за счет чего увеличивается масса земли
Ежегодно к массе Земли прибавляется более 5000 тонн космической пыли
Микрометеорит под микроскопом
Собранные учёными в Антарктиде данные говорят о том, что масса Земли ежегодно увеличивается в среднем на 5200 тонн за счёт микрометеоритов – то есть, космической пыли. 80% этого материала когда-то принадлежало кометам, остальное – астероидам.
Эти данные стали результатом 20-летней работы международной команды учёных из французского национального центра научных исследований, университета Париж-Сакле, национального музея естественной истории, французского полярного института, а также институтов США и Британии.
Микрометеориты – это частицы, ранее принадлежавшие кометам и астероидам, имеющие размер от 30 до 200 мкм, и упавшие на поверхность нашей планеты из космоса.
В течение шести экспедиций, проходивших в последние два десятилетия, французские учёные собирали эти микрометеориты на франко-итальянской антарктической станции «Конкордия», расположенной в 1100 км от земли Адели (сектор Антарктики, на который претендует Франция).
Сбор микрометеоритов
Эта станция считается идеальным местом для сбора микрометеоритов, поскольку там выпадает мало снега, и практически нет пыли земного происхождения. Из траншей двухметровой глубины исследователи собирали снег, и потом подсчитывали количество находящихся в нём частиц пыли. Собранный за 20 лет материал позволяет предположить, что при экстраполяции на всю планету получится ежегодный прирост массы Земли в 5200 тонн (или 9 грамм на квадратный километр в год).
Как пояснил ведущий исследователь Жин Дюпра из французского Национального центра научных исследований, микрометеориты – основной источник внеземного материала для нашей планеты. По его словам, обычные крупные метеориты падают на Землю в количестве не более десяти тонн в год.
Также команда пояснила, почему эта пыль не сгорает в верхних слоях атмосферы. Разогрев падающей частицы зависит от нескольких факторов – в частности, её массы, угла входа в атмосферу и начальной скорости. Металл, срываемый с поверхности падающих частиц, окисляется, и образующиеся оксиды, гидроксиды и карбонаты металлов конденсируются в частицы размером в несколько нанометров, которые называют «метеоритным дымом». Эти частицы летают в атмосфере под воздействием циркуляции воздуха, пока не упадут на поверхность, где их прирост можно оценить при помощи изотопных методов.
Учёные говорят, что их исследование позволяет лучше понять роль межпланетных частиц пыли в снабжении молодой Земли водой и углеродистыми молекулами.
Увеличивается ли масса Земли за счет пыли и других объектов из космоса?
Ежедневно на Землю падает множество микрометеоров, регулярно падают болиды размером с баскетбольный мяч, а время от времени прилетают метеориты размером с автомобиль, но основную массу падающего вещества составляют космическая пыль и газ. По современным оценкам каждый год на Землю падает порядка 40 тыс. тонн вещества. Однако, при этом в наше время масса Земли всё же не растёт, а даже уменьшается. Дело в том, что в атмосферных газах частицы двигаются с различными скоростями, в верхних разрежённых слоях атмосферы за счёт различных процессов некоторые из них приобретают достаточную скорость, чтобы преодолеть гравитацию Земли и улететь в открытый космос. Этот процесс называется диссипацией атмосферных газов, за счёт него Земля теряет около 3 килограмм вещества в секунду или порядка 100 тыс. тонн в год. Считается, что раньше скорость убегания атмосферы была ниже и, вполне возможно, что она была меньше, чем скорость прироста массы планеты, но в результате деятельности человека температура планеты возрастает, что приводит к ускорению движения частиц атмосферных газов и их увеличению темпов потери массы.
А шарик-то сдувается.
Секундочку. Я малость не понял. Так значит плюсом ко всем проблемам у нас ещё планета кончится может?
Эт херня, Солнце 4 миллиона тонн в секунду теряет.
Из чего состоит Starship?
Теория о Плоской Земле. До того, как это стало мейнстримом
Коротко и понятно о том, как видел Землю, Солнце и Луну древнегреческий философ Анаксимандр Милетский, ученик Фалеса Милетского.
Путешествие в космос #1 (О-о-очень длинная картинка)
Привет, друзья! Сегодня я подготовил новую партию интересностей. В этот раз мы поговорим о высоте. В трех частях этой темы, мы преодолеем все слои атмосферы, окажемся в космосе, выйдем на орбиту, а потом и вовсе улетим подальше от Солнца.
Иллюстрация от Where.is.Pluto (да, я сам рисовал😏), но сначала немного текста для любителей текста.
0 км – высота уровня моря.
2 км – до этой отметки проживает 99% всего населения Земли.
3 км – первые проявления «горной болезни» у неподготовленных людей.
5 км – всего лишь 50% от привычного атмосферного давления.
5,1 км – самый высокогорный населенный пункт Ла-Ринконада (Анды, Перу).
5,65 км – гора Эльбрус. На это высоте яркость неба в зените вполовину меньше, чем на высоте уровня моря.
6 км – граница обитания человека. Временные поселения шерпов (Гималаи).
8,2 км – граница смерти без кислородной маски. Любой, даже самый тренированный альпинист, не сможет находиться длительное время на этой высоте без специального оборудования.
8,85 км – гора Эверест. Самая высокая точка Земли. Предел «пешего путешествия в космос». На этой высоте яркость неба в зените составляет лишь четверть от привычной нам.
10-12 км – конец тропосферы.
12 км – верхняя граница полета пассажирских авиалайнеров. 15-20 секунд без кислородной маски и человек теряет сознание.
15 км – лишь 10% от атмосферного давления. Небо над головой темно-фиолетовое.
19 км – линия Армстронга. Начиная с этой высоты, нахождение без герметичного костюма или скафандра невозможно. Из-за низкого давления, вода закипает при температуре тела человека. Яркость неба в зените лишь 5% от той, что мы видим на уровне моря. Самые яркие звезды видны даже днем.
22 км – граница биосферы. Предел подъема ветром спор и бактерий.
26 км – максимальная высота полета реактивных самолетов.
34,4 км – давление у поверхности Марса соответствует этой земной высоте.
35 км – вода закипает при 0°С и дальше не существует в жидком виде. Только в виде газа или льда.
41,4 км – рекорд высоты прыжка с парашютом.
48 км – атмосфера больше не защищает от УФ-излучения Солнца.
Мезосфера и термосфера
55 км – начало мезосферы. Атмосфера больше не защищает от космической радиации.
70 км – верхняя граница появления метеоров.
75 км – высота появления серебристых облаков.
80 км – начало перегрузок при спуске космонавтов.
85 км – конец мезосферы, начало термосферы.
90 км – граница взаимодействия атмосферы с заряженной магнитосферой Земли.
100 км – Линия Кармана – официальная международная граница между атмосферой и космосом. Здесь заканчивается воздушная территория всех государств. Рубеж между аэронавтикой и космонавтикой. Выше этой отметки, летающий корпус и крылья не имеют смысла.
«Кассини-Гюйгенс»: 20 лет дружбы межпланетной станции и Сатурна
24 года назад, 15 октября 1997 года, с мыса Канаверал стартовала ракета-носитель «Титан IV-Б» с разгонным блоком «Центавр». Она вывела на орбиту межпланетную станцию «Кассини-Гюйгенс», которая отправилась в свой долгий путь к Сатурну. Совместный проект NASA, ESA и Итальянского космического агентства для исследования планеты Сатурн, его колец и спутников.
1 июля 2004 года станция вышла на орбиту Сатурна. 25 декабря аппарат «Гюйгенс» отделился от «Кассини» и спустя три недели вошёл в атмосферу Титана, успешно «прититанившись» на поверхность.
15 сентября 2017 года, после почти 20 лет работы, «Кассини» был планово направлен в атмосферу Сатурна, где зонд разрушился и сгорел. Всё это происходило в прямом эфире с трансляцией в социальных сетях (с задержкой на 83 минуты из-за дальности Сатурна).
После попадания солнечного ветра в магнитосферу Земли возникает стоячая волна
Энергия солнечного ветра, взаимодействующего с магнитосферным «пузырем» вокруг Земли формирует стоячие волны энергии.
Эти новые находки позволяют глубже понять условия в космических окрестностях Земли, вносящие вклад в «космическую погоду», которая оказывает влияние на наши технологии, начиная от спутников связи, находящихся на орбите, и до систем энергоснабжения, находящихся на земле.
Солнце испускает потоки заряженных частиц, называемые солнечным ветром. На поверхности Земли мы защищены от бомбардировки этими частицами, поскольку наша планета располагает магнитосферой – «пузырем», который формируется под действием магнитного поля.
Ранее доктор Мартин Арчер (Martin Archer) из департамента физики Имперского колледжа Лондона, Соединенное Королевство, вместе с коллегами установил, что граница магнитосферы вибрирует, подобно барабану. Когда импульс солнечного ветра, словно «барабанная палочка», ударяет по передней части магнитосферного пузыря, возникает волна, которая прокатывается до магнитных полюсов Земли, затем отражается и возвращается обратно.
В новой работе команды Арчера в центре внимания оказались волны, которые формируются по всей поверхности магнитосферы. Анализ проводился на основе совместного использования моделей и наблюдений, выполненных при помощи спутника THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) НАСА.
Исследователи нашли, что, когда импульс солнечного ветра врезается в магнитосферу, формирующиеся волны начинают двигаться не только вдоль линий магнитного поля планеты – но также навстречу солнечному ветру.
При помощи моделей команда проиллюстрировала, что энергия ветра, идущего со стороны Солнца, и энергия вторичного потока волн, направленного противоположно, компенсируют друг друга и приводят к формированию «стоячих волн», которые содержат много энергии, однако никуда не движутся.
Эти стоячие волны могут существовать дольше, чем волны, путешествующие с солнечным ветром. Это означает, что такие волны могут сильнее ускорить частицы в околоземном пространстве, а это может оказать большое влияние на радиационные пояса Земли, полярные сияния или ионосферу.
Исследователи также отмечают, что такие стоячие волны могут наблюдаться и в случае других объектов Вселенной, начиная от магнитосфер иных планет и до периферийных областей черных дыр.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Самая большая из когда-либо открытых комет направляется в нашу сторону
Исследователи изучили массивную комету более подробно, и у них есть новые оценки ее движения к Солнцу.
Для начала, огромная скала не представляет никакой угрозы для Земли. Прямо сейчас Бернардинелли-Бернштейн курсирует через облако Оорта на расстоянии, примерно в 29 раз превышающем расстояние между Землей и Солнцем, или 29 астрономических единиц (АЕ). Самый близкий подлет кометы к Земле произойдет где-то в 2031 году, когда, по прогнозам ученых, комета пролетит в пределах 10,97 а.е. от Солнца, что, по словам исследователей, соответствует орбите Сатурна.
Хотя это достаточно далеко от Земли и люди не смогут увидеть комету без телескопов, это значительно ближе, чем последний ее визит в нашу часть Солнечной системы. После моделирования траектории кометы авторы исследования подсчитали, что комета совершила свой последний заход 3,5 миллиона лет назад, приблизившись на расстояние 18 а.е. от Солнца.
С тех пор, по словам исследователей, комета улетела на расстояние 40 000 а.е. вглубь таинственного облака Оорта.
У исследователей есть достаточно времени, чтобы изучить массивную комету, которая в течение следующего десятилетия будет приближаться к Земле. Более пристальный взгляд на нее может помочь ученым понять немного больше о химическом составе ранней Солнечной системы, поскольку считается, что кометы из глубины облака Оорта относительно не изменились с тех пор, как они были удалены от солнца миллиарды лет назад. Поскольку миллионы лет отделяют нас от следующего близкого сближения кометы, это будет единственный раз в жизни, дающий право соприкоснуться с ранней солнечной системой.
Недалеко от Земли обнаружены «голые» суперземли
Команда астрономов из Центра астробиологии, Национальной астрономической обсерватории Японии, Токийского университета и ряда других институтов описала две каменистые экзопланеты, которые были обнаружены на сравнительно небольшом расстоянии от Земли. Авторы открытия назвали эти космические тела «голыми» суперземлями, поскольку они практически лишены плотной атмосферы.
Полностью исследование опубликовано в журнале Astronomical Journal, а коротко о нем рассказывается на сайте Национальной астрономической обсерватории Японии.
Исследование базировалось на изучении данных, полученных при помощи телескопа Subaru. Первичные наблюдения позволили астрономам обнаружить два космических объекта, которые получили статус кандидатов в экзопланеты. Идентифицировать их помогли наблюдения при помощи других наземных телескопов, а также космического телескопа TESS, прозванного охотником за экзопланетами.
В результате два обнаруженных тела были классифицированы как суперземли с составом земного типа, которые вращаются вокруг красных карликов класса М на очень коротком расстоянии от них. Особенностью является то, что оба мира лишены плотной атмосферы. Для астрономов это удача. Изучение экзопланет, которые можно наблюдать с Земли, дает отличную возможность более детально исследовать эволюцию атмосфер горячих каменистых планет в целом.
Установленное на телескопе Subaru оборудование позволило измерить массы новых миров. Они были рассчитаны с помощью данных инфракрасного доплеровского спектрографа. Этот же инструмент позволил получить представление об атмосферной структуре. Результаты показали, что планеты являются «голыми».
Иными словами, они лишены толстой и плотной атмосферы, хотя подобные миры обычно обладают изначальной толстой водородно-гелиевой атмосферой. В данном случае, по мнению ученых, свою роль могла сыграть чрезвычайная близость открытых миров к своим родительским звездам.
Астрономы предполагают, что атмосфера на таких планетах может формироваться из газов, рожденных в их недрах и вырываемых наружу. Однако влияние приливных сил близко расположенных звезд настолько велико, что тонкая газовая оболочка не успевает набрать плотность и объем, а разрывается и кусками уносится в открытое межзвездное пространство.
Дальнейшие наблюдения ученые намерены проводить не только с помощью наземных телескопов, но и с помощью космического телескопа James Webb. Одной из главных задач предстоящих наблюдений должно стать детальное определение характеристик атмосфер обнаруженных планет. Астрономы считают, что это поможет проследить эволюцию самих атмосфер, а также понять, при каких именно условиях формируются столь необычные экзопланеты.
Появилось самое качественное фото полярного сияния на Земле
Французский астронавт Европейского космического агентства Томас Песке с борта Международной космической станции сумел запечатлеть один из самых качественных снимков полярного сияния. Фото он опубликовал в Twitter.
На снимке Земля укрытая облаками с зелеными изгибами света в атмосфере, переходящими к красному цвету в высоте.
Однако астронавт не уточнил, над каким полушарием запечатлел уникальный снимок
Осеннее равноденствие
Да — это сегодня — 22 сентября.
Равноденствие — особенная дата. Вблизи неё день и ночь сравниваются по продолжительности на всей Земле — на всем Земном шаре. И уже на следующий день что-то одно — день или ночь — в разных районах планеты вновь начинают различаться по продолжительности. И чем дальше, тем сильнее. Но здесь есть два значимых исключения.
1. На экваторе планеты продолжительность дня и ночи всегда равны — в любой день календаря. 2. На полюсах в момент равноденствия наступает полярный день, либо полярная ночь — до следующего равноденствия.
Есть смысл помнить, что 22 сентября осеннее равноденствие только для северного полушария. А в южном оно — весеннее. То есть в Австралии, Южной Америке, Южной оконечности Африки и Антарктики после 22 сентября день будет длиннее ночи, Солнце будет подниматься над горизонтом выше, погода будет все теплее (в среднем по полушарию). Если говорить совсем просто, там наступает весна. Ну, а у нас — осень.
Существует несколько условных сезонных разграничений.
Общепринятое — календарное — подразумевает, что осень наступает 1 сентября. В астрономии началом осеннего сезона считается именно осеннее равноденствие. И до этого дня у астрономов все еще продолжалось лето. Но большинство людей предпочитают жить по погоде, и правильно делают. Ни календарные даты, ни звезды не дадут вам правильной рекомендации относительно того, в чем выходить на улицу и брать ли с собой зонт. Хотя стоит отметить, что именно астрономические причины (положение Земли на орбите вокруг Солнца) являются основными в объяснении смены сезонов.
Из-за чего наступает осень?
Вопреки тому, что Земля обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, разность расстояний от Земли до Солнца на погоде практически не сказывается, и причиной смены сезонов быть не может. В действительности, за год дистанция между Землей и Солнцем меняется незначительно — в пределах 3%.
В июле Землю и Солнце разделяют 152 миллиона километров, а в январе — 147. Обратите внимание на то, что зимой мы к Солнцу ближе. Хотя стоит отметить, что речь о той зиме, которая в северном полушарии. А в южном полушарии Земли в это время лето.
И вот сейчас мы вроде бы немного приближаемся к Солнцу, а за окном холодает. Как это можно объяснить?
Объясняется смена сезонов на нашей планете наклоном её оси вращения по отношению к плоскости земной орбиты.
Я прекрасно понимаю, насколько заумным кажется предыдущее предложение. Именно поэтому в школах на уроке природоведения использовали не словесное объяснение, а демонстрацию явления смены сезонов с помощью несложного прибора — теллурия. Лучше один раз увидеть.
Теллурий — модель системы “Солнце — Земля”. Он показывает, каким образом Солнце освещает Землю, какое из полушарий Земли — северное или южное — освещается интенсивнее. Поскольку использовать этот прибор во время чтения статьи не представляется возможным, нам придется ограничиться рисунками. Надеюсь, они будут достаточно наглядными.
Первое, что надо уяснить — ось суточного вращения Земли направлена в сторону Полярной звезды, расположенной в созвездии Малой медведицы. А ось земной орбиты направлена в сторону головы Дракона в одноименном созвездии. Между этими направлениями 23,5 градуса.
Обращаясь вокруг Солнца Земля сохраняет направление оси вращения в пространстве. И в течении года — за счет упомянутого наклона — наша планета как будто поочередно подставляет солнечным лучам то северное полушарие, то южное. В промежуточные моменты — таких два — оба полушария освещаются одинаково.
В величине угла падения солнечных лучей.
Лучи падающие перпендикулярно поверхности Земли, нагревают её сильнее, а падающие вскользь, едва ли способны нагреть что-то. И дело тут не в свойствах лучей, или их нежелание делиться энергией с косо подставленными поверхностями, а в количестве этих лучей.
Лучи считать мы не будем.
Само слово “лучи” — фигура речи.
Вместо них правильно говорить и световом потоке. Чем шире поток, тем больше в нем энергии.
Давайте посмотрим, сколько (сравнительно) энергии достается единице площади, на которую поток падает перпендикулярно, и — под некоторыми углами. Примем ширину потока, падающего на нашу эталонную площадку перпендикулярно за 100%. Тогда на ту же площадку, но под углом, например, 45 градусов падает поток в полтора раза более узкий. Разница заметная — это не те 3%, в пределах которых меняется интенсивность солнечного излучения для самой близкой и самой дальней точек орбиты Земли.
Примечание: на самом деле не 3% — зависимость от расстояния квадратичная и обратная. То есть, в наиболее удаленной точке своей орбиты Земля получает от Солнца не на 3% тепла меньше, а на 6,5%.
100 х ( 1 — ( 147 / 152 )^2 )
Но дальше мы увидим, что сезонные различия интенсивности получаемой от Солнца энергии, вызванные разницей угла падения солнечных лучей, гораздо более существенные.
Солнце бывает в зените только в экваториальной полосе Земного шара, ограниченной северным и южным тропиком. Сами эти линии на глобусе Земли — северный и южный тропик — обозначают широту, на которой Солнце может наблюдаться в зените (точно над головой, и на высоте 90 градусов над горизонтом) в дни зимнего и летнего солнцестояний.
К северу или к югу от этой зоны, ограниченной линиями тропиков солнце в зените не бывает. А поскольку территория России лежит вне линии тропиков, то нигде в нашей стране (и даже на территории бывшего СССР) Солнце не поднимается в Зенит. Увы, мы довольно северная страна. И хотя люди иногда говорят (особенно во время летнего зноя), что “Солнце в зените”, но это не более, чем преувеличение.
В каких же пределах изменяется высота Солнца в течении года в разных районах России?
Самая южная точка России расположена на границе с Азербайджаном, в горах Кавказа — вблизи вершины Базардюзю (4466 метров). Широта этих мест составляет приблизительно 41 градус. Небесный экватор здесь поднимается над точкой юга на высоту 49 градусов. А Солнце в день летнего солнцестояния еще на 23,5 градуса выше. Получается 72,5 градуса. До зенита не хватает еще 17,5. Но для большинства людей такая высота над горизонтом — Солнца или Луны — любого небесного объекта — будет восприниматься как “прямо над головой”. Неподготовленные наблюдатели не способны измерять зенитное расстояние точно.
В самых северных районах России и акватории Северного Ледовитого Океана (она тоже значительной своей частью — вплоть до Северного полюса — принадлежит нашей стране) может не взойти вовсе. Это называется полярной ночью. Вопреки распространенным заблуждениям, длится полярная ночь полгода лишь точно на полюсе. А в остальных районах внутри полярного круга — значительно меньше. На самом полярном круге (широта 66,5 градусов) полярная ночь длится лишь одни сутки. И то — определенной долей условности. Но её продолжительность возрастает по мере приближения к полюсу.
Летом на Северном полюсе Солнце поднимается на высоту 23,5 градуса (в день летнего солнцестояния), а в день осеннего равноденствия оказывается точно на горизонте, после чего прячется за него, чтобы появится вновь в день весеннего равноденствия — через те самые полгода.
В городах, расположенных за полярным кругом — например, в Мурманске (расположенном на широте 69 градусов) — Солнце уходит в зимнюю спячку чуть более, чем на полтора месяца — с конца ноября до середины января. И летом солнце в этих суровых краях не поднимается выше 45 градусов.
Но это — экстремальные примеры. Для большинства городов России и их жителей высота солнца и интенсивность солнечного тепла меняется в иных пределах. И наиболее характерные значения соответствуют столице России — Москве.
В Москве 21 июня — в день летнего солнцестояния высота Солнца над горизонтом достигает 57,5 градусов. И именно об этом некоторые москвичи говорят “Солнце в зените”, хотя до зенита ему еще довольно далеко.
Зимой же — в день зимнего солнцестояния — 21 декабря высота солнца не превышает 11 градусов. Разница существенная.
Давайте теперь сравним, сколько солнечной энергии (в процентах, конечно), получает столица России в сравнении с теми местами, где Солнце в зените, и его лучи падают совершенно отвесно — перпендикулярно поверхности Земли.
Оказывается, в самый солнечный день поток солнечного излучения на широте Москвы (56 градусов) составляет 80% от максимально возможного. Летом мы почти на экваторе, если применимо такое сравнение. Но только вблизи дня солнцестояния.
Зимой же жители средней полосы России получают что-то около 20% от “экваториального тепла” — в 5 раз меньше!
И вот это существенно. Это не 6% разницы за счет расстояния. Это более чем в 5 раза меньше солнечного тепла за счет наклона оси вращения. Прибавьте к этому короткую продолжительность зимнего дня — всего 6 часов против 17 часов летом, и частую густую облачность.
Вот теперь вы понимаете, почему сезонные изменения столь значительны.
Впрочем, не везде они таковы.
В упомянутой уже экваториальной зоне Земного шара никаких сезонных изменений нет. Там Солнце каждый день поднимается на значительную высоту над горизонтом. И день практически равен ночи в течении всего года.
Давайте теперь посмотрим на ситуацию со стороны. Ведь, до этого момента мы принимали различные высоты Солнца над горизонтом как данность. Но за счет чего это происходит?
Обратимся к нашему “теллурию” вновь, и рассмотрим подробно каждое из его сезонных положений.
Вот, день осеннего равноденствия, который мы встречаем сегодня. Мы видим Землю со спины, но даже так заметно, что она полюса — северный и южный — несмотря на наклон оси вращения Земли, имеют равнозначное положение по отношению к световому потоку, идущему от Солнца — он касается того и другого полюса вскользь, северное и южное полушария освещены равнозначно.
Через три месяца, двигаясь по орбите, наша планета достигнет точки зимнего солнцестояния. На этом изображении видно, что северное полушарие отвернуто от Солнца, а вместе с ним и территории России располагается так, что солнечные лучи касаются её вскользь. Нетрудно догадаться, что согреть её солнечным лучам не удастся. Зато прекрасно видна освещенная солнцем Антарктида — у пингвинов самые разгар антарктического лета. Между прочим побережье Антарктиды лежит в тех же широтах, что и средняя полоса России, только — в южном полушарии. И можно даже предположить, что в нашем климате пингвины чувствовали себя просто замечательно.
Три месяца спустя день вновь догоняет ночь по продолжительности — наступает равноденствие, но на этот раз весеннее. Вновь отчетливо видно, что северное и южное полушария освещены Солнцем примерно одинаково. Солнце одновременно освещает и Северный ледовитый океан, и Антарктиду. Но в Антарктиде наступает полярная ночь, а в акватории Северного ледовитого океана — полярный день.
И вот мы добрались до лета — Земля оказалась в той точке своей орбиты, в которой наклон оси вращения способствует интенсивному освещению солнечными лучами северного полушария планеты. Видна европейская часть России, обращенная к солнцу — его лучи падают на поверхность в направлении близком к перпендикулярному. Это день летнего солнцестояния, который для астрономов является и началом астрономического лета.
По календарю лето наступает 1 июня, но земная атмосфера инертна — она успевает прогреться лишь к июлю месяцу. А в августе, увы, она уже начинает остывать. Хотя даже в октябре еще случаются довольно теплые дни, ведь нередко в наши северные широты залетают ветры из южных стран, принося с собой приятные сюрпризы.
Ведь в южном полушарии нашей планеты сезоны полностью противоположны. Когда к нам приходит осень, по ту сторону экватора наступает весна. А когда у нас сугробы и метель, в Австралии и Аргентине царит жаркое лето.
И все это — благодаря наклону оси вращения нашей планеты — 23,5 градуса.
Будь он чуть меньше, и никакой ярко выраженной смены сезонов на Земле не было бы — всюду была бы примерно одинаковая погода. И если бы при этом жизнь на нашей планете появилась и достигла в своем развитии интеллектуальных высот, это были бы совсем другие — непохожие на нас — существа.
А если бы наклон оси вращения был бы — наоборот — чрезмерно большим, как у планеты Уран?
Тогда одно из полушарий практически полгода освещалось отвесными лучами Солнца, в то время как другое находилось бы полгода в тени. Климат был бы очень жесткий, с высоким контрастом температур — испепеляющая жара сменялась бы лютым холодом, а сокрушающие все на своем пути ветры в короткое межсезонье устремлялись через экватор в противоположное полушарие, порождая чудовищные штормы планетарного масштаба.
Но мы имеем то, что имеем. И — хоть это и удивительно — Вселенная создала для нас очень благоприятные условия. Бывает, что осенью мы грустим из-за затяжных дождей, но наша грусть в полной мере компенсируется мягкостью искрящегося на Солнце снега, весенним щебетанием птиц и летним теплом и благоуханием природы.
В Солнечной системе есть только одна планета, на которой в некоторой степени происходят похожие на земные сезонные изменения. Это планета Марс. И хотя сейчас она непригодна для жизни, но по ряду своих особенностей она похожа на Землю. Сутки на Марсе длятся лишь на полчаса дольше земных, а наклон оси вращения составляет 25 градусов. Благодаря этому на Марсе есть смена сезонов — тают полярные шапки, меняется цвет ряда областей, очевидно под влиянием высвобождения из грунта углекислоты и воды. В атмосфере появляются облака — они, как и на земле состоят из микроскопических кристаллов водяного льда. Температурный амплитуды на Марсе в разы больше земных. И если на Земле между жарким летним днем и морозной зимней ночью может быть разница в 60 градусов (что само по себе уже немало), то на Марсе это будет все 120. Но даже в этом суровом мире холодных красных пустынь летом на экваторе температура может достигать вполне земных +30.
Глядя на Марс в телескопы, изучая его с помощью автоматических станций, мы видим очень много процессов родственных земным. Смена сезонов на красной планете — одна из тех параллелей, которые сближают наши миры. Увидев, как это происходит на Марсе мы можем быть уверены, что причины смены сезонов на Земле мы разгадали правильно.
Теперь на очереди понять, что привело марсианский климат к практически непригодному для жизни состоянию. Это для нас тоже важно, ведь при всей стабильности космических орбит и умеренности солнечной активности, климат на Земле в последние годы заметно меняется. И это уже не только сезонные изменения. Узнать причины этих изменений для человечества очень важно. Без этих знаний мы рискует однажды оказаться в положении гипотетических марсиан, не сумевших сохранить равновесие своего мира.
Но пока мы имеем перед собой два примера — пример равновесия природных процессов на Земле, и пример некогда нарушенного равновесия на Марсе, — нам есть из чего выбирать.
Времена года — не моя музыкальная тема. И все же у меня есть есть очень осенний альбом, который полон созвучных шелесту рыжей листвы настроений. Я писал его осенью 2015 года, но завершить работу смог только ближе к осени 2020.
Но независимо от этих философских раздумий и по-осеннему печальных настроений, в мир обязательно придет весна.
Ночные огни городов, свечение атмосферы и пояс Ориона с Международной космической станции. Сентябрь 2021 года
Найден способ определения массы черной дыры
Астрономы из США обнаружили корреляцию между массой черной дыры и испускаемым ею светом
Астрономы из США выяснили, что определить массу черной дыры можно по ее взаимосвязи с испускаемым ею светом. Статья ученых с описанием способа опубликована в журнале Science.
Сверхмассивные черные дыры обладают весом от ста до миллиона солнечных. Они обычно расположены в центрах галактик и практически не испускают свет — обнаружить их можно только по гравитационным эффектам — за исключением случаев аккреции, питания межзвездным газом и материей от близлежащих звезд. В таких случаях черные дыры испускают свет в видимом и ультрафиолетовом диапазонах с определенным интервалом — от нескольких часов до нескольких десятилетий.
Астрофизики из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне составили базу данных из 67 активно аккрецирующих сверхмассивных черных дыр и установили, что график испускания черными дырами света тесно соотносится с их массой: ей пропорциональна периодичность затухания колебаний. Подобная же взаимосвязь обнаружилась и для белых карликов — гораздо менее массивных остатков звезд.
По мнению астрономов, испускания света связаны со случайными флуктуациями во время процесса аккреции. Исследователи надеются, что с помощью установленной ими корреляции можно также выявлять и паттерны испусканий света от черных дыр средней массы — класса объектов, обнаруживать которые до сих пор трудно.
Охарактеризованы две небольшие экзопланеты многопланетной системы
Охарактеризованы две небольшие экзопланеты многопланетной системы
Команда астрономов из 11 стран, возглавляемая сотрудниками научно-исследовательского института Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), смогла с высокой точностью определить массы двух небольших экзопланет, обращающихся вокруг переменной звезды HD 106315, используя данные, собранные при помощи спектрографа HARPS.
Эти две экзопланеты были ранее обнаружены с использованием спутника НАСА Kepler («Кеплер») при помощи транзитного метода, который позволяет исследователям определять диаметры планет. Планета HD 106315b имеет орбитальный период 9,5 суток и диаметр в 2,44 диаметра Земли, в то время как планета HD 106315 c имеет орбитальный период 21 день и диаметр в 4,35 диаметра Земли.
Однако для получения представления о возможном составе вещества планеты ученым требуется знать ее плотность, а для этого необходима информация о массе планеты. Информацию о массе планеты ученые получают, измеряя радиальную скорость родительской звезды, на которую оказывает влияние присутствие планеты.
В своей работе команда исследователей из института IA смогла, преодолев препятствия связанные с переменной природой звезды, создающей помехи при определении радиальных скоростей, оценить, что масса планеты HD 106315 b составляет 12,6 массы Земли, а планеты HD 106315 c – 15,2 массы Земли. Таким образом, плотности планет составляют соответственно 4,7 и 1,01 грамма на кубический сантиметр. Это указывает на то, что планета c имеет толстую водородно-гелиевую оболочку, в то время как дальнейшие исследования планеты b, основанные на использовании моделей недр планет, показали, что планета на 50 процентов состоит из каменистых пород и на 9-50 процентов – из воды, отмечают авторы.
Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Запуск «Чандраян-2» перенесли на октябрь
Запуск «Чандраян-2» перенесли на октябрь
По сообщениям местных СМИ, Индийская организация космических исследований (ISRO) приняла решение перенести запуск миссии «Чандраян-2». Напомню, что аппарат должен был отправиться к Луне уже в апреле. Однако теперь запуск перенесен на октябрь. ISRO потребовало провести дополнительные тесты аппарата и его научной аппаратуры.
«Чандраян-2» будет запущен при помощи ракеты GSLV Mk II с космодрома на острове Шрихарикота. Он состоит из трех основных компонентов: орбитального модуля, спускаемого аппарата и небольшого лунохода. Общая масса станции равна 3250 кг, что намного больше предыдущих индийских межпланетных аппаратов «Чандраян-1» и «Мангальян» (также известный как MOM), каждый из которых весил по 1300 кг.
Орбитальный модуль будет выведен на полярную 100-километровую орбиту. Его научная начинка включает семь инструментов — в том числе камеры высокого разрешения, рентгенофлуоресцентный и инфракрасный спектрометр, а также радар. Что касается спускаемого аппарата, то, помимо камер и альтиметра, на его борту установят сейсмометр, а также инструменты для определения термальных характеристик лунной поверхности и измерения характеристик плазмы.
По своим габаритам индийский луноход будет напоминать американский марсоход Sojourner. Его масса составит 20 кг, а оборудование должно включать пару навигационных камер и два прибора для изучения свойств лунного реголита.
Бюджеты индийских космических миссий часто сравнивают с голливудскими фильмами. «Чандраян-2» не является исключением. Стоимость создания аппарата составила около 125 миллионов долларов. Для сравнения, бюджет фильма «Интерстеллар» составил 165 миллионов долларов.
«Хаббл» изучил «мертвую» реликтовую галактику NGC 1277
«Хаббл» изучил «мертвую» реликтовую галактику NGC 1277
В созвездии Персея на расстоянии 220 миллионов световых лет от Млечного пути находится компактная линзовидная галактика NGC 1277. На первый взгляд, это просто один из многочисленных звездных островов населяющих нашу Вселенную. Но если присмотреться поближе, то окажется, что NGC 1277 представляет собой настоящий космический реликт, практически не изменившийся за последние миллиарды лет.
Большинство галактик во Вселенной содержат светила разных популяций: как скопления старых, красных звезд, так и скопления молодых и горячих голубых звезд. Однако это не относится к NGC 1277. В ходе серии наблюдений, выполненных при помощи телескопа «Хаббл», команда испанских астрономов тщательно изучила эту галактику. Оказалось, что она является «красной и мертвой» — т.е. практически не содержит молодых светил. Ее населяют исключительно старые, красные звезды, сформировавшиеся около 10 миллиардов лет назад. В те времена NGC 1277 представляла собой настоящий родильный дом. Новые светила формировались в ней со скоростью, в тысячу раз превышающей скорость звездообразования в Млечном пути.
Сравнение распределения молодых и старых звездных скоплений в NGC 1277 и соседней галактике NGC 1278
Затем галактика полностью исчерпала все запасы вещества, из которого могли бы сформироваться новые звезды, и так и не смогла найти новый источник сырья. На первый взгляд возникает парадокс. NGC 1277 находится в самом центре густо заселенного другими галактиками скопления Персея. Но все дело в ее скорости. NGC 1277 движется со скоростью, превышающей 3 милиона км/ч. Подхватываемые ее гравитацией звезды и облака межзвездного газа попросту не успевают влиться в галактику. Предполагается, что такая участь ждет примерно одну из тысячи галактик во Вселенной.
Таким образом, NGC 1277 практически не изменилась со времени своего формирования. Несмотря на то, что она содержит примерно в два раза больше звезд, чем Млечный путь ее размер составляет лишь четверть от размера нашей галактики. Возможно, как и все галактики, она начиналась как компактный объект, но не смогла собрать достаточно количество материала, чтобы вырасти в размерах и сформировать более сложные структуры.
Еще одна интересная особенность NGC 1277 связана с расположенной в ее центре сверхмассивной черной дырой. Ее масса составляет несколько миллиардов солнечных. Для сравнения, центральная черная дыра Млечного пути весит лишь как 4 миллиона Солнц. Наличие такой массивной дыры подтверждает, что изначально NGC 1277 пережила период весьма бурного роста, который затем сменился «задержкой в развитии».
Размер сверхмассивной черной дыры по сравнению с орбитой Земли.
Базовая физика. Чем отличаются вес и масса. Невесомость.
Регулярно сталкиваюсь с тем, что люди не понимают разницу между весом и массой. Это в общем-то понятно, поскольку мы находимся всю жизнь в непрекращающем своё действие гравитационном поле Земли, и эти величины для нас постоянно связаны. И эта связь ещё и лингвистически закрепляется тем, что мы узнаём массу с помощью весов, «взвешиваем» себя или, скажем, продукты в магазине.
Но давайте всё-таки попробуем развязать эти понятия. В тонкости (типа отличающегося g в разных местах Земли и прочего) мы вдаваться не будем. Отмечу, что всё это входит в школьный курс физики, поэтому если всё нижесказанное для вас очевидно, не ругайтесь на тех, кто не успел эти вещи понять, а заодно на тех, кто решил это в сотый раз объяснить. ) Я надеюсь, что найдутся люди, которым эта заметка пополнит их аппарат понимания окружающего мира.
Сила тяжести, измеряется в системе СИ в Ньютонах (Н). Это сила, с которой Земля притягивает тело, и равная произведению m*g. Коэффициент g равен 10 м/с2, называется ускорением свободного падения. С этим ускорением начинает двигаться тело относительно земной поверхности, лишённое опоры (в частности, если тело стартовало из неподвижного состояния, его скорость каждую секунду будет увеличиваться на 10 м/с).
А теперь рассмотрим тело массой m, неподвижно лежащее на столе. Для определённости пусть масса равна 1 кг. На это тело вертикально вниз действует сила тяжести mg (собственно сама вертикаль определяется как раз направлением силы тяжести), равная 10 Н. В технической системе единиц эту силу называют килограмм-силой (кгс).
Стол не позволяет разгоняться нашему телу, действуя на него с силой N, направленной вертикально вверх (эту силу правильнее рисовать от стола, но чтобы линии не накладывались, нарисую тоже из центра тела):
А то, что силы уравновешены, мы видим из второго закона Ньютона F = m*a, согласно которому если ускорение тела a равно нулю (то есть оно либо покоится, как в нашем случае, либо движется равномерно и прямолинейно), то равнодействующая сила F тоже равна нулю.
Нет, на самом деле они отличаются существенно. Сила тяжести действует постоянно. Вес меняется в зависимости от ускорения тела. Давайте приведём примеры.
1. Вы стартуете вверх на скоростном лифте (скоростном, чтобы фаза ускорения была эффектнее/заметнее). Ваша масса, скажем, 70 кг (вы можете пересчитать все числа ниже для вашей массы). Ваш вес в неподвижном лифте (перед стартом) равен 700 Н (или 70 кгс). В момент разгона вверх результирующая сила F направлена вверх (именно она вас и разгоняет), сила реакции N превышает силу тяжести mg, и поскольку ваш вес (сила, с которой вы действуете на пол лифта) по модулю совпадает с N, вы испытываете так называемую перегрузку. Если бы лифт разгонялся с ускорением g, то вы бы испытали вес 140 кгс, то есть перегрузку 2g, в 2 раза превышающую вес в состоянии покоя. На самом деле в штатном режиме таких перегрузок в лифтах не бывает, ускорение обычно не превышает 1 м/с2, что приводит к перегрузке всего 1.1g. Вес в нашем случае составит 77 кгс. Когда лифт разогнался до нужной скорости, ускорение равно нулю, вес возвращается к начальным 70 кгс. При замедлении вес, напротив, уменьшается, и если ускорение при этом по модулю равно 1 м/с2, то перегрузка составит 0.9g. При движении в обратную сторону (вниз) ситуация переворачивается: при разгоне вес уменьшается, на равномерном участке вес восстанавливается, при замедлении вес увеличивается.
Напомню, что сила тяжести во всех этих примерах никуда не девалась, не менялась, и составляла ваши «кровные» 70 кгс = 700 Н.
Каким будет ваше взаимодействие с объектами? Ваша масса 70 кг, вы берёте в руку объект массой 1 кг, отбрасываете его от себя. В соответствии с законом сохранения импульса основную скорость получит 1-кг-объект, как менее массивный, и бросок будет примерно столь же «легким», как и на Земле. Но если вы попытаетесь оттолкнуться от объекта массой 1000 кг, то вы фактически оттолкнете себя от него, поскольку основную скорость в этом случае получите вы сами, и для разгона своих 70 кг придётся развить бОльшую силу. Чтобы примерно это представить, каково это, можете подойти сейчас к стене и оттолкнуться от неё руками.
Теперь вы вышли из станции в открытый космос и хотите поманипулировать каким-то массивным объектом. Пусть его масса будет, как упомянуто в посте http://pikabu.ru/story/kosmonavtyi_vruchnuyu_lovyat_5tonnyiy. (собственно, тот пост меня и сподвиг расписать всё это подробнее), пять тонн.
Честно сказать, я бы прямо очень поостерегся управляться с пятитонным объектом. Да, невесомость и все дела. Но достаточно лишь небольшой его скорости относительно МКС, чтобы прижать вам палец или чего-то посерьёзнее. Эти пять тонн сложно переместить: разогнать, остановить.
А уж представлять, как предложил один человек, себя между двумя объектами массой по 100 тонн и вовсе не хочется. Малейшее их встречное движение, и они вас с лёгкостью придавят. В полнейшей, что характерно, невесомости. )
Радует, что в фильмах про космос («Гравитация», «Интерстеллар», сериал «The Expanse») всё более реалистично (пусть и не без огрехов типа Джорджа Клуни, безнадёжно оттаскиваемого от Сандры Буллок неведомой силой) отображают базовые вещи, описанные в этом посте.
Резюмирую. Масса «неотчуждаема» от объекта. Если объект сложно разогнать на Земле (особенно если вы постарались минимизировать трение), то его так же сложно разогнать и в космосе. А что касается весов, то когда вы на них становитесь, они просто измеряют силу, с которой их сдавливают, и для удобства отображают эту силу не в Ньютонах, а в кгс. Не дописывая при этом букву «с», чтобы вас не смущать. )