Перейти к содержимому


Астроновости

космос и немного физики

Сообщений в теме: 1449

#1411 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 10 Февраль 2019 - 08:55

Пузыри, в которых формируются новые звезды*

Изображение

Эта область Большого Магелланова Облака (БМО) сверкает яркими красками на новом снимке, сделанном при помощи инструмента Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), установленного на телескопе Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории. Эта область, известная как LHA 120-N 180B (N180 B, для краткости) – представляет собой класс туманностей, известный как области H II, и является богатым источником новых звезд.

БМО представляет собой галактику-спутник Млечного пути, наблюдаемую преимущественно из Южного полушария. Эта галактика, расположенная на расстоянии всего лишь 160000 световых лет от Солнечной системы, находится практически в наших галактических окрестностях. Кроме того, единственный спиральный рукав БМО наблюдается с Земли в положении «сверху», что облегчает исследование таких областей, как N180 B.

Области H II представляют собой межзвездные облака ионизованного газа – голые ядра атомов водорода. Эти области являются «звездными колыбелями» - и вновь формирующиеся массивные звезды являются источниками излучения, ионизирующего окружающий эти звезды газ и формирующего завораживающие картины на снимках. Необычная структура области N180 B включает гигантский пузырь ионизованного водорода, окруженный четырьмя меньшими по размерам пузырями.

Глубоко внутри этого горящего облака инструмент MUSE заметил джет, идущий со стороны новорожденной звезды – массивного молодого звездного объекта массой свыше 12 масс Солнца. Этот джет - получивший название Гербиг-Харо 1177, или HH 1177, для краткости – подробно показан на одном из снимков, объединенных в новом видеоролике. Такой джет впервые наблюдается в видимом свете за пределами Млечного пути, поскольку обычно эти структуры скрыты от наблюдений окружающими их облаками пыли. Однако относительно низкое содержание пыли в БМО позволило исследователям наблюдать джет HH 1177 в оптическом диапазоне. Этот джет, протянувшийся на 33 световых года, является самым длинным джетом в своем роде, когда-либо наблюдаемым учеными.

Исследование, посвященное этим находкам, опубликовано в журнале Nature; главный автор Анна Ф. Маклеод (Anna F. McLeod).
https://www.astronew...=20190209070659






Кольцо из поваренной соли вокруг молодой звезды*

Изрядно подсолено: Астрономы впервые нашли возле молодой звезды хлорид натрия - то есть поваренную соль - и хлорид калия, что их самих очень удивило. По подсчетам обнаруживших это исследователей, пылевой диск звезды может содержать соли больше, чем все земные моря и океаны вместе взятые. Однако, как пишут ученые в журнале Astrophysical Journal, каким образом эти молекулы возникли, а также могут ли и другие молодые звезды обладать такими солеными пылевыми дисками, наука ответить пока что не может.

Изображение
Астрономы впервые обнаружили хлорид натрия и хлорид калия во внешней зоне пылевого диска вокруг молодой звезды Orion SrcI. © NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Звездные колыбели неспроста называют химическими лабораториями космоса. В плотных облаках газа и пыли экстремальные условия и высокоэнергетическое излучение молодых звезд вызывают образование новых химических соединений. Но при этом уже и в межзвездных газовых облаках астрономы обнаружили множество молекул, среди которых выявлены и органические соединения, такие как аминоацетонитрил и пропиленоксид, а также диоксид титана, перекись водорода и даже фуллерен - углеродные молекулы в форме футбольного мяча.


Поваренная соль и хлорид калия вокруг молодой звезды

Адам Гинзбург из Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO) в Нью-Мексико и его команда открыли целый массив таких молекул в совершенно неожиданном месте. Они впервые использовали комплекс радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для обнаружения хлорида натрия и хлорида калия в пылевом диске молодой звезды - Orion SrcI. Эта очень молодая, но массивная звезда расположена примерно в 1300 световых годах от нас.

На расстоянии приблизительно от 30 до 60 астрономических единиц от этой звезды астрономы отследили спектральные сигнатуры поваренной соли и других солей. Основываясь на полученных данных, Гинзбург и его команда подсчитали, что здесь имеется по крайней мере один триллион фунтов соли - столько же, сколько есть во всех земных океанах вместе взятых. Как считают исследователи, эти соединения, скорее всего, вращаются не в плотном центре пылевого диска, а на его поверхности.


Подтверждение в межзвездной среде

«Удивительно, что нам удалось обнаружить эти молекулы именно там», - говорит Гинзбург. - «Ведь до сих пор мы видели такие соли только во внешних оболочках умирающих звезд». Поэтому астрономы предположили, что такие газообразные щелочные соединения образуются только в очень ограниченных условиях в испаренном виде, а затем быстро поглощаются пылевыми частицами.

Изображение
Снимок ALMA соленого кольца (синим) возле Orion Src I. © ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), NRAO/AUI/NSF, Gemini Observatory/AURA

Но со звездой Orion SrcI это явно не тот случай. а вот почему, неясно. «Мы до сих пор еще не можем по-настоящему оценить, что означает это открытие», - говорит Гинзбург. - «Но эта находка показывает, что окружение этой звезды должно быть очень необычным». Как сообщают исследователи, массивная звезда образовалась всего около 550 лет назад, и при этом она была выброшена на высокой скорости из своего изначального облака.


60 различных энергетических состояний

Но вот что необычно: Соли присутствуют не в каком-то одном энергетическом состоянии, но и в бесчисленных различных возбужденных формах. «Глядя на спектральные данные ALMA, мы видим около 60 различных переходов хлорида натрия и хлорида калия», - сообщает соавтор исследования Бретт МакГуайр из NRAO. - «Это одновременно выглядит и шокирующе, и захватывающе». Потому что еще никто и никогда не обнаруживал так много таких возбужденных вибрирующих состояний в межзвездной среде.

Новое открытие предполагает, что эти пары соли существуют в широком диапазоне температур. Удалось определить, что окружение солей может варьироваться в температурном диапазоне от минус 175 градусов до плюс 3700 градусов по Цельсию. Из этих данных также следует, что солевые пары образуются не во внутреннем пылевом диске, а на его поверхности - возможно, при испарении частиц пыли.


Соляные пары и вокруг других звезд?

Пока что остается неясным, встречаются ли такие пары соли в среде других молодых звезд, или же Orion SrcI является в этом отношении исключением. «Поэтому нашим следующим шагом станет поиск солей и металлсодержащих молекул и в других регионах», - говорит Гинзбург. Если поиск увенчается успехом, то астрономы не только смогут по-новому взглянуть на химию звездных дисков; соли могут также помочь исследовать формы и структуры таких дисков.

«Когда мы изучаем протозвезды, сигналы от диска и оттока от звезды обычно смешиваются, что затрудняет их различение», - объясняет Гинзбург. Зато пары соли обнаруживаются только на поверхности пылевого диска и относительно точно позволяют отследить его форму. «Теперь, когда мы можем четко ограничить диск, мы сможем более точно увидеть, как он движется, и определить, сколько в нем массы», - говорит исследователь.
https://kosmos-x.net...2019-02-09-5597

#1412 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 11 Февраль 2019 - 08:52

360-градусная видеопанорама: марсоход Curiosity покидает гребень Веры Рубин

Изображение

После исследования марсианского гребня Веры Рубин на протяжении более чем одного года ровер НАСА Curiosity двигается дальше. Однако это новая видеопанорама с обзором на 360 градусов позволяет осмотреть последнее место, на котором марсоход производил сверление пород гребня Веры Рубин – зону, получившую название Rock Hall. Это видео было создано на основе серии панорамных снимков, сделанных ровером 19 декабря. Оно включает изображения его следующей научной цели – зоны, которую научная команда миссии называет «глиноносной зоной» (clay-bearing unit), и которая недавно получила название Glen Torridon – а также дна кратера Гейл, где возвышается гора Шарп, на которую ровер взбирается, начиная с 2014 г.

И хотя ровер покидает гребень Веры Рубин, научная команда миссии до сих пор продолжает работать над анализом истории его формирования. Хотя исследователи собрали уже немало данных, они все еще не могут полностью объяснить тот факт, что этот гребень способен сопротивляться эрозии значительно эффективнее, чем окружающие его подстилающие породы. Однако исследование, проведенное при помощи ровера, позволило выяснить, что породы, слагающие этот гребень, формировались в результате накопления осадков в древнем озере, аналогично формированию слоев породы под гребнем.

Новая научная цель ровера, область Glen Torridon, находится в долине между гребнем Веры Рубин и остальной частью горы. Эта область считается глиноносной, поскольку данные, полученные при помощи орбитального аппарата, демонстрируют, что породы в этой местности содержат филлосиликаты – глинистые минералы, которые обычно формируются в воде и могут поведать ученым историю древних марсианских озер, находившихся в кратере Гейл.

NASA's Curiosity Mars Rover Departs Vera Rubin Ridge (360 View)
https://www.youtube....h?v=e-gZpz8zuDQ

https://www.astronew...=20190211023600






Доли Ультимы Туле оказались похожими на блины

Изображение
NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Две доли объекта Пояса Койпера 2014 MU69 или Ультимы Туле оказались более плоскими, чем считалось ранее, и похожи, скорее на блины, чем на сферы. К такому выводу пришла команда миссии New Horizons, которая прислала новые снимки, сделанные через 9 минут после максимального сближения с ним 1 января 2019 года, сообщается на сайте миссии.

New Horizons — первый космический аппарат, пролетевший мимо Плутона на близком расстоянии, благодаря чему удалось выяснить, что на карликовой планете есть криовулканы, ледники, горные цепи и признаки подповерхностного океана. Затем руководство миссии решило в период с 2016 по 2021 год исследовать пояс Койпера, расположенный на расстоянии 30–55 астрономических единиц от Солнца и содержащий тела, оставшиеся после формирования Солнечной системы. Основной целью для исследований стал объект 2014 MU69, или Ультима Туле (Ultima Thule — название было дано в честь мифического острова на севере Европы в древней и средневековой литературе и картографии). Это транснептуновый объект, совершающий один оборот вокруг Солнца за 295 лет. Станция совершила 140-секундный пролет мимо 2014 MU69 1 января 2019 года, в 05:33 по Гринвичу, минимальное расстояние до объекта составило около 3500 километров.

Cнимки, полученные аппаратом, показали, что окраска объекта напоминает похожие по расцветке области, обнаруженные на Хароне и Плутоне, где цвет поверхности объясняли присутствием сложных органических молекул толинов. Цвет Ультимы Туле совпадает с цветом подобных ей тел в Поясе Койпера и характерен для «контактных двойных систем», где тела не сливаются полностью, а обращаются вокруг общего центра масс. Ранее команда миссии показала ряд новых изображений объекта, в том числе его самый четкий снимок, на котором стали видны ямы и впадины, похожие на ударные кратеры, а также борозды на поверхности Ультимы Туле.

The Truly Odd Shape of Ultima Thule
https://youtu.be/6i6K6kUOgxY

Недавно станция прислала 14 новых изображений объекта, которые были получены бортовой камерой LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) через 9 минут после максимального сближения с ним 1 января 2019 года, расстояние до Ультимы Туле на момент съемки составляло 8862 километров. На новых снимках очертания 2014 MU69, почти полностью скрытого во тьме, видны на фоне звездного неба. Анализ полученных изображений показал, что форма двух долей объекта не похожа на сферическую, как считалось ранее, а более плоская и похожа на блин («Ультима») и на смятый грецкий орех («Туле»). Это очень необычно, подобные объекты ранее не наблюдались в Солнечной Системе и позволяют построить новые теории формирования планетезималей на заре ее образования.

New Data, New View
https://youtu.be/1WUd2brm8XE

Подробнее об открытиях, сделанных аппаратом New Horizons, читайте в нашем материале и на специальной странице.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...ry-far-pancakes







Российский спутник обнаружил космические лучи от близкой к Земле сверхновой

МОСКВА, 11 фев – РИА Новости. Научная аппаратура "Нуклон", летавшая на вышедшем из строя в 2017 году спутнике "Ресурс-П" №2, зарегистрировала космические лучи, которые исходят от близкой к Земле сверхновой звезды, заявил в интервью РИА Новости директор НИИ ядерной физики МГУ Михаил Панасюк.

"Эксперимент принес очень значимые для науки результаты… Наиболее популярная теория происхождения космических лучей в нашей Галактике – от взрывов сверхновых звезд, но окончательных доказательств этому нет. И до получения данных с "Нуклона" мы думали, что космические лучи создаются огромным количеством сверхновых звезд - одна взорвалась в одно время, вторая, скажем, через 1000 лет, и вот эти частицы наполняют нашу Галактику", - сказал он.

Однако, как отметил Панасюк, данные с научной аппаратуры "Нуклон" показали, что "эти лучи исходят в том числе и из локальных, близких, источников". "То есть, возможно, где-то недалеко звезда взорвалась, и мы наблюдаем космические лучи именно от нее", - пояснил он.

О выходе из строя двух спутников "Ресурс-П" в ноябре 2018 года сообщила газета "Коммерсант". По данным научного центра оперативного мониторинга Земли (спутникового оператора), они не используются по целевому назначению с 2017 года. Роскосмос сообщил, что по результатам анализа специалистов принято решение о выводе из состава российской орбитальной группировки космического аппарата "Ресурс-П" №2, при этом аппарат "Ресурс-П" №3 находится на исследовании главного конструктора.

Три спутника дистанционного зондирования Земли "Ресурс-П" были запущены на орбиту в 2013, 2014 и 2016 годах. В настоящее время по целевому назначению используется только "Ресурс-П" №1.
https://ria.ru/20190...1550667839.html






Российский спутник засек неизвестные науке физические явления

МОСКВА, 11 фев – РИА Новости. Ультрафиолетовый телескоп, установленный на запущенном в 2016 году российском спутнике "Ломоносов", обнаружил в земной атмосфере мощные световые "взрывы", природа которых пока неизвестна, заявил в интервью РИА Новости директор НИИ ядерной физики МГУ Михаил Панасюк.

"С помощью телескопа мы получили более значимые результаты, чем ожидали. Похоже, мы натолкнулись на новые физические явления… Мы не знаем пока какова их физическая природа… К примеру, во время полета "Ломоносова" на высоте нескольких десятков километров мы несколько раз регистрировали световой "взрыв" огромной мощности. А под ним все чисто, никаких гроз и облаков! Что вызывает "взрыв" - вопрос открытый", - сказал он.

Панасюк объяснил, что вся атмосфера Земли светится всплесками ультрафиолетового излучения, часть из которых ученым известна – это спрайты (электрические разряды в мезосфере и термосфере) и эльвы (огромные слабосветящиеся вспышки в верхней части грозового облака).

Ученый также сообщил, что регистрировать с помощью установленного на "Ломоносове" телескопа космические лучи предельно высоких энергий оказалось сложнее, чем предполагалось, так как атмосфера Земли очень "засорена" различными вспышками.

"Среди таких вспышек есть как природные явления, так и антропогенные – например, мы пролетаем над аэропортом и "видим" сигнальные огни. Наш телескоп регистрирует и огни городов, а также обнаруживает воздействие мощных радиостанций на верхнюю атмосферу. Все это нам, конечно, мешает в поисках следов космических частиц. Но мы научились выделять те природные явления, которые нам нужны", - пояснил директор института ядерной физики.

Космический аппарат "Ломоносов" был изготовлен корпорацией ВНИИЭМ по заказу МГУ. Спутник вывел на орбиту ракетой-носителем "Союз-2.1а" в апреле 2016 года во время первого в истории пуска с космодрома "Восточный".

"Ломоносов" занимается изучением транзиентных световых явлений (кратковременные вспышки) в верхней части атмосферы Земли и радиационных характеристик земной магнитосферы. Его масса составляет 625 килограммов. Спутник оснащен космическим телескопом для измерения энергетического спектра и химического состава космических лучей предельно высоких энергий с околоземной орбиты. Кроме того, на борту установлены комплексы приборов по исследованию космических гамма-всплесков и ближней магнитосферы Земли.

В ноябре 2018 года в работе научной аппаратуры спутника возникли проблемы, которые пока не решены.
https://ria.ru/20190...1550665576.html






Комета Ивамото и галактика Сомбреро

Изображение
Авторы и права: Иан Гриффин (Музей Отаго)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Красивая зеленоватая кома кометы Ивамото (C/2018 Y1) видна в верхнем левом углу этого телескопического изображения. Фотография была получена 4 февраля в обсерватории Маунт Джон Университета Кентербери с полной экспозицией в 30 минут. На ней запечатлена комета, быстро двигающаяся на фоне звезд и далеких галактик в созвездии Девы. Длинная экспозиция и быстрое движение кометы относительно звезд и галактик явились причиной того, что яркая внутренняя кома на снимке видна как вытянутая полоска. Из-за этого комета выглядит удивительно похожей на галактику Сомбреро, или Мессье 104, которая находится внизу справа. Посетившая внутреннюю часть Солнечной системы комета удалена от нас всего на 4 световые минуты, а величественная Мессье 104 – спиральная галактика, видимая с ребра – на 30 миллионов световых лет. Комета Ивамото – первая комета 2019 года, которую можно увидеть в бинокль. Она приблизится к Земле 12 февраля. Комета движется по сильно вытянутой эллиптической орбите с периодом в 1371 год, удаляясь от Солнца за пределы пояса Койпера. Она должна возвратиться во внутреннюю область Солнечной системы в 3390 году.
http://www.astronet.ru/db/msg/1457485






Венера без вуали

Изображение
Авторы и права: Венера (слева): НАСА, Лаборатория реактивного движения, проект Магеллан; Земля (справа): НАСА, Аполлон-17
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Как выглядит Венера под покровом плотных облаков? Эти облака делают поверхность планеты невидимой даже для самых мощных телескопов наземных астрономов. Но в начале 1990-х годов обращающийся вокруг Венеры космический аппарат Магеллан смог приподнять вуаль с лица Венеры и получить замечательные изображения поверхности планеты с высоким разрешением, используя радар. Цвета, использованные в этом созданном компьютером на основании радарных данных Магеллана изображении, основаны на цветных фотографиях поверхности Венеры, переданных советскими аппаратами Венера 13 и 14, совершившими посадку на поверхность. Яркая область, протянувшаяся через середину изображения – это самая большая возвышенность на Венере, известная как Земля Афродиты. На этой картинке Венера и наша Земля изображены рядом, чтобы наглядно показать сходство размеров двух планет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1457550

#1413 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 12 Февраль 2019 - 08:56

Гравитационное излучение черных дыр поможет найти ультралегкие частицы темной материи

Изображение
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019

Физики-теоретики из Нидерландов и Германии предложили искать аксионоподобные легкие бозоны с помощью гравитационного излучения от двойных систем, сливающихся черных дыр. Для этого ученые показали, что облако частиц, которое образуется за счет сверхизлучения черных дыр, может испытывать резонансные переходы и модифицировать гравитационный сигнал. Наземные детекторы такие тонкие детали увидеть не могут, однако космический детектор LISA, который планируют запустить в середине 30-х годов, вполне может их ухватить. Статья опубликована в Physical Review D, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Как правило, когда физики говорят о темной материи, они подразумевают вимпы (WIMP) — слабо взаимодействующие массивные частицы. Поскольку такие частицы не участвуют в электромагнитном взаимодействии, увидеть их с помощью обычных телескопов нельзя (именно поэтому материя, состоящая из них, называется «темной»). Вимпы возникают в большом числе теоретических моделей — например, в суперсимметричных теориях, — которые предсказывают, что масса гипотетических частиц составляет не меньше десяти масс протона. К сожалению, увидеть вимпы на практике не смогли даже самые чувствительные детекторы. Поэтому сейчас физики постепенно переключаются на альтернативные теории темной материи.

В частности, некоторые из этих моделей утверждают, что темная материя состоит не из тяжелых, а из невероятно легких бозонов, масса которых не превышает 10−19 масс протона. Как и вимпы, такие частицы очень слабо взаимодействуют с частицами Стандартной модели, однако проявляют себя через гравитационные эффекты — гравитационное линзирование и кривые вращение галактик. Самый известный пример легкого бозона — это аксион, предложенный в 1977 году Роберто Печчеи и Хелен Квинн. Вообще говоря, изначально аксион вводился в Стандартную модель, чтобы «очистить» ее от проблемы сохранения CP-инвариантности в сильных взаимодействиях, однако на роль частицы темной материи он тоже хорошо подходит. Кроме того, аксионоподобные легкие частицы возникают в теории струн и других альтернативных теориях. К сожалению, зарегистрировать аксионы с помощью наземных детекторов очень сложно, и пока ученые смогли проверить только узкий диапазон масс.

Физики-теоретики Даниэль Бауманн (Daniel Baumann), Хорн Шэн Чиа (Horng Sheng Chia) и Рафаэль Порто (Rafael Porto) предложили альтернативный способ детектирования легких аксионоподобных частиц. Для этого ученые заметили, что за счет сверхизлучения вокруг вращающихся черных дыр формируются облака сверхлегких скалярных частиц. Теоретически, такие облака могут исказить спектр гравитационных волн, которые испускают двойные системы сливающихся черных дыр. Сейчас ученые могут измерить этот спектр, хотя и очень грубо — следовательно, с помощью гравитационных волн можно косвенно подтвердить существование аксионов. К сожалению, до этого такую возможность никто не изучал.

Изображение
Эволюция двойной системы черных дыр с бозонным облаком. Из-за излучения гравитационных волн дыры постепенно сближаются, пока облако не попадет в резонанс и не исказит спектр гравитационного сигнала
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019

Для начала, чтобы упростить задачу, физики исследовали, как облако скалярных частиц образуется вокруг «одинокой» черной дыры, скорость вращения которой превышает угловую фазовую скорость падающей волы. Придерживаясь стандартного взгляда на сверхизлучение, ученые приблизили уравнение движения бозонов уравнением Шрёдингера, нашли его собственные значения и соответствующие волновые функции, а затем рассчитали время жизни бозонного облака. Грубо говоря, физики рассматривали «гравитационный атом», ядром которому служила черная дыра, а электронами — аксионоподобные частицы. В результате исследователи получили, что время жизни облака пропорционально массе черной дыры и обратно пропорционально пятнадцатой степени «гравитационной постоянной тонкой структуры» — отношения гравитационного радиуса дыры и комптоновской длины волны легких бозонов. Это означает, что для черных дыр солнечной массы гравитационным излучением облака можно пренебречь, если «постоянная тонкой структуры» меньше 0,07 (облако слишком быстро распадается). Для более массивных черных дыр это ограничение немного слабее.

Изображение
Энергетические уровни бозонного облака, вращающегося вокруг «одинокой» черной дыры
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019

Затем ученые проверили, как изменятся квазистационарные состояния бозонного облака, если добавить к черной дыре соседку. Для этого они воспользовались теорией возмущений, считая, что соседка слабо искажает метрику первой черной дыры. Оказалось, что в таких «гравитационных молекулах» возникают резонансы, аналогичные резонансам Раби в обычных атомах. Для удобства физики рассмотрели два случая резонанса — совпадение частоты вращения облака со сверхтонким расщеплением его энергетических уровней или с разницей энергий обертонов. Первый случай ученые назвали сверхтонким резонансом, второй — боровским резонансом. Как бы то ни было, оба резонанса перемешивают растущие и затухающие моды и заставляют облако терять массу.

Изображение
Плотность заселенности затухающих мод около боровского и сверхтонкого резонансов
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019


Изображение
Разрешенные переходы (жирные стрелки) и перемешивание энергетических уровней (пунктирные стрелки) в двойной системе черных дыр
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019


Изображение
Система координат, в которой ученые проводили расчеты
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019

Наконец, исследователи оценили, как резонансы бозонного облака скажутся на спектре гравитационных волн, испускаемых двойной системой. Как и ожидалось, сигнал виден тем лучше, чем больше время жизни облака и чем острее пик резонанса. Если точнее, частота сигнала прямо пропорциональна седьмой степени «постоянной тонкой структуры» для сверхтонкого резонанса и третьей степени «постоянной» для боровского резонанса. На практике это означает, что наземные детекторы почувствовать сигнал не смогут. Тем не менее, ученые утверждают, что космический детектор LISA с плечом порядка 2,5 миллионов километров способен поймать сигнал от двойных систем с массой порядка десяти тысяч масс Солнца.

Изображение
Резонансная частота для физически разумных значений «постоянной гравитационной структуры» и массы двойной системы. Сверху изображен сверхтонкий резонанс, снизу — боровский. Вертикальные линии отмечают типичные пороги чувствительности для различных гравитационных детекторов
Daniel Baumann et al. / Physical Review D, 2019

Авторы статьи подчеркивают, что их метод чувствует даже такие частицы, которые связаны с частицами Стандартной модели только гравитационным взаимодействием. Ни один другой эксперимент такие частицы почувствовать не может, хотя они являются идеальным кандидатом на роль темной материи. Тем не менее, ученые также замечают, что их анализ недостаточно точен, чтобы применять его на практике, и обещают улучшить предложенный метод в будущем.

Несмотря на то, Physical Review D опубликовал статью только на прошлой неделе, ученые выложили ее препринт еще в апреле прошлого года. Благодаря этому к моменту выхода ее уже успели процитировать 15 раз. Более того, некоторые цитирующие статьи были напечатаны в рецензируемых журналах намного раньше работы Баумана, Чиа и Порто.

В июне 2015 года физик из NASA Джереми Шниттман показал, что побочные продукты от столкновений частиц темной материи в окрестности черной дыры можно зарегистрировать с помощью гамма-телескопов. В феврале 2018 американские исследователи обнаружили, что нейтронные звезды могут разогреваться из-за падающей на них темной материи. Несмотря на то, что сейчас такое разогревание измерить нельзя, в будущем его может заметить инфракрасный телескоп «Джеймс Уэбб», который планируют запустить уже весной этого года. Кроме того, в прошлом году сразу несколько групп оценили вклад первичных черных дыр в массу темной материи с помощью эффекта гравитационного микролинзирования: первая группа использовала для этого сверхновые звезды, вторая — тусклые карликовые галактики.

В июле 2018 года физики-теоретики из Университета Брауна предложили искать аксионы с помощью прецессии спина электронов — ученые показали, что в присутствии аксионов сильное электрическое поле ведет себя аналогично магнитному и заставляет спины частиц поворачиваться. А в декабре исследователи из Германии обнаружили, что аксионы изменяют кулоновский потенциал и сдвигают энергию электронов в атоме водорода. Теоретически, такую сдвижку можно использовать для поиска аксионов, однако на практике это пока невозможно — чтобы заметить предсказанные учеными поправки, нужно уменьшить погрешность измерений по меньшей мере в сто тысяч раз.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...xionlike-signal






Магнитные волны Солнца ведут себя не так, как считалось ранее

Изучение солнечной активности за 10 лет показало, что самый верхний слой атмосферы звезды — корона — реагирует на звуковые волны, исходящие из нее. Эти данные могут серьезно повлиять на современные модели звезд.

Владимир Гильен

Изображение

Команда физиков из Нортумбрийского университета в Великобритании обнаружили, что магнитные волны солнечной короны — самый внешний слой атмосферы звезды — реагируют на звуковые волны, исходящие из недр. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Большинство людей знакомы с тремя состояниями вещества: твердым, жидким и газообразным. Однако мало кто знает о его четвертом состоянии — плазме, — при котором атомы разбиваются на электроны и ионы.

На самом деле во Вселенной плазма встречается чаще, чем твердые вещества, жидкости и газы, так как она существует при температурах и плотностях, с которыми люди сталкиваются крайне редко. Поведение плазмы напоминает жидкости и газы, только у нее, помимо прочего, есть еще магнитные поля.

Изображение
Сигнатура корональных волн Альвена / © Northumbria University

В 1942 году шведский физик Ханнес Альвен совместил математику механики жидкостей и электромагнетизма, предсказав, что плазма способна поддерживать волнообразное состояние в магнитном поле — этот феномен сегодня известен как волны Альвена.

Эти волны играют важную роль в транспортировке энергии вокруг Солнца и по всей Солнечной системе. Ранее считалось, что они появляются на поверхности светила, когда кипящий водород достигает шести тысяч градусов Цельсия и буквально «вспенивает» солнечное магнитное поле.

Однако доктор Ричард Мортон и его коллеги из Нортумбрийского университета нашли доказательство того, что магнитные волны также реагируют на звуковые волны, исходящие из Солнца, при этом находясь в более высоких слоях его атмосферы. Исследователи обнаружили, что звуковые волны оставляют своего рода метку на магнитных волнах.

Присутствие этой метки означает, что вся солнечная корона единообразно «сотрясается» в ответ на звуковые волны. Из-за этого она вибрирует в очень чистом диапазоне частот.

Эта метка обнаружилась по всей короне и постоянно присутствовала в ней на протяжении десятилетнего периода, который и был изучен в ходе исследования. Результаты указывают на то, что это фундаментальная константа Солнца может быть фундаментальной константой и других звезд.

Таким образом, новые данные могут иметь серьезные последствия для современных идей о распределении и использовании магнитной энергии в звездных атмосферах.

Корона Солнца в сотни раз горячее его поверхности, и считается, что энергия, исходящая от волн Альвена, напрямую связана с нагреванием короны до температуры около миллиона градусов. Также существуют гипотезы, что они связаны с нагреванием и ускорением мощного солнечного ветра, распространяющегося по Солнечной системе. Этот ветер движется со скоростью до 1200 километров в секунду и влияет на атмосферы планет, их магнитные поля и вызывает такие феномены, как полярное сияние.
https://naked-scienc...ny-solnca-vedut





Квантовые флуктуации увеличили эффективность передачи энергии по цепочке спинов

Изображение
Изображение цепочки ионов, участвовавшей в эксперименте
Christine Maier et al. / IQOQI

Физики из Австрии и Германии воспроизвели андерсоновскую локализацию, квантовый перенос при помощи среды и квантовый эффект Зенона с помощью простой системы спинов, состоящей из десяти ионов кальция-40. Другими словами, ученые увидели, как динамический шум увеличивает эффективность передачи энергии по цепочке (до определенных пределов). Эта система в два с половиной раза больше предыдущих модельных систем, что позволяет более детально исследовать процессы. В частности, физики подтвердили, что эффективность передачи энергии зависит от того, насколько широко спектральная плотность шума охватывает собственные значения системы. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Электрический ток, который течет по проводнику, можно представлять не только как поток электронов-квазичастиц, но и как волну, переносящую заряд и энергию. Когда волна набегает на препятствие (например, дефект или примесь), она рассеивается и частично отражается. Если рассеянная и исходная волна когерентны и направлены в одну сторону, они интерферируют и усиливают друг друга — например, на этом принципе основан лазер, в котором вместо электронов бегают фотоны. Если же рассеянная волна когерентна исходной, но направлена в случайную сторону, сигнал, наоборот, подавляется. Более того, когда беспорядочное рассеяние происходит слишком часто, электроны вообще перестают бежать по материалу, и проводник превращается в изолятор. Впервые этот эффект заметил в 1958 году американский физик-теоретик Филип Андерсон, и впоследствии явление назвали его именем.

Тем не менее, андерсеновскую локализацию можно преодолеть, если превратить статичный беспорядок в динамический. Другими словами, если случайным образом «трясти» неподвижные примеси, рассеянные волны уже не будут когерентны исходным, и деструктивная интерференция не сможет полностью погасить сигнал (хотя и ослабит его). Этот эффект, открытый около десяти лет назад, называется квантовым переносом при помощи среды (environment-assisted quantum transport, ENAQT). В частности, он объясняет высокую эффективность фотосинтеза некоторых биомолекул. К сожалению, ENAQT до сих пор наблюдался только в макроскопических системах, состоянием которых сложно управлять. С другой стороны, квантовые системы, моделирующие этот эффект, содержали не более четырех узлов (волноводов, осцилляторов, ионов или сверхпроводящих кубитов). Поэтому связь между шумом и проводимостью была исследована плохо.

Группа ученых под руководством Кристиана Руза (Christian Roos) исследовала эту связь для цепочки из десяти связанных спинов — ионов кальция-40, пойманных в квадрупольную ловушку Паули. Изначально все спины в цепочке были ориентированы в одну сторону. Взаимодействием между спинами физики управляли с помощью лазера, связывающего электронные состояния всех ионов. Кроме того, с помощью дополнительных лазеров, сфокусированных на каждом ионе, ученые возбуждали спины и вносили в систему статический беспорядок. Энергия таких возбуждений была равномерно распределена в интервале от одной пятой до максимальной энергии взаимодействия двух спинов. Управляя формой волны лазеров, исследователи также создавали динамические шумы разного характера — например, белый (марковский) шум, спектральная мощность которого равномерно распределена по всему диапазону частот. Наконец, переворачивая третий спин в цепочке, физики запускали по ней волну, а затем исследовали ее поведение.

Сначала ученые изучили случай марковского (белого) динамического шума, который накладывался на слабый или сильный беспорядок. В случае сильного беспорядка эффективность изначально находилась на низком уровне из-за андерсоновской локализации и росла одновременно с силой шума, что указывало на ENAQT. Тем не менее, при еще большей силе шума, когда его спектральная плотность превышала максимальную энергию взаимодействия двух спинов, эффективность распространения волны снова начинала падать. Ученые считают, что это падение обусловлено квантовым эффектом Зенона: при таком сильном шуме состояние каждого спина проверяется слишком часто, время его жизни увеличивается, а вероятность переворота уменьшается. Следовательно, волна распространяется по цепочке плохо. Кроме того, в этой области приближение белого шума перестает работать. В случае слабого беспорядка эффективность распространения волны практически не зависела от силы динамического шума, пока эффектом Зенона можно было пренебречь.

Изображение
Эффективность передачи энергии от третьего иона к восьмому в зависимость от интенсивности шума. Серые области отмечают режим, в котором работает цепочка. Во врезе (a) изображена модель взаимодействия ионов (чем ярче линия, тем сильнее взаимодействие), во врезе (B) — модель цепочки со статическим хаосом
Christine Maier et al. / Physical Review Letters, 2019

Чтобы лучше понять, почему в области сильных шумов эффективность распространения волны уменьшается, физики смоделировали случай не-марковского шума, спектральная плотность которого описывается распределением Лоренца. В результате ученые выяснили, что при высокой спектральной плотности эффективность зависит не столько от формы распределения интенсивности, сколько от ширины, с которой оно покрывает собственные энергетические состояния системы. Для широких распределений, которые охватывают все собственные частоты (в частности, для белого шума) эффективность передачи близка к ста процентам. Напротив, для узких распределений, которые связывают только небольшой диапазон частот, эффективность зависит от номера пробного иона и в среднем невысока.

Изображение
(a) Спектральная плотность для различных видов шума (обозначены цифрами) в сравнении со спектром цепочки (синие полоски). (B) Эффективность передачи энергии от третьего к восьмому, девятому и десятому ионам для различных видов шума. Цифры совпадают с рисунком (a)
Christine Maier et al. / Physical Review Letters, 2019

Таким образом, ученые воспроизвели андерсоновскую блокаду, квантовый перенос при помощи среды и квантовый эффект Зенона на хорошо контролируемой системе, которая позволяет исследовать детали этих процессов. Авторы считают, что с помощью такой системы можно также исследовать другие случайные процессы — в частности, изучить локализацию OTOC-корреляторов (out-of-time-ordered correlators), связанных с квантовых хаосом.

Ранее мы уже писали о том, как шумы помогают контролировать состояния квантовых систем. Например, в октябре 2017 года исследователи из Германии и Испании обратили поток тепла в термоэлектронном наноразмерном приборе, изменяя частоту проверок его когерентности. А в январе 2018 американские физики научились управлять состоянием трансмонных кубитов с помощью квантового эффекта Зенона. Грубо говоря, благодаря этому эффекту квантовое состояние живет тем дольше, чем чаще его измеряют.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...019/02/11/ENAQT

#1414 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 13 Февраль 2019 - 09:20

Ученые объяснили происхождение светлых пятен на поверхности Цереры


Изображение

Недавняя миссия НАСА к карликовой планете Церере обнаружила яркие, светлые пятна слои на ее поверхности. В новом исследовании, проведенном учеными из Техасского университета в Остине, США, совместно с коллегами из Лаборатории реактивного движения НАСА, были подробно изучены факторы, влияющие на вулканическую активность, в результате которой сформировались эти хорошо различимые пятна и которые могут играть важную роль в перемешивании ингредиентов для возможного зарождения жизни на других планетах.

Вулканы на Церере представляют собой криовулканы. Вулканы такого типа формируются на поверхностях планетных тел с ледяными оболочками, под которыми находится соленая вода, называемая криомагмой. Криомагма находит себе путь к поверхности и изливается через отверстия и трещины в коре. Ученые считают, что криовулканы на поверхности спутника Юпитера Европы могут помогать перемешивать компоненты, необходимые для формирования сложных органических молекул, которые способны стать основой для зарождения жизни.

«Криовулканизм играет большую роль в тех системах, в которых мы осуществляем поиск жизни, - сказал главный автор нового исследования Марк Хесс (Marc Hesse) из Школы геонаук им. Джексона Техасского университета в Остине. – Поэтому мы пытаемся понять эти ледяные оболочки и их поведение».

Церера сформировалась много миллиардов лет назад из камня и льда, поэтому ученые не ожидали встретить на ней геологическую активность. Однако обнаружение орбитальным аппаратом НАСА Dawn светлых пятен на поверхности Цереры, вероятно, указывает на недавние извержения криовулканов. Расплавление и перемешивание криомагмы принципиально возможно при местном разогреве поверхности карликовой планеты в результате столкновений с астероидами, однако найденное зондом Dawn светлое пятно располагается внутри ударного кратера Оккатор, сформированного более 20 миллионов лет назад. Следы извержения криомагмы указывают на ее более позднее происхождение – согласно полученным учеными НАСА данным, ее возраст составляет не более 400000 лет. Но как могла эта магма не затвердеть под тонкой ледяной корой в течение почти 20 миллионов лет?

Для ответа на этот вопрос команда Хесса рассмотрела ряд факторов, способных замедлить остывание жидкой криомагмы, включая выделение скрытого тепла и снижение теплопроводности коры при ее нагреве. В результате при моделировании с учетом этих факторов исследователи не смогли достичь продолжительности остывания жидкой криомагмы до замерзания более 10 миллионов лет, однако уже эта цифра значительно приближает описание процессов, протекающих при остывании криомагмы, к результатам измерений, проведенных при помощи аппарата Dawn.

Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
https://www.astronew...=20190213041932





Вода могла бы затопить Землю, если бы не древняя сверхновая

Изображение

Вся Земля могла бы оказаться под водой, если бы не своевременно произошедший взрыв сверхновой, сообщается в новом исследовании.

Массивная звезда в окрестностях нашего Солнца завершила свой жизненный цикл мощным взрывом в то самое время 4,6 миллиарда лет назад, когда происходило формирование Земли и соседних с ней планет. В результате этого взрыва в нашу зарождающуюся Солнечную систему попало большое количество радиоактивных элементов, таких как алюминий-26, которые затем разогрелись и высушили каменистые «строительные кирпичики» планет, называемые планетезималями, согласно результатам компьютерного моделирования, проведенного исследователями.

Это «высушивание изнутри» могло оказать большое влияние на содержание воды на Земле, поскольку, согласно современным представлениям, наша планета получила большую часть своей воды за счет слагающих ее планетезималей.

«Результаты наших расчетов показывают, что существуют два различающихся по количеству воды на планетах типа планетных систем», - рассказал главный автор нового исследования Тим Лихтенберг (Tim Lichtenberg), который проводил эту научную работу в рамках подготовки своей докторской диссертации на базе Института геофизики Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

«Одни системы схожи с нашей Солнечной системой – на планетах наблюдается относительно небольшое количество воды, - добавил Лихтенберг. – Однако есть системы другого типа, где вся поверхность планет покрыта толстым слоем воды – и такие системы формируются, если поблизости нет массивных звезд, а следовательно, нет источника алюминия-26, который необходим для «подсушивания» планет при формировании планетных систем. Присутствие алюминия-26 может изменить содержание воды на планетах на порядок и более».

В этой новой работе Лихтенберг и его коллеги смоделировали формирование тысяч планет и определили ту роль, которую алюминий-26 играет в регулировании количества воды на планете.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
https://www.astronew...=20190212161743




Физики впервые услышали "барабанную дробь" магнитного щита Земли

Изображение
Так художник представил себе волны в магнитном щите Земли, порожденные ударом плазмы
© E. Masongsong/UCLA, M. Archer/QMUL, H. Hietala/UTU

МОСКВА, 12 фев – РИА Новости. Флотилия зондов НАСА помогла ученым доказать, что на поверхности магнитного щита Земли присутствуют стоячие акустические волны, похожие по структуре на барабанную дробь. Их описание и возможные источники были представлены в журнале Nature Communications.

"Многие наши коллеги уже начали считать, что этих вибраций нет, так как за последние 45 лет мы не нашли свидетельств их существования. Это было отчасти связано с тем, что для их однозначного обнаружения нам была нужна целая флотилия зондов на орбите. Наше открытие доказывает, что эта "барабанная дробь" существует", — заявил Мартин Арчер (Martin Archer) из университета Королевы Марии в Лондоне (Великобритания).

Земля, в отличие от Венеры и ряда других планет Солнечной системы, обладает своим собственным магнитным полем, который вырабатывается в результате движения жидких потоков металла в ее ядре. Это магнитное поле играет роль своеобразного "щита", который отражает космические лучи, заряженные частицы высоких энергий, и защищает Землю от солнечного ветра и выбросов корональной массы на Солнце.

Следами его существования являются так называемые пояса ван Аллена - две области на высотах около 6 тысяч и 58 тысяч километров от поверхности Земли, где находятся большое количество протонов и электронов высоких энергий, "пойманных" магнитным полем Земли и движущихся в своеобразной магнитной ловушке. Они порождают красивые полярные сияния и вызывают радиопомехи во время вспышек на Солнце.

Чуть дальше, на расстоянии в 62 тысячи километров, или 10 радиусов Земли, находится так называемая магнитопауза, невидимая глазу граница между магнитным щитом Земли и открытым космосом, где сила поля резко падает.

Как отмечает Арчер, открытие солнечного ветра, космических лучей и прочих феноменов, постоянно бомбардирующих Землю, заставило ученых задуматься, как их постоянные столкновения с магнитопаузой будут влиять на ее поведение.

Первые расчеты, проведенные теоретиками в начале 1970 годов, показали, что из-за этого на "поверхности" магнитосферы возникнут особые стоячие волны, напоминающие биение барабанов. Благодаря этому граница между магнитным щитом Земли и открытым космосом будет не идеально сферической, а волнообразной.

Физики неоднократно пытались обнаружить эти "складки" и барабанную дробь, однако их поискам мешает то, что каждую секунду магнитопауза сталкивается с огромным числом космических лучей высокой энергии, скоплений солнечной плазмы и других заряженных частиц, не позволяющих однозначно "услышать" эти колебания.

Арчер и его коллеги смогли решить эту задачу благодаря счастливому стечению обстоятельств в относительно недавнем прошлом, анализируя архивные данные, собранные флотилией магнитосферных зондов THEMIS в 2007 году.

В один из первых дней августа, как отмечает ученый, все пять зондов выстроились в идеально ровную линию, ближний конец которой находился рядом с магнитопаузой, а дальний – в глубинах магнитного щита Земли.

В этот же момент времени в нее врезался особенно быстрый и достаточно небольшой выброс плазмы с Солнца, что позволило ученым "увидеть" и услышать то, как вибрирует эта граница, сравнивая данные с каждого спутника THEMIS.

Их частота, сила и скорость движения, как отмечает Арчер, оказалась ровно такой, какой ее предсказывала теория полувековой давности, что подтвердило ее истинность. Сейчас физики пытаются найти еще одно подобное событие, которое бы окончательно закрыло все споры по поводу существования "барабанной дроби" магнитного щита Земли.
https://ria.ru/20190...1550740495.html






Астрономы зафиксировали "вспышку-убийцу" на соседней звезде

Изображение
Вспышка на солнце
© NASA / GSFC/SDO

МОСКВА, 12 фев – РИА Новости. Ученые обнаружили мощнейшую вспышку на поверхности относительно близкой и молодой звезды в созвездии Ориона, чья мощность превышает силу типичных событий такого рода на Солнце в 10 миллиардов раз. Ее фотографии были опубликованы в Astrophysical Journal.

"Мы изучали соседние звезды, пытаясь понять, как возникла Солнечная система. Мы раньше никогда не видели мощных вспышек на самых молодых светилах. Их открытие впервые позволило нам детально изучить физические свойства подобных объектов", — заявил Стив Мейрс (Steve Mairs) из Восточноазиатской обсерватории на Гавайях (США).

На Солнце периодически происходят вспышки - взрывообразные эпизоды выделения энергии в виде видимого света, тепла и рентгеновского излучения. Они нарушают работу систем радиосвязи, спутников и угрожают здоровью космонавтов, работающих на МКС или на орбите.

Считается, что наиболее мощная вспышка произошла в 1859 году во время так называемого "события Каррингтона". Во время этого катаклизма выделилось приблизительно 10 йоттоджоулей (10 в 25 степени) энергии, в 20 раз больше, чем при падении метеорита, уничтожившего динозавров и морских рептилий.

В мае 2012 года планетологи, работавшие с телескопом "Кеплер", нашли несколько сотен светил класса G, к которым принадлежит Солнце, на поверхности которых происходили вспышки, превышающие по своей мощности событие Каррингтона в несколько миллионов раз.

Это натолкнуло их на мысль о том, что и Солнце может порождать подобные катаклизмы, однако их максимальная сила оставалась предметом дискуссий из-за различий в возрасте, химическом составе и истории эволюции этих светил.

Мейрс и его коллеги выяснили, что еще более мощные вспышки могут происходить на относительно небольших звездах, наблюдая за несколькими близлежащими "звездными яслями", расположенными внутри туманности Ориона.

В конце ноября 2016 года они заметили необычно яркую вспышку, возникшую в окрестностях новорожденной звезды JW 566, удаленной от нас примерно на 1500 световых лет. Детально изучив ее при помощи оптических телескопов, расположенных на Гавайских островах, а также рентгеновских и радио-обсерваторий, ученые смогли вычислить мощность этого события.

Она оказалась примерно на порядок более мощной, чем самые яркие вспышки на других новорожденных звездах, и примерно в 10 миллиардов более сильной, чем событие Каррингтона или типичная мощная вспышка на Солнце.

Пока не понятно, как часто подобные катаклизмы возникают на поверхности JW 566 и других молодых звезд и какие магнитные процессы в верхних слоях их атмосферы порождают подобные выбросы энергии. Команда Мейрса планирует найти ответ на оба этих вопроса в следующем году, когда они возобновят наблюдения за туманностью Ориона.
https://ria.ru/20190...1550727948.html





Как долго еще просуществует жизнь на Земле?

Жизнь на Земле развивается уже почти четыре миллиарда лет. И, несмотря на многие катастрофические события, она смогла сохраниться, закрепиться и продолжить свое развитие. Но когда-нибудь жизнь на нашей планете все же исчезнет. Но вот когда это произойдет?

Изображение
Пока что жизнь кишит на Земле. Но как долго это продлится? © imago/blickwinkel

В прошлом немало катастроф оказало сильнейшее влияние на жизнь на Земле. Массовые вымирания уничтожили большую часть дикого животного мира - падение крупного астероида, например, положило конец существованию динозавров. Также свой вклад в изменения сценариев земной жизни внесли, вероятно, и взрывы звезд, и гамма-вспышки. Но ничто не смогло уничтожить жизнь полностью, стерев ее с лица планеты. Жизнь всегда брала некоторую паузу в развитии, а затем раскрывалась все новыми своими гранями.

Но когда-нибудь этому развитию будет положен конец, и об этом свидетельствуют, во всяком случае, расчёты, сделанные учеными. «Жизнь исчезнет на Земле через 600 миллионов–1,2 миллиарда лет», - говорит Вернер фон Блох, геофизик из Потсдамского института исследований воздействия на климат. Но почему?

«Причиной этого станет увеличение световой силы Солнца», утверждает фон Блох. Внутри Солнца накапливается гелий, побочный продукт синтеза водорода, благодаря которому звезда и генерирует свою энергию. Гелий плотнее водорода и увеличивает давление, а, следовательно, и температуру в ядре. В результате ускоряется процесс синтеза, что ведет к высвобождения большего количества энергии. Эта энергия попадает на Землю в виде излучения и повышает здесь температуру.


Содержание СО2 в атмосфере снижается

В свою очередь, потепление Земли оказывает серьезное влияние на количество углекислого газа (СО2) в ее атмосфере. Чем сильнее светит Солнце, тем больше CО2 разрушается в результате химических реакций с компонентами земного воздуха. Этот процесс действует в геологических масштабах времени в миллионы лет, и на протяжении истории планеты он поддерживал глобальные температуры относительно стабильными. Но при этом он не может остановить быстрое увеличение концентрации CO2 в атмосфере, вызванное деятельностью человека.

Но даже при том, что слишком большое количество углекислого газа в атмосфере является одной из самых больших проблем человечества сегодня, в отдаленном будущем содержание CO2 станет слишком низким из-за возрастающей яркости Солнца. «Примерно через 600 миллионов лет концентрация CO2 в атмосфере опустится ниже предела, необходимого для фотосинтеза», - говорит Блох. Это создаст условия, при которых не смогут выжить растения, а это значит, что пищевая цепочка разрушится. «Но при этом и кислород в атмосфере без растений пополняться не будет, а будет лишь быстро потребляться», - говорит исследователь. Животные же просто задохнутся.

Хотя можно предположить и другое развитие событий, правда, по не менее мрачному сценарию. Даже если содержание CO2 в атмосфере останется достаточно высоким, многоклеточные организмы, такие как млекопитающие и люди, погибнут в результате тепловой смерти через 800 миллионов лет. «Средняя глобальная температура поверхности Земли составит около 30 градусов Цельсия, что примерно в два раза выше, чем сегодня», - предрекает фон Блох. И она продолжит подниматься и в дальнейшем. Еще через следующие 500 миллионов лет вымирание станет неизбежным для сложных одноклеточных. А через 1,6 миллиарда лет из-за слишком низкого содержания в атмосфере СО2 не смогут выживать даже бактерии - Земля станет полностью мертвой планетой.


Океаны испарятся

Но существует и еще один эффект, который поспособствует окончанию жизни на планете. Через 1,2 миллиарда лет средняя температура на Земле будет порядка 60 градусов, в результате чего испарится часть воды океанов и создаст гигантскую «влажную теплицу». Как считает Блох, верхние слои атмосферы, такие как стратосфера, также станут поглощать пары воды. Там ультрафиолетовое излучение Солнца будет расщеплять воду на кислород и водород и позволит последнему улетучиваться в космос. «Земля потеряет свою воду, отдавая ее в космическое пространство», - уверен Блох. - «Вследствие этого поверхность Земли полностью высохнет. А без воды жизнь на Земле станет абсолютно невозможной».

Как бы там ни было, но всего через какой-то миллиард лет жизнь на Земле перестанет существовать. А учитывая то, что возникла земная жизнь более трех миллиардов лет назад, можно констатировать, что она находится в последней четверти своего существования.

Кстати, даже после исчезновения всей жизни на нашей планете яркость Солнца будет продолжать расти. Примерно через семь миллиардов лет оно, вероятно, будет уже более чем в 2000 раз ярче современного и превратится в красного гиганта. Средняя температура на Земле достигнет тогда более 2000 градусов по Цельсию, а поверхность ее покроют океаны лавы. Впоследствии Солнце потеряет свою оболочку и вступит в завершающую стадию своего существования, превратившись в маленького белого карлика.
https://kosmos-x.net...2019-02-12-5600

#1415 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 14 Февраль 2019 - 09:28

Подледное озеро на Марсе указало на вулканическую активность

Изображение
Снимок полярной шапки на Марсе
NASA

Ученые пришли к выводу, что недавно обнаруженное подледное озеро на Марсе может существовать только при условии наличия дополнительного источника тепла на планете, которым может быть вулканическая активность. Как сообщается в журнале Geophysical Reseach Letters, около 300 тысяч лет назад под южным полюсом Марса могла образоваться магматическая камера, которая по мере остывания растопила находящийся над ней лед.

Некоторые формы рельефа на Марсе (например, пересохшие дельты рек) указывают, что в прошлом на его поверхности могла существовать жидкая вода, причем в большом количестве. Долгое время ученые предполагали, что жидкую воду можно найти на планете и сейчас, но им не удавалось получить убедительных доказательств — например, в 2015 году физик Луджендра Оджа обнаружил у южного полюса темные полосы, которые были похожи на ручьи соленой воды, но позже эту гипотезу поставили под сомнение, предположив, что это просто потоки песка. Однако летом 2018 года наблюдения радара MARSIS на борту европейского орбитального зонда Mars Express показали, что под Южным плато на глубине 1,5 километра спрятан крупный водоем диаметром 20 километров. Несмотря на то, что ученые высказали предположения о его характеристиках — скорее всего, это соленая вода, перемешанная с грунтом — объяснение того, как возникло озеро, они не представили.

В новой работе Майкл Сори (Michael Sori) и Али Бремсон (Ali Bramson) из Университета Аризоны попытались определить условия образования водоема на южном полюсе Марса. Ученые построили модель, в которой рассмотрели, какое количество внутреннего тепла планеты необходимо, чтобы растопить воду, а также может ли быть достаточно одной соли, чтобы спровоцировать этот процесс. Дело в том, что соль значительно снижает температуру плавления льда, поэтому считалось, что перхлораты магния, кальция и натрия, которые в прошлом нашли на северном полюсе, могли поспособствовать таянию замерзшей воды у основания ледяной шапки на южном полюсе.

За основу модели исследователи взяли теоретические предсказания другой группы ученых, согласно которым минимальная температура для плавления смеси воды и перхлората натрия составила −37 градусов Цельсия, для смеси воды и перхлората магния −68 градусов Цельсия, и для смеси воды и перхлората кальция −74 градуса Цельсия. Сори и Бремсон рассчитали поток тепла, который в среднем попадает на поверхность Южного плато, чтобы выяснить, может ли лед на глубине начать таять самостоятельно.

Выяснилось, что средняя температура поверхности Марса на широтах, где находится подледное озеро, составляет всего 162 кельвина, а ее колебания в течение года не превышают 0,2 градуса. Независимо от того, состоит ли озеро полностью из соленой воды или из соленой воды и грунта, потока тепла, попадающего на Южное плато, все равно будет недостаточно, чтобы расплавить лед даже при самых благоприятных условиях.

Изображение
Схематическое изображение показывает магматическую камеру диаметром D, находящуюся на глубине H, которая отдает поток тепла Q по мере охлаждения
GU/GRL/Sori and Bramson

Сори и Бремсон заключают, что для образования жидкого подледного озера планете необходим дополнительный источник тепла, которым, например, может быть внутренняя вулканическая активность. В своей работе они рассмотрели теорию, согласно которой около 300 тысяч лет назад магма начала подниматься из недр Марса и образовала вулканический очаг. Вместо того, чтобы прорвать поверхность, он остался внутри, образовав магматическую камеру. По мере остывания расплавленные породы отдавали тепло, благодаря чему лед под южным полюсом растаял. Кроме того, ученые предполагают, что лавовый «пузырь» должен согревать внутренние слои и сегодня, чтобы поддерживать озеро в жидком состоянии.
Несмотря на то, что на Марсе в прошлом находили следы извержений вулканов, считается, что геологическая активность планеты угасла миллионы лет назад. Однако новая работа говорит о том, что некоторые процессы, вероятно, могут происходить на Марсе и сегодня. Выводы ученых нельзя назвать окончательными, однако Сори и Бремсон надеются, что их работа привлечет интерес к проблеме. «Я считаю, что подобное моделирование и анализ — отличная идея, потому что наличие [жидкой] воды, если она вообще есть, необходимо объяснить, и это действительно критическая деталь головоломки. Прошлая статья оставила этот [вопрос] висеть в воздухе. [На Марсе] может существовать вода, однако необходимо объяснить ее появление, и авторы статьи проделали действительно важную работу, объяснив, какие условия необходимы», — комментирует Джек Холт (Jack Holt), профессор из Университета Аризоны, не участвовавший в исследовании.

На поверхности Марса вода существует в замерзшем виде. Например, недавно Европейское космическое агентство опубликовало снимок с борта аппарата «Марс-Экспресс», на котором виден ледник, занимающий практически все дно 80-километрового кратера Королев в северном полушарии планеты.

Кристина Уласович
https://nplus1.ru/ne...olanism-on-Mars





Второй по размеру подледный кратер Гренландии нашли всего в 183 километрах от собрата

Изображение

Международная группа ученых обнаружила подо льдом на северо-западе Гренландии кратер диаметром 36,5 километров. Примечательно, что всего в 183 километрах располагается другой крупный подледный кратер, метеоритное происхождение которого подтвердили в прошлом году. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Основной враг кратеров — эрозия, которая стремительно перерабатывает рельеф на поверхности земли, оставляя нам мало информации о метеоритах прошлого. Тем не менее, кратеры могут сохраняться на протяжении десятков тысяч лет рельеф консервируется — например, под ледниками Гренландии и Антарктиды. Однако скрытые таким образом от эрозии кратеры становятся скрыты и от исследователей, поэтому новые подледные кратеры ученым удается найти нечасто.

Найденная структура кольцевых пиков с высотами до 100 метров образовалась не менее 75 тысяч лет назад, именно таков возраст перекрывающего ее льда. Исследователи считают, что это, вероятнее всего, метеоритный кратер. Если догадки ученых о метеоритном происхождении кольцевой структуры рельефа окажутся верны, то это будет уже второй метеоритный кратер, который обнаружили под покровным ледником и 22 по величине среди всех земных кратеров. Так как на поверхности ледника в окрестностях нет названных географических объектов, то геологи предложили назвать новый кратер в честь британского гляциолога Стэна Патерсона, который возглавлял первую экспедицию по исследованию данного региона в 1953–1954 годах.

Авторы исследования использовали спутниковые и гравиметрические данные, которые предоставили компания ArcticDEM и NASА. Основную роль сыграла высокоточная модель поверхности покровного ледника и модель подледного рельефа, которые были созданы по данным радиолокационной съемки. Например, учеными было установлено, что толщина льда над предполагаемым кратером составляет более двух километров.

NASA Finds Second Massive Greenland Crater
https://www.youtube....h?v=2AFq2rti3-4

Новый кратер расположен всего в 183 километрах от подледного кратера Гайавата, который ученые обнаружили в 2015 году под одноименным ледником, а его метеоритное происхождение подтвердили совсем недавно. Несмотря на близость и схожие морфологические структуры двух объектов, исследователи не склонны считать, что оба объекта были образованы в результате единого события — падения двойного метеорита или падения двух осколков одного метеорита, которые распались при входе в атмосферу. «Итак, основываясь на имеющихся в настоящее время данных и на нашем моделировании, мы считаем, что второй кратер и кратер Гайавата вряд ли являются результатами двойного столкновения. Такое явление на Земле встречается крайне редко, как среди подтвержденных, так и среди неподтвержденных ударных кратеров», — говорится в заключении статьи.

Отдельную часть исследования ученые посвятили вероятности возникновения среди таких уникальных объектов подобного соседства. Опираясь на данные о количестве и распределении кратеров на поверхности Луны, ученые установили, что, вероятно, на Земле существуют всего одна или две пары крупных неродственных кратеров, разделенных менее чем 183 километрами. Согласно другой математической модели подобное совпадение происходит примерно раз в семь миллиардов лет.

Согласно подсчетам немецкого геолога Томаса Кенкманна на Земле есть еще около 200 метеоритных кратеров, которые неразрушенны эрозией, но пока так и не обнаруженны учеными. Такие данные он получил в результате работы построенной им математической модели, которая основана на статистике метеоритных кратеров на Луне, но учитывает земные процессы эрозии, стирающие кратеры с поверхности планеты.

Николай Горюнов
https://nplus1.ru/ne...19/02/13/crater






Туманность Улитка в свечении водорода и кислорода

Изображение
Авторы и права: Эндрю Кэмпбелл
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Действительно ли туманность Улитка смотрит на вас? Конечно, нет, однако она выглядит довольно похожей на глаз. Туманность Улитка названа так, потому что кажется, что мы смотрим вдоль оси спирали. Теперь стало понятно, что структура туманности очень сложная, в ней есть радиальные волокна и протяженные внешние петли. Туманность Улитка (или NGC 7293) – одна из самых ярких и близких планетарных туманностей – газовых облаков, которые создают в конце жизни похожие на Солнце звезды. Оставшееся от центральной звезды ядро, которое должно превратиться в белого карлика, излучает свет с такой высокой энергией, что он вызывает флуоресценцию сброшенного звездой газа. На фотографии запечатлен свет, излучаемый кислородом (показан синим цветом) и водородом (красным цветом). Для создания изображения потребовалось 74 часа экспозиции. Наблюдения проводились в течение более трех месяцев с помощью небольшого телескопа во дворе дома в пригороде Мельбурна в Австралии. Изображения крупным планом внутреннего края туманности Улитка показывают сложную структуру газовых сгустков, природа которых неизвестна.
http://www.astronet.ru/db/msg/1457880

#1416 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 15 Февраль 2019 - 09:25

Марсианский ровер Opportunity официально признан «мертвым»

Изображение

Одна из величайших миссий по исследованию Красной планеты теперь официально завершена.

НАСА официально признало, что марсоход Opportunity («Возможность») «мертв», сегодня, 13 февраля, спустя более чем 8 месяцев с того дня, когда этот робот, питаемый от солнечных батарей, впервые «замолчал» во время песчаной бури, бушевавшей на Красной планете – и спустя сутки с того дня, когда последние запланированные попытки разбудить «Оппи» закончились неудачей.

«Я объявляю об окончании миссии Opportunity, а вместе с ней и о завершении миссии Mars Exploration Rover», - сказал Томас Цурбухен, помощник администратора Управления научных миссий НАСА на мероприятии, проходившем в Лаборатории реактивного движения американского космического агентства, расположенной в штате Калифорния.

Ровер Opportunity совершил посадку на поверхность Марса близ экватора планеты вместе с ровером-близнецом под названием Spirit в январе 2004 г. в составе миссии Mars Exploration Rover, запланированная продолжительность которой составляла 90 суток. Оба ровера помогли совершить ряд важных открытий, касающихся «водного прошлого» Красной планеты, и работали в конечном итоге на поверхности планеты намного дольше, чем предполагалось изначально. В 2010 г. была потеряна связь с ровером Spirit, который попал в ловушку в песках и «замерз», будучи не в состоянии повернуть свои солнечные панели в сторону нашей звезды. Ровер Opportunity «пережил» своего собрата более чем на 8 лет, и связь с ним была потеряна лишь в июле прошлого года, когда на поверхности Марса разразилась мощная песчаная буря. После окончания бури ученые неоднократно пытались восстановить связь с ровером, надеясь, что ветер со временем сдует песок с солнечных панелей марсохода, однако теперь все запланированные сроки восстановить связь истекли, и руководство миссии приняло вынужденное решение о завершении этой невероятно успешной, исторической миссии по исследованию Красной планеты.
https://www.astronew...=20190214040352






SOFIA исследует пыль в сверхновой SN 1987А

Когда умирающие красные гиганты отталкивают материю, образуются частицы пыли, которые становятся частью межзвездных облаков различных размеров, плотностей и температур. Затем эта космическая пыль разрушается ударными волнами сверхновой, которые распространяются в космосе со скоростью, превышающей 10 тысяч километров в секунду.

Изображение
Художественное представление сверхновой SN 1987А и ее ударной волны, пересекающей ее внешнее кольцо и разрушающей большую часть ее пыли (см. видео ниже). © NASA / SOFIA / Symbolic Pictures / The Casadonte Group

Взрывы сверхновых являются одними из самых мощных событий во вселенной и имеют максимальную яркость, эквивалентную свету миллиардов отдельных звезд. Взрыв также производит ударную волну, которая разрушает почти все на своем пути, включая пыль окружающей межзвездной среды - пространства между звездами. Современные теории предполагают, что большая часть пыли, когда ударная волна сверхновой пересекает эту область пространства, должна разрушаться. Поэтому там должно присутствовать меньшее количество космической пыли.

Тем не менее, наблюдения с использованием комплекса SOFIA открывают другую, загадочную картину и показывают количество пыли, более чем в десять раз превышающее ожидаемые ее объемы. Это говорит о том, что пыль выдерживает ударную волну гораздо лучше, чем предполагают теории.

Новое исследование основано на наблюдениях близкого к нам взрыва сверхновой с каталожным обозначением SN 1987A. Когда она была обнаружена в 1987 году, она стала самой яркой сверхновой за последние 400 лет. Из-за ее относительной близости астрономы смогли отследить эффекты воздействия на окружение сверхновой за прошлые 30 лет.

Наблюдения комплекса SOFIA за знаменитой сверхновой позволяют предположить, что пыль на самом деле может образовываться в кильватере мощной ударной волны. Эти результаты помогут астрономам в решении загадки, касающейся частоты присутствия пыли в нашей галактике.

«Нам уже было известно о медленно движущейся пыли в сердце сверхновой SN 1987А», - говорит Микако Мацуура, старший преподаватель Университета Кардиффа и главный автор исследования. - «Пыль возникла из тяжелых элементов, которые образовались в ядре мертвой звезды. Но наблюдения SOFIA открыли нам новую информацию о совершенно неожиданной популяции пыли».

Результаты наблюдений опубликованы в свежем номере журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Сверхновая SN 1987A имеет характерные кольца, которые располагаются в пустоте, возникшей на более ранней стадии эволюции звезды. И быстро распространяющаяся ударная волна пронизала эти кольцевые структуры. Астрономы предполагали, что все частицы пыли в этих кольцах были разрушены, но недавние наблюдения комплекса SOFIA показывают выбросы, которые соответствуют растущей популяции пыли в кольцах. Результаты указывают на то, что частицы пыли даже после катастрофического для них ущерба вследствие проходящей ударной волны могут заново образовываться или расти. И это, в свою очередь, говорит о том, что такое положение вещей может быть концом главы в жизненном цикле пыли, но, похоже, не является концом истории.

Зафиксированная комплексом SOFIA пыль могла возникнуть вследствие значительного роста существующих частиц пыли или в результате образования новой популяции пыли. Эти новые наблюдения подтолкнули астрономов к рассмотрению возможности того, что среда, предшествующая ударной волне, оказывается в состоянии образовывать новую пыль сразу после прохождения последней. И это становится новой подсказкой, которая может иметь решающее значение для объяснения разницы между моделями истощения пыли и фактическими наблюдениями.

Наблюдение частиц космической пыли наземными телескопами в инфракрасной области затруднено (или невозможно) из-за сильного поглощения в атмосфере Земли, главным образом водой и углекислым газом. Но телескоп SOFIA установлен на борту самолета и работает на высотах над большинством создающих помехи молекул, обеспечивая доступ к диапазонам инфракрасного спектра, которые недоступны с поверхности Земли. И здесь инфракрасная фотокамера SOFIA Faint Object для телескопа SOFIA (FORCAST) - это основной мощный инструмент для наблюдения за теплой пылью.

Dust Survives Obliteration in Supernova 1987A - Animation
https://www.youtube....h?v=n9t2H6AbE0Y

«FORCAST - это единственный инструмент, способный наблюдать за такими критическими длинами волн и регистрировать возникающую популяцию теплой пыли», - говорит Джеймс Де Буазер, менеджер по научным операциям USRA в Научном центре SOFIA и соавтор исследования. - «Мы планируем дальнейшие наблюдения с помощью FORCAST, чтобы лучше понять образование пыли и ее эволюцию в остатках сверхновых».

Уже запланировано, что в ближайшем будущем космический телескоп James Webb рассмотрит эту пыль более подробно, чтобы прояснить ее происхождение и состав.

Комплекс SOFIA - это модифицированный Boeing 747SP с 2,7-метровым телескопом. Он представляет собой совместный проект NASA и Немецкого аэрокосмического центра (DLR).
https://kosmos-x.net...2019-02-14-5603






Семейный портрет Солнечной системы

Изображение
Авторы и права: Проект Вояджер, НАСА
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: В День Святого Валентина в 1990 году космический аппарат Вояджер-1, пролетая на расстоянии в 4 миллиарда миль от Солнца, оглянулся, чтобы запечатлеть этот первый семейный портрет нашей Солнечной системы. Полный портрет – это мозаика из 60 изображений, полученных из точки, расположенной под углом 32 градуса над плоскостью эклиптики. Изображения, полученные широкоугольной камерой Вояджера, охватывают как внутреннюю Солнечную систему (на левом краю картинки), так и ее внешние части – до газового гиганта Нептуна, который в тот момент был самой далекой планетой Солнечной системы. Положения Венеры, Земли, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна отмечены соответствующими буквами, а Солнце – это яркое пятно около середины круга, составленного из отдельных кадров. Изображения каждой планеты на врезках были получены камерой Вояджера с узким полем зрения. На портрете не виден Меркурий, который находился слишком близко к Солнцу. Из-за солнечного света, рассеянного оптической системой камеры, нельзя рассмотреть и Марс. Место, где находился маленький, тусклый Плутон, не попало в поле зрения.
http://www.astronet.ru/db/msg/1457996






Астрофизики впервые измерили превращение энергии в солнечный ветер

Дмитрий Мушинский

Изображение

Лондонский университет королевы Марии провел исследование, в котором описывается первое прямое измерение того, как энергия переносится из хаотических электромагнитных полей в пространстве к частицам, составляющим солнечный ветер, что приводит к нагреву межпланетного пространства.

Исследование, опубликованное в издании Nature Communications и проведенное учеными из Университета Аризоны и Университета Айовы, показывает, что процесс, известный как затухание Ландау, отвечает за передачу энергии от электромагнитной плазменной турбулентности в космосе к электронам в солнечном ветре, вызывая их возбуждение.

Этот процесс, названный в честь лауреата Нобелевской премии физика Льва Ландау (1908-1968), происходит в тот момент, когда волна проходит через плазму, а частицы плазмы, движущиеся с одинаковой скоростью, поглощают эту энергию, что приводит к снижению энергии, то есть происходит затухание волны.

Не смотря на то, что этот процесс уже измерялся в некоторых простых ситуациях ранее, до сих пор ученые не знали, будет ли он все еще работать в высокотурбулентной и сложной плазме, естественным образом встречающейся в космосе, или же будет совершенно другой процесс.

По всей вселенной материя находится в состоянии плазмы под напряжением при гораздо более высоких температурах, чем ожидалось. Например, солнечная корона в сотни раз горячее поверхности Солнца, — загадка, которую ученые до сих пор пытаются понять.

Также важно понять нагрев многих других астрофизических плазм, таких как межзвездная среда и диски плазмы, окружающие черные дыры. Это позволить объяснить некоторые экстремальные характеристики, отображаемые в этих средах.

Открытие было сделано на основании данных высокого разрешения с космического корабля NASA MMS (запущенного в 2015 году), а также недавно разработанной методике анализа данных (метод корреляции частицы и поля).

Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (то есть плазмы), который исходит от Солнца и заполняет всю нашу солнечную систему, а космический аппарат MMS находится непосредственно в потоке солнечного ветра, измеряя поля и частицы внутри него.

«Плазма — безусловно самая распространенная форма видимой материи во вселенной, и она часто находится в очень динамичном и явно хаотическом состоянии, известном как турбулентность. Эта турбулентность передает энергию частиц в плазме и приводит к нагреву и возбуждению, что делает турбулентность и связанный с ней нагрев очень распространенным явлением в природе», — отметил автор исследования доктор Кристофер Чен из Лондонского университета королевы Марии. «В своей работе мы сделали первое прямое измерение процессов, связанных с турбулентным нагревом в естественной астрофизической плазме. Мы также проверили новую методику анализа как инструмент, который можно использовать для измерения напряжения плазмы и который может быть использован в ряде последующих исследований по различным аспектам поведения плазмы «.
https://rwspace.ru/n...hnyj-veter.html






Астрономы раскрыли тайны звездного кластера IC 4996

Дмитрий Мушинский

Изображение

С помощью Ватиканского телескопа передовых технологий (VATT) и данных со спутника ESA Gaia астрономы провели новое исследование молодого открытого кластера IC 4996 и его окрестностей. Исследование, представленное в статье, опубликованной 31 января на arXiv.org, содержит более подробную информацию о свойствах этого кластера.

IC 4996 — это молодое открытое скопление в созвездии Лебедя, которое, как полагают, является членом ассоциации OB, известной как Cygnus OB1 (или Cyg OB1). Не смотря на то, что до настоящего времени были проведены многочисленные наблюдения IC 4996, его расстояние и возраст оставались неопределенными. Некоторые исследования предполагают, что он расположен на расстоянии 5400 световых лет от Земли, в то время как другие указывают на расстояние, примерно на 2400 световых лет дальше. Точно так же его возрастные оценки варьируются от 6 миллионов до 9 миллионов лет в различных исследованиях.

Чтобы устранить эти расхождения и узнать больше о природе IC 4996, группа астрономов во главе с Витаутасом Стрейзисом из Вильнюсского университета (Литва), провела собственное исследование этого кластера. Для этой цели они использовали 1,8-метровый телескоп VATT, расположенный на горе Грэм в США и данные из выпуска Gaia Data 2 (DR2).

Опубликованный в апреле 2018 года, DR2 содержит высокоточные измерения, включая положения в небе, параллаксы и правильные движения для более чем 1 миллиарда источников в галактике Млечный Путь. Такая информация имеет решающее значение для более точного определения расстояний и возрастов звезд.

«В этой статье мы пытаемся определить параметры IC 4996 на основании новых спектроскопических МК-типов самых ярких звезд и двумерных фотометрических спектральных типов более слабых звезд на основе их ПЗС-фотометрии в Вильнюсской системе и индивидуальных характерситик», — сообщили астрономы в своей статье.

Исследование показывает, что параллакс Гайи IC 4996 составляет 0,522 мс, что соответствует расстоянию 6 243 световых года. Возраст скопления оценивается в 8-10 миллионов лет.

Учитывая, что расстояние до Cyg OB1, как известно, составляет около 5483 световых лет, исследователи отметили, что IC 4996, скорее всего, не является членом этой ассоциации. Однако они добавили, что этот кластер, скорее всего, имеет общее происхождение с ассоциацией Cygnus OB3 (Cyg OB3), которая расположена между 5870 и 6500 световыми годами.
https://rwspace.ru/n...ra-ic-4996.html





Разработана новая карта темной материи, способная изменить понимание физики

Полученные учеными данные о распределении темной материи со времен Большого взрыва могут перевернуть современное понимание физических законов, если подтвердятся.

Владимир Гильен

Изображение

Совмещение Теории относительности Эйнштейна с одним из самых мощных в мире телескопов помогло международной команде исследователей измерить, где и как во Вселенной образуются структуры темной материи. Их анализ предполагает, что космические структуры могут развиваться медленнее, чем считалось в более ранних моделях.

Ученые создали новую карту, в которой отобразили, как увеличилось количество темной материи за время существования Вселенной. Они утверждают, что полученные данные могут перевернуть современное понимание физики. Пока что исследование доступно в базе препринтов arXiv.org

«Если дальнейшие данные покажут, что мы правы, это будет предполагать, что в нашем понимании Стандартной модели и Общей теории относительности чего-то не хватает», — говорит физик из Института теоретической физики имени Кавли Чиаки Хикаге.

HSCmassmap video
https://youtu.be/c93XJ0ae6ME
Симуляция распределения темной материи по новым данным / © Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

Хикаге и его коллеги проанализировали снимки 10 миллионов галактик, сделанные при помощи 870-мегапиксельного телескопа Subaru на Гавайях.

Свет от некоторых галактик шел до Земли миллиарды лет. Учитывая этот факт, исследователи составили карту темной материи начиная со времен ранней Вселенной. Для этого ученым нужно было изучить, как сила гравитации изгибает свет.

То, что они обнаружили, их удивило. Разработанная карта предполагает, что гигантская структура темной материи во Вселенной формировалась медленнее, чем считалось раньше. Похоже, эти результаты бросают серьезный вызов современному пониманию фундаментальных физических законов.

Тем не менее, как отмечает Хикаге, новую карту необходимо сначала подтвердить, прежде чем делать далеко идущие выводы.

«Приложив еще немного усилий, если нам удастся добиться более высокой точности, мы вполне можем найти что-то конкретное, — заявляет Хикаге. — Для меня это серьезный мотивирующий фактор».
https://naked-scienc...ya-karta-temnoy





Геологи обнаружили гигантские горы в глубинных недрах Земли

Изображение
Внутреннее строение Земли
© РИА Новости / Александр Лыскин

МОСКВА, 14 фев – РИА Новости. Мощнейшее землетрясение в Боливии помогло ученым изучить структуру границы между верхней и нижней мантией Земли и обнаружить, что она покрыта огромными горными пиками и глубокими расселинами. Их выводы и "фотографии" мантии были представлены в журнале Science.

"Граница между слоями мантии оказалась намного более грубой, чем поверхность планеты. Подземные возвышенности, образно выражаясь, оказались более высокими, чем Аппалачи или Скалистые горы. Мы не можем точно вычислить их высоту, но, похоже, что они выше, чем любой горный пик на Земле", — заявил Вэньбо Ву (Wenbo Wu) из Института геодезии и геофизики КАН в Вухане (Китай).

Недра Земли состоят из нескольких слоев - твердой земной коры, полужидкой мантии и расплавленного металлического ядра. Кора разделена на несколько огромных фрагментов - тектонических плит, которые медленно "плавают" по мантии и сталкиваются друг с другом.

Они двигаются из-за того, что мантия неоднородна по своему составу. Процессы обмена материей в разных участках мантии протекают с неодинаковой скоростью. Из-за высокой вязкости материи мантии отдельные участки земной коры начинают "скользить" вместе с ними. Результатом этого передвижения стал "дрейф материков", многочисленные землетрясения и большое количество активных вулканов в точках столкновения плит.

До настоящего времени геологи не знали, как именно устроена мантия, что порождает в ней неоднородности и есть ли их аналоги в глубинных регионах этой прослойки Земли, учитывая то, что ее материя находится в частично расплавленном состоянии.

Ву и его коллеги раскрыли крайне неожиданную структуру пограничного слоя между нижними и верхними слоями мантии, расположенного на глубине в 660 километров, благодаря счастливой случайности.

Анализируя архивные данные, ученые обнаружили, что толчки мощнейшего землетрясения, возникшего на территории Боливии в июне 1994 года, были настолько мощными, что они достигли этого пограничного слоя, отразились и были записаны несколькими десятками сейсмографических станций.

В прошлом, ученые не могли извлечь полезных данных из этих записей, так как для этого у них просто не было достаточно мощных компьютеров. Ву и его коллеги решили эту задачу и получили достаточно грубую "карту рельефа" этой части мантии, просчитав то, как различные выступы и впадины на этой границе должны были влиять на движение и отражение сейсмических волн.

Подобные расчеты базируются на очень простом принципе – если граница между слоями мантией была гладкой, то сейсмические волны отразятся от нее в одно и то же время и вместе вернутся к поверхности Земли. Если же там есть какие-то неровности, то тогда часть колебаний задержится, а другие, наоборот, вернутся раньше остальных.

К большому удивлению геологов, граница между верхней и нижней мантией оказалась не плавной или гладкой, а очень рваной и грубой. Образно говоря, некоторые ее регионы были покрыты своеобразными "горными пиками" из материи нижней мантии, поднимавшихся на высоту в 1-3 километра вглубь верхней мантии. Аналогичным образом, "ущелья" из материи верхних слоев врезались на аналогичную глубину в нижнюю часть этой прослойки Земли.

Подобная структура границы между половинами мантии, как отмечает Ву, противоречит двум общепринятым теориям, чьи сторонники считали, что она должна или быть очень четкой, или вообще отсутствовать из-за того, что их породы должны были хорошо перемешиваться друг с другом.

Почему это так, ученые пока не знают, но наличие столь необычного "рельефа" у нижнего слоя мантии, по их словам, говорит о том, что ее породы практически не перемешиваются с верхними частями литосферы и сохранились в первозданном виде со времен формирования Земли.

Соответственно, их анализ и создание аналогов в лаборатории поможет геологам понять, из чего был "слеплен" наш мир в первые мгновения жизни Солнечной системы.
https://ria.ru/20190...1550883723.html

#1417 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 16 Февраль 2019 - 09:28

IceCube ограничил слабые силы с радиусом действия более 150 миллионов километров

Изображение
Mauricio Bustamante & Sanjib Kumar Agarwalla / Physical Review Letters, 2019

Физики-теоретики из Дании и Индии оценили интенсивность гипотетического взаимодействия, связывающего электроны и нейтрино, в зависимости от радиуса ее действия. Для этого ученые рассчитали, как создаваемый новой силой потенциал скажется на осцилляциях нейтрино, и сравнили предсказанную частоту с данными детектора IceCube. В результате ученые примерно на порядок уточнили ограничения на интенсивность нового взаимодействия с радиусом более одной астрономической единицы (около 150 миллионов километров). Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

В настоящее время физики считают, что большинство природных процессов сводятся к четырем фундаментальным силам: гравитации, сильному, слабому и электромагнитному взаимодействию. Две из этих сил — гравитация и электромагнетизм — действуют на неограниченно больших расстояниях. Две других — сильное и слабое взаимодействие — напротив, распространяются только на очень маленькие расстояниях, сравнимых с размерами атомного ядра. Дело в том, что характерный радиус действия силы обратно пропорционален массе частиц, которые ее переносят. Электромагнетизм переносят безмассовые фотоны, гравитацию — гипотетические безмассовые гравитоны, поэтому радиус этих сил бесконечно большой. Слабые взаимодействия переносятся векторными бозонами с массой порядка ста масс протона, поэтому их характерный радиус не превышает 10−15 сантиметров. Глюоны — частицы-переносчики сильных взаимодействий — сами по себе не имеют массы, однако «цепляются» друг за друга и не отпускают кварки дальше, чем на 10−13 сантиметров (это явление называется конфайнментом).

Впрочем, четыре известных фундаментальных взаимодействия не могут объяснить все наблюдаемые явления. Например, рядом с сингулярностью черной дыры Общая теория относительности (гравитация) и Стандартная модель (сильное и электрослабое взаимодействие) перестают работать. Поэтому ученые разрабатывают альтернативные теоретические модели, в которых возникают новые силы и частицы-переносчики. Такие силы должны быть очень слабыми — в противном случае экспериментаторы давно бы их заметили. В то же время, радиус их действия может оказаться совершенно произвольным: теоретики предсказывают как очень тяжелые частицы-переносчики (например, вимпы с массами порядка ста тераэлектронвольт), так и очень легкие (аксионы с массой менее одного микроэлектронвольта).

К сожалению, до сих пор ни один эксперимент не смог увидеть новые тяжелые частицы. Это довольно жестко ограничивает силы с характерным радиусом меньше одной астрономической единицы (среднего расстояния от Земли до Солнца): если такие силы и существуют, частицы Стандартной модели их практически не чувствуют. В то же время, некоторые теории предсказывают силы с гораздо бо́льшим характерным радиусом.

Физики-теоретики Маурисио Бустаманте (Mauricio Bustamante) и Санджиб Кумар Агарваллак (Sanjib Kumar Agarwallac) предложили искать такие дальнодействующие силы с помощью нейтрино. Во-первых, участие нейтрино в таких силах в каком-то смысле выглядит естественно: если считать, что закон сохранения лептонного числа локально нарушается, в теории появляется нейтральный векторный бозон, определяющий новое взаимодействие между электронами и нейтрино. Этот эффект напоминает механизм Хиггса, нарушающий электрослабую симметрию Стандартной модели. Во-вторых, в Стандартной модели нейтрино очень слабо взаимодействуют с электронами — следовательно, заметить на этом фоне новые эффекты будет легко. В-третьих, силы с большим радиусом действия позволят нейтрино «чувствовать» большие скопления электронов — например, электроны Земли, Солнца или Млечного пути. Такие «коллективные» эффекты будут влиять на осцилляции нейтрино, особенно на больших энергиях.

В рамках теории с новым нейтральным векторным бозоном физики вычислили полный потенциал, который создают близкие к Земле астрономически большие скопления электронов в районе детектора IceCube. Ученые считали, что масса бозона лежит в диапазоне от 10−10 до 10−35 электронвольт, что отвечает характерному радиусу силы от нескольких метров до тысяч гигапарсек (последнее число на несколько порядков больше диаметра наблюдаемой Вселенной, то есть радиус силы фактически бесконечен). Грубо говоря, радиус взаимодействия определял, насколько далекие электроны вносят вклад в потенциал. При небольших радиусах ключевым оказывался вклад электронов Земли. При радиусах порядка 400 тысяч или 150 миллионов километров физики включали в расчеты электроны Луны и Солнца, которые они приближали точечными источниками. На расстояниях порядка десяти килопарсек ученые учитывали электроны Млечного пути, включая вещество балджа, звездного диска и окружающего галактику горячего газа. Наконец, при характерных радиусах порядка нескольких гигапарсек исследователи усредняли потенциал по всем электронам Наблюдаемой Вселенной. В этом случае ученым приходилось учитывать расширение Вселенной, из-за которого плотность электронов со временем уменьшалась.

Изображение
Найденный учеными потенциал новой силы в зависимости от радиуса ее действия (сила растет от темно-зеленого к желтому). Черная линия проводит границу между регионами, в которых преобладают вакуумные осцилляции или потенциал новой силы
Mauricio Bustamante & Sanjib Kumar Agarwalla / Physical Review Letters, 2019


Изображение
Скопления электронов, которые ученые учитывали при вычислении потенциала новой силы (не в масштабе)
Mauricio Bustamante & Sanjib Kumar Agarwalla / Physical Review Letters, 2019

Затем исследователи рассчитали, как найденный ими потенциал сказывается на осцилляциях нейтрино. В предельном случае, когда потенциал перевешивает вакуумные осцилляции нейтрино, осцилляции полностью пропадают, и частота регистраций электронных, мюонных и тау-нейтрино должна быть пропорциональна вероятности рождения нейтрино в астрофизических источниках. На энергиях меньше 1015 электронвольт это отношение близкому к (fe:fμ:fτ) ≈ (1:2:0). На бо́льших энергиях оно приближается к (fe:fμ:fτ) ≈ (0:1:0), а в еще одном экзотическом случае, когда нейтрино рождаются только за счет бета-распада нейтронов, отношение близко к (fe:fμ:fτ) ≈ (1:0:0). Если же новым потенциалом можно пренебречь по сравнению с вакуумными осцилляциями нейтрино, частота регистраций нейтрино всех трех типов будет примерно равна: (fe:fμ:fτ) ≈ (1:1:1). В промежуточных областях отношение частот отклоняется от этих точных значений. Таким образом, сравнивая частоты на разных энергиях, можно оценить величину гипотетического потенциала.

Изображение
Отношения частот регистрации нейтрино в зависимости от интенсивности новой силы (цветные линии) в сравнении с экспериментальными ограничениями детектора IceCube (синие овалы)
Mauricio Bustamante & Sanjib Kumar Agarwalla / Physical Review Letters, 2019

Наконец, ученые использовали последние данные по относительной частоте регистраций нейтрино, измеренной с помощью детектора IceCube, способного чувствовать нейтрино с энергиями вплоть до 1015 электронвольт. Подробнее об истории и устройстве детектора можно прочитать в статье «Детектор нейтрино IceCube». Последние опубликованные данные устанавливают отношение частот на уровне (fe:fμ:fτ) ≈ (1:1:0) c довольно низкой достоверностью порядка одного сигма. Несмотря на высокую погрешность, этот результат, тем не менее, противоречит гипотезе новой силы. Отталкиваясь от данных IceCube, физики рассчитали верхнюю границу на силу нового взаимодействия (точнее, константу связи) в зависимости от его характерного радиуса. Это позволило им почти на порядок улучшить ограничения на расстояниях больше одной астрономической единицы.

Изображение
Рассчитанное учеными верхнее ограничение на константу связи новой силы в зависимости от радиуса ее действия (синий и черный пунктир) в сравнении с другими ограничениями. Левый конец шкалы отвечает характерному радиусу порядка тысячи гигапарсек, правый — порядка метра
Mauricio Bustamante & Sanjib Kumar Agarwalla / Physical Review Letters, 2019

Кроме того, в будущем детектор IceCube планируют реконструировать — это позволит увеличить набираемую статистику и снизить погрешность относительной частоты нейтрино в несколько раз. Если среднее число после этого не изменится, это еще сильнее ужесточит ограничения на новую силу.

Детектор IceCube, работающий с 2011 года, стабильно поставляет научные результаты. Например, в 2015 году он заметил корреляцию между нейтрино и космическими лучами высоких энергий, в 2016 году с 99-процентной вероятностью исключил стерильные нейтрино с параметрами, на которые косвенно указывали предыдущие эксперименты. В 2017 детектор впервые проследил, как взаимодействуют с веществом нейтрино высоких энергий (вплоть до 380 тераэлектронвольт, что на порядок превышает энергию протонов Большого адронного коллайдера). Для этого физики использовали в качестве «тормоза» для частиц внутренности Земли. Наконец, в 2018 году IceCube впервые обнаружил источник таких высокоэнергетических нейтрино: им оказался блазар — активное ядро галактики TXS 0506+056, свет от которой шел до Земли четыре миллиарда лет. Подробнее об этом открытии рассказывает материал «Ледяное нейтрино».

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne.../15/neutrino-ae







Россияне смогут увидеть сближение Венеры и Сатурна утром 18 февраля

МОСКВА, 15 фев — РИА Новости. Россияне смогут рассмотреть редкое астрономическое явление — сближение Венеры и Сатурна — утром в воскресенье, сообщает в пятницу Московский планетарий.

"Восемнадцатого февраля 2019 года произойдет сближение Венеры и Сатурна. Их будет разделять всего один градус (два диска Луны)! Такое положение светил на небе астрономы называют сближением. <...> Красивую утреннюю пару можно увидеть в предрассветные часы, с 6:30 до 7:30 утра, над юго-восточным горизонтом. Правее (южнее) и выше над горизонтом этот утренний дуэт будут сопровождать Юпитер и красный Антарес — ярчайшая звезда в созвездии Скорпион", — говорится в сообщении.

Отмечается, что следующее сближение этих планет произойдет 11 декабря.

Астрономы напоминают, что хотя с Земли Венера и Сатурн будут видны почти на одной линии обзора, в космосе эти планеты находятся очень далеко друг от друга. Венера — вторая планета от Солнца, а Сатурн обращается шестым. Он является самой дальней планетой, которую земляне могут легко увидеть невооруженным глазом.

Сейчас Сатурн находится на расстоянии почти 11 астрономических единиц (примерно 1,65 миллиарда километров) от Земли, а Венеру от Земли отделяет около одной астрономической величины (расстояние, равное дистанции от Земли до Солнца).
https://ria.ru/20190...1550938145.html





Миссия "Вояджер": главный секрет Солнечной системы не раскрыт

Изображение
© Иллюстрация РИА Новости . NASA, Depositphotos / Wavebreakmedia

МОСКВА, 16 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Второй аппарат миссии NASA "Вояджер" (Voyager-2) пересек гелиопаузу и вышел в межзвездное пространство. Его брат-близнец сделал это шестью годами ранее. Зонды, запущенные в 1977-м для исследования планет-гигантов, до сих пор работоспособны, запасов радиоактивного топлива хватит до 2030 года. Что ждет "путешественников" на краю Солнечной системы — в материале РИА Новости.


Плоды дефицита

"Как возникла идея отправить аппарат к четырем планетам-гигантам? Аспирант в NASA рассчитал, что в 1977-м они соберутся в достаточно узком секторе и гравитационный маневр будет особенно эффективен. В результате, чтобы добраться до них, потребуется не 30, а 13 лет. Статья привлекла внимание, начались обсуждения. Сначала предложили проект "Grand tour" из четырех аппаратов, но это оказалось слишком дорого. Тогда взяли за основу "Маринер", успешно работавший у Марса, Меркурия, Венеры", — рассказывает РИА Новости Леонид Ксанфомалити, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник отдела физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН, автор научно-популярных книг по астрономии.

В итоге возник проект "Вояджер" из двух одинаковых аппаратов. Их и отправили к Юпитеру и Сатурну.
"На второй месяц после запуска "Вояджер-2" замолчал, не отвечал на команды. Что если у него сломалась система захвата радиосигнала? Попробовали менять частоту сигналов — и наконец аппарат ответил. Затем приходилось производить учет смещения сигнала, делать поправку на разные факторы, например движение Земли, прогрев, старение приборов. Все эти годы работала специальная группа, интуитивно подбиравшая частоту для связи. И у них это получалось лучше, чем у расчетчиков", — продолжает ученый.

На "Вояджерах" установлена очень старая, по нашим меркам, техника: передатчики на лампах бегущей волны, обмен данными происходит со скоростью обычного телефонного модема — и это на космических расстояниях, где ответ приходит через несколько часов.

Со временем математики придумали, как увеличить объем обмена данными, повысить их надежность. Новый алгоритм обработки загрузили на "Вояджер-2", но, когда он подлетал к Урану, программа сбилась. Пришлось срочно ее модифицировать.
Таких драматических моментов было множество. И все-таки живучесть "Вояджеров" поражает. Они в космосе уже 42 года, преодолели порядка 18 миллиардов километров, исследовали четыре планеты-гиганта и их спутники, пересекли гелиосферу — пузырь солнечного ветра, внутри которого находится наша планетная система.

"Я очень уважаю американских инженеров за то, что они никогда не сдавались, преодолевали все трудности с этими аппаратами. Как только появлялась проблема, они начинали ее решать", — добавляет Ксанфомалити.

Изображение
© NASA / JPL-Caltech
Вояджеры покинули гелиосферу — пузырь солнечного ветра, внутри которого находится наша планетная система


Четыре газовых гиганта

"Вояджер-1" и "Вояджер-2" один за другим посетили Юпитер. Исследовали атмосферу, магнитосферу, радиационные пояса, открыли кольца. Подтвердили гипотезу о том, что Большое красное пятно в атмосфере планеты — это гигантский вихрь.
Обнаружилось также, что магнитосфера Юпитера охватывает орбиту спутника Ио, создавая между ними электрический ток.
"Вояджеры" зафиксировали тепловые аномалии на Ио, подтвердив, что там действуют гигантские вулканы. Открыли много новых лун. Сейчас их насчитывают девяносто.

Магнитосфера обладает свойством захватывать и накапливать высокоэнергетические элементарные частицы, создающие радиационные пояса. Побывать в таких областях у Юпитера — все равно что залезть в работающий ускоритель частиц высоких энергий. Радиация там чудовищная. Но у зондов есть специальная защита.

Аппараты исследовали Сатурн и его спутники Титан и Энцелад, открыли новые луны. "Вояджер-2" сблизился с планетой, исследовал ее цветные кольца, магнитосферу, состав атмосферы, где выявил признаки молний.

Астрономы возлагали большие надежды на Титан — там предполагали парниковый эффект и условия для существования жидкой воды. Но были разочарованы. Спутник оказался холодным и безжизненным, хотя на его поверхности и в атмосфере много органических соединений.

Изображение
© NASA / JPL-Caltech
Влияние солнечного ветра стало нулевым. "Вояджер-2" покидает гелиосферу


Планеты-океаны

У Титана "Вояджер-1" отклонили и направили к границе Солнечной системы, а "Вояджер-2" — к Урану. В 1986 году произошло историческое сближение с планетой, открыли магнитосферу, шесть спутников, обнаружили и изучили кольца.

В 1989-м аппарат достиг Нептуна, который теперь называют планетой-океаном. И тут произошла сенсация. Ученые давали одну пресс-конференцию за другой.

"Данные о магнитном поле Нептуна вызвали шок. У него форма конуса и вращение по оси, не совпадающей с осью вращения планеты. Такое поле назвали наклонным ротатором. В окружающей планету плазме радиационных полей возникают импульсы радиоизлучения. На Земле, имея на руках данные "Вояджера-2", сумели принять радиоимпульсы с Нептуна. А если бы их приняли раньше? Представляете заголовки статей?" — поясняет Ксанфомалити.

Нептун задал загадку: он излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Значит, у него есть внутренний источник тепла. У Урана такого нет.

"Эффект от миссии "Вояджеров" колоссальный, были пересмотрены многие представления о планетах. Оказалось, мы далеко не все знаем и о происхождении Солнечной системы. Скорее всего, она представляет собой поразительное исключение из того, что мы наблюдаем. Исследование планет-гигантов положило начало новому направлению планетной физики — изучению экзопланет. Сейчас их известно около трех тысяч. Все они по свойствам тяготеют к Юпитеру, но разнообразие огромно. Конечно, сказывается селекция, крупное тело легче обнаружить, но теперь мы понимаем, что искать у других звезд", — продолжает ученый.

Изображение
© NASA
Космический аппарат "Вояджер-2" достиг Нептуна и его спутника Тритона летом 1989 года


Посланники Земли

У планет-гигантов "Вояджеры" выполняли гравитационные маневры — так называют способ разогнать или, наоборот, затормозить аппарат в поле тяготения планеты. Благодаря этому удалось сэкономить топливо и сократить срок миссии. Зонды легли на гиперболическую орбиту, не предполагающую возврата в Солнечную систему.

В 2012 году "Вояджер-1" пересек гелиопаузу — последний слой между гелиосферой и межзвездной средой. Астрономы поняли это по исчезновению солнечного ветра: приборы фиксировали только высокоэнергетические космические частицы. Однако направление магнитного поля осталось прежним. Почему? Непонятно.

В начале ноября минувшего года гелиопаузу пересек "Вояджер-2". Это произошло почти на десять астрономических единиц раньше предполагаемого расстояния, что также пока необъяснимо.

"Что еще аппараты могут наблюдать в межзвездном пространстве? Например, неоднородность среды, скажем, потоки звездного вещества. Электропитания у них хватит на десять лет. Проблема в другом. Из-за большого расстояния может дать сбой система наведения на Солнце, тогда радиосигнал будет потерян", — заключает Леонид Ксанфомалити.

Выход из гелиосферы не означает выхода из Солнечной системы. Сначала "Вояджеры" должны достичь внешнего края облака Оорта — гипотетической области, откуда к нам прилетают ледяные кометы, и пересечь его. Только тогда сила притяжения нашей звезды станет пренебрежимо мала. На это у зондов уйдет более тридцати тысяч лет.
https://ria.ru/20190...1550904227.html







"Оппортьюнити" в долине Настойчивости

Изображение
Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения – Калтех, Кеннет Кремер, Марко Ди Лоренцо
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: "Оппортьюнити" достиг долины Настойчивости в июне 2018 года. Открывшийся ему вид показан на этой мозаике из изображений, полученных камерой Navcam на борту марсохода. Долина Настойчивости – подходящее название для этого места. "Оппортьюнити" был рассчитан на работу в течение 90 дней, однако его путешествие по Марсу продолжалось более 5 тысяч солов (марсианских дней) после посадки в январе 2004 года в кратере Орел. Марсоход проехал более 45 километров, однако теперь его отважное путешествие для исследования марсианского ландшафта завершилось. 10 июня 2018 года было получено последнее сообщение от работающего на солнечных батареях марсохода, а затем на Красной планете началась пылевая буря. Буря утихла, однако за прошедшие после этого восемь месяцев попытки установить связь с аппаратом не увенчались успехом. Новаторская миссия "Оппортьюнити" закончилась после 15-летнего исследования поверхности Марса.
http://www.astronet.ru/db/msg/1458127






Астрономы нашли недостающую треть Вселенной

Когда-то давно, в результате Большого Взрыва во Вселенной образовалось много вещества: водорода, гелия и прочих элементов. Потом оно стало звездами, планетами и туманностями, а его излучение теперь позволяет ученым оценить его массу. С другой стороны, некоторые теоретические модели позволяют прикинуть, сколько вещества во Вселенной должно быть. И тут возникает проблема — примерно треть материи нам почему-то не видна.

Сергей Сысоев

Изображение

Подчеркнем: речь идет не о темной материи или чем-то еще невидимом. Нет, мы не видим самые обычные водород с кислородом, которые где-то должны быть.

Одна из версия заключается в том, что недостающая масса собирается в гигантские нитевидные структуры теплого (температура менее 100 000 Кельвинов) и горячего (более 100 000 Кельвинов) газа в межгалактическом пространстве. Эти нити невидимы для оптических телескопов, но какая-то их часть может быть обнаружена в других диапазонах.

Исследователи смогли доказать существование этих структур при помощи рентгеновского орбитального телескопа «Чандра». Астрономы использовали его данные, чтобы найти следы поглощения горячего газа в спектре квазара, находящегося в 3,5 миллиардах световых лет от Земли.

Одна из проблем этого метода заключается в том, что сигнал поглощения очень слаб и его сложно распознать в спектре квазара, особенно — на фоне помех. Ученые преодолели эту проблему, сосредоточив свои поиски только на определенных частях спектра. При этом вероятность ложных срабатываний уменьшалась.

По расположению галактик между квазаром и нами было определено 17 мест, где, может быть, есть межгалактические скопления газа. Из-за расширения Вселенной все они удаляются от нас со скоростью, зависящей от расстояния — чем дальше, тем быстрее. Соответственно сдвигаются и их отметки в спектре.

С помощью этой техники ученые обнаружили следы кислорода, нагретого до миллиона градусов Кельвина.

Исследователи сообщают, что, экстраполируя данные наблюдений за кислородом на полный набор элементов и от наблюдаемой области до границ наблюдаемой Вселенной, они могут оценить полное количество «спрятанного» вещества. По крайней мере, в этом конкретном случае, недостающая часть все-таки найдена.

Статья ученых принята к публикации в Astrophysical Journal, а пока прочитать ее препринт можно здесь.
https://www.popmech....tret-vselennoy/






Замечена вспышка звезды, в 10 млрд раз более яркая, чем солнечные

Астрономы детектировали вспышку молодой звезды, превосходящую по яркости вспышки Солнца примерно в 10 миллиардов раз.

Изображение
James Clerk Maxwell Telescope
Телескоп JCMT

Речь идет об объекте JW 566 — молодой звезде, находящейся в 1 269 световых годах от нас, в туманности Ориона. Как пишут авторы новой работы, вспышка этой звезды, произошедшая в ноябре 2016 года, «может быть наиболее яркой из известных вспышек, ассоциируемых с молодыми звездными объектами», а также «первой корональной вспышкой, обнаруженной в субмиллиметровом диапазоне».

JW 566 относится к звездам типа T Тельца, классу переменных звезд. Звезде, как считают ученые, меньше 10 миллионов лет, и она находится в стадии бурного роста (звезды данного класса становятся способны запустить термоядерную реакцию превращения водорода в гелий приблизительно через 100 млн лет после своего образования).

Изображение
HECK. (East Asian Observatory)

Вспышку JW 566 детектировали при помощи инструмента SCUBA-2, установленного на Телескопе Джеймса Кларка Максвелла, который находится на горе Мауна-Кет на Гавайях. Отмечается, что инструмент сумел засечь вспышку, несмотря на то, что она была очень короткой (рассеялась за считанные часы). Исследователи считают, что JW 566 активно аккретирует вещество от окружающего ее полевого диска, а вспышка была связана с нарушением магнитного поля, направляющего вещество к звезде.

Работа, посвященная исследованию, была опубликована в журнале The Astrophysical Journal, кратко о результатах сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.
https://www.popmech....hem-solnechnye/






Астрономы заметили нестандартную вспышку на самой холодной звезде

Дмитрий Мушинский

Изображение

Европейские астрономы обнаружили гигантскую вспышку белого света на ультрахолодном L-карлике, известном как ULAS J224940.13-011236.9. Недавно обнаруженная вспышка — одна из самых ярких вспышек, когда-либо наблюдавшихся у ультрахолодного карлика. Об этом подробно говорится в статье, опубликованной 3 февраля на сервере предварительной печати arXiv.org.

L-карлики изменчивы во многих отношениях, включая периодическую модуляцию из-за облаков и радиоизлучение из-за сияния или наличие вспышек белого света. В общем, излучение белого света происходит через события переподключения в магнитном поле звезды, что приводит к нагреву нижней хромосферы.

Хотя вспышки белого света регулярно сообщаются о различных типах звезд, они редко наблюдаются у L-карликов. Примечательно, что такие события, наблюдаемые на L-карликах, демонстрируют одни из самых больших изменений яркости, когда-либо зарегистрированных. Тем не менее, поиск новых вспышек белого света на L-карликах является сложной задачей, так как требует длительных наблюдений, в частности наблюдений с большой частотой вращения в широком поле, нацеленных на очень слабые объекты.

Группа астрономов во главе с Джеймсом Дж. Джекманом из Университета Уорика (Великобритания) провела такие наблюдения с использованием исследования транзитных путей следующего поколения (NGTS). 13 августа 2017 года в ходе наблюдательной кампании, направленной на поиск звездных вспышек на звездах малой массы, была обнаружена супер-вспышка белого света от ULAS J224940.13-011236.9 (или ULAS J2249-0112). Эта вспышка была обнаружена ультракарманным карликом L2.5 с эффективной температурой 1930 градусов К, примерно в 10 раз меньше нашего Солнца, расположенным на расстоянии около 248 световых лет от Земли.

«В этом письме мы представляем обнаружение супер вспышки белого света от карлика L2.5 ULAS J224940.13-011236.9, которая была обнаружена при высокой частоте вращения с помощью NGTS», — сообщили исследователи в своей статье.

Наблюдения NGTS показывают, что вспышка на ULAS J2249-0112 длилась около девяти с половиной минут со временем нарастания 12 секунд. Вспышка имела амплитуду -10 мАг, светимость 530 октиллионов эрг/с и энергию 2,3 дециллиона эрг.

Астрономы отмечают, что недавно наблюдаемая вспышка является второй по величине вспышкой, обнаруженной у L-карлика, и второй, которая должна быть обнаружена с Земли. Кроме того, ULAS J2249-0112 оказывается самой холодной звездой в диапазоне обнаружения вспышек белого света у карлика типа L, проявившего вспышечную активность.

«Со спектральным типом L2.5 мы считаем, что ULAS J2249-0112 — самая холодная звезда, показывающая вспышку белого света на сегодняшний день», — отметили ученые.

По мнению авторов, обнаружение такой большой вспышки на ULAS J2249-0112 иллюстрирует важность высокочастотных наблюдений с NGTS при изучении самых больших звездных вспышек от самых холодных звезд.
https://rwspace.ru/n...noj-zvezde.html






«Квантовые голуби» не любят делиться

Изображение
sciencenews.org

Ученые обнаружили так называемый эффект квантовой ямы, - пишет sciencenews.org.

Принцип "голубиная дыра" гласит, что если три голубя живут в двух лунках, то в одной лунке должно быть две птицы. Хотя это кажется очевидным, идея помогает определить основы того, что такое числа и что значит считать вещи. Но в квантовой сфере ученые предсказали, что три «голубя» - квантовые частицы - могут втиснуться в две дырки без того, чтобы две частицы разделяли одну дырку. Это происходит благодаря действию эффекта квантовой ямы.

«Эффект квантовой ямы бросает вызов нашему базовому пониманию… Поэтому необходима четкая экспериментальная проверка, - написали соавторы исследования Чао-Ян Лу и Цзянь-Вэй Пан - физики из Университета науки и технологии Китая в Хэфэй, по электронной почте. - У квантовой ямы может быть потенциальное применение для поиска более сложных и фундаментальных квантовых эффектов».

В исследовании три фотона заняли место голубей. Вместо того, чтобы вмещать фотоны в дыры, исследователи изучали поляризацию частиц или ориентацию колеблющихся электромагнитных волн фотонов, которые могут быть как горизонтальными, так и вертикальными. Поскольку было три фотона и две поляризации, стандартная математика предполагает, что по крайней мере два должны иметь одинаковую поляризацию. Когда ученые сравнили поляризацию частиц, команда обнаружила, что нет двух совпадающих частиц, что подтвердило реальность эффекта квантовой ямы.

Такое удивительное поведение является результатом комбинации и без того странных квантовых эффектов. В начале эксперимента фотоны находятся в так называемой суперпозиции, то есть они поляризованы как по горизонтали, так и по вертикали одновременно. Когда сравниваются поляризации двух фотонов, измерение вызывает эфирные связи между частицами, известные как квантовое запутывание. Эти противоречивые свойства позволяют частицам делать немыслимые вещи.

Хотя результат не является первым экспериментальным подтверждением идеи, он закрепляет предыдущие достижения. «Я считаю, что этот документ - лучший эксперимент, выполненный до сих пор», - говорит Джефф Толлаксен из Университета Чепмена в Оранже (штат Калифорния), который входил в группу физиков-теоретиков, первоначально предположивших этот эффект в 2014 году.

Исследование является первым, подтверждающим, что «квантовые голуби» ведут себя странно только при определенных условиях. Толлаксен и его коллеги предсказали, что для получения эффекта измерение поляризаций должно быть мягким, чтобы не возмущать тонкие квантовые частицы. Новая работа подтвердила, что измерение должно быть слабым для возникновения эффекта.

Квантовая механика известна своими странными парадоксами на тему животных - как правило, с участием кошек. Кот Шредингера - это звезда знаменитой головоломки, в которой кошка кажется одновременно живой и мертвой. И квантовые «чеширские кошки» появляются, когда частицы отделяются от своих свойств, подобно тому, как улыбка кошки Алисы в Стране Чудес отделяется от ее лица. Как и весь квантовый зверинец, эффект квантовой ямы «демонстрирует нечто чрезвычайно удивительное, на первый взгляд кажущееся невозможным», - говорит Толлаксен.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...yubyat-delitsya

#1418 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 17 Февраль 2019 - 09:33

Слияние нейтронных звезд позволяет понять структуру вещества

Изображение
eurekalert.org

Ученые выясняют, как будет выглядеть фазовый переход, при котором нейтроны растворяются в своих составляющих: кварках и глюонах, в гравитационной волне, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Physical Review Letters.

Возможность измерить гравитационные волны двух сливающихся нейтронных звезд дала возможность ответить на некоторые фундаментальные вопросы о структуре вещества. При чрезвычайно высоких температурах и плотностях в результате слияния ученые предполагают наличие фазового перехода, при котором нейтроны растворяются в своих составляющих: кварках и глюонах.

Кварки - самые маленькие строительные блоки материи - никогда не появляются в природе в одиночестве. Они всегда тесно связаны внутри протонов и нейтронов. Однако нейтронные звезды, весящие столько же, сколько Солнце, но размером с такой город, как Франкфурт, обладают настолько плотным ядром, что может произойти переход от нейтронного вещества к материи кварка. Физики называют этот процесс фазовым переходом, похожим на переход жидкость-пар в воде. В частности, такой фазовый переход в принципе возможен, когда сливающиеся нейтронные звезды образуют очень массивный метастабильный объект с плотностями, превышающими плотность атомных ядер, и с температурами в 10000 раз выше, чем в ядре Солнца.

Измерение гравитационных волн, испускаемых сливающимися нейтронными звездами, могло бы служить предвестником возможных фазовых переходов в космическом пространстве. Фазовый переход должен оставить характерную сигнатуру в гравитационно-волновом сигнале. Исследовательские группы из Франкфурта, Дармштадта, Огайо и Вроцлава использовали современные суперкомпьютеры для расчета того, как может выглядеть эта подпись. Для этого они использовали разные теоретические модели фазового перехода.

Если фазовый переход чаще происходит после фактического слияния, небольшое количество кварков будет постепенно появляться по всему объекту, ставшему результатом слияния. «С помощью уравнений Эйнштейна мы смогли впервые показать, что это тонкое изменение в структуре будет вызывать отклонение в сигнале гравитационной волны, пока вновь образованная массивная нейтронная звезда не упадет под собственным весом, образуя черную дыру», - объясняет Лучано Реццолла - профессор теоретической астрофизики в университете Гете.

В компьютерных моделях доктора Андреаса Баусвейна из Института тяжелых ионов в Дармштадте фазовый переход уже происходит непосредственно после слияния - ядро кварковой материи образуется внутри центрального объекта. «Нам удалось показать, что в этом случае произойдет отчетливый сдвиг частоты сигнала гравитационной волны, - говорит Баусвейн. - Таким образом, мы определили измеримый критерий фазового перехода в гравитационных волнах слияния нейтронных звезд в будущем».

Не все детали гравитационно-волнового сигнала измеримы с помощью детекторов тока. Однако они станут заметны как для следующего поколения детекторов, так и для случая слияния, относительно близкого нам. Дополнительный подход к ответу на вопросы о материи кварков предлагается в двух экспериментах: путем столкновения тяжелых ионов на существующей установке HADES в Институте тяжелых ионов и на будущем детекторе CBM в Центре исследований антипротонов и ионов (FAIR), который в настоящее время находится в стадии строительства. в GSI будет производиться сжатое ядерное вещество. В столкновениях может быть возможно создать температуры и плотности, подобные тем, которые происходят при слиянии нейтронных звезд. Оба метода позволяют по-новому взглянуть на возникновение фазовых переходов в ядерной материи и, следовательно, на ее фундаментальные свойства.

Источник: www.eurekalert.org
https://scientificru...uru-veshchestva






Мюоны показывают колоссальные напряжения внутри грозы

Изображение
sciencenews.org

Невидимые брызги субатомных частиц показали, что грозы могут накапливать гораздо более высокие электрические напряжения, чем ученые считали ранее, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Physical Review Letters.

Используя мюоны, более тяжелые родственники электронов, которые постоянно падают на поверхность Земли, ученые исследовали внутреннюю структуру шторма на юге Индии в декабре 2014 года. Электрический потенциал облака - объем работы, необходимый для перемещения электрона из одной части облака в другое - достиг 1,3 миллиарда вольт. Это в 10 раз больше наибольшего напряжения, ранее обнаруженного при использовании воздушных шаров для проведения аналогичных измерений.

Высокое напряжение внутри облаков зажигает молнию. Но, несмотря на то, что над нашими головами регулярно бушуют грозы, «в действительности мы не можем точно понять, что происходит внутри них», - говорит физик Джозеф Дуайер из Университета Нью-Гемпшира в Дареме, который не принимал участия в исследовании.

Воздушные шары и самолеты могут следить только за частью облака одновременно, что затрудняет получение точных измерений всего объекта. Но мюоны проносятся прямо сверху донизу. «Мюоны, проникающие в грозовые облака, являются идеальным датчиком для измерения электрического потенциала», - говорит физик Сунил Гупта из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбаи (Индия).

Гупта и его коллеги изучили поведение мюонов в эксперименте GRAPES-3 в Ути (Индия), где каждую минуту наблюдают около 2,5 миллионов мюонов. Во время грозы эта скорость падает, так как мюоны, которые электрически заряжены, как правило, замедляются электрическими полями грозы. Это означает, что меньше частиц несут достаточно энергии для регистрации в детекторах ученых.

Используя компьютерное моделирование грозы, исследователи определили электрический потенциал, необходимый для объяснения падения мюонов, замеченных во время шторма 2014 года. Группа также оценила электрическую мощность бури: она была схожа с мощностью большого ядерного реактора - около 2 миллиардов ватт.

Результат «потенциально очень важен», говорит Дуайер. Но «со всем новым, вы должны подождать и посмотреть, что произойдет с дополнительными измерениями». Кроме того, по его словам, симулированная гроза исследователей была упрощена. Она состояла из одной области с положительным зарядом и другой области с отрицательным зарядом, тогда как реальные грозы являются более сложными.

Однако, если это подтвердится, такие высокие напряжения внутри грозы могут объяснить удивительное наблюдение: некоторые штормы посылают вверх всплески высокоэнергетического света, называемые гамма-лучами. Но ученые не до конца понимают процессы, которые могут создать такой энергетический свет. Если грозы действительно достигнут уровня напряжения в миллиард вольт, это может объяснить таинственный свет.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...ya-vnutri-grozy

#1419 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 18 Февраль 2019 - 09:13

Астрономы обнаружили «звездную реку» в окрестностях Солнечной системы

Изображение

Исследователи из Венского университета, Австрия, обнаружили «звездную реку», звездный поток, простирающийся вдоль большей части южного неба. Этот поток находится относительно близко к нам и содержит по крайней мере 4000 звезд, которые двигались в космосе совместно с момента их формирования, которое произошло около одного миллиарда лет назад. Благодаря близости к Земле этот поток позволяет изучить процессы приливного разрыва звездных скоплений, измерить гравитационное поле Млечного пути, а также получить новые сведения о популяциях внесолнечных планет одного возраста для будущих миссий по поискам экзопланет. В своей работе авторы использовали научные данные, собранные при помощи спутника Европейского космического агентства Gaia («Гея»).

В нашей галактике Млечный путь ученые открыли большое количество скоплений звезд различных возрастов и размеров. На все эти скопления действует гравитация Млечного пути, и с течением времени она неизбежно разорвет эти скопления на части.

«Некоторые скопления галактик оказываются уничтожены под действием гравитации Галактики сразу после завершения их формирования, другие, более массивные, способны просуществовать как единое целое в течение нескольких сотен миллионов лет», - пояснил Стефан Мейнгаст (Stefan Meingast), главный автор нового исследования.

Благодаря прецизионным измерениям, проведенным при помощи спутника Gaia, команда Мейнгаста смогла составить карту движения звезд в трехмерном пространстве. Проанализировав эту карту, исследователи неожиданно обнаружили большую группу звезд, имеющих примерно одинаковый возраст и движущихся в одном направлении. Из-за ограничений по чувствительности инструментов миссии Gaia ученые смогли наблюдать лишь 200 источников, однако экстраполяция позволила предположить, что поток содержит не менее 4000 звезд. Авторы также определили, что возраст этого звездного потока составляет примерно один миллиард лет. Это означает, что данное древнее скопление звезд уже успело совершить четыре полных оборота вокруг центра Галактики, значительно вытянувшись за это время в длину, пояснили авторы.

Исследование вышло в журнале Astronomy & Astrophysics.
https://www.astronew...=20190218035007







Необычная новая готова взорваться как сверхновая типа Ia

Изображение

Астрофизик из Государственного университета Сан-Диего, США, Аллен Шафтер (Allen Shafter) помог открыть гигантские остатки вокруг взрывающейся звезды – оболочку материала, настолько гигантскую, что для ее формирования на звезде должны были регулярно происходить вспышки на протяжении миллионов лет.

Когда белый карлик, ядро погибшей звезды, оказывается на тесной орбите с другой звездой, он начинает перетягивать с нее газ. Этот газ нагревается и сжимается, что в конечном счете приводит к вспышке новой. В результате этого взрыва яркость звезды увеличивается в миллионы раз и происходит извержение материала, движущегося со скоростью в тысячи километров в секунду. Эти выбросы формируют оболочку материала вокруг новой.

Этот коллектив исследователей во главе с Мэтью Дарнли (Matthew Darnley) из Ливерпульского университета им. Джона Мурса, Соединенное Королевство, изучил в своей новой работе новую, лежащую в близлежащей галактике Андромеда, известную как M31N 2008-12a. В отличие от других новых источник M31N 2008-12a демонстрирует необычно частые вспышки, происходящие с частотой примерно один раз в год, а не один раз в 10 лет, как в случае большинства других новых.

Согласно Шафтеру, новая M31N 2008-12a регулярно вспыхивала на протяжении миллионов лет. Это привело к накоплению «сверхостатков» вокруг новой, простирающихся почти на 400 световых лет. В своей работе команда смогла подтвердить при помощи космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл») связь между этими сверхостатками и новой, а также определить химический состав сброшенных оболочек.

Что же ожидает эту новую в будущем? Факты, собранные командой, указывают на то, что эта новая приближается к заключительному этапу своего существования и готовится вспыхнуть как сверхновая типа Ia. Это произойдет, когда белый карлик за счет поглощения газа звезды-компаньона наберет критическую массу, и вместо регулярных вспышек, происходящих на его поверхности, произойдет куда более мощная вспышка, в результате которой белый карлик будет полностью уничтожен, пояснил Шафтер.

Исследование опубликовано в журнале Nature.
https://www.astronew...=20190218042138







Что на самом деле представляет собой черная дыра?

Изображение

Что представляет собой черная дыра? В новой научной статье философ из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Германия, Эрик Курьель (Erik Curiel) показывает, что физики используют разные определения этого понятия, в зависимости от научной области, в которой они работают.

Обычно черной дырой называют астрономический объект, который необратимо поглощает всю материю и излучение, попадающее в сферу его влияния. С точки зрения физики черная дыра определяется наличием сингулярности, то есть области пространства за «горизонтом событий», внутри которой плотность массы-энергии становится бесконечной, и обычные законы физики перестают выполняться. Однако, как показано в новой статье Курьеля, точное и общепринятое определение этого «сингулярного» состояния до сих пор никем не сформулировано. Сам Курьель так описывает поставленную проблему: «Свойства черных дыр изучаются в рамках различных подразделов физики – в оптической физике, в квантовой физике и, конечно же, в астрофизике. Однако в каждой из этих научных дисциплин существует свой взгляд на свойства черных дыр, основанный на определенном наборе теоретических концепций».

При проведении этого анализа Курьель поговорил со многими известными учеными, чтобы услышать непосредственно от них определение понятия черной дыры.

Для астрофизика Ави Лёба (Avi Loeb) «черная дыра является «тюрьмой без выхода» - если попасть внутрь, оттуда невозможно выбраться». С другой стороны, физик-теоретик Доменико Джулини (Domenico Giulini) считает, что «концептуально рассмотрение черных дыр как космических объектов, которые могут двигаться и испытывать на себе действие других объектов, сталкивается со значительными трудностями».

Сам Курьель считает, что большое разнообразие определений черной дыры является положительным моментом, поскольку позволяет физикам охватить одновременно большое число аспектов этого явления. Однако, для того чтобы использовать это разнообразие определений с максимальной эффективностью, необходимо как можно точнее выявить различия между ними.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
https://www.astronew...=20190217113342






Гравитационные волны решают старую космическую загадку

То, что расширение вселенной ускоряется, это ясно. Но вот насколько, остается пока что непонятным. Новый метод измерений должен помочь в решении этой загадки.

Изображение
Космос раздувается с нарастающей скоростью, но при этом явно неравномерно, что является загадкой для астрофизиков. Фото: NASA/ESA/Hubble

Космос состоит преимущественно из элементов, которые до сих пор никаким наблюдениям не поддаются. Все, что мы сами можем воспринимать и наблюдать с помощью современных инструментов наблюдения, это, очевидно, лишь малая часть того, что на самом деле представляет собой Вселенная. Так, например, исходя массы видимых звезд, невозможно объяснить, почему галактики просто не разлетаются в разные стороны. Поэтому современные теории и предполагают существование невидимой массы, получившей название «темная материя», гравитационная сила которой обеспечивает, что звездные скопления и галактики сохраняют свою форму.


Загадочная темная энергия

Но еще одна необъяснимая до сих пор сила действует таким образом, что вселенная набирает все большую скорость в своем расширении. За это ускоренное «вздутие» вселенной в соответствии с действующей стандартной космологической моделью было решено считать ответственной так называемую темную энергию. Источник этой энергии науке совершенно неизвестен, но при этом неоднократно проводившиеся расчеты показывают, что эта темная энергия составляет около 70 процентов всего энергосодержания вселенной.

А вот насколько быстро космос разлетается в разные стороны, фиксируется по так называемой постоянной Хаббла. Но пусть термин «постоянная Хаббла» не вводит вас в заблуждение, ибо эта величина ни в коем случае не выглядит сейчас константой. Если измерять скорость расширения космоса в околоземной среде, то она достигает 74 километров в секунду за мегапарсек. Однако если провести вычисление постоянной Хаббла по космическому фоновому излучению, то в результате мы получим ускорение всего 68 километров в секунду на мегапарсек (один парсек равен 3,26 световых года).


Противоречивые данные

Разумеется, что можно предположить, будто один из двух методов измерения постоянной Хаббла может быть некорректен, а может быть, даже оба. Но если все же оба результата измерений на самом деле соответствуют действительности, остается только одна возможность: скорость, с которой расширяется вселенная, не увеличивается непрерывно по нарастающей, но при этом ускорение, со своей стороны, демонстрирует собственное резкое ускорение.

И вот теперь астрономы группы Хираньи Пейрис их Университетского колледжа Лондона предложили метод, основанный на гравитационных волнах, который мог бы, наконец, решить загадку расходящихся значений постоянной Хаббла. «Согласно нашим расчетам, наблюдения двойных систем нейтронных звезд в течение следующих нескольких лет обеспечат достаточно данных о гравитационных волнах, чтобы получить независимое и точное значение для постоянной Хаббла», - заявил ведущий автор исследования Стивен Фини из Института Флатирон в Нью-Йорке в научном журнале Physical Review Letters.


Гравитационные волны в помощь

Гравитационные волны возникают, наряду с прочим, тогда, когда две нейтронные звезды в двойной системе вращаются вокруг друг друга, сближаются и, в конце концов, происходит их столкновение. Такие драматические столкновения вызывают волнообразные изменения кривизны пространства-времени, которые можно обнаруживать, в частности, с помощью детектора гравитационных волн Ligo, расположенного в Соединенных Штатах.

«По нашим расчетам, пятидесяти таких столкновений нейтронных звезд будет достаточно, чтобы собрать необходимое количество данных по гравитационным волнам. И уже на основании результатов этих измерений, наконец, впервые появится возможность определить точное значение постоянной Хаббла», - считает Фини. Но нам еще придется запастись некоторым терпением в ожидании решения этой космической загадки. «Чтобы собрать соответствующие данные о столкновениях, нам понадобится еще пять-десять лет», - надеется исследователь.
https://kosmos-x.net...2019-02-17-5605






NGC 2359: Шлем Тора

Изображение
Авторы и права: Игнасио Диас Бобилло
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Это имеющее форму шлема космическое облако с похожими на крылья придатками обычно называют Шлемом Тора. Размер Шлема Тора достигает 30 световых лет – даже скандинавскому богу он не покажется маленьким. В действительности шлем больше похож на космический пузырь, выдутый быстрым ветром от яркой массивной звезды около его центра в окружающем молекулярном облаке. Центральная звезда – исключительно горячий голубой гигант – принадлежит к звездам Вольфа-Райе. Предполагается, что она находится на короткой стадии эволюции, которая должна закончиться взрывом сверхновой. Туманность, занесенная в каталог под номером NGC 2359, находится на расстоянии в 15 тысяч световых лет в созвездии Большого Пса. На этом четком изображении, полученном с узкополосными и широкополосными фильтрами, можно увидеть звезды и замечательные детали волокнистой структуры туманности. Сине-зелеными оттенками показано мощное излучение атомов кислорода.
http://www.astronet.ru/db/msg/1458204

#1420 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 19 Февраль 2019 - 09:03

Высокоэнергетические частицы могут бомбардировать экзопланеты

Изображение

Планетная система TRAPPIST-1 состоит из семи планет размером с Землю, обращающихся вокруг очень холодного карлика, находящегося на расстоянии 120 световых лет от нас. Возраст этой звезды, а следовательно, и ее планет, составляет от 5 до 10 миллиардов лет – почти вдвое больше, по сравнению с возрастом нашей собственной Солнечной системы. Для ученых, которые производят поиски жизни во Вселенной, большой возраст означает достаточное время для развития химических и эволюционных процессов, аналогичных процессам, которые привели к формированию жизни на Земле. С другой стороны, эти планеты расположены настолько близко к звезде, что за эти миллиарды лет звездные ветра могли полностью «сдуть» их атмосферы.

В новом исследовании астрономы во главе с Федерико Фрачетти (Federico Fraschetti) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, провели теоретическое моделирование влияния высокоэнергетических протонов солнечного ветра на близлежащие экзопланеты. Эти частицы формируются в результате солнечных вспышек или ударных волн под действием изменений в магнитном поле, происходящих в короне нашей звезды. Измерения параметров солнечных вспышек стали основой для модели, построенной этими учеными.

Астрономы впервые провели в этой работе реалистичное моделирование распространения высокоэнергетических частиц сквозь турбулентное магнитное поле в окрестностях карлика спектрального класса М и его звездного ветра, а затем адаптировали полученные результаты к расчету системы TRAPPIST-1. Согласно результатам моделирования, потоки высокоэнергетических частиц, идущих со стороны звезды TRAPPIST-1, концентрируются в двух противоположно направленных потоках, лежащих в орбитальной плоскости планет, поэтому гипотетическая обитаемая планета TRAPPIST-1e, лежащая вблизи звезды, испытывала бы на себе действие потока протонов, в миллионы раз более мощного, по сравнению с потоком протонов, бомбардирующим Землю. Однако авторы не исключают, что ряд неопределенностей, неразрешенных в рамках этого исследования, таких как, например, неопределенность угла между магнитным полем и осью вращения звезды, могут вызвать изменение мощности потока протонов, бомбардирующих планету, во много раз.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.
https://www.astronew...=20190219030302







Множественные популяции звезд обнаружены в скоплении Hodge 6

Изображение

Используя телескоп Very Large Telescope («Очень большой телескоп», VLT) Европейской южной обсерватории, астрономы обнаружили, что в скоплении звезд Hodge 6 можно выделить несколько различных звездных популяций. Это открытие дает ценные сведения о формировании и эволюции скопления звезд Hodge 6 и звездных скоплений в целом.

Наблюдения показывают, что почти во всех шаровых скоплениях звезды имеют различное содержание легких элементов, таких как гелий, кислород, азот, углерод и кальций. Это указывает на то, что внутри шаровых скоплений происходит обогащение одних звезд за счет элементов, формирующихся при взрывах других звезд, и свидетельствует о наличии по крайней мере двух различных поколений звезд в этих скоплениях.

Недавние исследования показывают также, что множественные звездные популяции можно встретить и вне шаровых скоплений звезд, например, в массивных скоплениях звезд среднего возраста (возрастом между 2 и 8 миллиардами лет). Скопление звезд Hodge 6, расположенное в Большом Магеллановом Облаке, является примером как раз такого скопления. Теперь в новой работе команда исследователей под руководством Кэти Холихэд (Kathie Hollyhead) из Стокгольмского университета, Швеция, показывает, что и скопление Hodge 6 содержит не менее двух популяций звезд. Это заключение было сделано на основе анализа спектров звезд скопления, полученных при помощи инструмента FORS2 телескопа VLT. Спектры звезд, полученные при помощи инструмента FORS2, позволили исследователям обнаружить субпопуляцию из двух звезд, обогащенных азотом, что, согласно авторам, указывает на существование в скоплении Hodge 6 множественных популяций звезд.

Исследование опубликовано на сервере научных препринтов arxiv.org.
https://www.astronew...=20190219033059





Древняя континентальная кора могла образоваться из-за падения крупных метеоритов

Изображение
Рис. 1. Ударный кратер Садбери (Канада). Красными точками очерчены границы кратера и магматического комплекса Садбери. Спутниковый снимок с сайта en.wikipedia.org

В местах падения на поверхность Земли астероидов и крупных метеоритов образуются ударные кратеры, а энергия, выделяющаяся при таких событиях, настолько велика, что породы внутри кратера плавятся, заполняя его магматическим расплавом. При остывании этого расплава происходит расслоение (дифференциация) по плотности и составу, а после кристаллизации возникают крупные расслоенные интрузии (магматические тела), строение которых весьма напоминает строение континентальной земной коры. Исследование ударного кратера Садбери (Канада) показало, что в доархейское время, когда Земля подвергалась массированной метеоритной бомбардировке и практически вся ее поверхность была покрыта расплавом, именно по такой схеме могло происходить становление континентальной земной коры и зарождение материков.

Снаружи Земля покрыта твердой оболочкой — земной корой, которая не является монолитной, а разбита на плиты, неоднородные по своему строению и составу. Два главных типа плит — континентальные и океанические — различаются составом коры (соответственно, континентальной и океанической), мощностью (толщиной) и возрастом.

В центральных частях океанов (в зонах срединно-океанических хребтов) плиты раздвигаются, снизу поступает мантийный материал, который формирует океаническую кору, состоящую главным образом из базальтов, поверх которых отлагается слой осадков. Таким образом, океаническая кора имеет двуслойное строение.

Континентальная кора имеет трехслойное строение: осадочный слой сверху, затем располагается «гранитный» слой, состоящий главным образом из гранитов и гнейсов, а внизу — условно названный «базальтовым» нижний слой коры, идентифицируемый только на основе геофизических данных (даже самые глубокие скважины так и не достигли верхней границы «базальтового» слоя). Континентальная кора более мощная (толщиной до 75 км, в среднем — 35–45 км) и более древняя, чем океаническая. Первые блоки континентальной коры (кратоны) возникли на Земле еще в архее, 2,4–4,0 млрд лет назад. Кратоны составляют «ядра» всех континентов. Согласно теории тектоники плит, вокруг этих «ядер» непрерывно идет наращивание континентальных окраин за счет переплавления погружающейся в зонах субдукции океанической коры вместе с осадочным слоем. Но как образовались сами архейские кратоны, если первые достоверные признаки движения литосферных плит фиксируются лишь начиная с позднего протерозоя (1 млрд лет назад)?

Вероятно, процессы движения земной коры в архее сильно отличались от современных в силу того, что литосфера была еще сильно разогрета и часть пород земной коры находилась в расплавленном состоянии. Этот первичный расплав был исключительно базальтового состава. И именно тогда в этой полурасплавленной коре каким-то образом происходили процессы дифференциации (расслоения) первичного корового вещества, приведшие к образованию стратифицированной континентальной коры, верхние горизонты которой образовали более легкие и кислые по составу граниты, а нижние — более плотные и тяжелые породы основного состава.

В качестве одного из процессов, который мог бы привести к дифференциации вещества земной коры (разделению ее на слои) в архейское время, был предложен механизм гравитационного перемешивания (D. Wiemer et al., 2018. Earth's oldest stable crust in the Pilbara Craton formed by cyclic gravitational overturns). Однако для того, чтобы огромные массы расположенного близко к поверхности и уже начинающего остывать базальта прошли все этапы дифференциации с образованием гранитов, требуется интенсивный источник тепла и энергии. В раннеархейское и доархейское (катархейское) время такими источниками вполне могли быть мощные импактные события — падения на Землю астероидов и крупных метеоритов в период поздней тяжелой бомбардировки (4,1–3,8 млрд лет назад). Учитывая тот факт, что падение астероида размером 50 км может вызвать появление гигантского озера магмы, простирающегося на сотни километров, интенсивная бомбардировка могла привести к появлению крупных областей расплавленных пород площадью тысячи квадратных километров при толщине расплавов в десятки километров.

Международная группа ученых во главе с Раисом Латыповым (Rais Latypov) из Витватерсрандского университета в ЮАР, изучая ударный кратер Садбери в Канаде, нашла серьезные подтверждения гипотезы о том, что метеоритная бомбардировка действительно могла быть причиной первичной дифференциации вещества внешней оболочки Земли и образования земной коры континентального типа.

При падении астероида диаметром 10–15 км, которое произошло 1,85 млрд лет назад, в кратере Садбери возник слой магматического расплава, нагретого до 1700–2000°C, а затем сформировалась расслоенная магматическая структура (магматический комплекс Садбери — Sudbury Igneous Complex) вытянутой овальной формы (62 км по длинной оси и 30 км — по короткой, рис. 2). Такая форма комплекса связана с тем, что столкновение астероида с поверхностью Земли произошло по касательной. Расслоенное магматическое тело прослеживается на глубину до 15 км. Это третий по величине ударный кратер на Земле и самая хорошо сохранившаяся расслоенная интрузия импактного происхождения. Магматический комплекс Садбери состоит из слоев таких изверженных пород, как габбро, нориты и гранофиры. Очевидно, что разделение слоев произошло в результате магматической дифференциации, при которой из первично однородной магмы образовались породы различного состава, однако каков был механизм этой дифференциации, до сих пор не было известно.

Изображение
Рис. 2. Схематический план (а) и разрез ( B) магматического комплекса Садбери. Цифрами внизу слева обозначены: 1 — комплексы перекрывающих осадочных и вулканических пород; 2–4 — породы магматического комплекса Садбери: 2 — породы кислого состава (гранофиры), 3 — кварцевые габбро, 4 — породы основного состава (нориты). Темно-зеленым цветом на профиле справа показаны нижний слой меланоритов и тела аналогичных пород, встречающиеся в виде фрагментов по всей толще пород комплекса. Справа на геохимической кривой видно, что меланориты резко отличаются от всех остальных пород комплекса повышенным содержанием MgO. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Communications

В отличие от других крупных расслоенных интрузивных комплексов импактного происхождения (Стиллуотер (Stillwater) в США, Бушвельд в ЮАР и других), верхние части которых уничтожены эрозией, в комплексе Садбери частично сохранились породы кровли — верхнего слоя магматических пород комплекса. Авторы обнаружили, что фрагменты кровли сложены теми же самыми породами, которые залегают в основании комплекса — высокотемпературными меланократовыми норитами, которые авторы назвали меланоритами. Эти породы резко отличаются от представленных в нижней части комплекса Садбери фельзических (felsic) норитов как петрографически (доля ортопироксена в них составляет 23–35% по сравнению с 6–9% в фельзических норитах), так и геохимически (содержание MgO в них составляет 8–9% по сравнению с 4–6% в фельзических норитах).

Фрагменты тел тех же самых меланоритов размером от 10 до 100 м авторы обнаружили в виде обломков, распределенных по всей толще пород интрузивного комплекса Садбери. Это стало возможным благодаря детальному петрографическому и геохимическому картированию комплекса (так как внешне меланориты практически неотличимы от вмещающих пород). По трем геохимическим профилям (траверсам), отмеченным на рис. 2, было отобрано более 600 образцов, что впервые позволило задокументировать тела меланоритов на разных стратиграфических уровнях интрузивного тела.

Авторы интерпретируют картину образования магматического комплекса Садбери следующим образом (рис. 3). После удара астероида в кратере образовался очаг магмы однородного гранодиоритового состава, перекрытый сверху слоем обломочных отложений, выброшенных из кратера при ударе. По мере застывания магмы происходила ее дифференциация — расслоение за счет фракционной кристаллизации. Доказательством того, что застывание (кристаллизация) происходила одновременно в двух направлениях (снизу вверх и сверху вниз), служит тот факт, что самые высокотемпературные породы, кристаллизовавшиеся из расплава первыми, — меланориты — встречаются как в кровле магматического массива, так и в его основании. Так как в центральной части массива некоторое время продолжалось конвекционное перемешивание магматического расплава, застывшая кровля массива периодически разрушалась, и ее обломки, более плотные по сравнению с расплавом, погружались вниз, фиксируясь в породах внутренних частей массива по мере их кристаллизации.

Изображение
Рис. 3. Модель формирования расслоенного магматического комплекса Садбери: а — импактное событие (падение астероида) привело к образованию кратера, заполненного магматическим расплавом (красный); b — возникновение конвекции в первично однородном гранодиоритовом расплаве; с — образование слоев меланоритов (зеленый) в основании и кровле массива, частичное разрушение кровли; d — завершающая стадия расслоения массива. В конце концов формируется разрез, полностью аналогичный трехслойному разрезу континентальной земной коры: сверху осадочный слой (голубой), затем «гранитный» слой (гранофиры — желтый) и «базальтовый» слой, состоящий из основных пород (норитов — зеленый) внизу. Зеленые треугольники и прямоугольники — фрагменты меланоритов кровли. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Communications

Таким образом, впервые обнаруженные в породах магматического комплекса фрагменты меланоритов, заключенные в породах более кислого состава, позволили воссоздать всю картину последовательной кристаллизации расслоенного комплекса Садбери, а детальное изучение строения комплекса — доказать, что мощные импактные события действительно могли приводить к переплавлению древней базальтовой коры с образованием расслоенных комплексов пород различного состава, в том числе — кислых пород богатых кремнеземом («гранитного» слоя), которые локализовались в верхней части новообразованной коры континентального типа.

Несмотря на то что образование магматического комплекса Садбери произошло 1,85 млрд лет назад (в палеопротерозойской эре), то есть значительно позже периода поздней тяжелой бомбардировки, авторы считают, что характер импактных событий и последующих процессов магматической дифференциации в архее и катархее вряд ли сильно отличался, и полученные результаты вполне можно распространять на все предшествующие периоды.

Источник: Rais Latypov, Sofya Chistyakova, Richard Grieve, Hannu Huhma. Evidence for igneous differentiation in Sudbury Igneous Complex and impact-driven evolution of terrestrial planet proto-crusts // Nature Communications. 2019. V. 10. Article number 508. DOI: 10.1038/s41467-019-08467-9

Владислав Стрекопытов
https://elementy.ru/...nykh_meteoritov




Физики усомнились в стабильности спиральных галактик

Изображение
David Benhaiem et al. / Physical Review E, 2019

Физики из Италии и Франции пересмотрели процесс формирования спиральных галактик и показали, что его можно объяснить исключительно в рамках гравитационного коллапса. Более того, ученые выяснили, что протекающие внутри галактики процессы оказываются неравновесными вопреки существующим взглядам на формирование галактик. Это значит, что методы, с помощью которых астрономы рассчитывают массу галактики, могут давать неверные результаты, а оценки на массу темной материи нужно пересмотреть. Статья опубликована в Physical Review E, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Большинство крупных галактик, включая Млечный путь, относятся к спиральным галактикам. В таких галактиках четко выделяется плотное центральное скопление звезд (балдж), от которого отходит несколько спиральных рукавов. Кроме того, видимая материя окружена сферическим гало темной материи, которое содержит бо́льшую часть массы галактики. К сожалению, несмотря на распространенность спиральных галактик, ученые до сих пор плохо понимают, как они образуются — и почему их заметно больше, чем неправильных и эллиптических галактик.

Как правило, ученые описывают поведение галактической материи с помощью уравнений Власова. Вообще говоря, изначально Анатолий Власов разработал эти уравнения для описания динамики плазмы — системы заряженных частиц, которые взаимодействуют друг с другом по закону Кулона. Впрочем, слабое гравитационное поле, которое хорошо описывается законом Ньютона, очень похоже на электрическое. Поэтому система, которая состоит из большого числа гравитирующих объектов, также подчиняется уравнениям Власова.

Более того, численное моделирование показывает, что характерное время релаксации такой системы во много раз превышает время жизни Вселенной — следовательно, можно пренебречь столкновениями частиц и считать, что система находится в равновесии. В результате уравнения Власова упрощаются и сводятся к бесстолкновительному уравнению Больцмана. С этой точки зрения галактика может приобрести спиральную форму только за счет внешних факторов, которые возмутят ее квазистационарное состояние. В частности, нестабильности могут вызвать сильные гравитационные поля объектов, проходящих рядом с галактикой, или негравитационные диссипативные процессы (охлаждение).

Группа ученых под руководством Майкла Джойса (Michael Joyce) пересмотрела этот процесс и показала, что на самом деле материя может собираться в спиральную структуру исключительно за счет гравитационного притяжения. В этом подходе галактика больше не является стабильной структурой, и ее форма изменяется со временем. При этом ключевым фактором, который определяет стационарность системы, является ее скорость, а характерное время формирование структуры примерно равно одному миллиарду лет.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые численно смоделировали эволюцию галактики, состоящей из миллиона сферических частиц, притягивающихся друг к другу по закону обратных квадратов. Чтобы избежать расходимостей, физики обрезали Ньютоновский потенциал частиц на небольшом расстоянии ε и склеивали его с нулевым потенциалом в центре частицы с помощью кубических сплайнов. Массы частиц выбирались случайно и могли отличаться от эталонной массы в 2, 5 или 10 раз. Для численных расчетов ученые использовали открытый код GADGET-2. Время работы симуляции достигало 200 динамических времен. Столкновениями частиц исследователи пренебрегали. В целях дополнительной проверки физики отслеживали полную энергию системы, которая в ходе ее эволюции сохранялась с точностью до 0,5 процента.

Всего исследователи рассмотрели шесть типов начальных условий, с которых стартовали численные расчеты. В системах первого типа частицы были равномерно распределены в пределах эллипсоидного облака, а их скорости были случайно заданы (случай A1) или следуя картине когерентного твердого тела вокруг самой короткой оси (случай A2). В системах второго типа частицы были неравномерно распределены внутри эллипсоида; при этом распределения отличались разной формой эллипсоида, размером внутреннего плотного скопления (прообраза балджа), плотностью частиц и скоростью их вращения (случаи B1, B2). Наконец, в системах третьего типа частицы собирались внутри несферических и неравномерных облаков (случаи C1, C2).

Изображение
Эволюция начальных распределений типа A1, A2, B1, B1a, B2, C1 и C2 (нумерация сверху вниз)
David Benhaiem et al. / Physical Review E, 2019


Изображение
Распределение скоростей в галактиках типа B1
David Benhaiem et al. / Physical Review E, 2019


Изображение
Распределение скоростей в галактиках типа B2
David Benhaiem et al. / Physical Review E, 2019

В результате физики обнаружили, что со временем системы второго типа собираются в структуры, напоминающие привычные спиральные галактики: внутри структуры формировалось плотное ядро, а ее внешняя часть вытягивалась в тонкий диск. Более того, в диске можно было различить другие характерные черты галактик — рукава, кольца и перемычки (бары). Ключевым параметром, который определял стационарность системы, выступало число оборотов частицы вокруг центра галактики n — число, пропорциональное скорости частицы и времени эволюции, обратно пропорциональное расстоянию до центра. Если это число было много больше одного, частица двигалась по эллиптической кеплеровской орбите (то есть система находилась в равновесии), в противном случае ее траектория выглядела гораздо сложнее. В молодой галактике число n порядка единицы для всех частиц, и благодаря неравновесным процессам галактика стремится принять спиралевидную форму (вероятность успеха определяется исходным распределением). Более того, это условие продолжает выполняться на краях более старых галактик, время жизни которых сравнимо со временем жизни Вселенной.

Авторы статьи отмечают, что замеченный ими эффект является очень простым по своей природе — а потому удивительно, что ученые не обнаружили его раньше. Тем не менее, исследователи приводят несколько аргументов, которые объясняют это упущение. Во-первых, большинство работ, выполненных в последние двадцать или тридцать лет, работали с системами, содержащими порядка десяти тысяч частиц. В таких системах число высокоэнергетических частиц, вносящих наибольший вклад в эволюцию системы, не превышало тысячи — следовательно, погрешность численных моделей была слишком высока, и они упускали из виду формирование структур. Во-вторых, в основном ученые оценивали стабильность галактики по глобальным параметрам и рассматривали сравнительно небольшие промежутки времени.

Открытие ученых не только позволяет лучше понять процесс формирования галактик, но также заставляет пересмотреть существующие взгляды на темную материю. В самом деле, астрономы оценивают массу галактики с помощью теоремы о вириале, которая связывает кинетическую и потенциальную энергию звезд. Эта теорема работает только для стабильных структур — однако расчеты ученых показывают, что спиральные галактики не относятся к таким структурам. Если это предположение окажется верным, астрономам придется разработать альтернативный способ измерения массы галактики и пересмотреть оценки на массу темной материи.

В марте прошлого года группа астрономов под руководством Питера Ван Доккума (Pieter van Dokkum) обнаружила «неправильную» галактику NGC1052-DF2, у которой практически полностью отсутствовала темная материя. Это открытие противоречило существующим теориям формирования галактик. Впрочем, всего через несколько месяцев ученые пересмотрели метод, с помощью которого группа Доккума оценивала массу галактики, и показали, что она содержит гораздо больше темной материи, чем предполагалось. Более того, скорректированное значение попало в диапазон, установленный существующими моделями, хотя и находилось близко к его границе.

Узнать, как астрономы ищут далекие галактические скопления и изучают процессы их формирования, можно в материалах «Давным-давно, в далекой-далекой галактике» и «Радио-ретро».

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...alaxy-formation






Ученые уточнили положение "родины" большинства метеоритов

Изображение
Звездное небо, наблюдаемое в Краснодарском крае во время метеорного потока Персеиды
© РИА Новости / Виталий Тимкив

МОСКВА, 18 фев – РИА Новости. Масштабная химическая перепись метеоритов показала, что самые распространенные "небесные камни", так называемые хондриты L-типа, имеют не один, а как минимум два источника в главном поясе астероидов. Об этом пишут астрономы и геологи в статье, опубликованной в журнале Meteoritics and Planetary Science.

"Долгое время мы считали, что источником этих хондритов было семейство астероидов Гефьен, сформировавшееся примерно тогда же, 467 миллионов лет назад, как и эти метеориты. Последний анализ спектра "Гефьенов" показывает, что они могут быть значительно старше. Это заставило нас искать их новый источник", — рассказывает Питер Дженнискенс (Peter Jenniskens) из Института поиска внеземных цивилизаций SETI в Маунтин-Вью (США).


Семейные дела

В последние несколько десятилетий астрономы активно следят за астероидами и проводят своеобразную "перепись" среди них. Все крупные объекты, чье общее число достигает около двух миллионов, хорошо известны ученым, тогда как малые тела размером с Челябинский метеорит пока остаются на 99% неизученными.

К примеру, сейчас мы знаем лишь о пяти тысячах астероидов размером примерно в сто метров, сближающихся с Землей, тогда как их совокупное количество оценивается в несколько десятков тысяч. Число менее крупных объектов в пределах главного пояса астероидов может быть еще больше и достигать нескольких десятков миллионов.

Все это бесчисленное множество объектов ученые объединяют в так называемые "семейства астероидов" – группы малых небесных тел, обладающих схожими орбитами, происхождением и химическим составом. На сегодняшний день астрономы выделяют девять "больших" и около сотни малых подобных "коллективов".

Некоторые из них считаются источником различных метеоритов, периодически падающих на Землю. К примеру, каменистые метеориты, почти не содержащие железа, так называемые хондриты L-типа, считались следами столкновения астероида Гефьен и какого-то другого небесного тела во времена появления первых позвоночных животных на Земле.

Дженнискенс и его коллеги случайно выяснили, что эти "небесные камни" имеют не одну, а как минимум две "родины" в пределах пояса астероидов, проверяя работу автоматизированных камер системы слежения за метеоритами, которую они разрабатывали четыре года назад.

Данная история, как отмечает ученый, началась на самом деле еще весной 2012 года, когда его команда стала свидетелем падения достаточно крупного метеора, "Сатер Милл", на Калифорнию. Это событие привлекло внимание сотен любителей астрономии и профессиональных ученых, начавших систематически следить за ночным небом юга США.

Их усилия были вознаграждены осенью 2012 года, когда над Северной Америкой взорвался еще один "небесный камень", получивший имя "Новато". Анализ его пород показал, что он относится к числу хондритов L-типа, но при этом имеет достаточно необычную структуру и состав.


Тайны Солнечной системы

Странности "Новато" заставили Дженнискенса задуматься о том, происходят ли все подобные метеориты из одного источника. Ответ на этот вопрос он неожиданно получил в конце октября 2015 года, когда автоматизированные камеры системы Global Fireball Observatory, которую в тот момент запускали сотрудники Института SETI, зафиксировали вспышку над Калифорнией.
Новый метеорит, получивший имя "Крестон", тоже входил в число хондритов L-типа. Это позволило ученым проверить, являются ли они родственниками, сравнив их физическое устройство, доли изотопов и вычислив орбиты их прародителей.

Оказалось, что оба "небесных камня" имеют схожий состав, но разное происхождение – "Новато" родился в середине пояса астероидов, тогда как "Крестон" обитал в его ближних к Земле регионах. При этом прародитель первого метеорита относительно недавно столкнулся с другим объектом и распался на фрагменты, тогда как предтеча второго разрушился в первые дни жизни Солнечной системы и после этого не попадал в "космические ДТП".

В пользу этого говорит сразу несколько вещей. К примеру, породы "Новато" окрашены в темные цвета и почти не содержат благородных газов, что свидетельствует об относительно недавнем "рандеву" с другим астероидом. Сходство их химического состава можно объяснить тем, что оба прародителя метеоритов были порождены одним и тем же протопланетным телом, часть осколков которого "мигрировала" на новую орбиту, а другие остались на месте.

Все это, как отмечает Дженнискенс, говорит о том, что семейство Гефьен не может быть единственным прародителем этих хондритов, на чью долю приходится примерно половина от всех метеоритов, падающих на Землю. Нечто похожее, по его мнению, может быть характерно и для других семейств "небесных камней", что делает их изучение более сложным и интересным.

Изображение
© Jenniskens et al. / Meteoritics & Planetary Science
Метеориты "Саннивейл" и "Голета", упавшие на территорию США осенью 2015 года
https://ria.ru/20190...1551009609.html






Физики из России выяснили, как можно поменять свойства электрона

Изображение
Электрон как частица и волна
© Depositphotos

МОСКВА, 18 фев – РИА Новости. Ученые из Томска выяснили, что внутренние характеристики электронов можно произвольным образом менять, манипулируя формой его волны. Теоретическое обоснование этой идеи и ее возможные применения были представлены в журнале Physical Review A.

"У нашего исследования есть как фундаментальные, так и практические приложения. Например, можно создавать пучки электронов и других частиц с заранее заданными характеристиками и использовать их для анализа структуры метаматериалов, изучения элементарных частиц, в атомной и ядерной физике, космологии и других науках", — рассказывает Дмитрий Карловец из Томского государственного университета.

Сегодня практически все физики, за исключением небольшой группы маргиналов, полагают, что фотоны, электроны и прочие "жители" микромира одновременно ведет себя и как частицы, и как электромагнитные волны. На базе этого феномена, который в прошлом не совсем корректно называли "корпускулярно-волновым дуализмом", построены многие современные технологии, такие как матрицы фотокамер и различные светодатчики.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Карловец и его коллеги показали, что схожие операции можно производить не только с частицами света, но и с электронами, заставляя их менять свой "уровень намагниченности", манипулируя их квантово-волновыми свойствами.

В прошлом, как отмечают ученые, физики считали, что подобную операцию осуществить невозможно, так как магнитные характеристики электрона зависят исключительно от того, как распределен заряд по частице и того, в какую сторону направлен ее спин.

Российские исследователи выяснили, просчитывая свойства этих частиц, что на "намагниченность" электрона влияет и то, в каком квантовом состоянии он находится в тот момент, когда его свойства измеряют.

Иными словами, это свойство, так называемый дипольный магнитный момент электрона на языке науки, оказался не фундаментальной константой, а параметром, чье значение зависит от того, как выглядит волна частицы.

В этом отношении, как отмечают исследователи, электрон похож на так называемые лучи Эйри и пучки Бесселя. Они представляют собой особым образом "закрученные" пучки частиц света, способные закручиваться в спираль или принимать загнутую форму без участия линз и других оптических приборов.

Меняя свойства электронов подобным образом, ученые смогут создавать интересные пучки заряженных частиц, которые можно будет использовать для различных квантовых вычислений, сверхточного измерения различных свойств одиночных атомов, анализа электромагнитных характеристик "невозможных" метаматериалов и множества других целей.
https://ria.ru/20190...1551018308.html





НАСА Опубликовало снимки ярко-синих объектов в космосе

Виктория Ветрова

Изображение
Credit: ESA/HUBBLE/ NASA, K. STAPELFELDT

Космическое агентство НАСА, только что опубликовало снимок ярко-синих объектов в космосе — это удивительное космическое зрелище.

На снимке, сделанном космическим телескопом Хаббл НАСА/ЕКА, видна «дымящаяся пушка» новорожденной звезды. Синие скопления на снимке — это объекты Хербига-Аро, пронумерованные с 7 по 11 (HH 7–11), они расположены в туманности NGC 1333, полной пыли и газа, располагающейся на расстоянии примерно 1000 световых лет от нашей планеты.

Объекты Хербига-Аро — это преходящие явления, образующиеся вблизи новорожденных звезд. Они уходят от звезды, которая их создала, со скоростью до 150000 км в час и исчезают в космосе за несколько десятков тысяч лет.

Согласно НАСА, молодая звезда, которая является источником этих объектов Хербига-Аро, называется SVS 13, а на изображении ярко-синие скопления движутся от SVS 13 в направлении к верхней левой стороне. Расстояние между HH 7 и SVS 13 примерно в 20000 раз больше расстояния между Солнцем и Землей.

Объекты Хербига-Аро развиваются сложным процессом: струи ионизированного газа выбрасываются молодой звездой, и они с высокой скоростью ударяются о близлежащие облака пыли и газа, в результате чего эти потрясающие ярко-синие скопления образуются глубоко в космосе.
https://rwspace.ru/n...-v-kosmose.html






Астрономы впервые обнаружили скопление материала возле взрывающейся звезды

Дмитрий Мушинский

Изображение

Астрофизик из Университета штата Сан-Диего помог обнаружить доказательства существования гигантского остатка, окружающего взрывающуюся звезду — оболочку из материала, столь огромную, что она должна была извергаться на регулярной основе в течение миллионов лет.

В тот момент, когда белый карлик (ядро мертвой звезды), находится на близкой орбите с другой звездой, он вытянул из нее газ. Газ нагрелся и сжался, что в конечном итоге привело к взрыву и создало новую. Этот взрыв заставляет звезду сиять в миллион раз ярче и выбрасывать материал со скоростью тысячи миль в секунду. Выброшенный материал образует остаток или оболочку, окружающую новую звезду.

Астрофизики Аллен Шафтер и Мартин Хенце вместе с командой других ученых во главе с Мэттью Дарнли из Ливерпульского университета Джона Мураса в Англии изучали новую звезду в соседней галактике Андромеды, известной как M31N 2008-12a. Что делает новую необычной, так это то, что она извергается гораздо чаще, чем любая другая известная новая система.

«Когда мы впервые обнаружили, что M31N 2008-12a извергается каждый год, мы были очень удивлены», — сказал Шафтер.

Выяснилось, что такое событие происходит кажБолее типичная картина примерно каждые 10 лет.

Шафтер и его команда считают, что M31N 2008-12a регулярно извергалась миллионы лет. Эти частые извержения с течением времени привели к появлению «супер-остатка», окружающего новую, размером почти 400 световых лет.

Используя изображения космического телескопа «Хаббл» наряду с фотографиями наземных телескопов, команда работала над определением химического состава супер-остатка и подтверждением его связи с M31N 2008-12a. Результаты были опубликованы в статье журнала Nature. Исследование указывает на то, что эта новая звезда и остаток были связаны с чем-то более важным для Вселенной.

Сверхновые типа Ia являются одними из самых мощных и ярких объектов во Вселенной и, как полагают, возникают, когда белый карлик превышает свою максимально допустимую массу. В данном случае весь белый карлик разлетелся на части вместо того, чтобы испытывать взрывы на поверхности, как это происходит на других новых. Они относительно редки и невидимы в нашей собственной галактике с начала 1600-х годов.

Теоретические модели показывают, что новые звезды, испытывающие частые взрывы в окружении крупных остатков, должны укрывать массивных белых карликов, которые приближаются к своему пределу. Это означает, что M31N 2008-12a ведет себя именно так, как считают астрономы — то есть сначала возникает новая, а уже потом происходит взрыв сверхновой.
https://rwspace.ru/n...sya-zvezdy.html

#1421 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 20 Февраль 2019 - 09:25

Астрономы открыли "сотни тысяч" невидимых галактик

Изображение
Художественное изображение центра активной галактики
© Фото : Wolfgang Steffen, Институт астрономии, UNAM, Мексика

МОСКВА, 19 фев – РИА Новости. Научная команда радиотелескопа LOFAR опубликовала первые результаты глубокого радиоволнового обзора ночного неба и заявила об открытии "сотен тысяч" новых галактик, о существовании которых ученые раньше не подозревали. Их выводы и данные наблюдений были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

"Если мы возьмем радиотелескоп и посмотрим в небо, то мы увидим в основном излучение, которое возникает в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Как мы надеемся, LOFAR поможет нам понять, как возникли эти загадочные объекты. Вдобавок, в этих новых галактиках могут скрываться дыры, появившиеся в первые дни жизни Вселенной", — рассказывает Хюб Рётгеринг (Huub Röttgering) из Лейденского университета (Нидерланды).

Массив радиотелескопов LOFAR начал свою жизнь в начале 90 годов прошлого века, когда нидерландский радиоастрономический институт ASTRON предложил создать мощнейший интерферометр для изучения самых далеких галактик и ранней Вселенной, в том числе эпохи реионизации, "темных веков", когда она впервые стала прозрачной для света и радиоволн.

Сейчас он представляет собой сеть из множества отдельных антенн, размещенных на территории нескольких европейских стран. Они объединены в единый радиотелескоп площадью в 300 тысяч квадратных метров при помощи высокоскоростной сети и установки COBALT, одного из мощнейших суперкомпьютеров в Европе.

Строительство LOFAR было официально завершено в июне 2010 года, однако наблюдения были начаты только в декабре 2012 года после того, как ученые завершили проверку всех компонентов этой виртуальной "радиотарелки".

Сегодня представители его научной команды опубликовали первую детальную радиоволновую "карту" окружающей нас Вселенной, подготовленной по итогам первых пяти лет наблюдений при помощи LOFAR.

Она включает в себя более трехсот тысяч радиоисточников – активных ядер галактик и квазаров, примерно треть которых раньше не была известна ученым. Изучение этой обширной коллекции черных дыр, возникших в разные эпохи жизни Вселенной, как надеются астрономы, поможет нам понять, когда появились эти объекты и что помогало им расти с невозможно высокой скоростью.

Вдобавок, высокая чувствительность и разрешение "виртуальной тарелки" LOFAR помогло астрономам впервые проследить за облаками горячего газа в далекой галактике, используя низкочастотные радиоволны, и доказать, что в межгалактическом пространстве существуют мощные магнитные поля, чье действие простирается на миллионы световых лет.

Текущая карта, как отмечают исследователи, включает всего 2% от общей площади ночного неба Северного полушария Земли. В ближайшее время они планируют увеличить ее охват в десять раз, а в последующие годы – довести ее до 100%. Как надеются астрофизики, эти наблюдения помогут им открыть первичные галактики Вселенной, возникшие сразу после Большого Взрыва.
https://ria.ru/20190...1551089366.html






Российские физики нашли намеки на существование "кротовых нор"

Изображение
Так художник представил себе то, как взаимодействуют нейтрино сверхвысоких энергий и молекулы воды
© Nicolle R. Fuller/NSF/IceCub

МОСКВА, 19 фев — РИА Новости. Загадочные космические лучи сверхвысоких энергий могут порождаться не гигантскими звездами или черными дырами-блазарами, а экзотическими "кротовыми норами", тоннелями в ткани пространства-времени. К такому выводу пришли физики из МГТУ имени Баумана, разместившие статью в электронной библиотеке arXiv.org.

"Мы показали, что "кротовая нора", имеющая свое магнитное поле, будет вести себя как "вечный" ускоритель частиц, если она находится внутри какой-то галактики. Она будет захватывать относительно медленные заряженные объекты, разгонять и затем выпускать их. Сила этого излучения будет зависеть от диаметра горла самой "червоточины", ее удаленности от центра и размеров галактики", — пишут исследователи.

Космические лучи представляют собой элементарные частицы и ядра атомов разных элементов, разогнанные до околосветовых скоростей. Они уже более века считаются одной из главных загадок для науки и источников опасности для здоровья космонавтов и астронавтов.

На сегодняшний день среди ученых нет консенсуса об их происхождении. Часть астрономов считает, что эти частицы разгоняются в горячих останках взорвавшихся звезд внутри Млечного Пути, а другие предполагают, что их источником являются черные дыры в далеких галактиках. Что еще интереснее, третья группа исследователей настаивает, что их порождают распады частиц темной материи в центре галактики.

Два года назад физики нашли первые намеки на то, что фактически все подобные лучи носят внегалактическое происхождение, поймав более сотни космических заряженных частиц сверхвысоких энергий. Тем не менее их источники и типичные расстояния до них пока остаются загадкой для ученых.

Два российских физика-теоретика, Александр Кириллов и Елена Савелова из МГТУ имени Баумана в Москве, нашли намеки на то, что производить самые мощные внегалактические космические лучи могут не черные дыры или гигантские звезды, как недавно предположили ученые из НАСА, а более экзотические объекты, так называемые кротовые норы.

Этим словом ученые обозначают своеобразные "тоннели", связывающие две точки, расположенные в разных регионах пространства или времени. Несмотря на их фантастическое описание, их существование допускает теория относительности Эйнштейна и все ее основные расширения.

С другой стороны, астрономы пока не нашли подобных явлений. Это связано с тем, что для создания такого тоннеля в структуре пространства-времени необходима такая форма материи, которая обладала бы отрицательной плотностью энергии, или почти "невидимый" объект, похожий на черную дыру.

Савелова и Кириллов заинтересовались тем, как появление выхода или входа в подобную "кротовую нору" будет влиять на жизнь окружающего ее пространства и всей галактики в целом. Одной из главных их особенностей, как заметили ученые, будет то, что многие подобные структуры, возникшие в первые мгновения жизни Вселенной, будут обладать собственным магнитным полем.

Его "полюса" будут располагаться в окрестностях входа и выхода из подобного тоннеля, что сильно повлияет на движение заряженных частиц через подобные космические червоточины, захватывая их и заставляя двигаться в одну сторону.
Как показывают расчеты специалистов МГТУ, если в окрестностях подобной магнитной "воронки" будет присутствовать галактический ветер, поток заряженных частиц, выбрасываемых сверхмассивной черной дырой в центре Млечного Пути или другого "звездного мегаполиса", то вся "кротовая нора" превратится в своеобразный ускоритель частиц.

Его мощности, по словам физиков, хватит для того, чтобы разогнать типичные заряженные частицы до энергии в 900 гигаэлектронвольт, что сопоставимо с той силой, с которой летящий комар ударяется о противомоскитную сетку, и силой столкновений в опытах на БАК.

В пользу существования таких "червоточин", как отмечают исследователи, говорит сразу несколько факторов. К примеру, в межгалактическом и межзвездном пространстве за последние годы астрономы нашли множество областей с сильными магнитными полями, возникшими ниоткуда.

Вдобавок китайская орбитальная обсерватория DAMPE, следящая за частицами сверхвысоких энергий, зафиксировала два года назад резкое и необъяснимое падение в числе космических лучей с энергиями выше 900 ГэВ.

Тогда ученые посчитали эту аномалию следом распадов темной материи в центре Млечного Пути и других галактик. Российские физики считают, что реальным ее источником могли быть "кротовые норы", вырабатывающие большое число космических лучей с относительно низкими энергиями.

Как проверить эту идею? По словам физиков, каждая "червоточина" будет обладать своим собственным лимитом на максимальную энергию частиц, что отразится в структуре их спектра. Если дальнейшие наблюдения за космическими лучами сверхвысоких энергий укажут на существование еще одного подобного "провала", то теория Савеловой и Кириллова получит первые подтверждения ее правоты.
https://ria.ru/20190...1551072493.html

#1422 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 21 Февраль 2019 - 08:21

Астроном-любитель открыла необычный белый карлик, окруженный пылевым диском

Изображение

Астроном-любитель Мелина Тевено (Melina Thévenot), добровольно принимающая участие в проекте Backyard Worlds: Planet 9, обнаружила уникальный белый карлик возрастом примерно 3 миллиарда лет, который оказался самым древним белым карликом, окруженным пылевым диском – представляющим собой возможные остатки планетной системы.

Являясь волонтером проекта Backyard Worlds: Planet 9, Мелина Тевено проводила много времени в поисках коричневых карликов, особенно часто используя данные релиза Gaia Data release 2. Совместно с другими волонтерами проекта Мелина открыла не одну сотню коричневых карликов.

Однажды, просматривая каталог миссии Gaia («Гея») в поисках коричневых карликов-кандидатов, Мелина заметила, что в каталоге недостает информации по цвету ряда перспективных источников. Тогда она решила воспользоваться данными релиза Allwise для обнаружения в нем источников с избыточным ИК-излучением и высокими значениями параллакса из каталога миссии Gaia. В списке, полученном в результате применения такого фильтра, астроном-любитель обнаружила ложные источники, коричневые карлики спектрального класса Т (метановые коричневые карлики; расстояния до них находились в диапазоне от 5 до 10 парсеков) и один необычный источник, не относящийся к этому списку. Расстояние до необычного источника составляло 44,5 парсека – и Мелина поняла, что этот объект не может являться коричневым карликом, поскольку спутник Gaia не смог бы обнаружить тусклый объект класса коричневых карликов на таком большом расстоянии.

Обнаруженный источник под названием LSPM J0207+3331, демонстрирующий избыток излучения в ИК-диапазоне, при последующих наблюдениях, проведенных при помощи телескопа им. Кека, расположенного на Гавайях, был идентифицирован как белый карлик, окруженный пылевым диском. Диск вокруг этих догорающих звездных остатков имеет необычную структуру: он состоит из более холодного внешнего кольца с температурой 480 Кельвинов и внутреннего кольца, имеющего температуру от 550 до 1400 Кельвинов. Возраст белого карлика составляет 3 миллиарда лет, цветовая температура – порядка 6120 Кельвинов, а масса – около 0,69 масс Солнца. Вероятно, внешнее кольцо пылевого диска сформировалось, когда небольшой астероид подвергся разрыву приливными силами, действующими со стороны звезды, относительно недавно в истории этой системы. Астрономы отмечают, что впервые наблюдают подобную систему.

Статья, посвященная этому открытию, опубликована в журнале Astrophysical Journal letters и доступна онлайн на arxiv.org; главный автор публикации Джон Х. Дебес (John H. Debes).
https://www.astronew...=20190220151413





Новую луну Нептуна назвали в честь Гиппокампа

Изображение
На снимке показан Нептун и его внутренние луны
M. R. Showalter et al / Nature, 2019

Астрономы обнаружили новую луну Нептуна, которая получила название Гиппокамп, сообщается в журнале Nature. Кроме того, им удалось увидеть спутник Наяда, в последний раз наблюдавшийся лишь в 1989 году. Ученые предполагают, что Гиппокамп представляет собой древний фрагмент Протея, второго по размерам спутника Нептуна. Если гипотеза исследователей верна, то открытие подтверждает, что в прошлом спутники газового гиганта неоднократно переживали столкновения с кометами, которые откалывали от них куски пород.

В 1989 году космический аппарат «Вояджер-2» во время пролета мимо Нептуна запечатлел сразу шесть новых внутренних спутников планеты: Протей, Ларисса, Деспина, Галатея,Таласса и Наяда. Орбиты всех небесных тел помещались внутри орбиты Тритона, крупнейшей луны газового гиганта. Из-за того, что Тритон движется по ретроградной орбите и имеет схожий с Плутоном состав, считается, что некогда он принадлежал поясу Койпера, а потом был захвачен гравитацией Нептуна. Обнаруженные «Вояджером-2» луны, вероятнее всего, сформировались уже после этого события.

Чтобы детальнее изучить спутники газового гиганта Марк Шоуолтер (Mark Showalter) из Университета Калифорнии в Беркли вместе с коллегами провели наблюдение с помощью «Хаббла». Ученые складывали снимки, чтобы увеличить эффективное время экспозиции, и в результате обнаружили еще одну луну, которую «Вояджер-2» не заметил в 1989 году.

Изображение
Размеры Гиппокампуса относительно других лун
M. R. Showalter et al / Nature, 2019

Новый спутник получил название Гиппокамп в честь древнегреческого мифологического создания — морской лошади с рыбьим хвостом. На сегодняшний день это самая маленькая луна Нептуна: средний диаметр Гиппокампа равен всего 34 километрам. Его орбита пролегает вблизи орбиты Протея, самого крупного внутреннего спутника, и авторы работы предполагают, что Гиппокамп образовался из его обломков, появившихся в результате падения большой кометы. На поверхности Протея наблюдается неожиданно крупный кратер Фарос, который указывает, что в прошлом со спутником столкнулось другое небесное тело.

Таким образом, количество известных лун Нептуна увеличилось до 14. Кроме того, астрономам также удалось увидеть на изображениях «Хаббла» и Наяду, несмотря на то, что она была вдали от предсказанной астрономами области. Если результаты ученых верны, то открытие говорит в пользу бурного прошлого в окрестностях газового гиганта. Однако у сценария, предложенного исследователями, имеются недостатки: так, согласно расчетам, Протей должен был мигрировать на 11 тысяч километров за время своего существования, однако сделать это не так просто из-за влияния других тел. Поэтому ученые не могут исключить, что Гиппокамп сформировался самостоятельно и не имеет отношения к своему соседу.

Астрономы до сих пор продолжают находить новые спутники у планет Солнечной системы. В июле 2017 исследователи сообщили об открытии двух новых лун у Юпитера, а спустя год другая группа ученых рассказала об обнаружении еще 12 спутников. Кроме того, прошлым летом астрономы также нашли первого кандидата в экзолуны. Он вращается вокруг планеты в 4000 световых лет от Земли и по размерам сопоставим с Нептуном.

Кристина Уласович
https://nplus1.ru/ne...th-neptune-moon






Физики разглядели искажения кварк-глюонной структуры нуклонов внутри атомных ядер

Изображение
Keith Hall / flickr.com

Группа CLAS обнаружила корреляцию между эффектом EMC и образованием скоррелированных пар нуклонов внутри атомного ядра. Другими словами, физики подтвердили, что большую часть времени кварк-глюонная структура нуклонов ядра совпадает со структурой свободных нуклонов, однако время от времени нуклоны объединяются в пары, которые уменьшают сечение глубоко-неупругого рассеяния электронов на ядре. Кроме того, работа ученых указывает на возможные ошибки в интерпретации нейтринных экспериментов, которые ищут «новую физику» и нарушения CP-инвариантности. Статья опубликована в Nature.

Чтобы разглядеть внутреннюю структуру атомных ядер, физики сталкивают их с другими частицами — например, электронами, — а потом анализируют разлетевшиеся «осколки». Чем выше энергия и импульс частиц, которыми ученые прощупывают ядро, тем более мелкие детали удается различить в получившейся картине. Например, при энергии электронов порядка 1–2 гигаэлектронвольт столкновение происходит в упругом режиме (то есть после него не рождаются новые частицы), и наблюдателю кажется, будто ядро состоит из отдельных нуклонов (протонов и нейтронов). Однако при более высоких энергиях электроны глубоко проникают в частицы, и в нуклонах удается разглядеть отдельные кварки. Такие реакции называют глубоко-неупругим рассеянием. Подробнее про исследование внутренней структуры частиц можно прочитать в статье Игоря Иванова «Многоликий протон».

Более того, такие исследования показывают, что нуклоны внутри атомных ядер не просто состоят из отдельных кварков, но и отличаются от свободных нуклонов. Первой это отличие заметила около 35 лет назад группа EMC (European Muon Collaboration, CERN), проводившая эксперименты с ядрами железа и дейтерия. В этих экспериментах ученые обнаружили, что сечение (грубо говоря, вероятность) глубоко неупругого рассеяния электронов на атомном ядре немного не дотягивает до сечения аналогичного процесса, в котором ядро заменено набором несвязанных нуклонов. Величина этого эффекта, который в честь первооткрывателей назвали EMC-эффектом, для некоторых ядер достигает 20 процентов. Очевидно, EMC-эффект указывает на то, что кварк-глюонная структура нуклона внутри ядра искажается под действием окружающих его частиц.

К сожалению, до сих пор физики так и не смогли однозначно связать это искажение с уменьшением сечения глубоко-неупругого рассеяния. В настоящее время существуют два типа теорий, которые объясняют эффект EMC. Первый тип предполагает, что структура нуклонов постоянно искажается за счет связи с другими нуклонами. Второй тип, напротив, утверждает, что большую часть времени нуклоны ядра совпадают со свободными, однако время от времени они объединяются в близко-скоррелированные пары (short range correlated, SRC), импульс которых превышает импульс Ферми. При этом частицы, которые образуют такие пары, «боятся» друг друга — вероятность образования нейтрон-нейтронной или протон-протонной пары пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью протон-нейтронных пар. Кроме того, вероятность образования протон-нейтронной пары пропорциональна суммарному числу нейтронов и обратно пропорциональна суммарному числу протонов ядра. К сожалению, существующие экспериментальные данные не способны различить две этих модели.

Физики из Лаборатории Джефферсона измерили корреляции между образованием SRC-пар и эффектом EMC, тем самым подтвердив вторую гипотезу. Для этого ученые рассеивали электроны с энергией пять гигаэлектронвольт на мишени из жидкого дейтерия, за которой следовала тонкая фольга. В качестве материала для фольги ученые выбирали углерод, алюминий, железо или свинец. Затем исследователи отслеживали траектории и параметры электронов, рассеянных на ядрах атомов фольги, с помощью детектора CLAS (CEBAF Large Acceptance Spectrometer), который охватывал широкий диапазон энергий и углов разлета. Это позволяло ученым измерять сечение как упругого, так и глубоко-неупругого рассеяния. Чтобы уменьшить вероятность случайных погрешностей, в каждом эксперименте ученые нормировали сечение процесса с участием ядер фольги на сечение аналогичного процесса с ядрами дейтерия.

С помощью размерных оценок можно получить, что сечение глубоко-неупругого рассеяния электрона на нуклоне выражается через универсальную функцию F(xB, Q2), которая зависит от параметра Бьёркеновского скейлинга xB и квадрата 4-импульса Q, переданного частице. Грубо говоря, параметр xB определяет долю импульса, который переносил участвующий в рассеянии кварк, к полному импульсу нуклона. Следовательно, функция F(xB, Q2) — а вместе с ней и сечение рассеяния — описывает распределение импульсов кварков внутри нуклона. С одной стороны, когда нуклоны образуют SRC-пару, распределение кварков внутри них изменяется, и вместе с ним изменяется среднее сечение рассеяния электронов на нуклоне ядра. В то же время, другие ядерные эффекты — например, образование скоррелированных троек — искажают это распределение гораздо слабее. Поэтому вероятность образования SRC-пар можно оценить по средней вероятности упругого рассеяния при больших импульсах и значениях параметра скейлинга (Q2 > 1,5 гигаэлектронвольт и 1,45 < xB < 1,9). С другой стороны, величина эффекта EMC определяется по наклону сечения глубоко-неупругого рассеяния в диапазоне 0,3 < xB < 0,7.

Изображение
Интенсивность эффекта EMC (слева) и вероятности образования SRC-пар в зависимости от параметра xB. Разными цветами отмечены ядра с разным числом протонов и нейтронов
The CLAS Collaboration / Nature, 2019

Измеряя величину эффекта EMC и вероятность образования SRC-пар, ученые установили несколько закономерностей. Во-первых, эффекты оказались скоррелированы. Во-вторых, чтобы получить линейную корреляцию, нужно учесть поправки на разницу между числом нейтронов и протонов ядра. В-третьих, интенсивность обоих эффектов, усредненная по числу протонов ядра, растет одновременно с его атомной массой, тогда как усредненные по числу нейтронов интенсивности насыщаются уже на углероде (A = 12). Эти наблюдения подтверждают гипотезу, что большую часть времени кварк-глюонная структура нуклонов ядра совпадает со структурой свободных нуклонов, а эффект EMC возникает динамически.

Изображение
Корреляции между величиной эффекта EMC и вероятностью образования SRC-пар до коррекции (a,B) и после коррекции (c,d) на несимметричность ядер. Левый ряд отвечает усреднению по нейтронам, правый — усреднению по протонам
The CLAS Collaboration / Nature, 2019


Изображение
Интенсивность эффекта EMC, усредненного по числу протонов (синий) и нейтронов (красный). Квадратами отмечены новые данные
The CLAS Collaboration / Nature, 2019

Кроме того, последнюю из обнаруженных закономерностей можно интерпретировать как усиление эффекта EMC на протонах по сравнению с эффектом EMC на нейтронах ядра. Поскольку протон содержит два u-кварка и один d-кварк, а нейтрон — два d-кварка и один u-кварк, это указывает на то, что нуклон-нуклонное взаимодействие сильнее сказывается на распределении u-кварков. Поскольку нейтрино преимущественно рассеиваются на d-кварках, а антинейтрино — на u-кварках, сечения глубоко-неупругого рассеяния нейтрино и антинейтрино на асимметричных ядрах будет отличаться. Такое отличие может быть неверно интерпретировано как нарушение CP-симметрии или «новая физика». В частности, подобная аномалия уже наблюдалась в эксперименте NuTeV, который работал с несимметричными ядрами железа-56, и будет наблюдаться в будущем в более точном эксперименте DUNE, также использующем несимметричные ядра аргона-40. Таким образом, работа ученых не только помогла разобраться в строении нуклонов атомных ядер, но и указала на возможные ошибки в других экспериментах.

В августе прошлого года мы уже писали, как физики из Лаборатории Джефферсона измерили корреляции между протонами и нейтронами в ядрах тяжелых изотопов. Тем не менее, тогда ученые не смогли связать эти корреляции с эффектом EMC. Кроме того, в прошлом году исследователи из этой лаборатории «просканировали» внутренности протона с помощью глубоко-виртуального комптоновского рассеяния и оценили давление внутричастицы. Оказалось, что в центре протона давление достигает 1035 паскалей, что превышает давление внутри самого плотного объекта во Вселенной — нейтронной звезды.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...9/02/20/EMC-SRC





Обреченная звезда η Киля

Изображение
Авторы и права: НАСА, ЕКА, телескоп им.Хаббла; Обработка и авторские права: Джуди Шмидт

Пояснение: η Киля может скоро взорваться. Но никто не знает когда – может быть, в следующем году, а может быть, через миллион лет. Масса η Киля почти в 100 раз превышает массу нашего Солнца, что делает ее весьма вероятным кандидатом в сверхновые. Исторические сведения показывают, что около 170 лет назад на η Киля произошла необычная вспышка, сделавшая ее на время одной из ярчайших звезд южного неба. η Киля, находящаяся в туманности Замочная Скважина – это единственная звезда, которая испускает естественное лазерное излучение. На этом изображении видны детали структуры необычной туманности, окружающей уникальную звезду. Дифракционные лучи, возникающие в телескопе, выходят из центра туманности. Туманность Гомункул, состоящая из двух частей, окружает горячую центральную область, а к правому краю картинки простираются странные красные радиальные полосы. Части туманности Гомункул заполнены волокнами газа и пылью, которая поглощают синий и ультрафиолетовый свет, излучаемый около центра. Природа радиальных полос остается необъясненной.
http://www.astronet.ru/db/msg/1458673






В ИПА РАН создали матмодель, объясняющую форму "Посланника звезд"

Изображение

Сотрудники Института прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН) Дмитрий Вавилов и Юрий Медведев представили расчеты, согласно которым необычная форма астероида 1I/Оумуамуа вызвана его постоянным столкновением с межзвездной пылью. Об этом сообщил ТАСС научный сотрудник ИПА РАН Дмитрий Вавилов. Астероид, напоминающий сигару, был открыт в 2017 году и стал первым обнаруженным межзвездным объектом, пролетающим через Солнечную систему.

Астероид 1I/Оумуамуа (название переводится с гавайского как "Посланник звезд") был обнаружен ученым Робертом Вериком, с помощью телескопа "Pan-STARRS". Открытие стало сенсацией, поскольку за столетия наблюдений ученым удалось обнаружить около одного миллиона астероидов, но все они принадлежат к нашей Солнечной системе. Данный же объект является межзвездным, то есть прибывшим в нашу систему из другой. Необычной особенностью астероида является также его вытянутая форма - отношение его длины к ширине превышает пять к одному.

"Был вопрос, которым задавались ученые, а как сформировалась такая форма объекта, с чем она связана, как такой объект мог образоваться. Было два предположения, что он подвергся частичному разрушению за счет воздействия межзвездного газа или частиц межзвездной пыли. Мы с Юрием Дмитриевичем Медведевым сделали математическую модель и оценили, что энергии воздействия газа не хватило бы для значительного разрушения объекта. По нашим расчетам, он был "обтесан" до нынешней формы постоянным воздействием межзвездной пыли", - сказал Вавилов.

Первоначально астероид 1I/Оумуамуа классифицировали как комету, поскольку он движется по гиперболической орбите, что свойственно для комет. Однако потом выяснилось, что у новой находки астрономов не наблюдается кометной активности или кометной комы, то есть облака пыли и газа, которые окружают объект. Российские астрономы Вавилов и Медведев предположили, что некогда 1I/Оумуамуа имел форму слегка вытянутого эллипсоида, напоминающего мяч для регби, однако постоянные столкновения с частицами межзвездной пыли привели к равномерной эрозии, которая и придала объекту сигарообразную форму.

"Существует предположение наших коллег из других стран, что астероид может является все же кометой, но кометную кому мы не можем наблюдать из-за крупнодисперсной пыли на поверхности объекта. Если наша гипотеза верна, то эта пыль, если она существует на поверхности 1I/Оумуамуа, может быть связана именно с теми разрушениями, которые создали его необычную форму. То есть эта пыль образовалась в результате постоянных столкновений с мелкими частицами в межзвездном пространстве", - пояснил Вавилов.

Учеными предполагается, что подобных объектов в моменты звездообразований в нашей Галактике появляется достаточно много. Однако тот факт, что до сих пор был открыт только один такой астероид, может быть объяснен тем, что более мелкие тела просто разрушаются, не успевая долететь до нас.

Источник: tass.ru
https://scientificru...oslannika-zvezd






Для существования озера на Марсе необходим подземный вулкан

Изображение
sciencenews.org

Ученые пришли к выводу, что, если Марс скрывает озеро под своей южной полярной ледяной шапкой, должна существовать скрытая магматическая камера, чтобы сохранить воду жидкой, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Geophysical Research Letters.

Признаки озера шириной 20 километров, погребенного под слоем льда на расстоянии около полутора километров от южного полюса Марса, были впервые обнаружены в 2018 году группой во главе с ученым-планетологом Роберто Орозей. Это открытие положило начало спорам о том, что может сохранять озеро жидким в такой холодной среде.

Исследователи планет Майкл Сори и Али Брамсон из Университета Аризоны в Тусоне рассмотрели различные сценарии, в том числе смешивание пыли в ледяной шапке для улучшения ее изолирующих способностей и эпизоды прошлого вулканизма на Красной планете. Единственный способ создать достаточно тепла для существования озера – это действие подземного бассейна магмы подо льдом.

«Мы постарались проявить должную осмотрительность и продумать всевозможные альтернативные факторы, которые могут повысить температуру, - говорит Сори. - Магма была единственным фактором, реально воздействующим на температуру…».

Возможное озеро было замечено радаром орбитального аппарата Mars Express Европейского космического агентства. Марсианская среда, однако, слишком холодная, чтобы вода оставалась жидкой сама по себе. Орозей из Национального института астрофизики в Болонье (Италия) и его коллеги предположили, что растворенные в воде соли могут поддерживать низкую температуру плавления, позволяя озеру существовать в виде рассола.

Условия подо льдом все еще слишком холодные - в среднем –68 ° по Цельсию - чтобы объяснить существование озера только с помощью солей, утверждают Сори и Брамсон. Но их расчеты показывают, что, если около 300 000 лет назад вулкан выпустил магму в камеру шириной не менее пяти километров и закопал ее примерно в 10 километрах ниже того места, где, по-видимому, находится озеро, этот бассейн мог бы генерировать достаточно тепла, чтобы соленый лед таял. По мнению исследователей, если соли нет, то магматическая камера должна быть больше или ближе к поверхности.

Если магматическая камера реальна, это будет означать, что Марс стал геологически активным гораздо ljkmit, чем думают ученые. Предыдущие исследования показали, что самая последняя геологическая активность вблизи южного полюса Марса была, по крайней мере, миллионы лет назад.

Существование камеры может усилить сомнения в обитаемости предполагаемого озера: если озеру всего несколько сотен тысяч лет, прошло не слишком много времени для зарождения жизни.

Сори и Брэмсон остаются нейтральными относительно того, делают ли их находки существования озера более или менее вероятным. Исследователи предполагают, что будущие исследования должны быть нацелены на поиски магматической камеры или озера. До сих пор другие радиолокационные поиски с использованием разведывательного орбитального аппарата НАСА «Марс» не обнаружили озеро.

Новое исследование не исключает роли солей в таянии льда, - объясняет говорит ученый Бетани Эльманн из Калифорнийского технологического института, который не участвовал ни в одном из исследований. Но «эта статья - хороший вклад, который исследует альтернативную гипотезу», говорит она.

Орозей поддерживает наблюдения своей команды. Теоретические аргументы, показывающие, как трудно жидкой воде находиться подо льдом, не доказывают, что воды там нет. «Я думаю, что мы только вступаем в долгую и изнурительную дискуссию», - говорит он.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...odzemnyj-vulkan






Спектрограф NASA случайно обнаружил загадочные объекты на Солнце

Дмитрий Мушинский

Изображение

Неожиданно для себя ученые NASA обнаружили на Солнце странные объекты, похожие на головастиков. Примечательно, что объекты проявили себя только в областях интесивного магнитного излучения. Оказалось что объекты представляют собой сгустки плазмы, — электропроводящего материала, состоящего из заряженных частиц на 99 процентов наполняющих наблюдаемую Вселенную. Открытие позволяет найти ответ на одну из самых древних загадок в астрофизике.

В течение 150 лет ученые пытались выяснить, почему тонкая верхняя атмосфера Солнца — корона — более чем в 200 раз горячее солнечной поверхности. Этот регион, который простирается на миллионы миль, каким-то образом перегревается и постоянно выпускает сильно заряженные частицы, которые движутся по Солнечной системе со сверхзвуковыми скоростями.

Когда эти частицы сталкиваются с Землей, они могут нанести вред спутникам и космонавтам, нарушить телекоммуникации и даже помешать электросетям. Понимание того, как корона становится такой горячей, в конечном итоге может помочь ученым понять фундаментальную физику, стоящую за этими разрушениями.

В последние годы ученые в значительной степени обсудили два возможных объяснения нагрева короны: наноблики и электромагнитные волны. Теория нанообликов предлагает взрывы, подобные бомбам, которые выделяют энергию в солнечную атмосферу. Они, как предполагается, происходят, когда линии магнитного поля соединяются друг с другом и выпускают волну горячих, заряженных частиц. Альтернативная теория предполагает, что определенный тип электромагнитной волны, называемой альфвеновскими волной, может толкать заряженные частицы в атмосферу, подобно океанской волне, толкающей серфера. Но последние наблюдения указывают на то, что корона может нагреваться комбинацией подобных явлений и обе теории верны.

Изображение
«Головастик» на Солнце

Новое открытие указывает на то, что тепло попадает в корону в течение определенного времени, а именно, когда Солнце активно. Например, во время солнечных максимумов — наиболее активной части 11-летнего цикла Солнца, отмеченного увеличением солнечных пятен, солнечных вспышек и выбросов корональной массы.

Открытие солнечных «головастиков» было сделано случайно в результате анализа данных с помощью Спектрографа для визуализации областей интерфейса IRIS, работу которого курирует NASA. Ученые заметили уникальные удлиненные струи, возникающие из солнечных пятен (холодных магнитоактивных областей на поверхности Солнца) и поднимающиеся на 3000 миль вверх во внутреннюю корону. Плазменные «головастики» спокойно перемещались в раскаленных слоях Солнца и выглядели настолько удивительно, что после обнародования данных снимков, некоторые любители фантастических сюжетов сразу предположили, что это одна из нетипичных форм жизни и именно так выглядят обитатели нашей Звезды.
https://rwspace.ru/n...na-solntse.html

#1423 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 22 Февраль 2019 - 09:18

Зонд «Хаябуса» коснулся астероида Рюгу и собрал образцы грунта

Изображение
JAXA

Японский межпланетный зонд «Хаябуса-2», который с июня 2018 года исследует астероид Рюгу, успешно снизился к нему, «обстрелял» поверхность танталовой пулей и собрал образцы вещества, после чего благополучно вернулся на прежнюю орбиту. Трансляция операции шла на странице миссии в YouTube.

Автоматическая межпланетная станция «Хаябуса-2» была запущена в конце 2014 года и предназначена для исследования астероида (162173) Рюгу. 27 июня 2018 года станция прибыла к астероиду и вышла на стабильную орбиту вокруг него. Научная программа рассчитана на полтора года и включает в себя как исследования Рюгу с орбиты, так и с его поверхности. Кроме того, не нужно копипастить контекст из новости в новость, это плохая практика, которую постоянные читатели видят насквозь. Ранее «Хаябуса-2» успешно высадила на поверхность Рюгу два небольших спускаемых модуля MINERVA-II 1 и аппарат MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), которые прислали ряд снимков и показали, что Рюгу усыпан фрагментированными скалами и валунами различных форм и размеров и почти лишен обширных скоплений мелкодисперсной пыли или реголита, и определила массу и объем астероида. А недавно несколько деталей рельефа на астероиде получили очень необычные имена.

Ранее были выбраны три площадки, относительно безопасные для забора грунта, дальнейшее изучение этих мест выявило наиболее пригодное место в области L08. Оно было обозначено L08-B, в нем отсутствуют крупные валуны, однако из-за небольшого диаметра площадки (всего 20 метров) было решено отложить операцию приземления на несколько месяцев. Вскоре было принято решение провести операцию касания в период с 20 по 22 февраля 2019 года, а резервной датой назначить 4 марта 2019 года. В дальнейшем было выбрана другая точка касания астероида, получившая обозначение L08-E1. На ней присутствую валуны с размерами не более 60 сантиметров а сама она располагается близко к маркеру-целеуказателю, который был сброшен на астероид в октябре 2018 года.

Изображение
Последовательность операции касания
JAXA


Изображение
Расположение места касания на астероиде
JAXA

Вечером 21 февраля 2019 года станция включила двигатели и начала постепенно сближаться с астероидом со скоростью около 0,4 метра в секунду, начав с высоты 20 километров. На высоте 45 метров она начала двигаться вдоль поверхности к намеченной заранее точке посадки, включив лидар для определения точного расстояния до поверхности астероида, и переключилась с антенны с высоким коэффициентом усиления на антенну с низким коэффициентом усиления.

Перед тем, как аппарат коснулся намеченной точки раструбом пробоотборника, он выстрелил по поверхности пятиграммовой танталовой пулей, после чего собрал пыль и мелкие обломки породы, поднявшиеся вверх, при помощи поворотного устройства и поместил их в отсек для образцов. Весь процесс занял пару секунд, после чего аппарат начал резкий подъем на рабочую 20-километровую орбиту. Успешность процесса была определена по доплеровскому сдвигу сигналов от станции во время начала набора высоты. Через семь минут после операции сбора грунта станция переключилась на антенну с высоким коэффициентом усиления и начала передачу теелметрии.

Как рассчитывают ученые, зонд собрал для доставки на Землю от 10 до 100 миллиграммов астероидного вещества, сколько именно — пока неясно, но поскольку операция прошла полностью по намеченному плану, можно надеяться, что какое-то количество образцов аппарат собрал. Именно эта часть миссии «пошла не так» во время работы предыдущего зонда «Хаябуса», который должен был привезти на Землю образцы вещества астероида Итокава, тогда из-за сбоя было собрано значительно меньше вещества, чем ожидалось.

Подробнее о миссии, ее задачах и инструментах можно прочитать в нашем материале «Собрать прошлое по крупицам».

Сергей Кузнецов
https://nplus1.ru/ne...02/22/touchdown






Астрономы сфотографировали самый быстрый объект во Вселенной

Изображение
Так художник представил себе плевок слившихся нейтронных звезд
© Beabudai Design

МОСКВА, 21 фев – РИА Новости. Объединение мощностей самых крупных радиотелескопов Земли помогло астрофизикам "увидеть" очень тонкий и горячий пучок материи, выброшенный слившимися нейтронными звездами. Он движется почти со скоростью света, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Science.

"Мы начали следить за остатками нейтронных звезд примерно через семь месяцев после их слияния, используя глобальную сеть, объединявшую 32 радиотелескопа. Эти наблюдения показывают, что источник радиоволн крайне мал, что говорит о наличии крайне быстрого и узкого выброса материи", — пишут Джанкарло Гирланда (Giancarlo Ghirlanda) из Национального института ядерной физики Италии в Милане и его коллеги.

Обсерватория LIGO, открывшая гравитационные волны в сентябре 2015 года, совершила свое следующее эпохальное открытие в августе 2017 года, обнаружив колебания пространства-времени, порожденные слиянием двух нейтронных звезд – "выгоревших" останков обычных светил, исчерпавших все запасы водорода и гелия.

Их детектирование впервые позволило ученым локализовать источник гравитационных волн – галактику NGC 4993 в созвездии Гидры, и подтвердить, что подобные события сопровождаются мощной вспышкой рентгеновского и гамма-излучения.

Природа этого события сразу стала предметом споров среди теоретиков. Дело в том, что большая часть ученых считала, что подобные катаклизмы должны приводить к формированию миниатюрных гамма-вспышек, так называемых "килоновых".

Они, как предполагали теоретики до открытия GW170817, должны возникать в результате того, что часть материи слившихся нейтронных звезд будет "закручиваться" в тонкие пучки, разгоняться до скорости света и выбрасываться в противоположные стороны в последние мгновения их жизни.

Первые данные, собранные телескопами "Ферми" и "Интеграл" во время наблюдений за килоновой, заставили астрономов сомневаться в этом. Яркость этого космического катаклизма в гамма-лучах и рентгене оказалась примерно в 10 тысяч раз меньше, чем предсказывала теория. Вдобавок, сами следы этой вспышки в разных диапазонах излучения появились не в том порядке, в котором их ожидали увидеть ученые.

По этой причине астрономы продолжили наблюдения за NGC 4993 в надежде понять, были ли вызваны эти аномалии тем, что выбросы бывших нейтронных звезд были направлены в сторону от Земли, или они были порождены чем-то совершенно иным.

Изображение
Структура кокона килоновой и ее выброс
© O.S. Salafia, G. Ghirlanda, NASA/CXC/GSFC/B. Williams et al.

Год назад астрономы, работавшие с тремя крупными американскими радиотелескопами, предложили первое объяснение этой аномалии. Наблюдая за GW170817, они обнаружили намеки на то, что этот пучок материи, так называемый джет, не смог пробиться через газопылевой "кокон", окружающий останки нейтронных звезд. Его столкновение "взболтало" газ, разогнало его до примерно 30-50% скорости света и заставило его светиться.

Гирланда и его коллеги выяснили, что эта теория не соответствует действительности, наблюдая за GW170817 при помощи более мощного и точного инструмента – интерферометрической сети, объединявшей три десятка мощнейших наземных радио-обсерваторий США, Европы и Китая.

Это позволило ученым создать виртуальный телескоп, сопоставимый по размерам с Землей, и получить детальные снимки окрестностей GW170817 с рекордно высоким разрешением, достаточным для того, чтобы отличить излучение джета от свечения "кокона".

Первые снимки выбросов GW170817, как отмечает Гирланда, однозначно говорят в пользу того, что джету удалось пробиться через стену газа и пыли и выйти в открытый космос, двигаясь, как показывают расчеты астрофизиков, всего на 10-12% медленнее скорости света.

Странности в свечении килоновой, по его словам, были связаны с тем, что джет увлек с собой часть "кокона", прорываясь через него. Его газопылевая "свита" движется заметно медленнее, чем основная часть выброса, и постоянно сбрасывает скорость, что объясняет "неправильный" порядок появления разных компонентов вспышки.

Подобные события, по словам исследователей, происходят достаточно редко, лишь в одном из десяти слияний нейтронных звезд. Как надеются ученые, обновленная версия LIGO сможет поймать несколько других "килоновых", что поможет им проверить эту гипотезу.
https://ria.ru/20190...1551205022.html





Ученые из МГУ выяснили, почему протоны "худеют" внутри атомов

Изображение
SRC-пара в представлении художника
© DOE's Jefferson Lab

МОСКВА, 21 фев – РИА Новости. Российские и зарубежные физики из коллаборации CLAS нашли объяснение тому, почему протоны и нейтроны ведут себя по-разному внутри ядер атомов и в свободном виде. Их выводы были опубликованы в журнале Nature.

"Данный результат, не укладывающийся в рамки традиционных представлений оболочечной модели ядра, меняет наши представления о его внутренней области и стимулирует исследования влияния кварковой структуры нуклонов на его свойства", — заявил Борис Ишханов, главный научный сотрудник НИИЯФ МГУ.

Достаточно долгое время, как отмечает ученый, физики предполагали, что протоны и нейтроны, а также составляющие их кварки, ведут себя одинаково как в компании других частиц внутри ядер атомов, так и в одиночном виде.

Это представление было разрушено в 1983 году, когда европейские физики начали изучать внутреннюю структуру ядер двух очень разных элементов, тяжелого водорода и железа, бомбардируя их пучками мюонов при помощи ускорителя SPS.
Существовавшие в то время теоретические и эмпирические представления о том, как распределены протоны и нейтроны в ядре атома, предсказывали, что мюоны будут абсолютно одинаково взаимодействовать с этими частицами.

Опыты в ЦЕРН показали, что это совсем не так – образно выражаясь, нуклоны в ядре железа "похудели" и начали реже сталкиваться с мюонами, чем их "коллеги" из дейтерия. Вдобавок, для более тяжелых элементов, таких как свинец или золото, данная аномалия, получившая имя "EMC-эффект", оказалась еще более очевидной.

Вопрос того, почему это происходит и как на самом деле устроено ядро изнутри, как отмечает пресс-служба МГУ, был предметом самых ожесточенных споров среди физиков на протяжении последних 35 лет.

Российские и зарубежные ученые смогли разрешить эту загадку, воспользовавшись данными, которые собирали участники проекта CLAS, наблюдавшие за тем, как электроны высоких энергий "выбивали" одиночные протоны и нейтроны из атомов дейтерия, углерода-12, свинца и других элементов.

В отличие от БАК и других современных коллайдеров, ускоритель частиц CEBAF, на котором проводились эти опыты в 1998-2012 годах, записывал не только важные данные, но и все события, которые происходили внутри него. Это позволяет ученым периодически повторно анализировать ее и совершать новые открытия, обрабатывая при помощи более совершенных алгоритмов.

Сравнив последствия столкновений электронов с тяжелыми ядрами свинца и легким алюминием, железом и углеродом, Ишханов и его коллеги выяснили, что внутри них существует две условные группы протонов и нейтронов с заметно разными свойствами.

В первую из них входят "классические" частицы, ведущие себя одинаково и внутри атомов, и во "внешнем пространстве". Они доминируют внутри ядра и их число остается всегда примерно одинаковым.

EMC-эффект, в свою очередь, возникает из-за того, что некоторые протоны и нейтроны иногда "склеиваются" и превращаются в структуры, которые физики назвали SRC-парами. Они содержат в себе не три, а шесть кварков, движущихся внутри подобной "временной частицы" совсем не так, как по протонам или нейтронам.

Частота появления подобных структур, как показали участники CLAS, зависит от двух параметров – массы ядра и "избытка" нейтронов по отношению к протонам. Чем больше оба параметра, тем чаще появляются SRC-пары и тем сильнее они влияют на то, как электроны, мюоны и другие частицы взаимодействуют с кварками внутри нуклонов.

Это открытие, как надеются ученые, не только разрешило один из самых ярких научных "вечных споров", но и поможет нам раскрыть реальную структуру ядер и понять, похожи ли они на своеобразный "суп" из кварков и глюонов или плотно упакованную смесь из обособленных нейтронов и протонов.
https://ria.ru/20190...1551185583.html






Российские ученые обнаружили "великую водяную территорию" на Марсе

Изображение
Кратер Королева содержит в себе относительно свежие запасы марсианского льда
© Фото : ESA/DLR/FU Berlin

МОСКВА, 21 фев — РИА Новости. Российско-европейский зонд "ЭкзоМарс-TGO" составил детальные карты распределения воды по поверхности Марса и обнаружил ряд гигантских скоплений водяного льда. О первых результатах наблюдений ученые рассказали на заседании Совета РАН по космосу.

"Мы показали, что на Марсе есть несколько больших областей, примерно на треть состоящих из водяного льда. Две из них находятся почти в противоположных точках планеты в северном и южном полушариях. Одну из них, расположенную у нулевого меридиана и экватора планеты, мы назвали великой водяной территорией", — рассказывает Игорь Митрофанов из Института космических исследований РАН в Москве.


Водный Марс

За последние годы ученые нашли множество намеков на то, что на поверхности Марса в глубокой древности существовали реки, озера и океаны, содержавшие почти столько же воды, как и земной Северный Ледовитый океан.

С другой стороны, часть планетологов считает, что даже в древние эпохи Марс мог быть слишком холодным для постоянного существования океанов, его вода могла находиться в жидком состоянии лишь во времена извержения вулканов.

Недавние наблюдения при помощи наземных телескопов показали, что за минувшие 3,7 миллиарда лет Марс потерял целый океан воды, которой хватило бы для того, чтобы покрыть всю поверхность Красной планеты океаном толщиной 140 метров. Куда пропала эта вода, планетологи пока не знают.

Одна из главных задач российско-европейского зонда "ЭкзоМарс-TGO" — поиски ответа на эту загадку. Для этого ученые уже более года следят за тем, как меняется концентрация воды в атмосфере Марса, и составляют детальную карту ее запасов в почве планеты, используя два российских прибора — нейтронный детектор FREND и спектрометр ACS.

Игорь Митрофанов и его коллега Олег Кораблев, один из научных руководителей миссии, рассказали о первых результатах этих наблюдений. По их словам, оба прибора уже собрали огромное количество данных, превышающее то, что удалось получить при других марсианских миссиях, работающих на орбите Красной планеты больше десяти лет.

"Благодаря высокому разрешению FREND на наших картах можно увидеть некоторые черты рельефа Марса, к примеру, каньон в долине Маринер, на чьем дне, предположительно, скапливаются ледники, "сползающие" вниз по его стенам. Аналогичным образом мы смогли увидеть сухие вершины вулкана Олимп и его соседей", — отметил Митрофанов.

Что интересно, ученые не смогли найти четкой границы, отделяющей зону "вечной мерзлоты" от сухих регионов Марса в его северном полушарии, но ее удалось увидеть в южной части планеты. Как возникла подобная аномалия, российские исследователи и их западные коллеги пока не знают.


Загадки четвертой планеты

По словам планетолога, эта особенность водных запасов Красной планеты может быть связана с различиями в геологической истории полушарий Марса. Его южная часть сформировалась в древности и почти не менялась с того времени, тогда как северная половина относительно молода с точки зрения эволюции недр планеты.

Вдобавок эти различия и присутствие приповерхностных запасов льда у экватора и в тропических широтах северного полушария, как отметил Митрофанов, говорят о том, что на их формирование сильно влияли сдвиги оси вращения Марса, неоднократно происходившие в недавнем прошлом.

При этом характер распределения льда по поверхности Марса во многом не совпадает с геологической картой планеты. По мнению планетолога, это связано с тем, что запасы льда на нем носят разнородный характер.

Часть из них появилась на поверхности вследствие извержений вулканов, растопивших часть "первичных" запасов воды, присутствовавших на большой глубине в недрах планеты с далекой древности. Другие образовались в грунте совсем недавно благодаря взаимодействию с атмосферой.

Ученый подчеркнул, что это далеко не первые замеры такого рода. Первые данные с российского нейтронного детектора HEND, установленного на борту американского зонда "Марс-Одиссей", показали еще в середине 2000-х годов, что примерно треть поверхности Марса содержит в себе значительные запасы льда или других форм воды.

Как отметил Митрофанов в беседе с корреспондентом РИА Новости, разрешающая способность FREND примерно в десять раз выше, чем у его предшественника, что позволит ученым получить более детальную и точную карту распределения воды по Марсу и лучше проследить за тем, как меняется положение границы вечной мерзлоты с наступлением лета и зимы.

Пока, по его словам, зонд детально изучил запасы воды примерно в 30% регионов планеты, причем приполярные регионы Марса из-за особенностей орбиты "ЭкзоМарс-TGO" останутся почти неизученными.

Тем не менее ученые надеются, что эта задача будет полностью решена до завершения основной части миссии или после ее продления Европейским космическим агентством.

Эти карты, как заключил Митрофанов, будут интересны не только для ученых, но и для будущих марсианских колонистов, чье выживание станет зависеть от наличия легкодоступных источников воды.
https://ria.ru/20190...1551169964.html






Отражения в vdB 9

Изображение
Авторы и права: Гюнтер Кершхубер
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: В центре этого небесного натюрморта находится красивая голубая туманность vdB 9 – девятый объект в каталоге отражательных туманностей, составленном Сиднеем ван ден Бергом в 1966 году. Поле зрения этого телескопического изображения примерно в два раза больше видимого размера диска полной Луны. Рядом с туманностью vdB 9 видны звезды и темные, поглощающие свет пылевые облака в северном созвездии Кассиопеи. Космическая пыль отражает голубой свет погруженной в нее горячей звезды SU Кассиопеи, придавая vdB 9 характерную голубую окраску, типичную для отражательных туманностей. SU Кассиопеи является переменной звездой – цефеидой. Даже в максимуме блеска она слишком слаба, чтобы увидеть ее невооруженным глазом. Цефеиды играют важную роль в определении расстояний в нашей Галактике и за ее пределами. Расстояние до этой звезды хорошо известно – 1540 световых лет. Изображение охватывает область размером около 24 световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1458810






Астрономы обнаружили, что земная атмосфера тянется дальше Луны

Внешняя граница нашей атмосферы сжимается солнечным излучением, но на ночной стороне она вытягивается до Луны и даже дальше.

Сергей Васильев

Изображение

Европейский зонд SOHO работает в космосе еще с 1996 года, ведя наблюдения за Солнцем, заряженными частицами и электромагнитными полями. Аппарат находится в точке Лагранжа L1 системы Земля — Солнце, примерно в полутора миллионах километрах от нас. Новый анализ его данных показал, что влияние земной атмосферы ощущается далеко за пределами самой планеты, на расстоянии до 630 тысяч километров — вдвое дальше лунной орбиты. Об этом Владислав Измоденов из московского ИКИ РАН и его соавторы пишут в статье, готовящейся к публикации в Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Внешняя и самая разреженная часть земной атмосферы называется экзосферой. Частиц здесь крайне мало, движутся они с большими скоростями и легко покидают область притяжения планеты, отправляясь в открытый космос. Область, заполненная легчайшими атомами водорода, которые улетучиваются из экзосферы, называется короной Земли (геокороной), и ее можно считать самой дальней границей атмосферы.

Движения этих атомов позволили отследить работающий на борту зонда SOHO инструмент SWAN. Сама атмосфера поглощает излучение соответствующей длины волны, поэтому такие наблюдения проводить лучше из космоса. Они показали, что солнечное излучение заметно сжимает геокорону до высоты около 60 тысяч километров, повышая ее плотность примерно до 70 частиц на кубический сантиметр. Зато с ночной стороны планеты экзосфера «расправляется», становясь намного более разреженной, а геокорона достигает высоты 630 тысяч километров — в сотню радиусов самой Земли и намного дальше лунной орбиты.

Изображение
Земля, Луна, космическая обсерватория SOHO и земная корона. Масштаб не соблюден / ©ESA

«Луна летит через земную атмосферу. Мы об этом и не подозревали, пока внимательно не рассмотрели данные, собранные зондом SOHO более 20 лет назад», — рассказал пресс-службе ESA один из авторов работы, аспирант МГУ Игорь Балюкин.
https://naked-scienc...bnaruzhili-chto





Астрономы определили траекторию упавшего на Кубе метеорита и определили высоту, на которой он взорвался

Ученые получили подробные данные о метеорите, который разрушился над Кубой в начале этого месяца. Первого февраля небесное событие засвидетельствовали тысячи людей по всей Западной Кубе и многие из них запечатлели его падение на видео, что позволило восстановить путь этого космического объекта.

Dmitry Mazalev

Изображение

«Нам очень повезло, что по крайней мере три относительно хороших видеоролика, в том числе один в очень высоком качестве, были доступны в интернете через такой короткий промежуток времени. Для восстановления траектории метеорита требуется как минимум три точки наблюдения с земли. И хотя в нашем распоряжении было несколько спутниковых изображений, без свидетельств очевидцев точная реконструкция была бы невозможна», — говорит Хорхе Зулуага (Jorge Zuluaga), профессор Института физики в Университете Антиокия в Колумбии.

Метеорит был замечен в провинции Пинар-дель-Рио вечером 1 февраля, между 23:20 и 23:30 по московскому времени. Событие сопровождалось громким взрывом и шлейфом дыма в небе. Первоначальной версией произошедшего была авиакатастрофа, но вскоре официальный печатный орган Компартии Кубы заявил, что это был метеорит. После анализа обломков удалось заключить, что космическое тело состояло из железа, никеля и силиката магния, а размер крупнейшего из найденных его частей был примерно 11 сантиметров.

Зулуага и его команда определили, что метеорит вошел в атмосферу Земли примерно в 76,5 километра над Карибским морем и в 26 километрах от юго-западного побережья Кубы. Небесное тело шириной в несколько метров и весом около 360 тонн развивало скорость около 64 800 километров в час. Объект двигался с севера на северо-восток по относительно прямой линии. Когда метеорит достиг высоты 27,5 километра, за ним образовался след из дыма, который и привлек внимание наблюдателей с земли. Исследователи рассчитали, что на высоте 22 километров метеорит взорвался и сотни маленьких обломков обрушились на остров. Многие из этих космических частиц были обнаружены в природном парке Виньялес, недалеко от западной границы Кубы, но некоторые куски попали и в жилые дома. По оценкам ученых, если основное тело смогло пережить распад, то оно, вероятно, упало в океан у северо-западного побережья острова. Метод, который применили специалисты, описан в исследовании, доступном на сайте arXiv.org

Meteorito en Viñales (Pinar del Río) 1.02.2019
https://youtu.be/23nXImqaGoc
© Juan Alberto Pérez Pozo

Зулуага и его коллеги также определили траекторию полета метеорита еще до попадания его на камеры очевидцев. Выяснилось, что первоначально космическое тело занимало эллиптическую орбиту со средним расстоянием от Солнца 1,3 астрономической единицы (одна астрономическая единица равна среднему расстояния от Земли до Солнца — порядка 149,6 миллиона километров). Объекту потребовалось 1,32 года, чтобы совершить один полет по орбите вокруг нашей звезды.

Изображение
Траектория метеорита, который упал над Кубой первого февраля 2019 года, реконструированная группой колумбийских астрономов / © Zuluaga et al./Google Earth

Ученые использовали аналогичные методы для восстановления траектории известного метеорита, взорвавшегося над Челябинском в феврале 2013 года. Это событие было примерно в 400 раз ярче, чем недавний случай на Кубе, а взрыв — гораздо мощнее: ударная волна выбила тысячи окон в Челябинске, ранив по меньшей мере 1200 человек.
https://naked-scienc...ili-traektoriyu





Очень яркая и невероятно тяжелая — новая звезда поразила астрономов

Дмитрий Мушинский

Изображение

В соседней галактике Водоворот и сопутствующей галактике M51b две сверхмассивные черные дыры нагреваются и поглощают окружающий материал. Эти два «монстра» должны быть наиболее яркими источниками рентгеновского излучения, но новое исследование, использующее наблюдения миссии NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), показывает, что гораздо меньший объект вполне успешно конкурирует в этом смысле с двумя этими объектами. Им оказалась совсем небольшая нейтронная звезда.

Самые характерные черты галактики Водоворот, официально известной как M51a, — это два длинных, заполненных звездами рукава, вьющихся вокруг центра галактики, как ленты. Гораздо меньшая по размеру — M51b, «цепляется» за край Водоворота. Вместе эти сливающиеся галактики обозначают как M51.

В центре каждой галактики находится сверхмассивная черная дыра, в миллионы раз более массивная, чем Солнце. Галактическое слияние должно вытолкнуть огромное количество газа и пыли в эти черные дыры и вывести их на орбиту вокруг них. В свою очередь, интенсивная гравитация черных дыр должна вызвать нагревание и излучение этого орбитального материала, образуя яркие диски вокруг каждого, которые способны затмить своим светом все звезды в этих галактиках.

Но ни одна черная дыра не отсвечивает так ярко в рентгеновском диапазоне, как должно быть во время слияния. Основываясь на более ранних наблюдениях спутников, которые регистрируют рентгеновское излучение низкой энергии, таких как рентгеновская обсерватория «Чандра», ученые считают, что слои газа и пыли вокруг черной дыры в большей галактике блокируют дополнительное излучение. Но новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, использовало высокоэнергетическое рентгеновское зрение NuSTAR и позволило заглянуть под эти слои, и обнаружило, что черная дыра еще тусклее, чем ожидалось.

«Я очень удивлен этим открытием», — отметил ведущий автор исследования Мюррей Брайтман, исследователь из Калифорнийского технологического института (США). «Предполагается, что слияние галактик приведет к росту черной дыры, и доказательством этого будет сильное излучение высокоэнергетического рентгеновского излучения. Но мы не видим этого здесь».

Брайтман считает, что наиболее вероятным объяснением является то, что черные дыры «мерцают» во время галактических слияний, а не выдают излучение с более или менее постоянной яркостью в течение всего процесса.

«Гипотеза мерцания — это новая идея в этой области», — сказал Даниэль Стерн, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA, исследователь проекта NuSTAR. «Раньше мы думали, что изменчивость чёрной дыры возникала на временных масштабах в миллионы лет, но теперь мы думаем, что эти временные рамки могут быть намного короче. Наша задача — выяснить, насколько короткой может быть область активного изучения».

Наряду с двумя черными дырами, степень излучения которых оказалась меньше, чем ожидалось, в M51a был обнаружен объект, который в миллионы раз меньше, чем любая черная дыра, но при этом сияет с равной интенсивностью. Эти два явления не связаны, но они создают удивительный рентгеновский пейзаж в M51.

Небольшой источник рентгеновского излучения — нейтронная звезда, невероятно плотный кусок материала, оставшийся после взрыва массивной звезды в конце ее жизни. Типичная нейтронная звезда в сотни тысяч раз меньше в диаметре, чем Солнце, но в то же время имеет в два раза большую массу. К примеру, чайная ложка материала нейтронной звезды будет весить более 1 миллиарда тонн.

Несмотря на свои размеры, нейтронные звезды часто дают о себе знать благодаря интенсивному излучению света. Нейтронная звезда, найденная в M51, даже ярче средней и относится к недавно открытому классу, известному как ультрафиолетовые нейтронные звезды. Некоторые ученые предположили, что сильные магнитные поля, генерируемые нейтронной звездой, могут быть ответственны за световое излучение. Предыдущая статья Брайтмана и его коллег об этой нейтронной звезде подтверждает эту гипотезу. Некоторые из других ярких источников рентгеновских лучей высокой энергии, видимых в этих двух галактиках, также могут быть нейтронными звездами.
https://rwspace.ru/n...astronomov.html

#1424 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 23 Февраль 2019 - 09:02

Ученые нашли нового претендента на звание самого далекого объекта Солнечной системы

Изображение
Scott Sheppard

Скотт Шеппард (Scott Sheppard) из Института Карнеги и его коллеги, в конце прошлого года обнаружившие самое далекое небесное тело из всех, когда-либо наблюдавшихся в Солнечной системе, объект 2018 VG18 по прозвищу FarOut («далеко» и «круто» одновременно), обновили рекорд — новый объект, который, кажется, находится еще на 20 астрономических единиц дальше, пока получил только прозвище FarFarOut («дальше» и «круче»). Выступление Шеппарда, доступное в сети, комментирует журнал Science.

Группа Шеппарда занимается поисками удаленных от центра Солнечной системы объектов, в том числе так называемой Планеты Х. Ее существование предсказали астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин, основываясь на данных об орбитах семи ранее известных транснептуновых объектов, среди которых Седна (открытая тем же Брауном), объекты 2004 VN112, 2013 RF98F и другие. В числе находок группы Шеппарда, например, объект 2015 TG387, который в момент открытия находился на рекордном расстоянии примерно 80 астрономических единиц (средних радиусов земной орбиты) от Солнца. В честь Хэллоуина и обозначения TG объект назвали Гоблином. До этого ученые обнаружили объект 2012 VP113, который из-за букв VP получил прозвище «Байден» в честь вице-президента США Джо Байдена. Первые снимки 2018 VG18, объекта FarOut, были сделаны 10 ноября 2018 года на восьмиметровом японском телескопе Subaru на вершине горы Мауна-Кеа на Гавайях. Наблюдения в телескоп Магеллана в Чили подтвердили, что расстояние до 2018 VG18 составляет около 120 астрономических единиц, что сделало его первым объектом Солнечной системы, наблюдаемым за пределами отметки в 100 астрономических единиц.

Шеппард говорит, что обнаружил новый объект, работая с данными тех же телескопов после того, как его публичное выступление с рассказом о поисках девятой планеты перенесли из-за рекордного снегопада. Его существование еще предстоит подтвердить, пока ему дали только неофициальный «позывной» FarFarOut. Объект FarFarOut, по-видимому, находится на расстоянии в 140 астрономических единиц от Солнца — для сравнения, расстояние до Плутона составляет около 34 астрономических единиц.

После выступления Шеппард планирует продолжать поиски новых объектов и попытки подтвердить существование FarFarOut. Для того, чтобы определить параметры орбиты двух далеких небесных тел, потребуется несколько лет, отмечает Science.

Открытие 2018 VG18 и нового рекордсмена, по мнению первооткрывателей, укрепляет позиции гипотезы о Планете Х и приблизит астрономов к ее обнаружению. Однако не все ученые согласны с предположением о существовании девятой планеты. Например, в июне этого года группа исследователей под руководством Анны-Марии Мадиган выдвинула и обосновала тезис о том, что схожесть параметров орбит далеких от Солнца объектов можно объяснить без введения в расчеты Планеты X — достаточно учесть их взаимодействие с космическими обломками и между собой.

Ольга Добровидова
https://nplus1.ru/ne...02/22/farfarout





"Хаябуса-2" передала первые фотографии зоны "обстрела" астероида

Изображение
Фотография обстрелянной поверхности астероида Рюгю
© JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST

МОСКВА, 22 фев – РИА Новости. Японский зонд "Хаябуса-2" отправил на Землю фотографии, полученные после предположительно успешного "обстрела" поверхности астероида Рюгю и забора образцов его материи, заявили участники миссии на пресс-конференции в JAXA.

"Другие снимки будут переданы на Землю только вечером, однако уже сейчас у нас есть снимок, полученный главной камерой "Хаябусы-2" сразу после взлета с поверхности астероида. На нем можно увидеть не только тень зонда, но и цель-"маячок", следы двигателя и пыль, поднятую во взлета", — заявил Макото Йосикава (Makoto Yoshikawa), руководитель миссии в JAXA.
Автоматическую станцию "Хаябуса-2" запустили в космос в декабре 2014 года для изучения и забора проб на астероиде Рюгю. Как надеются ученые, она привезет на Землю первые абсолютно чистые образцы первичной материи Солнечной системы.
Японский аппарат достиг цели в начале июня прошлого года и начал длительную процедуру торможения и сближения с астероидом. Получив первые снимки и данные по устройству поверхности и недр небесного тела, зонд начал готовиться к процедуре по забору грунта.

Первые шаги по реализации главной задачи миссии, в том числе репетиция посадки "Хаябусы-2" на поверхность Рюгю, должны были начаться еще в начале октября этого год. Ее пришлось сдвинуть на январь из-за того, что ученые не ожидали, что астероид будет усеян крупными булыжниками.

Вчера ночью японский зонд успешно исполнил эту процедуру, опустившись в точку L08E1 на поверхности астероида и выстрелив в нее при помощи пятиграммовой танталовой пули. Как показывают данные телеметрии, эта процедура была завершена удачно, после чего аппарат вернулся на высокую орбиту.

При этом, как подчеркивают сами участники миссии, пока не понятно, поймала ли "Хаябуса-2" достаточное количество пыли и каменной крошки, поднятой в безвоздушное пространство после "бомбардировки астероида".

Как отметил Йосикава, первая фотография, полученная зондом сразу после старта с поверхности астероида, добавляет уверенности в том, что все прошло удачно. Тем не менее, он подчеркнул, что пыль и темные следы, которые видны на этом снимке, не обязательно должны были появиться в результате "бомбардировки" Рюгю.

По его мнению, небольшие количества реголита могли присутствовать в зоне посадки "Хаябусы-2", и они могли подняться в пространство над астероидом в тот момент, когда зонд включил двигатели. Вдобавок, часть частичек пыли могла вылететь из раструба, которым японский аппарат собирал образцы материи после обстрела Рюгю.

Если "бомбардировка" будет признана успешной, то тогда японские ученые начнут думать над реализацией ее второй фазы – сброса более мощного взрывного устройства на поверхность Рюгю. По словам участников миссии, это произойдет в марте или апреле. В противном случае "Хаябуса-2" может провести еще две попытки спуститься в ту же точку и повторно собрать образцы грунта.
https://ria.ru/20190...1551244418.html





Подтверждено главное свойство Вселенной

Изображение
Изображение: Shutterstock

Ученые Мичиганского университета в городе Энн-Арбор (США) доказали, что Вселенная расширяется во всех направлениях с одинаковым ускорением. При этом они учли различные факторы, которые могут искажать данные наблюдений, и показали, что их влияние незначительно. Об этом сообщает издание Science News.

Исследователи изучили более тысячи сверхновых звезд типа Ia, возникающих, когда белый карлик превышает предел своей массы из-за того, что на него падает вещество от соседней звезды. Такие катаклизматические двойные звезды являются «стандартными свечами», поскольку их видимая яркость строго зависит от расстояния до них.

Ученые измерили красное смещение, возникающее из-за того, что электромагнитные волны увеличивают длину волны вследствие эффекта Доплера, когда источник света движется от наблюдателя.

Само удаление объектов происходит из-за расширения Вселенной, однако даже в равномерно (изотропно) увеличивающемся объеме пространства неизбежно наблюдаются случайные колебания в скорости расширения, которые «зашумляют» данные.

Ученые сравнили полученные данные с ожидаемым шумом, возникающим вследствие систематических погрешностей и других факторов, вроде гравитационного линзирования и пекулярной скорости, в изотропно расширяющейся Вселенной. Полученные результаты подтвердили изотропию расширения Вселенной с точностью до одного процента.
https://lenta.ru/new...02/22/universe/





NGC 4565: галактика, видимая с ребра

Изображение
Авторы и права: Кристоф Калцеис, Центральноевропейская конференция по фотографированию небесных объектов
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Великолепная спиральная галактика NGC 4565 видна с ребра с планеты Земля. Из-за тонкого профиля ее часто называют галактика Игла. Яркая галактика NGC 4565 – хороший объект для наблюдений на северном небе. Она находится в слабом, но элегантном созвездии Волосы Вероники. На этом четком цветном изображении виден центральный балдж галактики, пересеченный полосами поглощающей свет пыли, украшающими тонкую плоскость галактики. В поле зрения можно найти множество галактик дальнего фона, а соседняя галактика NGC 4562 находится вверху справа. Расстояние до NGC 4565 – около 40 миллионов световых лет, а ее размер достигает 100 тысяч световых лет. NGC 4565 можно легко увидеть даже в небольшой телескоп, и любители созерцать небо считают ее настоящим небесным сокровищем, которое не заметил Мессье.
http://www.astronet.ru/db/msg/1458980





Следы от древних рек на Марсе: новые спутниковые снимки

Марс — это очень сухая и пыльная планета. Но как показывает ее поверхность, она не всегда была такой. Новые спутниковые фотографии, полученные орбитальным аппаратом Mars Express, демонстрируют следы, оставленные, вероятно, сетью рек, которая присутствовала на Марсе в далеком прошлом.

Изображение
Источник изображения: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Предполагается, что примерно четыре миллиарда лет назад на Марсе имелось множество водоемов, например северный океан, который был крупнее Атлантического. Специалисты замечали на Красной планеты следы от древних береговых линий, озер, рек и т. д., и новые снимки в принципе не являются чем-то особенно удивительным.

Изображение
Источник изображения: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Тем не менее это не умаляет их красоты. Как сообщается, на снимках показан южный горный регион Марс, покрытый кратерами и богатый следами от возможных водных потоков, протекавших в данном регионе в древности. Топографическое изображение (ниже) показывает, как вода, возможно, текла вниз с севера на юг (справа налево).

Изображение
Источник изображения: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

В прошлом году на Марсе было, предположительно, обнаружено крупное озеро с жидкой водой — на южном полюсе, под толстым слоем льда. На этом основании в одном из недавних исследований специалисты предположили, что Марс может быть по‑прежнему вулканически активным.
https://www.popmech....nikovye-snimki/





Физики из MIT впервые вычислили давление в центре элементарной частицы

Изображение
Модель изолированного атома
© Fotolia / 3dmentat

МОСКВА, 22 фев – РИА Новости. Ученые из США выяснили, что протоны похожи по своей структуре на слоеный пирог – они обладают сверхплотным "ядром", относительно пустой серединой и сверхплотными окраинами. Результаты их расчетов были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

"Мы только начинаем понимать то, какие роли играют кварки и глюоны внутри протонов. Объединив экспериментальные данные с нашими расчетами, мы получили первую полноценную картину того, как распределено давление внутри протона. Это предсказание можно будет проверить на коллайдерах в ближайшие десять лет", — заявила Фиала Шэнахэн (Phiala Shanahan) из Массачусетского технологического института (США).

По современным представлениям, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками и глюонами. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – "обычный" кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.

Кварки связаны между собой мощнейшими силами природы, так называемыми сильными ядерными взаимодействиями. Поэтому в чистом виде они не существуют, и для их "освобождения" необходимы гигантские температуры и энергии, которые существовали только в момент Большого взрыва. По этой причине структуру частиц материи и свойства кварков и глюонов ученые изучают, создавая подобные условия на БАК и других мощных коллайдерах.

Этот феномен, который физики называют "конфайнментом" кварков, сегодня остается главным препятствием для изучения структуры элементарных частиц и поисков ответов на множество "главных вопросов" физики – к примеру, как родилась Вселенная и почему в ней нет антиматерии. Более того, остается непонятным и то, как работают сами сильные ядерные взаимодействия.

Долгое время ученые считали, что внутрь частиц нельзя заглянуть, не разрушая их, так как скрепляющие их силы в сотни и миллионы раз сильнее, чем гравитация или электромагнетизм. В мае прошлого года физики из США выяснили, что это можно сделать непрямым способом, наблюдая за тем, как электроны "отскакивают" от кварков внутри свободных протонов и нейтронов.

Шэнахэн и ее коллега Уильям Детмолд (William Detmold) воспользовались этими замерами для того, чтобы просчитать поведение и кварков, и глюонов внутри протона, используя принципы квантовой хромодинамики и ресурсы суперкомпьютера MIT.

В общей сложности, физики потратили больше 18 месяцев машинного времени для того, чтобы полностью промоделировать свойства протона и понять, как он устроен изнутри. Эти расчеты подтвердили, что в центре частицы царит давление, превышающее аналогичный параметр для нейтронных звезд в 10 раз, но при этом внесли несколько важных уточнений в результаты майских замеров.

В частности, зона пустоты между сверхплотным ядром и окраинами протона оказалась заметно шире, чем предполагали эксперименталисты и другие физики-теоретики, а давление в центре него росло с необычно высокой скоростью. Эти различия, как отмечает Шэнахэн, связаны с тем, что глюоны и кварки по-разному влияют на внутреннюю структуру элементарных частиц.
Проверить эти идеи, по ее словам, можно будет на коллайдере EIC, который будет построен в США на базе одного из двух ускорителей – RHIC или CEBAF – после 2020 года. Обновленные версии этих установок смогут разгонять электроны до таких энергий, что они будут взаимодействовать и с глюонами, что позволит физикам точно измерить давление в центре протона и проверить выкладки Детмолда и Шэнахэн.
https://ria.ru/20190...1551258607.html






оффтоп

Геологи подтвердили причастность деканских извержений к вымиранию динозавров

Изображение
Спутниковый снимок Деканских траппов в штате Махараштра
Planet Labs / Wikimedia Commons

Две группы ученых датировали извержения вулканов, которые, по одной из гипотез, стали причиной массового вымирания в конце мелового периода. Как рассказывается в паре статей, опубликованных (1, 2) в Science, у исследователей получились противоречащие друг другу результаты: в одном случае извержение бóльшей части вулканических пород и пыли произошло до вымирания, в другом случае — после вымирания. Поэтому вопрос с датировками по-прежнему остается открытым, но обе группы согласились в том, что извержения все же повлияли на массовое вымирание.

Мел-палеогеновое вымирание, которое произошло около 66 миллионов лет назад, было одним из пяти «великих массовых вымираний». Оно было не самым крупным, но, возможно, самым знаменитым, так как привело к исчезновению динозавров, а также многих морских и летающих рептилий. После вымирания освободившиеся экологические ниши заполнили птицы и млекопитающие.

Причиной вымирания чаще всего называют падение астероида диаметром 10-15 километров в Западном полушарии. Ученые нашли на полуострове Юкатан в Мексике и в Мексиканском заливе образовавшийся в результате кратер диаметром около 180 километров — после удара в воздух выбросило огромное количество сажи и пепла, которые надолго закрыли Землю от попадания солнечных лучей. В результате температура на поверхности планеты упала. Нехватка солнечных лучей привела к исчезновению многих растений и фитопланктона, важнейшего звена пищевой цепи, после чего стали вымирать животные, которые ими питались.

По другой популярной гипотезе к такому апокалиптическому сценарию привели извержения вулканов, которые привели к образованию Деканских траппов в центре и на западе Индии. Это сложенные из базальта образования, похожие на лестницы, толщина которых превышает два километра. Деканские траппы являются крупнейшими магматическими образованиями на Земле; они занимают площадь около 500 тысяч квадратных километров. По оценкам исследователей, извержения происходили на мел-палеогеновой границе (так называется граница раздела двух этих периодов в геологических слоях). Они могли продолжаться около 30 тысяч лет, 65-66 миллионов лет назад, в промежутке около миллиона лет. Предположительно, извержения могли повлиять на изменение климата, которое привело к массовому вымиранию, либо даже вызвать его. По одной из гипотез, извержения в Восточном и падение астероида в Западном полушарии были связаны. Сейсмическая энергия, которая образовалась при падении астероида, «запустила» извержение вулканов на Индостане. В результате в воздух попали огромные массы вулканических газов, приведшие к резкому изменению климата и исчезновению растений и животных.

И тут возникает вопрос хронологии событий. Согласно некоторым геохронологическим исследованиям, извержения, которые привели к образованию Деканских траппов, проходили в три этапа и около 80 процентов вулканических газов выбросило во время второго. Он начался примерно за 400 тысяч лет до мел-палеогеновой границы, около 66 миллионов лет назад (по более детальной оценке 66,043 ± 0,011 миллионов лет назад). Некоторые исследователи считают, что второй этап извержений вызвал изменения климата в конце мелового периода. Те же, кто связывает начало извержений с падением астероида, предполагают, что выбросы 75 процентов произошли уже после начала палеогенового периода.

Как отмечают геологи из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Пола Ренне (Paul Renne), проверить эти гипотезы невозможно, пока мел-палеогеновая граница не датирована в Деканских траппах стратиграфически. Ученые собрали образцы пород в Западных Гатах, горной цепи, которая образовалась в результате самых больших выбросов магмы. Они предположили, где проходила мел-палеогеновая граница по изменению морфологии лавовых потоков, по количеству выбросов и химическому составу магматических образований. Затем исследователи провели аргон-аргоновое датирование пород. Этот метод позволяет проанализировать образцы возрастом в десятки и сотни миллионов лет. Однако датировки, полученные аргон-аргоновым и другими радиоизотопными методами, могут немного расходиться, так что приходится немного их корректировать.

Авторы уточнили датировку мел-палеогеновой границы (66,052± 0,008/0,043 миллиона лет) и подтвердили период времени, в течение которого происходили извержения и выбросы более 90 процентов магмы — около миллиона лет, 65,422-66,413 миллионов лет назад. Но они опровергли предположение о том, что бóльшую часть пород выбросило до конца мелового периода. Судя по полученным ими результатам, более 75 процентов магмы выбросило либо во время мел-палеогеновой границы, либо уже во время палеогена. Тем не менее, авторы считают, что вулканическая активность все же повлияла на массовое вымирание. «Либо Деканские извержения не играли роли, а мы считаем, что это маловероятно, либо большое количество меняющих климат вулканических газов выделялось вместе с небольшим количеством магмы», — говорит ведущий автор исследования Кортни Спрайн (Courtney Sprain).

Другая группа ученых под руководством Блэр Шоен (Blair Schoene) из Принстонского университета, определили геохронологию извержения с помощью уран-свинцового датирования. Чтобы провести анализ, ученые искали в Деканских траппах циркон, минерал, в котором содержатся примеси редкоземельного урана и который обладает высокой механической и химической устойчивостью. Поэтому его часто используют в уран-свинцовом датировании. Этот метод позволяет очень точно определить возраст пород. Но циркон, содержащийся в породе, может образоваться не одновременно с ней, а раньше. Поэтому при расчетах и построении математической модели приходится это учитывать. В отличие от уран-свинцового метода, аргон-аргоновый метод позволяет определить возраст породы напрямую.

Исследователи из Принстона получили результаты, противоречащие данным ученых из Беркли. Извержения на Индостане происходили в четыре стадии и большая часть выбросов произошла в конце мелового периода и на мел-палеогеновой границе.

В результате ученые так и не решили вопрос, какая гипотеза правильнее, но зато построили более точные модели, с погрешностью в датировках не в миллионы, а в единицы и десятки тысяч лет.

Ранее ученые смоделировали резкое изменение климата на мел-палеогеновой границе и пришли к выводу, что выброс огромного количества сажи вызвал на Земле 18-месячную ночь, резкое похолодание и практически полную остановку фотосинтеза, что и стало причиной вымирания многих видов животных.

Екатерина Русакова
https://nplus1.ru/ne...2/22/extinction

#1425 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 347 сообщений

Отправлено 24 Февраль 2019 - 09:20

New Horizons прислал новый самый детальный снимок Ультимы Туле

Изображение
NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute, National Optical Astronomy Observatory

Автоматическая станция New Horizons прислала новый наиболее детальный на сегодняшний день снимок объекта Пояса Койпера 2014 MU69 (или Ультима Туле), который был получен за 6,5 минут до максимального сближения с ним 1 января 2019 года. Теперь ученые пытаются выяснить происхождение ям и круглых структур на его поверхности, сообщается на сайте миссии.

New Horizons — первый космический аппарат, пролетевший мимо Плутона на близком расстоянии в 2015 году, благодаря чему удалось выяснить, что на карликовой планете есть криовулканы, ледники, горные цепи и признаки подповерхностного океана. Новой задачей для аппарата в период с 2016 по 2021 год стало исследование пояса Койпера, расположенного на расстоянии 30–55 астрономических единиц от Солнца и содержащего тела, оставшиеся после формирования Солнечной системы.

Основной целью исследований миссии стал объект 2014 MU69, или Ультима Туле (Ultima Thule — название было дано в честь мифического острова на севере Европы в древней и средневековой литературе и картографии). Это транснептуновый объект, совершающий один оборот вокруг Солнца за 295 лет. Станция совершила 140-секундный пролет мимо 2014 MU69 1 января 2019 года, в 05:33 по Гринвичу, а минимальное расстояние до объекта составило около 3500 километров.

Снимки, полученные аппаратом, показали, что окраска объекта совпадает с цветом подобных ему тел в Поясе Койпера и напоминает похожие по расцветке области, обнаруженные на Хароне и Плутоне, где цвет поверхности объясняли присутствием сложных органических молекул толинов. Поверхность Ультимы Туле покрыта ямами, впадинами, похожими на ударные кратеры, и бороздами. А недавно выяснилось, что форма двух долей объекта не похожа на сферическую, как считалось ранее, а более плоская и похожа на блины.

Новое самое детальное изображение Ультимы Туле на сегодняшний день было получено бортовой камерой LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) за 6,5 минут до максимального сближения с объектом 1 января 2019 года. Расстояние до Ультимы Туле на момент съемки составляло 6628 километров, а масштаб снимка — 33 метра на пиксель. Время экспозиции составило 0,025 секунды. На изображении стали видны детали рельефа, плохо различимые на ранних снимках: яркие круглые области на поверхности и небольшие темные ямы вблизи терминатора. Их происхождение пока остается под вопросом; предполагается, что это могут быть ударные кратеры, впадины, образовавшиеся при сублимации подповерхностного вещества, провалы или что-то совершенно иное.

Подробнее об открытиях, сделанных аппаратом New Horizons, читайте в нашем материале и на специальной странице.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...o-pancakes-MU69





Количество пользователей, читающих эту тему: 2

0 пользователей, 2 гостей, 0 анонимных