Экзопланета K2-18 b: данные указывают на потенциальную обитаемость

В созвездии Льва, на расстоянии около 124 световых лет от нас, находится удивительный мир, способный перевернуть наши представления о жизни во Вселенной. Речь идет об экзопланете K2-18 b, масса которой в 8,6 раза превышает массу нашей планеты.

K2-18 b вращается вокруг красного карлика K2-18 и относится к классу суперземель — планет, которые по массе превосходят Землю, но уступают газовым гигантам. Однако главный интерес вызывает не ее размер, а состав атмосферы. Наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", позволили выявить удивительные детали.

Планета окутана плотной водородно-гелиевой атмосферой, в которой были обнаружены следы метана, углекислого газа и водяного пара. Эти соединения сами по себе уже вызывают интерес, но настоящей сенсацией стало возможное обнаружение диметилсульфида (DMS) — соединения, которое на Земле производится исключительно живыми организмами, в частности некоторыми видами планктона. Это открытие заставило ученых задуматься: может ли K2-18 b быть обитаемой?

Диметилсульфид: ключ к разгадке жизни?

DMS — это органическое соединение, которое на Земле тесно связано с биологическими процессами. Его возможное присутствие в атмосфере K2-18 b пока не является однозначным доказательством обитаемости этой далекой экзопланеты, но делает ее одним из самых перспективных кандидатов для подробного изучения.

Ученые, разумеется, проявляют обоснованную осторожность в своих выводах. Дело в том, что теоретически DMS может образовываться и в результате небиологических (абиогенных) процессов, таких как бурная вулканическая активность или сложные — пока неизвестные науке — химические реакции в атмосфере. Более того, наблюдения за столь удаленным объектом сопряжены со значительными техническими сложностями, и даже самые навороченные телескопы могут давать неоднозначные результаты.

Почему K2-18 b настолько интересна?

K2-18 b выделяется среди тысяч известных экзопланет своими уникальными характеристиками. Планета находится в "зоне обитаемости" своей звезды, где условия могут быть подходящими для существования жидкой воды. И действительно, данные указывают на возможность существования целого океана под плотной атмосферой, что делает K2-18 b представителем редкого класса планет — океанических миров. А возможное обнаружение DMS и других органических соединений делает K2-18 b одной из самых перспективных целей для поиска следов внеземной жизни.

Дальнейшие исследования K2-18 b с помощью "Джеймса Уэбба" и телескопов следующего поколения помогут ученым лучше понять состав ее атмосферы и изучить процессы, протекающие на поверхности. Если наличие DMS подтвердится, то это станет важным шагом в наших поисках жизни за пределами Земли. Но даже если K2-18 b окажется безжизненной, ее изучение поможет нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты в других звездных системах.

Первая космическая скорость — 7,9 км/сек

Чтобы вращаться на орбите Земли, спутнику необходимо иметь первую космическую или круговую скорость, которая для нашей планеты равна примерно 7,9 км/сек. В этом случае объект на орбите будет удерживать сила, называемая в народе центробежной, а движение Земли и сила притяжения не позволят спутнику покинуть гравитационное поле планеты.

Отсюда следует довольно интересное и простое умозаключение: что будет если в формуле расчета первой космической скорости (V1 = (GM/R) в степени 1/2, где M – масса объекта, R – радиус, а G – гравитационная постоянная) поиграть с цифрами и подставить данные, которые определят первую космическую скорость для выдуманного нами объекта, как равную скорости света (чуть менее 300 000 км/сек)?

Мы получим объект огромной массы и малого радиуса, на который свет может падать, но покинуть его гравитационное поле фотоны уже не в состоянии, ведь для этого нужна вторая космическая скорость, которая в данном случае будет превышать скорость света, что невозможно в известной нам Вселенной. Это есть объект, о котором слышал каждый и который астрофизики называют «черной дырой».

Вторая космическая скорость — 11,2 км/сек

В 1959 году в СССР состоялся запуск автоматической межпланетной станции Луна-1 — первого искусственного объекта, покинувшего гравитационное поле Земли и ставшего спутником Солнца. Для этого аппарату пришлось разогнаться до второй космической скорости (она же скорость убегания), которая для Земли составляет порядка 11,2 км/сек. Покинув Землю на такой скорости, объект выходит на параболическую орбиту, которая при условии отсутствия других тел во Вселенной позволила бы ему бесконечно далеко удалиться от планеты.

Третья космическая скорость — 16,6 км/сек

Определить точное значение третьей космической скорости невозможно, так оно может колебаться в довольно широком диапазоне. Имеет значение угол направления запуска к траектории движения Земли по орбите и контакт с гравитационными полями других планет, которые могут как ускорять, так и притормаживать КА. Минимальное значение третьей космической скорости оценивается как 16,6 км/сек.

Четвертая космическая скорость — 400-600 км/сек

Редко употребляемый термин ввиду недосягаемости определяемых им величин для нашей космонавтики в обозримом будущем. Четвертая космическая скорость подразумевает вылет КА за пределы галактики, что в принципе невозможно при текущем и ожидаемом уровне развития технологий. Учитывая, что наша Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью около 220 км/сек, примерную расчетную скорость искусственного аппарата для вылета за пределы Млечного Пути можно определить как 400-600 км/сек.

Космические скорости: насколько быстро нужно лететь, чтобы покинуть Землю, планетную систему и галактику?

Несмотря на то, что отечественная космонавтика переживает не лучшие, мягко говоря, времена, космосом на сегодняшний день интересуется все больше людей разного возраста и уровня образования. Усилиями частных инвесторов и популяризаторов науки пространство за пределами нашей планеты становится все более интересным, доступным и понятным, привлекая любознательных граждан к получению новых знаний.

В этом материале мы кратко, избегая сложных пояснений и формулировок, расскажем о космических скоростях, которые необходимы для преодоления гравитационных полей астрономических объектов. В новостных сюжетах мы часто слышим такое словосочетание, как «первая (вторая, третья, четвертая) космическая скорость», однако далеко не каждый обыватель понимает о каких скоростях идет речь и как их определяют.

Что такое космическая скорость?

Космическими скоростями в космонавтике (речь идет не только о пилотируемых полетах, но для удобства мы будем называть все запуски искусственных космических аппаратов космонавтикой) пользуются для расчета минимально необходимой скорости для:

1. Выхода космических аппаратов на орбиту Земли;

2. Выхода космических аппаратов за пределы гравитационного поля Земли;

3. Выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системы;

4. Выхода космических аппаратов за пределы галактики Млечный Путь.

Естественно, формулы расчета космических скоростей применимы не только к нашей планете, но и к любому другому объекту Вселенной, однако мы рассмотрим лишь актуальные для земных космических аппаратов значения...

  🔴ЗА ВАШУ АКТИВНОСТЬ ДАРИМ БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП К ЛУЧШИМ ТГ-КАНАЛАМ!

  ✅НАЖИМАЙ НА ссылки, добавляй каналы!⬇️

Ио

Это небесное тело получило название Ио. Оно расположено на расстоянии около 421 тыс. км. от центра Юпитера и делает полный оборот вокруг него за 1 день 18 часов и 28 минут. Таким образом, из всех галилеевых спутников Ио находится ближе всего к материнской планете. Также известно, что из-за приливного захвата спутник всегда повернут к материнской планете одной стороной.

Ио является четвертым по размеру спутником нашей системы. Его радиус примерно на 5% больше, чем у Луны, и составляет 1821 км. Масса же данного объекта примерно на 20% превышает лунную.

Мир серы и огня

Ио – самое вулканически активное небесное тело Солнечной Системы. Приливное воздействие Юпитера, Ганимеда и Европы постоянно разогревает его недра, что приводит к непрекращающимся извержениям вулканов. Их количество на поверхности спутника превышает 400 штук, а высота выбросов может достигать 500 км. Из-за этого атмосфера небесного тела каждую секунду теряет около тонны вещества. Часть его поглощается Юпитером или оседает на поверхности близлежащих объектов, остальное же закручивается магнитным полем газового гиганта в огромный тор.

Поверхность Ио изломана сильными перепадами высот. Здесь есть не только вулканы и горы, но и грандиозные пропасти с отвесными стенками – патеры. Крупнейшая из них- патера Локи – имеет диаметр около 202 км. Кроме того, постоянные извержения приводят к появлению обширных потоков лавы, текущих по поверхности спутника.

Ио практически полностью покрыта серой или ее соединениями, а также вулканическим пеплом. Благодаря этому поверхность спутника окрашена в самые разные цвета – белый, желтый, красный, зеленый, черный.

Считается, что в отличие от других галилеевых спутников, Ио имеет слишком агрессивный состав и экстремальные условия, чтобы считаться потенциально обитаемой. Поэтому исследовательские миссии больше концентрируются на Ганимеде или Европе, зачастую оставляя данный объект в стороне. Оправдано ли это или мы таким образом упускаем что-то важное – покажет лишь время.

Ио- мир серы, лавы и огня

Юпитер – крупнейшая планета Солнечной Системы, в 318 раз более массивная, чем Земля. Его могучая гравитация захватила в плен множество космических объектов – как небольших, так и довольно крупных. В настоящее время их число достигает 95, причем вполне вероятно, что это не предел.

Среди данной плеяды небесных тел особенно выделяются четыре – так называемые Галилеевы спутники – Ганимед, Европа, Каллисто и Ио. Пришла пора познакомиться с самым опасным и непредсказуемым членом семейства...

Состав и поверхность Каллисто

Поверхность Каллисто сильно изрыта кратерами. Анализ спектра света, отраженного от этого небесного тела, показал наличие не только водяного льда и горных пород на основе кремния, но и аммиака, углекислого газа, соединений серы, железа и магния, а также небольшого количества толинов – сложных органических полимеров, содержащих азот. Эти ярко окрашенные вещества образуются на поверхности небесных тел под воздействием ультрафиолетового излучения.

Соседство с массивным Юпитером вызывает гигантские приливные волны во внутреннем океане Каллисто. Трение от их медленного, но неудержимого движения играет важную роль в температурном балансе спутника. К сожалению, Каллисто находится слишком далеко от Юпитера, чтобы нагреться хоть немного сильнее. Другим негативным фактором является то, что большую часть небесного тела составляет лед, а для появления жизни очень желателен контакт с твердыми скальными породами, так как они насыщают воду необходимыми элементами. Малое разнообразие химических соединений и низкая температура значительно снижают вероятность зарождения жизни на этом спутнике. Хотя полностью исключать такую возможность пока нельзя.

Есть ли жизнь на Каллисто?

Каллисто - это второй по размеру после Ганимеда спутник Юпитера. Его диаметр составляет 4820 км – чуть меньше, чем у Меркурия. Под ледяной коркой Каллисто, имеющей толщину от 80 до 150 км, с высокой вероятностью находится соленый океан с большим количеством растворенного в воде аммиака и других веществ. Его глубина по разным оценкам может составлять от 50 до 300 км, а температура, согласно большинству моделей, колеблется около значения в 251 К или -21 °С. Из-за различных примесей даже в таких условиях вода должна оставаться жидкой. Ниже подповерхностного океана, скорее всего, лежит слой льда толщиной порядка 300 км, а еще ниже – ядро, состоящее из замерзшей воды и горных пород.

Противостояние Марса: еще одно зрелище в январе

Еще одним важным событием стало противостояние Марса, которое произошло 16 января 2025 года. Это момент, когда Марс оказался на противоположной от Солнца стороне Земли, а наша планета находится между ними. Такое расположение делает Марс максимально ярким и заметным на ночном небе.

«Противостояние Марса — это конфигурация, при которой расстояние между орбитами Земли и Марса минимально, а блеск Красной планеты достигает своего пика», — объясняют астрономы.

Как отличить парад планет от других астрономических явлений?

Важно помнить, что парад планет – это не метеорный поток и не звездопад. Планеты остаются видимыми несколько дней подряд, а их наблюдение не ограничено одним моментом. Парад планет — это зрелище, которое позволяет осознать масштабы и гармонию Вселенной. Оно уникально тем, что сочетает доступность для наблюдений и научную ценность, отмечают астрономы.

Когда будет следующий парад планет?

После того, как парад планет пройдет с 21 по 25 января, астрономы рекомендуют ждать конца февраля. 28 февраля 2025 года на западе небосвода можно будет увидеть Меркурий после захода Солнца, что завершит цикл выравнивания планет.

Почему парад планет — условное явление?

Хотя с Земли кажется, что планеты выстроились в одну линию, это только оптический эффект, вызванный положением планет относительно нашего взгляда. В реальности все небесные тела продолжают двигаться по своим орбитам в трехмерном пространстве.

Как происходит парад планет?

Астрономический принцип явления, когда происходит парад планет, основан на том, что все небесные тела движутся по своим орбитам вокруг Солнца с разной скоростью. В определённые моменты некоторые из них оказываются на одной стороне от Солнца, что создаёт впечатление, будто они выстроились в линию.

Марс: Красноватая планета будет видна в восточной части неба, в созвездии Близнецов.

Юпитер: Станет ярким объектом в созвездии Тельца, окружённым Гиадами и Плеядами.

Сатурн и Венера: Эти планеты окажутся на западном горизонте, рядом друг с другом в созвездии Водолея.

Такое явление происходит раз в несколько лет, но полный парад всех планет Солнечной системы — невероятно редкий случай, который наблюдается раз в несколько десятилетий.

Парад планет 2025 в январе: где и как смотреть планеты? Когда будет следующий?

Уникальное астрономическое явление – парад планет – наблюдается в январе 2025 года с 21-го по 25-ое число. Шесть из семи планет: Венера, Марс, Сатурн, Уран, Юпитер и Нептун — выстроятся в условную линию, создавая завораживающее зрелище на ночном небе. Меркурий останется исключением из-за особенностей своего положения на орбите.

Хотя планеты Венера, Марс, Юпитер и Сатурн будут видны невооруженным глазом, для планет Уран и Нептун потребуется телескоп или бинокль.

Что такое парад планет?

Парад планет, также известный как выравнивание, — это астрономическое событие, когда несколько планет Солнечной системы оказываются по одну сторону от Солнца и видимы в одном секторе неба.

Парад планет — это не физическое выстраивание всех небесных тел в одной точке пространства, а визуальный эффект, обусловленный их расположением относительно Земли. Он происходит, когда несколько планет Солнечной системы визуально выстраиваются на ночном небе в одну линию.

С 21 по 25 января 2025 года жители Земли могут наблюдать одно из самых впечатляющих выравниваний последних лет. Такое явление происходит крайне редко и предоставляет уникальную возможность увидеть гармонию космического порядка.

Доступность для наблюдения:

Четыре планеты, включая Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн, можно будет увидеть без специального оборудования. Для Урана и Нептуна потребуется телескоп или мощный бинокль.

Лучшее время наблюдений:

Выравнивание будет наиболее заметным в вечерние часы после захода Солнца.

Как долго будет длиться парад планет 21 января 2025 года?

Парад планет 2025 года — это событие, которое длится не один день.

Основная дата: 21 января — оптимальный момент для большинства регионов.

Период наблюдений: парад будет виден с 18 до 25 января.

Дополнительная дата: 28 февраля, когда Меркурий станет видимым на западе.

Парад планет в январе 2025 года: где смотреть — расположение и созвездия

По словам астрономов, начиная с 21 января, парад планет можно будет наблюдать на юго-западной части неба.

Венера и Сатурн появятся низко над горизонтом, их можно будет видеть примерно час-полтора после захода Солнца.

Уран и Юпитер разместятся в районе созвездия Тельца.

Нептун будет находиться в зените в созвездии Рыб.

Марс станет заметен на небе уже с вечера.