10 поразительных и малоизвестных космических открытий, сделанных в 2018 году

2018 год был отличным годом для науки, особенно для сферы астрономии и космической техники. Экспертов и ученых ждало множество космических открытий и достижений, некоторые из которых привлекли внимание всего мира.

Однако не меньше открытий остались незамеченными общественностью, хотя они и являются не менее впечатляющими. В этом списке мы откроем несколько лучших «небесных» открытий прошедшего года, от криовулканов до планет, обнаруженных вне нашей галактики.

10. Самая большая когда-либо созданная звездная карта
В апреле 2018 года Европейское космическое агентство (ЕКА) опубликовало самую большую карту неба из тех, которые были созданы на сегодняшний день. Карта представляет собой трехмерную реконструкцию неба, видимого с Земли, и была создана на основе данных, полученных космическим аппаратом Gaia. Этот космический зонд был запущен в 2013 году тем же агентством и находится на расстоянии 1,6 миллиона километров от Земли. Задача аппарата, оснащенного двумя телескопами и камерой в миллиард пикселей, состоит в том, чтобы каждые два месяца фотографировать небо.
{banner_banner1}
Благодаря полученной информации, звездная карта ЕКА отображает положение 1,7 миллиарда звезд. Это делает карту в 700 миллионов раз больше, чем ее предварительная версия 2016 года. В то же время, она хранит информацию о цвете и движении 1,3 миллиарда звезд. Карта также показывает расположение полумиллиона других галактик, а также 14 000 астероидов в нашей Солнечной системе. Эта карта, которая будет дополняться в течение следующих нескольких лет, является настоящим кладом для астрономов во всем мире. С такой детальной моделью ученые смогут лучше понять процесс формирования и структуру нашей галактики, а также найти свидетельства существования новых экзопланет.

9. Водяной лед, обнаруженный на Луне
В течение долгого времени существовали доказательства, указывающие на наличие льда на Луне, но они не были убедительными. Например, на южном полюсе Луны были обнаружены следы льда, но это можно было объяснить другими явлениями, кроме присутствия воды. Ситуация изменилась 20 августа, когда НАСА впервые подтвердило существование водяного льда на обоих полюсах Луны. Окончательные доказательства были получены с помощью наблюдений, сделанных лунным минералогическим картографом (M3) – прибором, расположенным на борту индийского космического корабля. Эти наблюдения показали, что на дне нескольких кратеров на южном полюсе Луны содержится значительное количество льда. На северном полюсе лед занимает больше площади, но он тоньше.

Хотя температура на поверхности Луны достигает 100 градусов Цельсия, что делает невозможным наличие воды в жидком состоянии, температура внутри полярных кратеров опускается до -157 градусов Цельсия. Это позволяет воде оставаться замороженной в течение длительного времени. Это замечательное открытие может заставить ученых возобновить попытки вернуться на Луну.

Уже предложено несколько способов использования лунной воды. В некоторых случаях ее можно фильтровать и использовать для нужд космонавтов. Ее также можно разделить на водород и кислород, чтобы обеспечить людей воздухом или для использования в качестве ракетного топлива. В последнем случае Луну можно было бы использовать как станцию дозаправки во время полетов к более отдаленным объектам.

8. Мы научились удалять космический мусор
Ракеты, космические станции и спутники позволили нам много добиться, улучшив жизнь многих людей. Но когда эти конструкции перестают функционировать, их части просто продолжают плавать в космосе как бесполезные отходы. Мы называем их «космическим мусором», и его много. Поскольку вокруг Земли находятся миллионы кусков космического мусора, и столкновение с ними стало бы настоящей катастрофой, исследование космоса становится все более трудным. По этой причине ученые изо всех сил пытались найти способ устранить космический мусор. В прошлом году, похоже, они его нашли. Исследователи из Университета Суррея (University of Surrey) в Англии отправили в космос спутник RemoveDEBRIS.

Задачей спутника является тестирование четырех встроенных технологий, чтобы убрать космический мусор с орбиты - сеть, меньший спутник, гарпун и специальный парус. В сентябре был проведен первый эксперимент с использованием сети, и результаты оказались успешными. Сначала спутник запустил кусок металла, имитирующий реальный космический мусор, скорость которого составляла около 27 359 километров в час. Несколько мгновений спустя RemoveDEBRIS также выстрелил сетью по траектории объекта. Сеть в виде паутины быстро раскрылась и без труда поглотила мусор.

Ученые надеются, что и сеть, и обломки сгорят в атмосфере через пару месяцев. Хотя новый эксперимент показывает, насколько перспективна эта технология в вопросе удаления космического мусора, важной проблемой ее использования является потенциально высокая стоимость удаления более крупного космического мусора.

7. Десятки криовулканов на Церере
Вулканы не ограничиваются тем, что выпускают жар. Мы привыкли видеть большие горы на Земле, извергающие огонь и расплавленную породу, но вулканы на других планетах могут выбрасывать нечто совершенно противоположное - лед. Такой тип вулкана называют криовулканом, и он выбрасывает замороженные минеральные вещества – криолаву. Криовулканы есть на Плутоне. На Титане, спутнике Сатурна, тоже есть такие вулканы. Но только недавно мы узнали, как много таких вулканов в Солнечной системе.

В 2015 году космический зонд Dawn вышел на орбиту карликовой планеты Церера в поясе астероидов, делая множество фотографий ее поверхности. Благодаря этому, в 2016 году ученые подтвердили наличие криовулканов на поверхности Цереры. Это было невероятно, потому что считалось, что планета геологически мертва. Но это было только начало. В сентябре 2018 года группа исследователей опубликовала отчет о том, что на поверхности Цереры находится около 22 криовулканов. Большинство из этих вулканов в настоящее время неактивны, по оценкам, им меньше миллиарда лет.

В то время, как состав криолавы на Церере остается неизвестным, криовулканы на других планетах выбрасывают жидкий азот, пыль и метан. Сентябрьское открытие является чрезвычайно важным, поскольку доказывает, что Церера все еще геологически активна. Каково действие этих криовулканов - вопрос, который предстоит решить. На Земле вулканы извергаются под влиянием внутреннего тепла планеты, но на Церере нет такой энергии для функционирования криовулканов.

6. Самый прочный материал во Вселенной
Графен в 200 раз прочнее стали. Между тем, вещество под названием карбин в два раза прочнее графена и считается самым стойким материалом на Земле. Но какой материал является самым прочным вы Вселенной?

В июле 2018 года ученые исследовали такой материал внутри необычного небесного тела, и карбин бледнеет по сравнению с его прочностью. Сейчас этот материал называют «ядерной пастой». Ядерная паста-это вещество, которое составляет ядро нейтронной звезды. Когда звезда взрывается в сверхновую и становится нейтронной звездой, ее ядро распадается внутрь и сохраняет массу нескольких солнц, при этом диаметр равен нескольким километрам. Сверхплотный материал, образующий такое ядро, принимает несколько форм в зависимости от своего расположения.

С помощью компьютерного моделирования ученые из нескольких американских институтов проверили прочность ядерной пасты. Поскольку свойства материала доведены до предела, был сделан вывод, что эта ядерная паста до 10 миллиардов раз прочнее стали. Поскольку нет какого-либо другого элемента, способного продемонстрировать аналогичные свойства, сегодня ядерная паста считается самым прочным материалом во Вселенной. Эти результаты породили для ученых больше вопросов, чем ответов, начиная с того, как наблюдать за таким материалом, до способа, каким ядерная паста генерирует гравитационные волны.
{banner_banner2}
5. Происхождение обнаруженных супернейтрино
Нейтрино-это субатомные частицы, образующиеся почти во всей Вселенной в процессе ядерного синтеза. Благодаря своей незначительной массе и нейтральному заряду нейтрино могут проходить практически сквозь все, оставаясь в неизменном виде. Подсчитано, что триллионы нейтрино проходят через тело человека каждую секунду. Еще некоторое время назад ученые знали, что нейтрино могут появляться из таких мест, как Солнце, сверхновые или наша собственная атмосфера.

Однако в сентябре 2017 года астрономы в обсерватории под названием IceCube обнаружили нейтрино с высоким энергетическим зарядом, столкнувшийся с антарктическим льдом. Было понятно, что эта частица появилась из необычного места, потому, что этот нейтрино был в миллионы раз более энергически мощным, чем обычный нейтрино. И если недавно мы говорили о том, как распространены «обычные» нейтрино, то таких «супернейтрино» обнаруживается всего 10 каждый год.

Астрономы попросили направить многочисленные телескопы по всему миру на определенную часть неба, откуда, по их мнению, появился супернейтрино. Два телескопа НАСА обнаружили блазар – разновидность галактики с огромной черной дырой в центре, излучающей большие дозы энергии. В докладе, опубликованном в июле 2018 года, исследователи, которые сделали открытие, подтвердили, что источником нейтрино стала галактика блазар, расположенная на расстоянии четырех миллиардов световых лет от Земли. Это открытие не только устанавливает первый известный источник таких частиц, но и помогает ученым лучше понять природу космических лучей, появляющихся вместе с нейтрино.

4. На шаг ближе к космическому туризму
Наряду со своими основными конкурентами, SpaceX и Blue Origin, компания Virgin Galactic была основана с целью сделать космическое пространство доступным для туристов. Однако с момента своего создания в 2004 году частной компании пришлось преодолеть множество проблем, чтобы достичь космоса. Прошло около 10 лет с тех пор, как фирма обещала туристам космические полеты. За это время случались многочисленные отсрочки и даже несчастный случай со смертельным исходом в 2014 году. Однако, похоже, для Virgin Galactic пришло время достигнуть поставленной цели.

13 декабря 2018 года Virgin Galactic завершила первый в своей истории космический полет на своем космолете VSS Unity. Он стал также первым пилотируемым космическим полетом, запущенным с американской земли с момента последнего полета космического челнока НАСА в 2011 году. Космолет – это самолет, способный выходить в космос, возвращаться на Землю и приземляться, как самолет. На высоту 13 километров его поднял другой самолет под названием WhiteKnightTwo. Там космолет VSS Unity отделился, завел свои двигатели и полетел на высоту 82,7 километра со скоростью 2,9 Маха.

Во время полета космический корабль превысил 80-километровый предел, который НАСА считает началом космического пространства. По этой причине, Марк Стаки (Mark Stucky) и Фредерик Стурков (Frederick Sturckow), пилоты VSS Unity, в новом году получат свои крылья частных астронавтов. Тем не менее, другие утверждают, что самолет не достиг космоса, не преодолев линию Кармана на высоте 100 километров, которую на международном уровне принято считать краем космического пространства. В любом случае, это достижение позволяет компании Virgin Galactic продолжать испытания для запуска первых коммерческих полетов.

3. Первые планеты, обнаруженные в другой галактике
На сегодняшний день за пределами нашей Солнечной системы было обнаружено почти 4000 планет. Несмотря на это, все эти экзопланеты были расположены в пределах нашей галактики, Млечного Пути. До сих пор. В начале 2018 года астрономы из Университета Оклахомы (University of Oklahoma) впервые в истории обнаружили группу экзопланет в далекой-далекой галактике. Для этого открытия ученые использовали метод, который включает в себя физическое явление под названием «гравитационное микролинзирование». Оно происходит, когда небесные тела большой массы, такие как черные дыры и галактики, обладают способностью искажать свет.

В этом конкретном случае галактика, расположенная на расстоянии 3,8 миллиарда световых лет от Земли, увеличивала свет четырех удаленных квазаров, расположенных непосредственно за ней. Таким образом «фоновый свет» квазаров позволил астрономам наблюдать темные объекты, такие как планеты внутри этой галактики. Исследователи смогли обнаружить около 2000 планет, масса которых варьировалась от массы Луны до массы Юпитера. До этого момента не было никаких реальных доказательств существования экзопланет за пределами нашей галактики.

Исследователь Эдуардо Геррас (Eduardo Guerras) сказал, что даже самый лучший телескоп, который мы можем себе представить, не сможет «разглядеть» такие планеты. Именно поэтому «техника микролинзирования» является бесценным ресурсом для проведения исследований многими астрономами по всему миру.

2. Создание самого холодного космического объекта
Мы хорошо знаем три состояния вещества – твердое, жидкое и газообразное. Некоторые могут также знать о существовании четвертого состояния-плазмы. Но есть также пятое состояние, в котором может находится материя, и оно известно как «бозе-эйнштейновский конденсат (БЭК)». БЭК получается, когда атомы охлаждаются до чрезвычайно низких температур, в результате чего они перестают двигаться и начинают группироваться вместе, как если бы представляли собой единый «супер атом». Впервые предположение о существовании этого необычного состояния вещества было сформулировано в начале 20 века, но только в 1995 году ученые смогли искусственно воссоздать его в лаборатории.

Благодаря специфическим физическим характеристикам бозе-эйнштейновского конденсата, ученые могут использовать его для изучения квантовых эффектов в больших масштабах. Однако на Земле БЭК нужно «консервировать» с помощью лазеров или магнитов. В противном случае атомы рассеиваются и изменяют состояние. Но это уже не проблема. В июле 2018 года ученые Международной космической станции (МКС) охладили атомы рубидия до состояния БЭК. Поскольку гравитация на такой высоте в космосе ничтожно мала, там легче манипулировать такой материей даже довольно длительное время.

Для проведения эксперимента НАСА направило на МКС аппарат под названием Cold Atom Lab. Этот прибор, размером с небольшой холодильник, может хранить внутри БЭК в том же состоянии, в котором его поддерживают на Земле. Интересно отметить, что эта экзотическая материя также стала самым холодным объектом в космическом пространстве, хотя и не самым холодным во Вселенной.
{banner_banner3}
1. Озеро воды на Марсе
На протяжении десятилетий ученые спорили о возможности существования на Марсе больших водоемов. Из-за экстремальных условий Красной планеты научное сообщество предпочитает искать подземную воду, потому что именно там может обитать жизнь. Учитывая температуру в -62 градуса Цельсия, на поверхности Марса астрономы могли смогли обнаружить только сверхсоленую воду в жидком состоянии. Было похоже, что остальная часть воды находится в замороженном виде в слоях льда, например, в полярных ледяных шапках.

К удивлению многих, в июле 2018 года ученые Европейского космического агентства (ЕКА) впервые обнаружили под поверхностью Марса большое количество жидкой воды. Используя радиолокационный прибор с орбитального зонда Mars Express, команда обнаружила убедительные доказательства существования вблизи южного полюса водного озера длиной 20 километров. Это озеро погребено под 1,5 километрами льда, а его глубина составляет по крайней мере 1 метр.

До сих пор неизвестно, почему в этом озере содержится жидкая вода, ведь температура здесь может быть -68 градусов по Цельсию. Это можно объяснить сочетанием огромного давления на этой глубине, подземных воздушных карманов, которые сохраняют внутреннее тепло планеты, и большого количества растворенной в воде соли. В любом случае, это открытие увеличивает шанс ученых на то, что они смогут найти жизнь на Марсе.