Если на спутнике Юпитера Европе когда-нибудь обнаружат жизнь, то она может иметь земное происхождение. Согласно новому исследованию, бактерии, находившиеся внутри микроскопических пылевых частиц, теоретически могли покинуть Землю, добраться до Европы и попасть в скрытый под её ледяной корой океан. Но есть нюанс…

Исследование посвящено так называемой обратной панспермии. Если классическая панспермия предполагает попадание жизни на Землю из космоса, то в данном случае рассматривается возможность распространения земных микроорганизмов на другие тела Солнечной системы.

Статья исследует несколько этапов такого процесса. Во-первых, могут ли микронные частицы пыли, содержащие бактерии, покинуть Землю. Согласно расчётам, столкновения с космической пылью в верхних слоях атмосферы способны разгонять такие частицы до скоростей, превышающих вторую космическую скорость. После этого они могут покинуть окрестности Земли и начать движение по Солнечной системе.

Во-вторых, могут ли эти частицы попасть в систему Юпитера? Моделирование их дальнейшей траектории с учётом давления солнечного излучения, гравитации Юпитера и сопротивления межпланетной среды показывает, что частицы способны достигать орбиты Европы и сталкиваться с её поверхностью.

Наиболее серьёзной проблемой оказалось выживание микроорганизмов при ударе о лёд. Согласно расчётам, средняя скорость движения пылинок возле Юпитера составляет 20,1 км/с. И тем не менее, пережить столкновение некоторые частицы всё-таки могут. Но только те, что сталкиваются с поверхностью под очень малым углом - порядка одного градуса. Это означает, что при столкновении выживают лишь около трёх из тысячи частиц, содержащих бактерии. Тем не менее автор пришёл к выводу, что даже при столь жёстком ограничении на Европу за миллиарды лет могли попасть огромные количества частиц земного происхождения. Расчёты показали, что около 300 миллионов частиц с Земли должны достигать поверхности Европы каждую секунду!

Однако этого недостаточно. Чтобы микроорганизмы смогли достичь подповерхностного океана, им необходимо попасть под ледяную кору спутника. Согласно некоторым исследованиям, лёд Европы периодически растрескивается под действием приливных сил Юпитера. Некоторые трещины и области плавления способны относительно быстро переносить материал с поверхности вглубь ледяной оболочки и далее к подповерхностному океану.

Объединив все эти оценки, автор пришёл к выводу, что за время существования жизни на Земле в океан Европы потенциально могло попасть огромное количество частиц с земными микроорганизмами. По его мнению, если условия в этом океане совместимы с земной биохимией, то нельзя исключать возможность существования там жизни земного происхождения.

При этом работа носит исключительно теоретический характер. Она не доказывает существование жизни на Европе и не подтверждает факт переноса микроорганизмов с Земли. Исследование лишь показывает, что такой сценарий с точки зрения физики не выглядит невозможным и заслуживает дальнейшего изучения.

От себя хотелось бы добавить сомнения относительно способности бактерий выжить при столкновении со скоростью 20 километров в секунду даже при таком малом угле падения. Также автор работы не исследовал дозу радиации, которую могут получить микроорганизмы во время путешествия к Европе, а также за время пребывания на её поверхности в ожидании попадания в подлёдный океан. Всё-таки не зря NASA отказалось от идеи длительной орбиты вокруг Европы. Радиационные пояса Юпитера, в которых вращается Европа, считаются одними из самых опасных областей Солнечной системы как для космической техники, так и для живых организмов.

Астрономы предложили наиболее вероятное объяснение необычного поведения экзопланеты CoRoT-2 b - одного из самых странных известных горячих юпитеров. Новые наблюдения показали, что эта планета, вероятно, не находится в приливном захвате со своей звездой, хотя ранее считалось, что практически все горячие юпитеры должны быть постоянно повёрнуты к звезде одной стороной.

Горячие юпитеры представляют собой газовые гиганты, которые вращаются очень близко к своим звёздам. Из-за небольшого расстояния до светила они совершают оборот по орбите всего за несколько суток. При этом приливные силы со стороны звезды должны очень эффективно тормозить их вращение вокруг оси. Поэтому астрономы обычно предполагают, что такие планеты находятся в приливном захвате, подобно Луне, которая всегда обращена к Земле одной стороной. То есть у захваченных горячих юпитеров существует постоянно освещённая дневная сторона и более холодная ночная. При этом атмосферные потоки смещают наиболее горячую область немного вперёд по направлению вращения планеты (которое, кто не знал, при приливном захвате сохраняется).

Однако CoRoT-2 b нарушает это правило. Ещё в 2018 году астрономы заметили, что её самая горячая область расположена не там, где ожидалось. Для объяснения этой аномалии ранее были предложены три гипотезы: высокие облака могут частично скрывать наиболее горячие области планеты, сложное взаимодействие атмосферы с магнитным полем может влиять на распределение тепла, либо приливного захвата у CoRoT-2 b вообще нет.

Чтобы проверить эти варианты, группа исследователей использовала новые спектроскопические данные, полученные с помощью телескопа VLT (Very Large Telescope). Измерения показали, что CoRoT-2 b вращается вокруг своей оси медленнее, чем движется по орбите. По оценкам авторов, одни сутки на планете длятся около трёх земных суток, тогда как полный оборот вокруг звезды занимает примерно полтора земных дня. Иными словами, за время одного оборота вокруг своей оси планета успевает дважды облететь звезду.

По мнению исследователей, именно это несоответствие между скоростью вращения и орбитальным движением лучше всего объясняет необычное положение горячей области в атмосфере CoRoT-2 b. При этом причина столь медленного вращения пока остаётся неизвестной. Авторы подчёркивают, что для её выяснения потребуются дополнительные наблюдения.

Исследование также имеет более широкий смысл для изучения экзопланет. Условия приливного захвата играют важную роль при оценке климата планет, особенно у красных карликов, где потенциально обитаемые миры часто находятся именно в зоне, где приливный захват должен возникать достаточно быстро. Новые результаты показывают, что даже для горячих юпитеров предположение о приливном захвате может быть неверным, а значит, модели атмосфер и климата экзопланет могут потребовать дальнейшего уточнения.

Астрофизик из Оксфордского университета предложил необычный подход к поиску внеземных цивилизаций. По его мнению, человечество с большей вероятностью обнаружит не существующие в настоящее время инопланетные цивилизации, а их давно заброшенные технологические сооружения. Более того, следы таких объектов теоретически могут находиться даже в Солнечной системе.

Традиционно поиски следов технологических цивилизаций сосредотачивались на радиосигналах или других активных передачах из космоса. Однако автор отмечает, что такие сигналы существуют лишь ограниченное время.

В качестве примера приводится сама Земля. Период, когда человечество активно излучало в космос мощные радиосигналы, продолжался всего около ста лет. Современные системы связи всё чаще используют технологии, которые практически не создают заметного радиоизлучения за пределами планеты. Поэтому даже если разумные цивилизации возникают достаточно часто, вероятность того, что две из них будут одновременно существовать и активно передавать сигналы, может оказаться крайне низкой. При этом речь не обязательно идёт о гибели самой цивилизации. Имеется в виду именно технологическое окно контакта, вне которого обнаружить её сигнатуры имеющимися технологиями будет крайне сложно.

Вместо поисков сигналов автор предлагает сосредоточиться на поиске так называемых пассивных техносигнатур. Это объекты, которые могут сохраняться чрезвычайно долго без постоянного участия своих создателей. В статье рассматриваются три возможных типа подобных структур. Первый включает объекты, которые необычным образом перекрывают свет своей звезды. Второй - гигантские зеркала, способные отражать или фокусировать звёздный свет на огромные расстояния. Третий вариант предполагает существование объектов, рассеивающих свет с необычными спектральными или поляризационными свойствами.

Даже такие сооружения не могут существовать вечно. Автор рассматривает пример роя Дайсона - гипотетической системы из огромного количества искусственных объектов, окружающих звезду и собирающих её энергию. Без обслуживания орбиты элементов роя постепенно станут нестабильными. Со временем начнутся столкновения, которые будут дробить конструкции на всё более мелкие осколки.

Этот процесс может приобрести лавинообразный характер, напоминающий синдром Кесслера на околоземной орбите, когда каждое столкновение порождает новые обломки и повышает вероятность последующих столкновений. В конечном итоге мегаструктура может превратиться в огромное облако микроскопических частиц, которые автор называет «технозёрнами».

Столь мелкие частицы способны покинуть родную звёздную систему под воздействием звёздного ветра и начать путешествие по Галактике. Поскольку Солнечная система движется вокруг центра Млечного Пути, она постоянно проходит через межзвёздное вещество. Теоретически среди попадающего в неё материала могут встречаться и подобные частицы искусственного происхождения.

По мнению автора, особенно интересным объектом для поиска таких следов может быть Луна. В отличие от Земли, на ней отсутствуют атмосфера, активная геология и эрозия, поэтому попавшие на поверхность частицы межзвёздной пыли способны сохраняться там чрезвычайно долго.

Поэтому в качестве одного из возможных направлений поиска техносигнатур предлагается анализ лунного реголита на предмет необычных частиц, которые могли бы оказаться остатками давно разрушенных инопланетных мегаструктур.

При этом работа носит теоретический характер. Автор не утверждает, что подобные объекты действительно существуют, а лишь рассматривает возможные долговечные техносигнатуры, которые могли бы сохраняться значительно дольше любых радиопередач и потому иметь больше шансов быть обнаруженными.

UPD. Как правильно указали в комментариях, концентрация такой технопыли будет столь низкая, что шанс найти хотя бы одну крупинку будет стремиться к нулю. Идея интересная, но увы, наталкивается на огромные объёмы космического пространства.

Астрономы обнаружили ещё одну галактику, которая, по всей видимости, почти не содержит тёмной материи. Речь идёт о галактике NGC 1052-DF9, расположенной на расстоянии около 67 миллионов световых лет от Земли. Она стала уже третьим подобным объектом в одной и той же группе галактик, что может указывать на необычный механизм их происхождения.

Согласно современным представлениям, галактики формируются внутри массивных скоплений тёмной материи. Именно их тяготение помогает собирать обычное вещество в галактики. Поэтому обнаружение галактик, в которых тёмная материя практически отсутствует, представляет серьёзный интерес для астрономов.

История началась в 2018 году, когда учёные нашли галактику NGC 1052-DF2. Анализ показал, что наблюдаемую динамику её вещества можно объяснить почти без участия тёмной материи. Год спустя исследователи сообщили о второй похожей галактике - NGC 1052-DF4. Позднее выяснилось, что обе галактики входят в необычную линейную структуру примерно из десятка объектов, вытянутых в виде цепочки. Причём все эти галактики движутся схожим образом, что указывает на их общее происхождение.

Исследователи предположили, что если DF2 и DF4 действительно возникли в результате одного необычного события, то среди остальных членов этой цепочки могут существовать и другие галактики с дефицитом тёмной материи. Наиболее подходящим кандидатом оказалась галактика NGC 1052-DF9. По своим размерам, яркости и числу шаровых скоплений она очень похожа на DF2 и DF4. Последующий анализ показал, что её свойства также можно объяснить без существенного вклада тёмной материи.

По мнению авторов работы, все три галактики могли возникнуть в результате крайне редкого процесса, который исследователи называют столкновением карликовых галактик по типу Скопления Пуля (bullet dwarf collision). Речь идёт о почти лобовом столкновении. Напомню, что Скопление Пуля представляет собой столкновение двух скоплений галактик, тогда как в случае с DF9 и другими объектами, вероятно, почти лоб в лоб столкнулись две карликовые галактики.

Во время такого столкновения звёзды проходят друг сквозь друга почти без взаимодействия из-за огромных расстояний между ними. Предполагается, что аналогичным образом ведёт себя и тёмная материя, поэтому её гало продолжают движение практически без задержки.

Газ, напротив, сталкивается напрямую. Газовые облака теряют скорость и остаются в области столкновения, тогда как звёзды и тёмная материя уходят дальше. В результате может возникнуть область, богатая обычным веществом, но бедная тёмной материей. Согласно моделированию, этот газ способен впоследствии сформировать новые звёзды и даже целые галактики, практически лишённые тёмной материи.

Авторы подчёркивают, что обнаружение уже трёх подобных объектов в одной цепочке является сильным аргументом в пользу их общего происхождения. Кроме того, результат может помочь в изучении природы самой тёмной материи. По мнению исследователей, существование таких галактик лучше согласуется с представлением о тёмной материи как о реальном физическом веществе, а не как о следствии альтернативных теорий гравитации.

Наблюдения этой необычной группы галактик продолжаются. Учёные надеются найти новые свидетельства того, как именно сформировалась эта загадочная цепочка объектов и какую роль в этом процессе сыграла тёмная материя.

Астрономы обнаружили наиболее вероятного кандидата на роль источника высокоэнергетического нейтрино IC 210922A, зарегистрированного обсерваторией IceCube в 2021 году. Им оказалась далёкая галактика JCMT0402-0424, получившая неофициальное название Shadow Blaster («Теневой разрушитель»). Наблюдения показали, что около 11 миллиардов лет назад в её компактном ядре происходила чрезвычайно интенсивная вспышка звездообразования, которая могла создавать условия для рождения нейтрино очень высоких энергий.

Напомню, что нейтрино крайне слабо взаимодействуют с веществом. Благодаря этому они могут практически беспрепятственно проходить через газ, пыль и магнитные поля, сохраняя информацию о процессах, в которых возникли. Именно поэтому астрономы уделяют большое внимание поиску источников высокоэнергетических нейтрино.

22 сентября 2021 года детектор IceCube, расположенный в толще антарктического льда, зарегистрировал нейтрино IC 210922A с энергией около 750 тераэлектронвольт. Последующие наблюдения в различных диапазонах электромагнитного спектра не выявили в этой области неба никаких убедительных источников излучения, которые могли бы объяснить происхождение частицы.

Ситуация изменилась после наблюдений на телескопе Джеймса Максвелла, который обнаружил в области, откуда прилетело нейтрино, необычайно яркий источник субмиллиметрового диапазона. Затем его положение удалось уточнить с помощью массива SMA, а наиболее подробные данные получить на радиоинтерферометре ALMA.
Наблюдения показали, что галактика скрыта плотными облаками пыли и практически невидима в оптическом диапазоне. Кроме того, её изображение оказалось искажено гравитационной линзой, созданной массивной эллиптической галактикой на переднем плане. Под действием её тяготения свет далёкого объекта был усилен и разделён на четыре отдельных изображения.

Используя данные ALMA и моделирование гравитационного линзирования, исследователи восстановили истинную структуру галактики. Выяснилось, что она содержит область активного звездообразования размером около 1700 световых лет, а также ещё более компактный центральный компонент, который не удалось разрешить даже с помощью имеющихся наблюдений.

Спектральные наблюдения позволили определить красное смещение галактики, равное 2,988. Это означает, что мы видим её такой, какой она была в эпоху так называемого «космического полудня». Это период, когда Вселенной было всего несколько миллиардов лет и в ней наблюдались максимальные темпы звездообразования.

В галактике удалось обнаружить линии излучения угарного газа и нейтрального углерода, позволившие изучить свойства её межзвёздной среды. Полученные данные не выявили признаков того, что основным источником энергии служит активное ядро со сверхмассивной чёрной дырой. Вместо этого наблюдения указывают на чрезвычайно интенсивную вспышку звездообразования. После учёта усиления гравитационной линзой исследователи пришли к выводу, что галактика ежегодно формирует сотни масс Солнца в виде новых звёзд.

Особый интерес представляет высокая плотность газа и пыли в центральных областях галактики. В таких условиях космические лучи могут многократно сталкиваться с окружающим веществом, порождая частицы, распад которых сопровождается образованием гамма-излучения и нейтрино. Поэтому подобные компактные области звездообразования рассматриваются как потенциальные источники высокоэнергетических нейтрино.

Авторы подчёркивают, что работа не доказывает связь между галактикой и событием IC 210922A. Однако положение объекта в области локализации нейтрино, компактная структура и чрезвычайно плотное ядро делают эту галактику наиболее правдоподобным кандидатом среди всех объектов, обнаруженных в данном районе неба.

Кроме того, результаты исследования показывают, что подобные компактные галактики с интенсивным звездообразованием могли вносить заметный вклад в общий поток астрофизических нейтрино высоких энергий. Согласно расчётам авторов, на их долю может приходиться около 15%, а в некоторых моделях — до 20% наблюдаемого нейтринного фона.