Том 57, № 1 (2023)
Статьи
Аналитические приближения характеристик ночного гидроксила на Марсе и внутригодовые вариации
Аннотация
Наблюдения за эмиссиями колебательно-возбужденного гидроксила (ОН*) широко используются для получения информации о динамике и составе атмосферы. Мы представляем несколько аналитических приближений для характеристик гидроксильного слоя в марсианской атмосфере, таких как концентрация ОН* у максимума и высота максимума, а также соотношения для оценки влияния различных факторов на слой ОН* в ночных условиях. Эти характеристики определяются температурой окружающей среды, концентрацией атомарного кислорода и их вертикальными градиентами. Полученные соотношения применены к результатам численного моделирования с помощью модели глобальной циркуляции атмосферы для предсказания сезонного поведения гидроксильного слоя на Марсе. Годовые и внутригодовые вариации концентрации возбужденного гидроксила и высоты слоя по данным моделирования имеют как некоторые сходства с земными, так и существенные различия. Концентрация и высота максимума в экваториальных, северных и южных средних широтах меняются в зависимости от сезона, при этом максимальные концентрации и наименьшая высота приходятся на первую половину года. Модельные расчеты подтвердили наличие пика концентрации ОН* в полярных широтах зимой на высоте примерно 50 км со значениями объемных плотностей эмиссии 2.1, 1.4 и 0.6 × 104 фотонов см–3 с–1 для переходов колебательных уровней 1–0, 2–1, 2–0, соответственно. Полученные соотношения могут быть использованы для анализа измерений и интерпретации их вариаций.
Модельные вариации толщины коры Марса и Венеры методом чисел Лява
Аннотация
На основе данных топографии и гравитационного поля рассчитаны модельные вариации толщины коры Марса и Венеры методом чисел Лява. Метод учитывает подстройку планетных недр к нагрузкам на поверхности и в недрах. Численное моделирование проводится с использованием разложения по сферическим гармоникам данных топографии и гравитационного поля до 90-й степени и порядка для Марса и до 70-й для Венеры. Рельеф границы кора–мантия предполагает частичную изостатическую компенсацию по Эйри. Модель коры Марса согласуется с интервалом значений толщины коры под областью установки станции миссии InSight в юго-западной части равнины Элизий, полученным по результатам сейсмического эксперимента. Проведено сравнение с имеющимися глобальными моделями коры Марса и Венеры.
Контаминанты в лунном реголите
Аннотация
Лунный реголит, доставленный в 1970-е годы на Землю советскими автоматическими станциями Луна-16, -20, -24, несмотря на небольшое количество материала, представляет большую ценность для науки и требует изучения с особой тщательностью. Однако, поскольку пробы грунта прошли довольно долгий путь от момента извлечения до непосредственного исследования, существует опасность возможного загрязнение проб посторонним материалом, как техногенным, так и земными природными минералами. Особенно велика вероятность загрязнения самой тонкой фракции реголита, размеры частиц которой менее 100 мкм, так как их обнаружение возможно только методами электронной микроскопии. С помощью методов аналитической сканирующей электронной микроскопии в пробах реголита обнаружены фазы-контаминанты, загрязнившие исходные препараты, и показаны источники этих артефактов. Приведенные в настоящей работе примеры контаминации проб реголита и методы их идентификации позволят в дальнейшем точнее диагностировать фазы лунного происхождения.
Геохимический эффект ударной переработки полярного реголита на Луне
Аннотация
В работе рассматриваются геохимические эффекты ударной переработки полярного реголита Луны. В нем присутствует примесь льда воды, что может (должно?) создавать условия для возможных химических реакций. Пока достаточно надежно обнаружен один геохимический эффект – образование нехарактерного для относительно низких селенографических широт гематита Fe2O3. В работе выполнен термодинамический анализ условий, необходимых для образования гематита. Показано, что для этого требуется присутствие свободного кислорода, который, как вариант, может накапливаться при диссипации в открытый космос водорода, образующегося при разложении воды. Конкретный механизм, или механизмы, образования гематита требуют дальнейшего изучения. Весьма вероятно, что ударная переработка полярного реголита приводит также к гидратации силикатных стекол и к образованию тяжелых углеводородов. Диссипация в открытый космос, по-видимому, образующегося в этих процессах свободного водорода должна приводить к увеличению содержания дейтерия в остающемся водороде. Возможно, лед Н2О полярного реголита содержит значительное количество тяжелой воды. Будущие исследования в полярных областях Луны, особенно с доставкой образцов на Землю, должны подтвердить или опровергнуть эти выводы и предположения.
Формирование плазменного слоя при прохождении Луны через магнитные жгуты солнечного ветра
Аннотация
В отсутствие плотной атмосферы и общего магнитного поля вокруг Луны частицы солнечного ветра достигают лунной поверхности и почти полностью поглощаются. При прохождении Луны через плазменную среду магнитных жгутов солнечного ветра электрические токи жгута способны сильно изменять электрический потенциал лунной поверхности на дневной и ночной поверхностях, а в случае, когда векторы плотности тока жгута и направление на Солнце близки к коллинеарности, существует возможность возникновения достаточно сильных кольцевых токов, магнитное поле которых стремится вытеснить магнитное поле жгута и привести к формированию плазменного слоя с высотой порядка ларморовского радиуса электрона.
Спектрофотометрия и другие дистанционные методы изучения астероидов: достижения и новые подходы
Аннотация
Изучение физических параметров и характеристик астероидов как твердых безатмосферных небесных тел традиционно основано на тех же методах, которые применяются и при изучении большинства других небесных объектов, но имеющих определенную специфику. Основное внимание уделяется спектрофотометрии, как наиболее эффективному инструменту дистанционного изучения состава вещества, эволюции и происхождения астероидов. Но важнейшая информация об астероидах была получена и с помощью других методов наблюдений, таких как фотометрия, поляриметрия, радиометрия и радиолокация. Поэтому, кроме спектрофотометрии, в статье обсуждаются фотометрия, поляриметрия и радиометрия, которые, с одной стороны, наиболее близки в методическом плане, а с другой стороны, наметилась тенденция их комплексного использования. В связи с обнаружением у ряда астероидов сублимационно-пылевой активности и периодического образования пылевой экзосферы вблизи перигелия (см., например, Busarev и др., 2021) рассматривается методически новый подход при оценке химико-минералогического состава частиц экзосферы таких астероидов и, косвенно, – их поверхностного вещества.
Комета 2I/Borisov в сравнении с кометами Солнечной системы
Аннотация
В кратком обзоре обобщены данные по химическому и минеральному составу, а также по физическим свойствам первой внесолнечной кометы 2I/Borisov, полученные по наблюдениям, которые проводились с сентября 2019 г. до конца марта 2020 г. Отмечено, что качественно химический состав летучих и минеральной компоненты кометы 2I/Borisov аналогичен составу комет Солнечной системы, но есть отличия, указывающие на специфические условия формирования ее ядра в околозвездном газопылевом диске. Различные темпы выделения молекул СО и H2O в окрестности перигелия свидетельствуют о возможной гетерогенности ядра кометы, сформировавшегося из более однородных ледяных блоков, но отличающихся между собой по составу. Эти составляющие блоки могли образоваться в широком интервале радиальных расстояний: от линии льдов Н2О до линии льдов CO. Их аккумуляция в ядро кометы свидетельствует о крупномасштабном перемешивании протокометных тел в околозвездном диске. В составе кометной комы 2I/Borisov не были обнаружены спектры мелкокристаллических магниевых силикатов, что может быть интерпретировано как отсутствие переноса значительного количества газопылевого вещества из внутренних горячих регионов диска наружу, в зону образования протокометных тел.
Избранные проблемы классической и современной небесной механики и звездной динамики. I. Классические результаты
Аннотация
В обзоре освещены, в современном контексте приложений, важнейшие научные результаты ученых и выпускников СПбГУ в области небесной механики и звездной динамики. Обзор включает следующие темы: законы звездной динамики Антонова, точки либрации Абалакина–Батракова, метрики Холшевникова, гомологическая область Агекяна–Аносовой, метастабильные тройные системы Орлова, модели Огородникова–Милна, модели Осипкова–Меррита, оценки и вычисление параметра MOID, фотогравитационная небесная механика и солнечный парус, проблемы астероидно-кометной опасности, пылевые комплексы в Солнечной системе, вращательная динамика спутников планет, циркумбинарная динамика, методы открытий и определения орбит экзопланет. В первую часть обзора вошли классические результаты.