День космической науки – 2014

4 Окт 2014

3 октября Институт космических исследований РАН провел День космической науки, отметив тем самым начало нового космического года, отсчет которого ведется со дня запуска Первого искусственного спутника Земли (4 октября 1957 года).

Научная сессия Дня космической науки стала своеобразной экскурсией от самого начала Вселенной до ближайшей к нам планеты Земля. Её начал Валерий Рубаков, академик РАН и главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, подробно рассказавший о сути главной астрофизической "интриги" прошедшего года — открытию и закрытию первичных гравитационных волн по данным наблюдений микроволнового фонового излучения. С марта по сентябрь 2014 года в астрофизическом сообществе активно обсуждались результаты, полученные с помощью наземного эксперимента BICEP2 на Южном полюсе. Участники эксперимента утверждали, что им удалось наблюдать так называемую B-поляризацию реликтового излучения — "след" первичных гравитационных волн, которые, в свою очередь, являются "следом" инфляции, очень короткого и очень сильного расширения Вселенной на первых стадиях её жизни. Критики эксперимента указывали, что наблюдаемый сигнал, возможно, является следствием не гравитационных волн, а гораздо более близкой к нам пыли. Точку в этом споре поставила статья научной коллаборации обсерватории "Планк", обнародованная 19 сентября. Обработав данные этой космической обсерватории, авторы пришли к выводу, что B-поляризация, которую наблюдал BICEP2, скорее всего вызвана именно пылью, которая на этой частоте "светит" гораздо ярче, чем предполагаемые гравитационные волны. Хотя сенсации не получилось, сама гипотеза инфляции не разрушена. "Открытие откладывается, — прокомментировал этот итог академик Рубаков. — Задача стала сложной: теперь надо выделить малый сигнал из мешающего фона" (в английском используется термин foreground, который подчеркивает, что мешающий "фон" находится перед тем объектом, который хочется наблюдать).

Гораздо более близкому астрофизическом объекту был посвящен рассказ Евгения Чуразова, члена-корреспондента РАН, ведущего научного сотрудника ИКИ РАН. 21 января 2014 года в галактике M82 (известной также под названием "Сигара") вспыхнула сверхновая. Названная SN2014J, она оказалась ближайшей к нам сверхновой типа Ia за всю наблюдений из космоса. Благодаря европейской обсерватории ИНТЕГРАЛ впервые удалось наблюдать гамма-излучение в первые же дни после взрыва, когда происходят интереснейшие процессы — синтезируется радиоактивный никель-56, распадающийся в кобальт-56, который, в свою очередь, распадается в уже не радиоактивное железо-56. Из данных наблюдений следует, что в процессе термоядерного взрыва звезды было синтезировано около 0,6 массы Солнца радиоактивного никеля, а характерная скорость разлета вещества сверхновой составляет около 10 000 км/с. Все эти параметры неплохо согласуются с предсказаниями «канонических» моделей SNIa. Однако ещё необходимо узнать, что было источником взрыва. Сверхновая типа Ia — это термоядерный взрыв белого карлика, который каким-то образом превысил определенный предел массы, за которым он становится неустойчивым. Это может произойти или в ходе аккреции, или в результате слияния двух белых карликов. Поэтому одна из следующих задач, как рассказал Евгений Чуразов, — найти "родительскую систему" сверхновой SN2014J. Кроме этого, исследователи планируют измерить структуру скоростей разлета оболочки, чтобы понять, насколько взрыв был симметричен, а также продолжить наблюдения за тем, как разлетающаяся оболочка взаимодействует с межзвездной средой.

Сергей Булат, заведующий лабораторией криоастробиологии Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) им. Б.П. Константинова, вернул слушателей в Солнечную систему и на планету Земля, хотя и не в самый населенный её регион — в Антарктиду, где под ледником толщиной от 3,7 до 4,2 км находится озеро Восток. Это, фактически, ближайший "земной" аналог подледных океанов, которые существуют на некоторых спутниках планет-гигантов: Юпитера и Сатурна. Вопрос, который стоит сегодня перед исследователями, — существует ли в жизнь в таких достаточно экстремальных условиях. Хотя, по словам Сергея Булата, давление и температура в озере Восток, в принципе, приемлемы для микроорганизмов (337–377 бар и -2 – -7 градусов Цельсия), но озерная вода перенасыщена кислородом (800 мг/л, тогда как в норме этот показатель составляет 14 мг/л, а при более чем 70 мг/л бактерии погибают). "Поэтому если мы найдем там жизнь, то это будет действительно что-то необычное". Результатом первого проникновения в озеро Восток, которое произошло 5 февраля 2012  года, стало открытие двух видов (филотипов) микроорганизмов из проб озерной воды, которые прошли контроли на загрязнения и для которых не нашлось соответствия в мировой базе микроорганизмов. Один из них более загадочен, так как его не удалось "привязать" и к известным подцарствам. Но эти пробы оказались довольно сильно загрязненными буровой жидкостью, поэтому найденных бактерий нельзя считать жителями именно озера. Следующее проникновение в озеро намечено на конец января 2015 года, и в ПИЯФ сейчас разрабатывается специальные пробоотборники, которые смогут взять для исследования чистую воду, без примеси буровой жидкости.

Сессию завершил рассказ о том, что космические исследования могут дать в земных делах. Евгений Лупян, руководитель отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН, рассказал о возможностях современных систем, работающих с данными спутниковых наблюдений Земли. Конкретный пример — наблюдения за российскими лесами, площадь которых сейчас оценивается приблизительно в 800 млн га. Из них ежегодно около 2 млн га проходят пожары, 3 млн га поражают болезни, причем порядка 0,5 млн га из них гибнет без возможности восстановления. Однако проблема сейчас состоит в том, что данные по площадям и "качеству" лесов давно не обновлялись — для некоторых территорий, по словам Евгения Лупяна, уже около 50–60 лет, что сравнимо с возрастом спелости березы. Однако сегодня есть методы, которые позволяют дистанционно оценить многие параметры. Например, распространенность пород: так, в частности, "главное" дерево России — это лиственница, которая составляет примерно 60% её лесов. Однако в последние годы темнохвойные леса на больших площадях заменились лиственными лесами. Ежегодно обновляется карта лесных пожаров. В 2014 году, например, гари составили около 4,6 млн га, однако реальный ущерб от пожаров определяется не только этой площадью, так как часть леса после пожара восстанавливается. Запомнившийся пожарами в Московской области 2010 года оказался не самым "горючим" ("всего" 2 млн га), но из-за засухи в это же лето погибло леса уже в следующие года, возможно, больше, чем в 2010 от огня. Подобная "наглядная информация" получена не сразу. Необходимо обработать большой массив спутниковых данных, "заложив" их в соответствующие физические модели. Есть и обратный процесс — необходимо строить и обновлять модели с учетом того, какие данные могут поставлять современные космические аппараты.

Дополнительная информация: 
Файл пресс-релиза: