атмосфера

Использование спутников на низкой околоземной орбите в качестве датчиков состояния термосферы может стать новым прорывом в изучении космической погоды.

Идею превратить мегасозвездия аппаратов в бесплатный инструмент для анализа плотности верхних слоев атмосферы предложил астроном и популяризатор науки Тони Филлипс, о чем пишет издание 3DNews. Суть метода заключается в наблюдении за торможением спутников в разреженном воздухе, что напрямую зависит от солнечной активности.

Параметр B* и атмосферное сопротивление

В основе предложенной Филлипсом концепции лежат общедоступные данные TLE (Two-Line Element), предоставляемые Космическим командованием США. Ключевым элементом анализа является параметр B* («би-звезда»), который отражает влияние атмосферного сопротивления на аппарат. Алгоритм корректирует этот показатель в сторону увеличения, если реальная плотность газа превышает прогнозируемую и спутник замедляется сильнее. Таким образом, B* выступает в роли своеобразного индикатора плотности термосферы.

Колебания плотности связаны с активностью Солнца. Ультрафиолетовое излучение нагревает термосферу (на высотах от 90 до 600 км), вызывая расширение газа. Спутники начинают испытывать большее сопротивление и быстрее терять высоту. Филлипс отмечает, что реакция атмосферы имеет задержку примерно в двое суток после изменения уровня солнечного радиоизлучения (на волне 10,7 см). Еще более резкие скачки плотности и, как следствие, ускоренное падение орбит вызывают геомагнитные бури.

Распределенная метеостанция на орбите

Для того чтобы исключить влияние индивидуальных маневров аппаратов, исследователь анализирует параметры целого комплекса спутниковых группировок:

• около 1000 спутников Starlink;
• 651 аппарат Eutelsat OneWeb;
• 391 спутник Amazon Kuiper;
• 107 аппаратов Planet Labs SuperDove.

Размещение этих созвездий на разных высотах позволяет получить объемную картину изменения плотности в различных слоях атмосферы. Несмотря на то что данные TLE уступают в точности специализированным научным приборам, а сами спутники могут менять орбиту с помощью двигателей, масштабная статистика позволяет отсеивать эти погрешности. Как итог, такая импровизированная «распределенная метеостанция» может сыграть важную роль в улучшении прогнозов космической погоды и оценке рисков для орбитальных аппаратов.

Наблюдение, которое удивило ученых

Британские астрономы, опираясь на данные телескопа NASA «Джеймс Уэбб», сообщили о редком открытии. Как следует из результатов, опубликованных на arXiv, у каменистой экзопланеты TOI-561 b обнаружены убедительные признаки атмосферы.

Планета из магмы и газов

TOI-561 b находится в 280 световых годах от Земли. Это ультрагорячая суперземля с глобальным океаном расплавленной магмы. Планета делает оборот вокруг звезды менее чем за 11 часов и всегда повернута к ней одной стороной.

Расчеты предсказывали температуру около 2700 °C. Однако спектрограф NIRSpec показал лишь около 1800 °C. Это расхождение стало ключевым аргументом в пользу атмосферы.

Почему она не исчезла

По словам ученых Бирмингемского университета, объяснение требует очень плотной атмосферы. Она должна быть богатой летучими веществами. Сильные ветры переносят тепло, а газы поглощают излучение.

Исследователи также отметили:

• аномально низкую плотность планеты
• возможное древнее происхождение
• формирование вокруг старой, бедной железом звезды

Ученые предполагают динамическое равновесие между магматическим океаном и атмосферой. Газы выделяются и снова поглощаются поверхностью. Открытие ставит под сомнение прежние теории эволюции планет.