Маленькие миры с большими знаниями. Зачем человечество лезет в жизнь космических объектов
Современные астрономы — своеобразные детективы в области космоса. Благодаря незначительным данным они делают выводы, на основе которых впоследствии строится вся космическая теория — от создания галактик до появления жизни на крошечных в рамках Вселенной планет. Что именно ищут ученые и как в этом помогают астероиды с кометами? История человеческого существования — крошечный эпизод в жизни нашей Солнечной системы, которой уже 4,5 миллиарда лет. Никто не видел ни формирования планет, ни даже малейших изменений во Вселенной. Чтобы узнать, что было до нас — прежде чем зародилась жизнь, ученым нужно охотиться за самыми мелкими данными. Некоторые ответы приходят вместе с астероидами, кометами и другими маленькими объектами. Каменные странники говорят о временах, когда их сородичи сыпались дождем на планеты, сгорали на Солнце, залетали за орбиту Нептуна или сталкивались друг с другом, образуя новые объекты. Ледяные кометы, астероиды завершили период динозавров, а каждый космический камень содержит в себе свидетельства эпических событий, которые создали Солнечную систему. Записки космоса Миссия NASA - изучать эти маленькие тела. Ученые уверены, что объекты помогут понять, как сформировалась Земля и почему у некоторых тел повышенный уровень радиации. Возможно, Вселенная специально не дает ответов на вопросы ученых, заставляя самостоятельно решать загадки путем поиска этих «записок»: астероидов, комет и других мелких объектов. Источник фото: Tom Hall / Flickr У NASA огромный багаж знаний о космических телах. Его формирование началось с первого астероида, к которому приблизилась автоматическая межпланетная станция «Галилео», направлявшаяся к Юпитеру для исследования планеты и ее спутников. Солнечная система сформировалась из пыли — маленьких кусочков камня, металла и льда, которые вертелись вокруг зарождающейся звезды. Большинство этих кусочков падали на Солнце, но некоторые избежали этой участи и начали объединяться, становясь астероидами, кометами и даже планетами. Многие останки сохранились и по сей день, поэтому они важны для изучения процесса создания Солнечной системы. Космические «динозавры» Два древних «ископаемых» подтверждают теорию, что астероиды могут сказать больше, чем мы думаем, — это карликовая планета в безжалостном поясе астероидов Церера (названа в честь древнеримской богини плодородия) и один из крупнейших астероидов в главном поясе — Веста (получил имя в честь древнеримской богини дома и очага). Это самые большие тела в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, которые, как показал уже недействующий космический корабль NASA Dawn, отличаются от сородичей. Если привычные тела — это коллекция разного рода щебня, то Веста и Церера — слоистые и имеют более плотный материал. Это значит, что оба объекта когда-то были на пути к становлению планетами, но их рост остановился — у них была нехватка материала, чтобы вырасти до планеты. Все же это не бездушные странники: Веста более сухая, а Церера скорее влажная. Предположительно, она на 25% состоит из воды, ставшей минералами или льдом. То есть есть вероятность, что где-то в дебрях планеты есть вода, а она означает возможность жизни. Наличие аммиака на Церере тоже любопытно — ведь обычно для существования этого элемента нужны более низкие температуры, чем те, в которых она росла. Получается, что карликовая планета сформировалась где-то за Юпитером, а потом мигрировала. Веста слева, Церера справа. Источник фото: Wikipedia В изучении Солнечной системы может помочь исследование породы космических тел. Например, сейчас этим занимается зонд NASA InSight на Марсе. Однако закопаться с самые дебри планеты невозможно из-за толщины коры. Даже на Земле нельзя вырыть такую яму, чтобы понять, какие секреты прячет планета. Астероид Психея интересен тем, что такие «планетообразные» тела можно изучать без глубокого копания. Он состоит из железно-никелевого сплава протопланеты — маленького мира, сформированного намного раньше в нашей Солнечной системе, но не достигшего размера планеты. В 2022 году NASA отправит на Психею зонд, который раскроет секреты объекта. Еще одна миссия NASA направлена на далекий объект под названием 2014 MU69 или Ultima Thule, что переводится на русский как «очень далеко». Это тело пролетело мимо Плутона в 2015 году, а в 2019 достигнет точки назначения. Тогда этот объект будет самым дальним от Земли, который посетил земной зонд. Он интересен тем, что может содержать в себе самую древнюю информацию о создании Солнечной системы. Художественное изображение объекта 2014 MU69. Источник фото: rafa gonzalez/Flickr Важный астероид — Бенну. Ученые даже рассчитали вероятность его столкновения с Землей. Это может случиться между 2169 и 2199 годами, однако шанс такой встречи — один к четырем тысячам. По данным NASA, это наиболее опасный для Земли объект. Но его строение интересно: во-первых, в породе могут содержаться молекулы углерода и воды, которые важны для существования жизни; во-вторых, объекты типа Бенну падали на Землю, оставляя на планете эти элементы. Ученые уверены, что именно благодаря таким телам Земля на 80% покрыта водой. Кроме того, исследователи полагают, что Бенну смог пережить взрыв, случившийся где-то между 800 миллионами и двумя миллиардами лет назад. По словам специалистов, полный углерода астероид столкнулся с тысячами других, после чего появился Бенну — самый радиоактивный астероид, по мнению исследователей. Почему нужно изучать астероиды и кометы? Заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН Дмитрий Вибе объяснил «360», что изучение космических тел важно для понимания того, как создавался мир. Изучая химический состав астероидов, мы заглядываем в далекое прошлое Солнечной системы и узнаем, из чего она состояла тогда Дмитрий Вибе. «Астероиды помогают нам узнать, как динамически эволюционировала Солнечная система, как менялись орбиты тел на протяжении ее эволюции, какие происходили масштабные перестройки. А во-вторых, в астероидах законсервирован химический состав, который был характерен для Солнечной системы на самых ранних этапах ее существования», — пояснил Вибе. Кометы тоже помогают. Разница в том, что их ядра, скорее всего, провели больше времени далеко от Солнца, поэтому в меньшей степени подвергались действию солнечного нагрева. Ученые полагают, что в кометах вещество осталось особенно нетронутым и первозданным. Комета Хейла-Боппа. Источник фото: Richard G. Hines / Flickr Анатолий Черепащук — академик РАН и научный руководитель Астрономического института имени Штернберга, в течение 32 лет был директором этого же учреждения. «Астероиды помогают узнать [Вселенную], потому что это куски вещества, которые не успели сформироваться в планеты. Они держат начальное состояние вещества, поэтому изучать астероиды очень важно. Динамика, движение астероидов важно для понимания эволюции Солнечной системы», — рассказал он «360». За астероидами надо следить хотя бы с точки зрения безопасности человечества Анатолий Черепащук. В конце концов, астероидную опасность никто не отменял. Если такое тело упадет, то его скорость падения достигнет нескольких десятков километров в секунду. Кометы особенно интересны в изучении, потому что кометное вещество — это первичное вещество, из которого состояло протопланетное облако вокруг Солнца. «Солнце образовалось, и вокруг него осталось облако газа, пыли, и вот в этом облаке зарождались планеты. Кометы — куски льда большие, с грязью, пылью и так далее, которые остались от первичного состояния этого облака», — объяснил Черепащук. Как изучают космические объекты? Сложность изучения астероидов и комет зависит от того, насколько хорошую информацию исследователи хотят получить. Самый простой способ — наблюдение с помощью с телескопа. Так можно определить состав химический, структурные свойства. Телескопы увеличивают объекты и собирают много света. Тела на больших расстояниях от Солнца отражают мало солнечного света. Но с помощью телескопов их можно изучить и снять их спектры. В последнее время распространен другой способ — отправка зондов, которые на месте исследуют объект. Аппараты садятся на поверхности комет, астероидов, пролетают мимо них, снимают. Источник фото: ESO / Flickr / Европейская южная обсерватория «Изучение планет, астероидов с помощью наземных телескопов, конечно, очень важно, потому что дешево, но информативность не очень большая. А вот тот объем информации, который можно получить с помощью космических аппаратов, он превзошел во много раз тот объем информации, который был получен до космической эры с помощью наземных телескопов. Земная атмосфера искажает изображение, и четкие поверхности планет с Земли получить очень трудно», — сказал Черепащук. Например, с помощью зонда на Марсе нашли метан, который уже является признаком жизнедеятельности организмов. Конечно, более сложные космические «организмы» исследовать таким образом не получится — например, черную дыру. Сейчас ученые следят за черной дырой в центре нашей галактики. Это дыра с массой четыре миллиона солнечных масс Анатолий Черепащук. Источник фото: bajingan bermoral / Flickr / художественное представление черной дыры Скорость убегания (наименьшая скорость, которую надо придать объекту для преодоления гравитационного притяжения) у черной дыры равна 300 тысяч километров в секунду — это скорость света. «Даже свет не может преодолеть тяготение черной дыры. По словам Черепащука, раньше мало физиков верило в существование черной дыры, а сейчас, благодаря телескопам с высоким угловым разрешением, удается изучать движение газа в самой близкой окрестности черной дыры. И газ там движется со скоростью 100 тысяч километров в секунду, отметил специалист. Есть и самый дешевый вариант изучения астероидов и комет — это исследование метеоритов, которые упали на Землю. Такие объекты можно отнести в лабораторию и заняться полномасштабным исследованием.
