Томилова И.В., Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В. «Особенности динамики объектов, движущихся в окрестности резонанса 1:3 с вращением Земли» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 323-338 (2019)

редставлены результаты исследования динамической структуры околоземного орбитального пространства в области резонанса 1:3 со скорость вращения Земли. Приведены результаты обширного численно-аналитического эксперимента по исследованию орбитальной эволюции объектов, движущихся в диапазоне больших полуосей от 20 250 до 20 280 км, с наклонениями от 0 до 90° градусов. Выявлены зоны действия в ней пяти компонент орбитального резонанса и апсидально-нодальных вековых резонансов низких порядков. Даны карты распределения выявленных резонансов. Представлен анализ динамической структуры орбитального пространства, полученный с использованием быстрой ляпуновской характеристики MEGNO и дана MEGNO-карта области в сечении плоскостью (наклонение орбиты, большая полуось). Показано, что особенностью динамической эволюции большинства исследованных орбит является хаотичность, возникающая под действием наложения резонансов различных типов.

Сачков Е.М., Шематович В.И. «Исследование обитаемости экзопланет: потенциальные биомаркеры O₂/O₃ в ультрафиолете» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 339-348 (2019)

В настоящее время самым сильным дистанционно обнаруживаемым признаком жизни в земной атмосфере является производимый при фотосинтезе молекулярный кислород (O₂). Однако недавние исследования геохимических признаков на экзопланетах, подобных Земле, предполагают, что для большинства из них атмосферный O₂ был бы не обнаруживаемым для удаленного наблюдателя, кроме как в течение последних ∼500 млн лет эволюции. Во время длительного периода в истории Земли (2.0–0.7 млрд лет назад) O₂, вероятно, присутствовал в атмосфере, но с низкими концентрациями, оцениваемыми значениями ∼0.1–1% от сегодняшнего уровня. Хотя спектральные проявления O₂ слабы при таких низких содержаниях, однако молекулы озона O₃, находящиеся в фотохимическом равновесии с такими низкими концентрациями O₂, будут вызывать заметные спектральные особенности в УФ-полосе Хартли–Хаггинса (∼0.25 мкм), с более слабым проявлением в средней ИК-области около 9.7 мкм. Таким образом, принимая историю Земли как информативный пример (прокси), можно заключить, что, возможно, существует категория экзопланет, для которых обычные атмосферные биомаркеры могут быть идентифицированы лишь в УФ-диапазоне излучения. Соответственно, в статье подчеркивается важность возможности УФ-наблюдений при проектировании будущих космических телескопов для прямых наблюдений экзопланет и их атмосфер, таких как Спектр-УФ (WSO-UV), The Habitable Exoplanet Observatory (HabEx) или The Large UV/Optical/Infrared Surveyor (LUVOIR), для обнаружения озона O₃в атмосферах планет с промежуточными состояниями окисления. Также обсуждаются стратегии смягчения так называемых “ложных определений”, т.е. детектирования O₃, создаваемого в абиотических процессах. Отмечается важность и широкие последствия изучения истории Земли как окна в понимании потенциальных биомаркеров для экзопланет, и важность наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне для идентификации обитаемых экзопланет космическими телескопами следующего поколения.

Ипатов С.И. «Вероятности столкновений планетезималей из различных областей зоны питания планет земной группы с формирующимися планетами и Луной» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 349-379 (2019)

Проведены расчеты миграции планетезималей из зоны питания планет земной группы, разделенной в зависимости от расстояния от Солнца на семь областей. Учитывалось гравитационное влияние всех планет. В ряде вариантов расчетов вместо планет земной группы рассматривались зародыши этих планет с массами, составлявшими 0.1 или 0.3 от современных масс планет. Полученные при расчетах массивы элементов орбит мигрировавших планетезималей использовались при вычислении вероятностей их столкновений с планетами, с Луной, или с их зародышами. В отличие от проводившегося ранее моделирования эволюции дисков тел, объединявшихся при столкновениях, такой подход позволяет для ряда стадий эволюции аккуратнее вычислять вероятности столкновений планетезималей с зародышами планет различных масс. При изучении состава зародышей планет из планетезималей, первоначально находившихся на различных удалениях от Солнца, рассматривались более узкие, чем ранее, зоны, из которых приходили планетезимали, и изучались изменения состава зародышей планет со временем, а не только конечный состав планет. На основании проведенных расчетов сделаны выводы о процессе аккумуляции планет земной группы. Зародыши планет земной группы, массы которых не превышали одной десятой от масс современных планет, аккумулировали в основном планетезимали из окрестностей своих орбит. При выпадении планетезималей из зоны питания Юпитера и Сатурна на зародыши планет земной группы эти зародыши еще не приобрели современных масс планет, и материал (в том числе вода и летучие) из этой зоны мог аккумулироваться во внутренних слоях планет земной группы и Луны. Вероятности выпадений планетезималей, первоначально находившихся на расстоянии от 0.7 до 0.9 а.е. от Солнца, на зародыши Земли и Венеры с массами, равными 0.3 от масс современных планет, отличались для этих зародышей не более чем в два раза. Суммарная масса планетезималей, первоначально находившихся в каждой из частей области, расположенной на расстоянии от 0.7 до 1.5 а.е. от Солнца, и столкнувшихся с почти сформировавшимися Землей и Венерой, отличалась для этих планет, вероятно, не более чем в 2 раза. Внутренние слои каждой планеты земной группы формировались в основном из вещества из окрестностей орбиты этой планеты. Внешние слои Земли и Венеры могли аккумулировать одинаковый для этих двух планет материал из различных частей зоны питания планет земной группы. Земля и Венера могли приобрести более половины своей массы за 5 млн лет. Не учитывавшийся в рассмотренной модели выброс вещества при столкновениях тел с планетами может увеличить время аккумуляции планет. Формирование зародыша Марса с массой, в несколько раз меньшей массы Марса, в результате сжатия разреженного сгущения может объяснить относительно быстрый рост основной массы Марса. При отношении масс зародышей Земли и Луны, равном 81 (отношению масс Земли и Луны), отношение вероятностей выпадений планетезималей на зародыши Земли и Луны в рассмотренных вариантах не превышало 54 и было максимально при массах зародышей примерно в три раза меньших современных масс этих небесных тел. Особенности формирования планет земной группы можно объяснить даже при относительно плавном уменьшении большой полуоси орбиты Юпитера за счет выброса им планетезималей на гиперболические орбиты, без рассмотрения миграции Юпитера к орбите Марса и обратно (“модель большого поворота”, the Grand Tack model) и без резких изменений орбит планет-гигантов, попадавших в резонанс, в модели Ниццы (the Nice model).

Решетняк М.Ю., Похотелов О.А. «Каскадные процессы при быстром вращении» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 380-385 (2019)

Рассмотрен процесс переноса по спектру кинетической энергии и гидродинамической спиральности в несжимаемой, быстровращающейся турбулентной среде. Приведен аналог теоремы Фьортофта для трехмерной турбулентности. Показано, что по аналогии с двумерной турбулентностью, одновременно существует два каскада: обратный каскад кинетической энергии и прямой каскад спиральности, который в случае двумерной турбулентности соответствует каскаду энстрофии. Результат находится в согласии с проведенными ранее численными расчетами и физическими экспериментами для геострофической турбулентности, и применим для объяснения процессов в жидких ядрах планет и быстровращающихся звездах.

Нарижная Н.В., Ховричев М.Ю., Бикулова Д.А. «Наблюдения галилеевых спутников Юпитера в 2018 г. в Пулкове» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 386-393 (2019)

Представлены результаты наблюдений галилеевых спутников Юпитера, выполненных в 2018 г. на Нормальном астрографе в Пулковской обсерватории. Получено 452 положения галилеевых спутников Юпитера в системе каталога Gaia DR1 (ICRF, J2000.0) и 671 разность координат спутников относительно друг друга. Выполнено сравнение новых результатов с сезоном наблюдений 2016–2017 гг. Как и ранее отмечены особенности поведения разностей (O–C) у спутников Ио и Ганимеда.

Федоров В.М. «Анализ составляющих различной физической природы в межгодовой изменчивости полного потока солнечного излучения» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 53, № 5, с. 394-400 (2019)

Межгодовая изменчивость приходящего к Земле солнечного излучения по физической природе представляет собой дуплекс с переменными, в зависимости от временного разрешения, соотношениями составляющих по амплитуде. Проведенный нами анализ показывает, что амплитуда многолетней изменчивости интенсивности излучения приблизительно на 95% определяется вариациями, связанными с изменением активности Солнца. При годовом разрешении преобладающей по амплитуде является составляющая, определяемая активностью Солнца (около 80%). При месячном разрешении ведущей по амплитуде составляющей дуплекса является вариация, определяемая небесно-механическими процессами (около 55%). Межгодовые вариации, определяемые небесно-механическими процессами, таким образом, являются ведущими в межгодовой изменчивости приходящего солнечного излучения в диапазоне изменения по сезонам года. Полученные результаты указывают на необходимость дифференцированного использования значений межгодовой изменчивости разной физической природы приходящего к Земле солнечного излучения в климатических моделях, в связи с зависимостью их весовых соотношений от временного разрешения.