Станция InSight определила основные границы внутренних слоев Марса
Планетологи благодаря сейсмическим данным, полученным марсианской станцией InSight, смогли уточнить положение границ между внутренними слоями Марса. Так, граница между корой и мантией находится на глубине 35 километров, а граница между мантией и ядром Марса — на глубинах 1520-1600 километров. Полученные результаты помогут в дальнейшем понять сложную геологическую эволюцию планеты. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
Автоматическая исследовательская станция InSight функционирует на Марсе более полутора лет, занимаясь исследованием его внутреннего строения. Для этого станция оснащена двумя основными научными инструментами: ударным зондом HP3, предназначенным для измерения тепловых потоков в марсианском грунте, и сейсмографом SEIS, а также системой датчиков погоды APSS. InSight уже смог получить ряд важных научных результатов — например, показал, что современный Марс является сейсмически активной планетой, а также определил, что кора планеты неоднородна по структуре.
Алан Левандер (Alan Levander) и Сичжуан Денг (Sizhuang Deng) из Университета Райса опубликовали результаты анализа сейсмических данных, собранных SEIS в период с февраля по август 2019 года. Ученые использовали метод автокорреляции фонового шума, чтобы найти в необработанных данных сигналы, соответствующие неоднородностям на разных глубинах, что позволяет понять строение планеты.
Ученым удалось выделить в данных сейсмографа долгопериодические сигналы, соответствующие ежедневным операциям станции и суточным колебаниям атмосферы, а также высокоамплитудные сигналы отражения, соответствующие границам, разделяющим зоны планеты. Исходя из полученных данных картина внутреннего строения Марса получается следующая. На глубине 35 километров под станцией находится граница Мохоро́вичича, отделяющая марсианскую кору от мантии. Затем, на глубинах 1110-1170 километров в мантии происходит структурная перестройка минерала оливина в вадслеит с образованием фазы с большими значениями коэффициентов упругости.
Наконец, на глубинах 1520-1600 километров находится граница между мантией и ядром Марса, богатым железом. Поскольку средний радиус Марса равен 3390 километрам, оценка радиуса ядра составляет 1790-1870 километров. Все полученные результаты согласуются с оценками из более ранних работ и помогут в дальнейшем понять эволюцию планеты как с химической, так и с термической точки зрения.
О подробностях миссии InSight и загадках марсианской геологии можно прочитать в наших материалах «Заглянуть внутрь Красной планеты» и «Сейсмограф для Марса».
Александр Войтюк
Его происхождение остается загадкой
Астрономы подтвердили открытие новой нептуноподобной экзопланеты, которая оказалась рекордно плотной среди подобных тел. TOI-1853b может представлять собой практически лишенное атмосферы ядро из воды и горных пород, а также попадает в «пустыню нептунов». Статья опубликована в журнале Nature. Экзопланеты, сравнимые по размерам с Нептуном, могут обладать разным составом и внутренней плотностью в зависимости от эволюционного пути, расстояния до звезды и активности процесса потери атмосферы. Они могут представлять собой тела с твердым ядром и толстой водородно-гелиевой атмосферой, а могут быть планетами, содержащими большое количество воды, демонстрировать обилие горных пород и даже иметь тонкую атмосферу. Группа астрономов во главе с Луки Напониелло (Luca Naponiello) из Римского университета Тор Вергата сообщила об открытии нового представителя нептуноподобных экзопланет TOI-1853b, который сильно выделяется по своим свойствам от других подобных тел. Первоначально его обнаружил космический телескоп TESS, затем открытие было подтверждено по данным наземных телескопов MuSCAT2, ULMT, SOAR и LCOGT, обсерваторий «Джемини-Север» и Кека, а также спектрографа HARPS-N. Родительская звезда относится к спектральному классу K2.5 V, она находится в 544 световых годах от Солнца и обладает массой 0,837 массы Солнца и радиусом 0,808 радиуса Солнца. Вокруг нее по орбите с периодом 1,24 дня и длиной большой полуоси 0,0213 астрономической единицы обращается экзопланета с радиусом 3,46 радиуса Земли и массой 73,2 массы Земли. Это дает значение средней объемной плотности в 9,74 граммов на кубический сантиметр, что примерно в шесть раз больше, чем у Нептуна. Внутренний состав TOI-1853b лучше всего описывается моделью ядра, состоящего из воды и горных пород, лишенного газовой оболочки или обладающего незначительной газовой оболочкой из водорода и гелия. Расчетное характерное давление в недрах экзопланеты может в 50 раз превышать давление на границе ядра и мантии Земли, таким образом, ядро может быть металлическим и окруженным мантией, богатой водой в виде льда или в виде сверхкритического флюида. TOI-1853b также попадает в центр «пустыни нептунов» — зоны дефицита нептуноподобных короткопериодных экзопланет, происхождение которой остается предметом споров. Объяснить образование такой экзопланеты сложно из-за значительного содержания в ней тяжелых элементов. В частности, ростTOI-1853b только за счет аккреции планетезималей из льда и горных пород кажется малореальным. Возможно, в системе в прошлом произошло высокоскоростное столкновение между двумя массивными протопланетами, или же TOI-1853b изначально была массивным гигантом с атмосферой, а затем потеряла большую часть массы из-за приливного разрушения вблизи периастра во время орбитальной миграции с высоким эксцентриситетом на раннем этапе жизни системы. Ранее мы рассказывали о том, как мини-нептун не смог объяснить необычное радиоизлучение от спокойного красного карлика.