Космические горизонты: от эксперимента SIRIUS до рекордных структур во Вселенной
2024 год ознаменовался целым рядом заметных событий в космических исследованиях и смежных областях. В России завершился годовой эксперимент SIRIUS-23, изучавший человеческую адаптацию к длительным полетам за пределы околоземной орбиты. Одновременно астрономы открыли «Большое Кольцо» галактик и продолжают спорить о происхождении воды на Земле, анализируя состав комет и метеоритов. Космический телескоп Gaia обнаружил новую черную дыру неподалеку от нашей планеты, а НАСА запустило аппарат Europa Clipper для будущего исследования ледяного спутника Юпитера. На фоне всего этого возрастает солнечная активность, которую ученые наблюдают с Земли и орбиты, расширяя наше понимание самых разных космических явлений.
Елена Брызгалина
кандидат философских наук, заведующая кафедрой философии образования философского факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, руководитель магистерской программы «Биоэтика», член комиссии по биоэтике МГУ, Член этического комитета НТУ «Сириус»
Тема космоса очень важна для нашей национальной интеллектуальной традиции. Так, в русском космизме развивалась тема объединения людей на нравственных и экологических основаниях. Философские размышления над космическими перспективами развития человечества становятся очень актуальными в свете практических проектов.
В ноябре 2024 года в Институте медико-биологических проблем РАН завершился годовой эксперимент SIRIUS-23 по имитации долгосрочной космической экспедиции. В экспериментальных условиях моделировались условия полета за пределы низкой околоземной орбиты: изучались вопросы адаптации человека к условиям длительной изоляции, особенности выполнения научных задач и профессиональных обязанностей космонавтами в пределах ограниченного коллектива в отрыве от привычных условий.
Этим экспериментом Россия укрепила свой статус космической державы. Полученные экспериментальные результаты позволяют научно обосновать возможности адаптации человека к условиям длительных космических полётов, выработать методы профилактики рисков пребывания в локальной техногенной среде. Исследования, направленные на прощупывание новых космических горизонтов, значимы и с гуманитарной точки зрения.
Спецрепортаж редактора «Науки» об этом эксперименте читайте по ссылке.
доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН
Назову то, что особенно заинтересовало именно меня: ряд исследований, указывающих, что мы по-прежнему недостаточно полно представляем себе связь современного населения малых тел Солнечной системы с процессами ее формирования.
Считается, что малые тела представляют собой остатки строительного материала для больших планет Солнечной системы, в том числе, для Земли. Поэтому мы можем надеяться, изучая астероиды, метеориты и кометы, заглянуть в далекое прошлое нашей планеты. Однако реальная ситуация сложнее.
В 2024 году были опубликованы исследования, согласно которым значительная часть метеоритов, выпадающих на Землю, является представителями всего лишь трех астероидных семейств, то есть, не составляют представительной выборки.
Сопоставление состава метеоритов группы CI, которые считаются практически «эталоном» вещества ранней Солнечной системы, с составом материала, доставленного с астероида Рюгу, показало, что в обоих случаях мы имеем дело с веществом, которое конденсировалось не только в определенном месте протосолнечного диска, но и в определенную эпоху его существования, то есть тут тоже возникает вопрос к представительности.
Наконец, продолжается дискуссия относительно роли комет в доставке воды на Землю. Важную роль в этой дискуссии играет содержание «полутяжелой» воды с формулой HDO, то есть, воды, в молекуле которой один из атомов водорода замещен тяжелым водородом — дейтерием. Одним из аргументов против «кометной» доставки воды было слишком высокое (в сравнении с земными океанами) содержание HDO в комете Чурюмова-Герасименко. Но в 2024 году было опубликовано исследование, согласно которому более тщательно измеренное содержание HDO в этой комете в действительности совпадает с содержанием этой молекулы в земных океанах.
Сергей Вятчанин
доктор физико-математических наук, зав.кафедрой Физики колебаний физфака МГУ
Важное в 2024 году: открытое при анализе дальних крупномасштабных структур с помощью обзора Sloan Digital Sky Survey гигантское кольцо скоплений галактик, которое находится на расстоянии примерно 9,2 миллиарда световых лет от Земли.
Его диаметр составляет около 1,3 миллиарда световых лет, что делает Большое Кольцо самой крупной структурой, наблюдаемой во Вселенной.
Огромные размеры Большого Кольца бросают вызов текущим теориям о структуре Вселенной.
Существующие космологические теории предполагают, что крупнейшие структуры во Вселенной не должны быть больше 1,2 миллиарда световых лет.
астрофизик, профессор РАН
В апреле 2024 была опубликована статья, в которой команда космического телескопа Gaia представила свою третью двойную систему с черной дырой, получившую наименование Gaia BH3. Эта система, находящаяся на расстоянии около 2000 световых лет, довольно необычна.
Масса черной дыры в ней равна 33 массам Солнца. Хотя это немного по сравнению с массами сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, но для двойных звездных систем в нашей Галактике это много. В них черные дыры имеют массы 5-10 солнечных.
Это первый случай, когда столь массивная черная дыра звездной массы была обнаружена вблизи Земли. До этого такие массы измерялись в основном у черных дыр, зарегистрированных в процессе слияния гравитационно-волновыми детекторами. Открытие крайне важно, так как астрономы и астрофизики все шире открывают популяцию «спящих» черных дыр нашей галактики, до этого скрытую от взоров ученых.
доктор физико-математических наук, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ
Наверное, самое интересное, с моей точки зрения, за прошлый год — это запуск зонда НАСА «Европа Клипер». Он предназначен для изучения спутника Юпитера, который обладает, по всей видимости, жидким подледным океаном. Технически проект реализовать очень сложно, поскольку у Юпитера мощная магнитосфера, и там гигантский уровень радиации.
И это последняя надежда для тех, кто хочет найти жизнь вне земной биосферы. Я, честно говоря, не очень в это верю, но, тем не менее, это очень интересный проект. Дело в том, что сейчас открыто довольно много планетных систем вне нашей Солнечной системы, и каждая планета является в каком-то смысле неким эталонным объектом, аналоги которых мы наблюдаем в большом количестве. Но, естественно, никаких деталей мы узнать не можем. В этом смысле очень интересно пощупать эти аналоги как можно более близко.
доктор физико-математических наук, геофизик, специалист в области геоинформатики,
директор
Геофизического центра РАН, профессор РАН, член-корреспондент РАН по Отделению наук о Земле
Одно из наиболее важных событий 2024 года — начало максимума солнечной активности в рамках 25-го цикла, имеющего 11-летнюю периодичность. Это явление характеризуется серией интенсивных магнитных бурь. В частности, 10-12 мая произошла экстремально сильная магнитная буря класса G5 — самая сильная с 2003 г. Буревая активность этого года сопровождалась интенсивными полярными сияниями, которые можно было наблюдать даже в низких широтах. Научное сообщество подошло к этому событию подготовленным.
На земле, в частности, на территории РФ, развернута и эффективно функционирует сеть магнитных обсерваторий, предоставляющая международному научному сообществу высококачественные данные о вариациях магнитного поля Земли.
На орбите Земли продолжает функционировать европейская группировка геофизических спутников Swarm. Этот год подарил специалистам в области геофизики и гелиогеофизики огромный массив ценных научных данных, которые предстоит интерпретировать.
Интересные открытия были в области космонавтики и космических исследований. Во-первых, следует отметить ряд миссий по изучению Луны. Например, успешно реализована китайская миссия «Чанъэ-6», которая впервые в истории доставила на Землю образцы грунта и горных пород с обратной стороны Луны. Активно готовятся пилотируемые миссии на Луну.
В ушедшем году также была серия успешных запусков самой мощной в истории сверхтяжелой ракеты-носителя Super Heavy компании SpaceX.
Большое количество новых данных об эволюции и динамике нашей Вселенной получено орбитальными обсерваториями. В частности, инфракрасным телескопом им. Дж. Уэбба — данные об очень старых галактиках, которые сформировались всего лишь через ~300 млн. лет после Большого взрыва. Эти данные имеют исключительную важность для понимания механизмов эволюции нашей Вселенной.
В октябре был запущен аппарат Europa Clipper, который должен будет подробно изучить спутник Юпитера Европу. Прибытие в систему Юпитера планируется в 2030 г.
Что касается изучения нашей планеты, учеными Геофизического центра РАН было впервые показано, что граница между Североамериканской и Евразийской плитами не является концентрированной, как считалось ранее, а представляет в Сибири широкую диффузную зону распределенных деформаций, которая характеризуется крайне низкими значениями мощности упругой литосферы. В ширину эта зона достигает 1000 км.
Открыт самый яркий и быстрорастущий объект в наблюдаемой Вселенной
Найдено объяснение феномену белых пятен в полярных сияниях
Новое исследование старых образцов подтвердило: у Луны было магнитное поле