождение которого до конца не выяснено, вот-вот станет рабочим инструментом космологии. @nezemnoy_telegram

Городов на Луне, возможно, не будет. Воды не хватит Началось всё с хорошей новости. У лунных полюсов есть десятки кратеров, чьё дно не видело прямого солнечного света около четырёх миллиардов лет. Внутри находятся настоящие «колодцы вечной тьмы». В таком холоде водяной лёд даже в вакууме испаряется меньше чем на миллиметр за миллиард лет. А вода туда попала вместе с астероидами, бомбардировавшими молодую Луну. С 2013 года, благодаря окололунным миссиям, мы знаем: лёд там есть. Оценки доходили до миллиарда тонн. Этого хватило, чтобы началась лунная лихорадка. Планы по постройкам базы, посёлков, потом городов, потом тяжёлой промышленности. Учёный Мартин Элвис с коллегами решили посчитать: сколько энергии и воды потратит крупное поселение и сколько оно протянет. С энергией всё отлично. Края тех же кратеров находятся почти в постоянном солнечном свете — их иногда называют «пиками вечного света». На таких гребнях километровые башни с фотоэлементами дадут около 3 гигаватт. Панели, кстати, можно делать прямо на месте: кремния на Луне достаточно. Авторы даже допускают ИИ-дата-центры рядом с солнечными вершинами — вот вам и зачаток лунной экономики. А вот с водой всё плохо. Без переработки даже щедрый миллиард тонн закончится за считаные годы. При эффективности переработки 98%, а это уровень МКС — город на миллион человек исчерпает запас чуть больше чем за столетие. И это ещё оптимистичный расчёт. Нынешние оценки лунной воды примерно в тридцать раз скромнее миллиарда тонн, значит, и срок сокращается во столько же раз: небольшой город высохнет лет за десять. Зато посёлок на тысячу человек или городок на десять тысяч продержатся несколько столетий и дольше. Выходы есть. Поднять эффективность переработки впятеро, перейти на вертикальные фермы, возить воду с доступных астероидов. Или найти ещё — и это самое реалистичное: нынешние методы разведки заглядывают под поверхность лишь на пару метров, а слой реголита уходит на десятки. В холодных ловушках там вполне может прятаться лёд. @nezemnoy_telegram

Нейтрино от «красных точек» На Землю прилетают нейтрино высоких энергий, но откуда берётся их общий фон по всему небу, до сих пор загадка. При этом источники таких нейтрино обычно светятся и в гамма-лучах, но, видимо, не всегда, иначе гамма-фон был бы заметно сильнее. Команда Института теоретической физики Юкавы, предложила, где могут прятаться «тихие» источники. Подозреваемые — «маленькие красные точки». Так прозвали галактики, которые JWST разглядел в эпохе от 0,6 до 1,6 млрд лет после Большого взрыва; сейчас их известно 341. Ни рядом с нами, ни в поздней Вселенной таких объектов нет. Предполагается, что в центре некоторых из них растут сверхмассивные чёрные дыры, закутанные в плотные газовые оболочки, то есть это ранние квазары. Нейтрино рождаются, когда разогнанные протоны сталкиваются с фотонами или веществом, и вокруг такой чёрной дыры хватает и того и другого. Секрет в том, что нейтрино спокойно покидают толстую газовую оболочку. К тому же «красные точки» почти не показывают излучения, типичного для джетов и выбросов сверхмассивных чёрных дыр. Отсюда сценарий: джеты есть, но спрятаны внутри газового кокона. Идею проверили расчётами: по светимости «красных точек» и их числу в единице объёма прикинули вклад в нейтринный фон и численно смоделировали спектр с учётом ускорения частиц, рождения вторичных частиц и охлаждения. Если частицы действительно разгоняются в таких укрытиях, «красные точки» могут производить нейтрино, подавляя гамма-излучение. А благодаря многочисленности способны объяснить часть зарегистрированных нейтрино. Следующий шаг — оценить соотношение разных «ароматов» нейтрино и понять, при каких условиях джеты оказывались заперты в оболочках. Если сценарий подтвердится, часть пойманных на Земле нейтрино окажется весточкой от спрятанных чёрных дыр юной Вселенной. И летела она к нам около 13 миллиардов лет. @nezemnoy_telegram

Блик чужого океана Как найти океан на планете у другой звезды? Поймать её «звёздный зайчик». Элинор Корниш и Тайлер Робинсон из Аризонского университета предлагают искать на экзопланетах блик, то есть зеркальное отражение света от водной глади. Задача назрела: известных экзопланет уже больше 5500, десятки из них в обитаемой зоне, но жидкий океан пока достоверно не нашли ни на одной. Песок, камни и почва рассеивают свет во все стороны одинаково, а вода ведёт себя почти как зеркало. Сам блик уже ловили: в 2009 году Cassini заметил его на углеводородных озёрах Титана, а раньше команда с участием Карла Сагана разглядела отблеск земных океанов при пролёте зонда Galileo. Авторы дополнили модель атмосферы rfast моделью океана Кокса — Манка, учитывающей, как ветер и рябь меняют отражённый свет. Даже при довольно высоком уровне шума модель отличала планеты с океаном от сухих, если смотреть на них под фазовым углом больше 120°. При таких углах подключается «покраснение блика»: скользнувший по воде свет долго идёт сквозь атмосферу, рэлеевское рассеяние выбивает из него синие лучи, и отблеск краснеет. Для создателей будущей обсерватории NASA Habitable Worlds Observatory (HWO) это хорошая новость. Раньше считалось, что блик заметен лишь при 130°. Но чем больше фазовый угол, тем ближе к звезде оказывается планета в момент наблюдения, а заглушить свет звезды — одна из главных трудностей для конструкторов. Лишние 10° дают им запас. Сложности остаются. В симуляциях Земля-подобную планету затянули облаками на 50%, а бывают миры куда облачнее. Высокие перистые облака и вовсе могут сымитировать ложный блик, хотя отсечь такие случаи могут помочь различия в полосах поглощения газа и жидкости. Любопытно, что данных о самой Земле в фазе серпа тоже мало, а они понадобятся как обучающие. Так что сначала придётся получше рассмотреть собственную планету. @nezemnoy_telegram

Ураган от чёрной дыры Энергия нескольких миллиардов взрывов сверхновых — примерно столько несёт турбулентный поток газа вокруг квазара H1821+643. Астрономы измерили её с помощью рентгеновского спутника XRISM, и цифра получилась примерно в 100 раз выше прежних оценок. Квазар расположен в созвездии Дракона, примерно в 3,4 млрд световых лет от нас. Это необычайно яркий объект, который питает сверхмассивная чёрная дыра, активно поглощающая газ. Впрочем, такие гиганты умеют и выдувать: часть газа уходит от них в виде мощных ветров. Считалось, что эти ветры остаются в пределах родной галактики. Команда Сатоси Ямады из японского Университета Тохоку и других институтов взяла и посмотрела, как на самом деле движется газ вокруг квазара. Секрет метода в спектральных линиях ионов железа, например на энергии 6,7 кэВ. В спокойном газе такая линия узкая и чёткая. Когда же газ бурлит, одни его частицы движутся к нам, другие от нас, и линия расплывается, словно смазанный снимок проезжающей машины. У H1821+643 уширение оказалось заметно сильнее, чем в типичном скоплении галактик вроде скопления Персея, а значит, горячий газ здесь сильно турбулентен на огромной территории. Турбулентность яростно разносит газ по гигантской области, и поток выходит за пределы родительской галактики на расстояние около 300 000 световых лет. Именно это движение и несёт ту самую энергию миллиардов сверхновых. Сам Ямада подводит итог так: его группе впервые удалось показать, что чёрные дыры влияют на более широкое космическое окружение через ударную волну поразительной мощности. @nezemnoy_telegram