Эти драматические события "снежной земли" произошли в быстрой последовательности, где-то около 700 миллионов лет назад, и данные свидетельствуют о том, что последовательные глобальные ледниковые периоды подготовили планету для последующего взрыва сложной многоклеточной жизни на Земле.

Ученые рассмотрели несколько сценариев того, что могло привести планету к каждому ледниковому периоду. Хотя ни один из этих процессов не был идентифицирован, предполагается, что то, что вызвало временное замораживание планеты, должно было сделать это таким образом, чтобы подтолкнуть планету к критическому порогу. Возможно это было снижение поступающего солнечного света или увеличение атмосферного углекислого газа до уровней, достаточно низких, чтобы вызвать глобальный рост льда.

Но ученые Массачусетского технологического института обнаружили, что Земля могла быть «сброшена» в глобальный Ледниковый период после того, как уровень солнечной радиации, которую она получала, быстро изменился в течение геологически короткого периода времени. Количество солнечной радиации не должно падать до определенной пороговой точки; до тех пор, пока уменьшение поступающего солнечного света происходит быстрее, чем критическая скорость оледенения.

Эти результаты, опубликованные сегодня в журнале «Proceedings of the Royal Society A», предполагают, что то, что вызвало ледниковые периоды Земли, скорее всего, включало процессы, которые быстро уменьшили количество поступающей солнечной радиации, такие как широко распространенные вулканические извержения или биологически индуцированное образование облаков, которые могли бы значительно блокировать солнечные лучи.

Полученные результаты могут быть также использованы для поиска жизни на других планетах. Исследователи были увлечены поиском экзопланет в пределах обитаемой зоны - на расстоянии от их звезды, которое было бы в пределах температурного диапазона, который мог бы поддерживать жизнь. Новое исследование предполагает, что планеты, как и Земля, также могут временно замерзнуть, если их климат резко изменится. Даже если они находятся в пределах обитаемой зоны, планеты земного типа могут быть более восприимчивы к глобальным ледниковым периодам, чем считалось ранее.

«У вас может быть планета, которая остается в пределах классической обитаемой зоны, но если количество поступающего солнечного света меняется слишком быстро, вы можете получить снежную землю», - говорит ведущий автор Константин Арншейдт, аспирант кафедры Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института (EAPS).

Независимо от конкретных процессов, которые вызвали прошлые оледенения, ученые в целом согласны с тем, что снежная земля возникала из-за «временного» эффекта, включающего обратную связь лед-альбедо: по мере уменьшения поступающего солнечного света лед расширяется от полюсов к экватору. По мере того, как все больше льда покрывает земной шар, планета становится более отражающей, или выше в альбедо, что еще больше охлаждает поверхность для дальнейшего роста количества льда. В конечном счете, если лед достигает определенной площади, это становится неконтролируемым процессом, приводящим к глобальному оледенению.

Глобальные ледниковые периоды на земле носят временный характер из-за круговорота углерода на планете. Когда планета не покрыта льдом, уровень углекислого газа в атмосфере контролируется поверхностью. Когда планета покрыта льдом, выветривание значительно уменьшается, так что углекислый газ накапливается в атмосфере, создавая парниковый эффект, который в конечном итоге оттаивает планету от ее ледникового периода.

Ученые в целом согласны с тем, что образование снежных планет имеет какое-то отношение к балансу между поступающим солнечным светом, обратной связью лед-альбедо и глобальным углеродным циклом.

«Есть много идей о том, что вызвало эти глобальные оледенения, но все они на самом деле сводятся к некоторой неявной модификации поступающей солнечной радиации», - говорит Арншейдт. «Но обычно это изучается в контексте перехода через порог».

Исследователи разработали простую математическую модель климатической системы Земли, которая включает уравнения для представления соотношений между входящей и исходящей солнечной радиацией, температурой поверхности Земли, концентрацией углекислого газа в атмосфере и влиянием атмосферных осадков на поглощение и хранение углекислого газа. Исследователи смогли настроить каждый из этих параметров, чтобы наблюдать, какие условия породили ледниковый период.

В конечном счете они обнаружили, что планета с большей вероятностью замерзнет, если поступающее солнечное излучение будет быстро уменьшаться, причем быстрее критической скорости, а не до критического порога или определенного уровня солнечного потока. Существует некоторая неопределенность в том, какой именно будет эта критическая скорость, поскольку модель представляет собой упрощенное представление о климате Земли. Тем не менее, по оценкам Арншейдта, чтобы перейти в глобальный Ледниковый период, Земля должна была бы испытать примерно 2-процентное падение поступающего солнечного света в течение примерно 10 000 лет.

«Разумно предположить, что прошлые оледенения были вызваны геологически быстрыми изменениями поступающей солнечной радиации», - говорит Арншейдт.

Конкретные механизмы, которые, возможно, быстро «затемняли» небо на протяжении десятков тысяч лет, все еще обсуждаются. Одним из предположений являются вулканы, которые могли выбрасывать аэрозоли в атмосферу, блокируя поступающий солнечный свет по всему миру. Во-вторых, примитивные водоросли, возможно, развили механизмы, которые способствовали образованию светоотражающих облаков. Результаты этого нового исследования предполагают, что ученые могут рассматривать такие процессы, как эти, которые быстро уменьшают поступающую солнечную радиацию, как более вероятные триггеры для ледниковых периодов Земли.

«Даже если человечество не вызовет нового снежного оледенения на нашей нынешней климатической траектории, существование такой переломной точки в глобальном масштабе все еще может оставаться причиной для беспокойства»,-указывает Арншейдт. «Например, она учит нас, что мы должны опасаться скорости, с которой мы изменяем климат Земли, а не только величины изменений. Возможно, существуют и другие подобные переломные моменты, вызванные антропогенным потеплением. Выявление этих факторов и ограничение их критических значений является важной задачей для дальнейших исследований».

Сегодня принято считать, что в эпоху формирования во Вселенной первых звезд, что происходило примерно 13 миллиардов лет назад, звезды быстро собирались в объединения, называемые шаровыми скоплениями. Затем эти скопления, в свою очередь, объединялись между собой, формируя первые галактики, которые росли за счет слияний и эволюционировали, начиная с тех самых пор. Поэтому астрономы давно подозревали, что самые древние звезды во Вселенной могут быть обнаружены в составе шаровых скоплений.

Таким образом, изучение звезд, входящих в состав этих скоплений, дает инструмент для определения возраста Вселенной – который до сих пор является до известной степени дискуссионным вопросом. В новой работе команда астрономов и космологов под руководством Дэвида Валчина (David Valcin) из Барселонского университета, Испания, провела изучение шаровых скоплений звезд, чтобы с их помощью определить возраст Вселенной. Полученные результаты указывают, что возраст нашего мира составляет около 13,35 миллиарда лет. Кроме того, эти находки могут помочь астрономам глубже понять расширение Вселенной.

В своем исследовании Валчин и коллеги изучили 68 шаровых скоплений звезд нашей Галактики, наблюдения которых проводились при помощи камеры Advanced Camera for Surveys (ACS) космического телескопа Hubble («Хаббл») НАСА/ЕКА. В частности, авторы изучили распределение звезд в составе скоплений на основе их звездной величины, которое было получено с использованием модифицированной версии изохрон, позволившей смоделировать данные.

В результате моделирования ученые установили, что возраст старейших шаровых скоплений звезд составляет 13,13 миллиарда лет. Прибавив к этой цифре время, необходимое для формирования самих шаровых скоплений звезд, Валчин и его команда получили оценку возраста Вселенной – 13,35 миллиарда лет (с доверительной вероятностью 68 процентов при статистической погрешности +-0,16 миллиарда лет и систематической погрешности +-0,5 миллиарда лет). Эта оценка сходится с предыдущей оценкой возраста Вселенной (на основе данных, полученных при помощи спутника Planck («Планк»), наблюдавшего реликтовое излучение) – 13,8+-0,02 миллиарда лет – однако новый метод имеет то преимущество, что он не основан на какой-либо конкретной космологической модели, а потому может быть использован для корректировки параметров такой модели,

Впервые странное белое облако над потухшим вулканом Арсия заметили в 2018 году. Арсия Монс - величайшая гора высотой в 20 километров, уступает всего лишь два километра марсианскому же Олимпу. Считается, что этот вулкан потух 150 миллионов лет назад. Поэтому при появлении над ним шлейфа длиной в сотни километров первым возник вопрос: вулкан проснулся? Оказалось, что нет, Арсия продолжает спать беспробудным сном. Но даже не связанное с вулканической деятельностью, это облако вызывает у ученых большой интерес. Такие явления бывают и на Земле, когда поднимающийся с поверхности планеты воздух конденсирует влагу в частицах пыли при понижении температуры. Это называется орографический лифт. Но в марсианских условиях явление выглядит фантастически - по наблюдениям шлейф может растянуться на 1800 километров. Такое облако возникает, предположили ученые, каждый марсианский год при Южном солнцестоянии и повторяется в течение 80 дней, следуя быстрому суточному циклу. Поскольку марсианский год длится 687 земных дней, во второй раз с 2018 года оно появилось сейчас, и земные наблюдатели ждали его, направив в этот район объективы камер орбитальных спутников Марса. Большинство зондов изучают дневной Марс, и их орбиты не позволяют захватить все зрелище. Только Mars Express способен со своей высокоэллиптической орбиты в утренние часы с помощью широкоугольных камер дать величественную панораму. Облако появляется ранним марсианским утром, чтобы через три часа исчезнуть. Теперь туманный шлейф получил у ученых имя собственное - АМЕС, и планетологи пытаются понять логику поведения феномена

Купол А, самый высокий ледяной купол на Полярном плато в Антарктике, предоставляет наилучшие условия для ночных наблюдений звезд, согласно новому исследованию, проведенному группой астрономов из Китая, Австралии и Канады. В чем проблема? В том, что это место является одним из самых удаленных от цивилизации и холодных уголков земного шара!

«Производительность телескопа, расположенного в окрестностях Купола А, превзойдет производительность аналогичного телескопа, установленного в любом другом месте на нашей планете, - сказал один из авторов исследования Пол Хиксон (Paul Hickson) из Университета Британской Колумбии, Канада. – Комбинация таких благоприятствующих наблюдениям характеристик местности, как большая высота над уровнем моря, низкая температура, высокая продолжительность периодов с темным небом, а также исключительная стабильность атмосферы – всё это делает Купол А крайне привлекательным местом для оптической и инфракрасной астрономии. Расположенный здесь телескоп сможет получать более четкие снимки и обнаруживать более тусклые объекты».

Одной из самых больших проблем наземных обсерваторий является негативное влияние атмосферной турбулентности, приводящее к размыванию и мерцанию источников. Для оценки влияния атмосферной турбулентности используется величина «видимости»: чем видимость ниже, тем выше турбулентность – и наоборот.

В настоящее время самые высокопроизводительные обсерватории расположены на относительно большой высоте над уровнем моря вдоль экватора (Чили и Гавайи) и характеризуются значениями видимости от 0,6 до 0,8 угловой секунды. В целом Антарктика имеет более высокий потенциал производительности ввиду более спокойной атмосферы – так, в месте, называемом Купол С, видимость оценивается в 0,23-0,36 угловой секунды.

В своей работе Хиксон и коллги проводят оценку другого перспективного места, называемого Купол А и расположенного близ центра Восточной Антарктики. Согласно авторам, слой атмосферы здесь еще тоньше, чем над Куполом С. Предыдущие оценки видимости в месте Купол А были произведены по данным, полученным в дневное время, но исследователи показывают, что ночью средний уровень видимости составляет 0,31 угловой секунды, а порой может достигать 0,13 угловой секунды.

Чтобы понять эволюцию галактики, астрономам необходимо изучать галактики на различных стадиях формирования и эволюции. Большинство галактик в современной вселенной являются зрелыми галактиками, но стандартная космология предсказывает, что в современной вселенной все еще может быть несколько галактик на ранней стадии формирования.

Поскольку эти ранние галактики довольно редки, международная исследовательская группа искала их в данных, полученных с помощью телескопа Subaru. "Чтобы найти очень редкие галактики, необходимы были данные, которые можно было получить только с помощью телескопа Subaru", - говорит доктор Такаси Кодзима, руководитель группы.

Однако трудно отыскать галактики на ранней стадии формирования, потому что данные, полученный с телескопа Subaru могут включать в себя до 40 миллионов объектов. Поэтому исследовательская группа разработала новый метод машинного обучения, чтобы найти такие галактики из огромного количества данных, отсеяв прочие галактики. У них был компьютер, который отслеживал нужные цвета галактик, ожидаемые от теоретических моделей, а затем позволял компьютеру выбирать только галактики на ранней стадии формирования галактик.

Затем исследовательская группа с помощью компьютера обнаружила, что одна галактика (HSC J1631+4426), расположенная на расстоянии 430 миллионов световых лет в созвездии Геркулес, имеет содержание кислорода всего 1,6 процента от количества кислорода солнечной системы. Это самое низкое значение, когда-либо измеренное для галактики. Количество кислорода говорит о том, что большинство звезд в этой галактике сформировалось совсем недавно. Другими словами, эта галактика находится на ранней стадии эволюции.

"Что удивительно, так это то, что звездная масса галактики HSC J1631+4426 очень мала, 0,8 миллиона солнечных масс. Эта звездная масса составляет всего около 1/100 000 нашей галактики Млечный Путь", - говорит профессор Оучи из Национальной астрономической обсерватории Японии и Токийского университета. Эта небольшая масса также поддерживает изначальную природу галактики HSC J1631+4426.

Исследовательская группа считает, что есть два интересных параметра. Во-первых, это самое значимое свидетельство существования галактики на столь ранней стадии эволюции. В рамках стандартной космологии считается, что в нынешней вселенной все еще рождаются новые галактики. Открытие галактики HSC J1631+4426 подтверждает картину стандартной космологии. Во-вторых, мы можем наблюдать новорожденную галактику в последнюю эпоху космической истории. Стандартная космология предполагает, что плотность материи во вселенной быстро падает, поскольку расширение вселенной ускоряется. В будущей вселенной, с быстрым расширением, материя не будет собираться через гравитацию и новые галактики не будут развиваться. Галактика HSC J1631+4426 может представлять собой последнее поколение галактики, которые развиваются в космической истории.

Исследователи Университета Кертина обнаружили два метеорита в течение двух недель на равнине Нулларбор: один из метеоритов упал недавно, а другой упал в ноябре 2019 года.

Оба падения были запечатлены командой Desert Fireball Network (DFN), которая использует камеры по всей Австралии, чтобы наблюдать падающие звезды и предсказывать, где приземляются метеориты.

Команда обычно ведет поиски упавших метеоритов с марта по октябрь, но в этом году поиски были отложены из-за коронавируса, но когда ограничения были сняты, команда заметила еще одно падение метеорита к югу от шоссе Эйр недалеко от Мадуры.

Астроном доктор Адриен Девиллпуа и планетарный геолог доктор Энтони Лагейн первоначально отправились в разведывательную миссию, чтобы оценить последнее место падения недалеко от Мадуры, используя беспилотные снимки этого района.

Доктор Девиллпуа сказал, что, когда они возвращались к своей машине по старой телеграфной дороге, они заметили на земле прямо перед собой нечто похожее на настоящий метеорит.

"Я думала, что Энтони подшутил надо мной, что он подбросил один из поддельных метеоритов, которые мы использовали для тренировки беспилотников. Но после более тщательного осмотра стало очевидно, что камень размером с кулак весом 1,1 килограмма, который мы только что нашли, действительно был метеоритом, за которым мы охотились", - сказал доктор Девиллпуа.

Доктор Девиллпуа объяснил, что хотя метеорит был очень близок к предсказанному месту падения, команда не ожидала найти его так быстро в этой заросшей кустарником местности.

"Большинство метеоритов содержат много железа, намного больше, чем обычные земные породы. Вот почему метеориты обычно притягивают магнит или заставляют ближайший компас сходить с ума", - сказал доктор Девиллпуа.

"Мы смогли определить, что этот метеорит находился на орбите Атона, что означает, что до того, как он упал на Землю, метеорит провел большую часть своего времени в самой внутренней Солнечной системе, между Венерой и Землей", - сказал доктор Девиллпуа.

"Этот тип орбиты необычен, потому что, поскольку большинство метеоритов происходят из пояса астероидов между Марсом и Юпитером, они обычно сохраняют орбитальную связь с этой областью пространства".

Две недели спустя доктор Мартин Таунер, руководитель оперативной группы, возглавил группу из шести человек для поиска места падения второго метеорита, который упал в ноябре 2019 года.

После всего лишь четырех часов поисков они нашли 300граммовый метеорит, который команда DFN видела в ночь на 18 ноября 2019 года.

Этот корабль летел с совершенно другой орбиты, указывая на среднюю часть главного пояса астероидов. Сейчас команда работает над тем, чтобы раскрыть секреты, которые хранят эти две скалы.

"Камеры DFN непрерывно снимают небо каждую ночь, и когда более чем одна станция обнаруживает огненный шар, мы получаем предупреждение, а затем анализируем эти данные, чтобы узнать больше об огненном шаре

Используя рентгеновскую космическую обсерваторию Chandra («Чандра») НАСА и другие телескопы, они показали, что пассивное поведение черной дыры может объяснять мощную вспышку звездообразования, наблюдаемую в далеком скоплении галактик.

Скопления галактик содержат сотни тысяч галактик, погруженных в горячий, излучающий в рентгеновском диапазоне газ, масса которого превышает общую массу всех галактик скопления вместе взятых. Выбросы материала в результате активности сверхмассивной черной дыры (СМЧД), расположенной в центральной галактике скопления, приводят к тому, что горячий газ не может охладиться до температур, благоприятствующих образованию большого числа новых звезд. Этот нагрев позволяет СМЧД оказывать влияние на активность и эволюцию родительского скопления галактик – и даже регулировать их.

Основываясь на результатах наблюдений, проведенных при помощи космических телескопов НАСА Hubble («Хаббл») и Spitzer («Спитцер»), астрономы ранее обнаружили, что в скоплении галактик SpARCS1049 происходит формирование новых звезд с ошеломляющей скоростью – порядка 900 масс Солнца в год. Для сравнения, в нашей галактике Млечный путь скорость формирования звезд примерно в 300 раз ниже. Эта вспышка звездообразования наблюдается на расстоянии примерно 80 000 световых лет от центра скопления. Но с чем связано ее возникновение?

В новом исследовании группа под руководством Джулии Главачек-Ларрондо (Julie Hlavacek-Larrondo) из Монреальского университета, Канада, смогла выяснить причину загадочного всплеска звездообразования, выяснив, что звезды в скоплении галактик SpARCS1049 образуются в такой области пространства, температура которой составляет всего лишь 10 миллионов Кельвинов, в то время как большая часть газа в скоплении разогрета до 65 миллионов Кельвинов. Согласно команде, такое остывание газа до температур, благоприятствующих звездообразованию, связано с отсутствием активности со стороны черной дыры центральной галактики скопления. Отсутствие в окрестностях этой СМЧД материала, необходимого для «питания», подтверждается отсутствием рентгеновского и радиоизлучения с ее стороны и может быть связано с тем, что скопление SpARCS1049 образовалось в результате слияния двух меньших по размерам скоплений галактик, а потому его центральная СМЧД оказалась смещена по отношению к области с наивысшей плотностью газа.

Астрономы приблизились к разрешению загадки молодой сверхновой 1987A. Основываясь на наблюдениях, проведенных при помощи обсерватории Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), и дополнительных теоретических исследованиях, ученые нашли новые аргументы в пользу гипотезы о том, что на месте этой взорвавшейся звезды сформировалась нейтронная звезда. Если это так, то данная нейтронная звезда является самым молодым объектом своего рода, известным науке.

С того самого момента, когда сверхновая 1987A озарила ночное небо в 1987 г., исследователи начали вести поиски компактного объекта, который должен был остаться на месте звезды после взрыва.

Поскольку на Земле в день взрыва (23 февраля 1987 г.) были зарегистрированы характерные нейтринные потоки, астрономы ожидали, что на месте этой звезды должна сформироваться нейтронная звезда, а не черная дыра. Однако, когда других признаков нейтронной звезды в ходе наблюдений обнаружено не было, исследователи начали вновь склоняться к гипотезе черной дыры.

Теперь, через несколько десятилетий после вспышки, астрономы обсерватории ALMA увидели первые признаки сформировавшейся нейтронной звезды – горячий «сгусток» в направлении облака пыли, окружающего остатки сверхновой 1987A. Изначально астрономы решили, что яркость этого сгустка слишком велика для нейтронной звезды, однако впоследствии теоретическое обоснование, данное командой Дэни Пейджа (Dany Page) из Национального автономного университета Мексики, разрешило возникший кризис, подтвердив, что настолько молодая нейтронная звезда, как центральный объект остатков сверхновой 1987А, может иметь очень высокую яркость. Кроме того, Пейдж в своей работе отмечает, что горячий сгусток, обнаруженный членами коллаборации ALMA, соответствует и другим теоретическим предсказаниям гипотезы нейтронной звезды, например, о положении компактного источника относительно расположения исходной звезды.

Существование этой планеты массой порядка 25 масс Земли и размером чуть меньше Нептуна не укладывается в рамки прогнозов, сделанных на основе наиболее распространенных моделей формирования планет.

Новые наблюдения этой экзопланеты, обозначенной как K2-25b, которые были проведены командой под руководством Гудмундура Стефанссона (Gudmundur Stefansson), исследователя-постдока из Принстонского университета, США, при помощи 0,9-метрового телескопа WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик и телескопа Хобби-Эберли Обсерватории Мак-Доналд (обе обсерватории расположены на территории США), а также других инструментов наблюдения, поднимают новые вопросы о процессах формирования планет.

Планета K2-25b размером чуть меньше Нептуна обращается вокруг карлика спектрального класса М – наиболее распространенного типа звезд в нашей Галактике – с периодом в 3,5 суток. Эта планетная система расположена в звездном скоплении Гиады, близлежащем скоплении молодых звезд, лежащем в направлении созвездия Тельца. Возраст этой системы составляет приблизительно 600 миллионов лет, и она находится на расстоянии около 150 световых лет от Земли.

Астрономы считают, что первым этапом формирования гигантских планет является «сборка» ядра, состоящего из горных пород и льда и имеющего массу порядка 5-10 масс Земли, в то время как на следующем этапе ядро притягивает к себе массивные газовые оболочки – атмосферу планеты – масса которых может достигать сотен масс Земли. В результате получается газовый гигант, например, такой, как Юпитер. Планета K2-25b не вписывается в эту схему: имея массу порядка 25 масс Земли и небольшой размер, она, тем не менее, практически полностью лишена атмосферы. Таким образом, теперь астрономам предстоит ответить на два вопроса: как планета K2-25b сформировала такое массивное ядро и почему это массивное ядро не притянуло к себе значительные количества газов для формирования атмосферы.

Наши наблюдения в выходные дни за целью Breamish показали некоторые интересные химические результаты (которые всегда заставляют наших ученых восклицать «О, потрясающий день!»). Именно поэтому план на 2829 сол начинается с наблюдений: камера Mastcam сделает мультиспектральный изображение Breamish, а ChemCam проанализирует этот камень во второй раз. Mastcam задокументирует повторное наблюдение за целью Breamish, а также за автономно выбранными целями ChemCam с выходных. Камера Mastcam также сделает фото мозайку из интересного каменного блока под названием «Mercat Cross».

Во второй половине 2829 дня мы сделаем короткую поездку к нашему ожидаемому месту тренировки, названному «Закон Мози». В этом новом местоположении мы сделаем серию фото снимков, включая изображения грунта под ровером с помощью камеры MARDI (которая смотрит точно вниз) и сделаем снимки камерой Mastcam под общим названием - «Обследование обломков» на поверхности поблизости.

На 2830 сол ChemCam проанализирует две выбранные компьютером каменные цели, а камера Navcam рассмотрит палубу ровера на предмет запыленности. Камера Mastcam будет смотреть на Солнце, чтобы измерить пыль в атмосфере.