Миссия НАСА к Юпитеру не имеет ничего общего с Юпитером

У крошечных астероидов, которые следуют за планетой вокруг, есть свои секреты.

28 октября 2021 г.
Делиться

Представьте себе Юпитер и его маленькие астероиды в качестве космического декора к Хэллоуину на крыльце Солнечной системы. Сама планета — кружащаяся, бурная, самая большая в Солнечной системе — это тыква, а крошечные астероиды, которые ее сопровождают, напоминают тыквы причудливой формы, одна группа впереди, другая сзади. Тыква и эти тыквы были выставлены напоказ вот уже миллиарды лет, они связаны причудой гравитации, описывая одну и ту же петлю вокруг Солнца.

Ранее в этом месяце НАСА запустило космический корабль Люси, чтобы полюбоваться этим осенним космическим зрелищем. Космические аппараты уже посещали Юпитер, но ни один из них никогда не осматривал маленькие астероиды планеты вблизи. Тем не менее, после полувека изучения большинства крупных планет и спутников НАСА начинает расширять свое присутствие на более мелкие, более нишевые объекты, о которых большинство людей никогда не слышали. Все знают тыкву Юпитер, но кто слышал об этих причудливых тыквах? До сих пор миссия не шла точно по плану (подробнее об этом позже), но НАСА, похоже, уверено, что космический корабль однажды доберется до этих далеких загадочных объектов.

Астрономы знали об астероидах довольно давно. Немецкий астроном открыл первый в 1906 году, и с годами, по мере того как телескопы становились все более совершенными, астрономы обнаружили гораздо больше. Они стали называть объекты в честь персонажей самой известной битвы греческой мифологии, Троянской войны: Ахиллес, Агамемнон, Гектор. Астероиды, число которых сегодня исчисляется тысячами, вместе известны как троянцы.

Троянские астероиды больше, чем последний астероид, который НАСА посетило в прошлом году. Но они все еще малы в космических масштабах, особенно по сравнению с Юпитером: большинство известных троянцев размером с небольшой штат США, а внутри Юпитера может поместиться более 1300 Земель. Трояны темные, с матовой поверхностью, очень мало отражающей солнечный свет.Силы притяжения Солнца и Юпитера удерживают троянцев там, где они находятся; один набор всегда остается впереди планеты на ее пути вокруг Солнца, а другой всегда отстает. И троянцы, возможно, являются наиболее характерными астероидами в Солнечной системе: «Как холодным зимним утром, [когда] требуется гораздо больше энергии, чтобы покинуть вашу постель, астероиды также не хотят использовать энергию, чтобы уйти, — рассказала мне Сьерра Фергюсон, планетолог из Юго-Западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо.

Но многое об астероидах до сих пор неизвестно. У нас есть фотографии Юпитера уже несколько десятилетий, но даже для таких мощных космических телескопов, как «Хаббл», троянцы кажутся лишь пятнышками света. С земли астрономы наблюдают за троянцами через «затмения» — непреднамеренно пугающе звучащий термин для астрономического явления, связанного со светом и тенью. Иногда троянский астероид ненадолго проходит перед далекой звездой в поле зрения Земли и всего на несколько секунд отбрасывает тень на нашу планету. Астрономы путешествуют по всему миру, пытаясь наблюдать, как звезда временно угасает по мере того, как астероид проходит мимо. «Если у вас есть достаточно таких телескопов, разбросанных по достаточно большой территории, — говорит Алессондра Спрингманн, ученый из Аризонского университета, — вы действительно можете получить силуэт астероида, отслеживая, сколько времени требуется звезде, чтобы тусклый.

Миссия Люси направлена ​​на то, чтобы превратить эти нечеткие силуэты в текстурированные миры. Космический корабль посетит семь троянцев в течение следующих 12 лет, изучая их состав и другие свойства, а также проверяя, есть ли у кого-нибудь из них собственная крошечная луна или даже тонкий набор колец. Также существует вполне реальная вероятность того, что команда наткнется на то, о чем они даже не догадывались. В 2019 году, когда другой космический корабль НАСА посетил ближайший астероид, ученые обнаружили, что скала выбрасывает в космос сотни своих кусочков размером с гравий, сценарий, который никто из команды не предсказал.

Троянцы, какими бы маленькими они ни были, могут открыть некоторые большие истины. Ученые считают, что эти астероиды являются остатками ранней Солнечной системы, кусочками, которые не использовались для создания планет и лун. Вот почему команда назвала миссию Люси в честь знаменитого скелета предка человека, обнаруженного археологами в Эфиопии в 1974 году. Точно так же, как окаменелость Люси дала нам новую информацию об эволюции человека, астрономы надеются, что космический корабль Люси даст представление о формировании. Солнечной системы.

Это потому, что астрономы теперь считают, что некоторые из внешних планет — Сатурн, Уран и Нептун — образовались не там, где они сейчас, а вместо этого возникли гораздо ближе. Они пришли к такому выводу около 15 лет назад, после того, как астрономы всего мира продолжали находить экзопланеты размером с Юпитер, вращающиеся очень близко к своим солнцам. Такая конфигурация означала, что экзопланеты мигрировали. Возможно, то же самое произошло и в нашей Солнечной системе? Ученые говорят, что вначале Юпитер и другие большие планеты толкались вокруг Солнечной системы, раскачивая свою гравитацию. Юпитер, должно быть, подхватил несколько астероидов, которые находились далеко за пределами Нептуна, где находится много других космических камней, и приблизил их к Солнцу. Природа превратила некоторые камни в планеты и луны, но оставила эти астероиды нетронутыми, подвешенными в невидимом янтаре вселенной.

Люси будет искать признаки этой древней борьбы в троянцах, сказал мне Энди Ривкин, планетарный астроном из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Мэриленде. Астрономы достаточно хорошо разбираются в некоторых минералах, чтобы знать, где они должны появиться в Солнечной системе, в зависимости от их удаленности от солнечного тепла. Приборы Люси могли обнаруживать некоторые вещества, которые можно было бы ожидать найти где-то на орбите Нептуна, но не вблизи нынешней орбиты Юпитера — признак того, что астероиды действительно пришли из холодных дальних пределов.

Но сначала Люси должна привести себя в порядок. После запуска космического корабля в космос он изо всех сил пытался развернуть одну из двух своих гигантских десятиугольных солнечных панелей, которые в развернутом виде напоминают запутанную паутину. Шатающаяся солнечная панель до сих пор не раскрылась до конца, и инженеры пока не знают, почему. Люси будет лететь дальше от солнца и дольше, чем любой другой космический корабль на солнечной энергии в истории, и ему нужен весь солнечный свет, который он может получить. В настоящее время инженеры анализируют данные и пытаются найти решение. Они могут попытаться снова развернуть панели где-то в середине ноября, заявило вчера НАСА, или, может быть, просто оставить их как есть. Если все пойдет хорошо, Люси подойдет к одному из самых восхитительных представлений Солнечной системы, что позволит нам, наконец, полюбоваться астероидами, похожими на тыквы, которые следуют за Юпитером, нашей огромной тыквой планеты, вокруг Солнца.