Перейти к содержимому


Астроновости

космос и немного физики

Сообщений в теме: 1506

#1426 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 25 Февраль 2019 - 08:31

На месте гигантского взрыва сверхновой осталось неожиданно много пыли

Изображение

В окрестностях остатков звезды, испытавшей гигантский звездный взрыв, находится намного больше пыли, чем ожидали увидеть ученые.

Когда звезда класса красного гиганта приближается к окончанию жизненного цикла, она сбрасывает свои внешние оболочки, формируя в межзвездном пространстве облака космической пыли. В конечном счете, когда звезда умирает, происходит гигантский взрыв, называемый сверхновой, в результате которого формируются мощные ударные волны, разрушающие почти все, что встречается у них на пути.

Однако недавние наблюдения, проведенные при помощи самолетной обсерватории НАСА SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), показали в 10 раз большее количество пыли, по сравнению с тем, что ученые ожидали увидеть в окрестностях остатков звезды SN 1987A.

Эта сверхновая расположена в Большом Магеллановом Облаке и названа в честь того года, в котором она была открыта. В тот год эта сверхновая была самой яркой сверхновой, наблюдаемой в течение ближайших 400 лет. Начиная с этого времени, ученые подробно следят за изменением условий в окрестностях этой сверхновой.

Эта сверхновая демонстрирует четко различимый набор колец в полости, сформированной при взрыве звезды. Ранее астрономы считали, что частицы пыли в этих кольцах должны были быть разрушены при взрыве сверхновой в результате действия мощных ударных волн, однако новые наблюдения, проведенные при помощи обсерватории SOFIA, продемонстрировали увеличение количества пыли в кольцах. Это, в свою очередь, может указывать на то, что частицы пыли могут повторно формироваться или стремительно расти после взрыва сверхновой, согласно авторам работы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор публикации Микако Мацура (Mikako Matsuura).
https://www.astronew...=20190224212107







Экзопланета с орбитальным периодом в 11 часов

Изображение

Перед запуском миссии TESS ученым было известно 385 экзопланет с массами меньше, чем у Нептуна, орбитальные периоды которых составляли от 12 часов до примерно двух земных лет.

В новом исследовании астрономы во главе с Роландом ван дер Спеком (Roland Vanderspek) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, сообщают об обнаружении при помощи миссии TESS «горячей Земли», каменистой экзопланеты, которая находится на расстоянии всего лишь примерно 50 световых лет от нас и обращается вокруг звезды-карлика с периодом примерно 11 часов. Радиус этой планеты составляет около 1,3 радиуса Земли – то есть является достаточно большим, чтобы планета могла иметь атмосферу, однако при этом малый орбитальный период указывает на то, что планета находится очень близко к родительской звезде, на расстоянии всего лишь примерно в 7 радиусов звезды. Рассчитанная температура поверхности планеты составляет около 800 Кельвинов – это довольно высокая температура, при которой, однако, удержание атмосферы планетой все же возможно.

Ученые отмечают, что если бы эта планета формировалась в том же месте в планетной системе звезды, где она находится сегодня, то ее атмосфера, вероятно, была бы сдута мощными ветрами, идущими со стороны звезды в тот период, когда звезда была более молодой и активной. В любом случае, близость к нам этой планеты позволяет охарактеризовать любую атмосферу, какой она располагает, при помощи транзитных и затменных спектров, и эти результаты – интересные сами по себе – также помогут пролить свет на формирование этой планеты.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.
https://www.astronew...=20190225072958






Звезды галактики в Треугольнике

Изображение
Авторы и права: НАСА, ЕКА, М.Дурбин, Дж.Далкантон и Б.Ф.Уильямс (Университет Вашингтона)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Звезды галактики в Треугольнике похожи на песчинки на космическом пляже на этом четком изображении, полученном усовершенствованной камерой для обзоров Космического телескопа им.Хаббла. Внутренняя часть галактики размером более 17 тысяч световых лет показана с самым высоким разрешением. Это – второе по размеру изображение из всех опубликованных снимков телескопа им.Хаббла. В центре находится яркое плотное ядро галактики, окруженное темными пылевыми полосами, смешанными с звездами в плоскости галактики. Спиральная галактика, известная также как M33, видна плашмя и находится на расстоянии в 3 миллиона световых лет в маленьком северном созвездии Треугольника. Диаметр галактики Треугольника – более 50 тысяч световых лет, это третья по размеру галактика в Местной группе после галактики Андромеды (M31) и нашего Млечного Пути. Чтобы по достоинству оценить картину звезд, звездных скоплений и ярких туманностей, запечатленную на этой мозаике из изображений, полученных телескопом им.Хаббла, вам нужно увеличить картинку.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459096




оффтоп

На юге Африки найдены следы древних ледников

Изображение
Рис. 1. Научная группа из Университета Западной Вирджинии, обнаружившая ледниковые формы рельефа в Намибии. Фото с сайта wvutoday.wvu.edu

Во время полевых работ по изучению вулканических пород Намибии американские геологи обнаружили в пустыне группы невысоких эллиптических холмов, выстроенных в цепи. Такие формы рельефа весьма характерны для территорий, которые ранее были покрыты ледниками. Датировка показала, что они сформировались около 300 млн лет назад, в позднем палеозое. И действительно, тогда Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия и Индия составляли единый суперконтинент Гондвана, который располагался вблизи Южного полюса. Удивительно, что ранее никто не обращал внимания на такой яркий пример ледниковых форм рельефа в Южной Африке.

Полевая поездка в Намибию для изучения вулканических пород привела американских ученых к неожиданному открытию. Группа геологов из Университета Западной Вирджинии во главе с Грэмом Эндрюсом (Graham Andrews) буквально наткнулась на разбросанные по пустыне в районе Твифелфонтейн своеобразные формы рельефа, представляющие собой цепочки холмов эллиптической формы (речь про контур основания). Грэм Эндрюс, который вырос в Северной Ирландии, сразу предположил, что это ледниковые формы рельефа. Гипотеза была настолько очевидной, что ученый не поверил, что ранее никто не описывал данные образования, и, прежде чем публиковать результаты исследования в журнале PLOS One, тщательно изучил все, что было написано ранее о геоморфологии этого региона.

Описываемые холмы имеют достаточно хорошие обнажения (рис. 1), благодаря которым по геологическим данным легко определяется их возраст. Это граница карбона и перми (примерно 300 млн лет назад) — время, когда африканский континент входил в состав суперконтинета Гондвана, а южная оконечность Африки располагалась в районе Южного полюса (рис. 2).

Изображение
Рис. 2. Положение континентов 300 млн лет назад. Рисунок с сайта www-udc.ig.utexas.edu

С геологической точки зрения обнаруженные холмы — это окатанные и отполированные движением ледника выступы коренных пород. Часто это выступы более плотных и твердых по сравнению с окружающими пород, например, гранитов (рис. 3). В российской геоморфологии такие формы называют «бараньими лбами».

Изображение
Рис. 3. «Бараньи лбы» гранитного состава. Фото с сайта wvutoday.wvu.edu

Авторы исследования называют эти холмы по-разному в зависимости от их размера: мелкие (первые метры и десятки метров) выступы — roche moutonées («бараньи лбы»), более крупные (десятки и сотни метров) — drumlins (друмлины), а самые крупные (километрового размера) — whalebacks («китовые спины»). На мой взгляд, все эти образования подпадают под определение «бараньих лбов» разного размера. Использование термина друмлины спорно, так как друмлины в классическом понимании сложены не коренными породами, а моренными отложения, и образуются они при отступлении ледника, а не при его пластическом движении, как «бараньи лбы», являющиеся типичными формами ледниковой эрозии (рис. 4). Большинство обнаруженных холмов по классификации авторов относятся к «китовым спинам».

Изображение
Рис. 4. Схема образования ледниковых эрозионных холмов. Форма «бараньих лбов» позволяет реконструировать направление движение ледника. Склоны, обращенные в сторону, откуда движется ледник, являются более пологими и гладкими, противоположные склоны — обрывистые и часто неровные. Рисунок с сайта web.gccaz.edu

Вернувшись из экспедиции, авторы продолжили изучение обнаруженных форм ледникового рельефа на основе анализа космических снимков территории, доступных в Google Earth и Google Maps. Первое, что показал анализ снимков: поверхность скальных выступов повсеместно покрыта эрозионными бороздами, которые оставляли вмороженные в нижнюю поверхность ледника камни (рис. 5).

Изображение
Рис. 5. Эрозионные борозды на поверхности скальных выступов свидетельствуют о высокой скорости движения ледника. Фото с сайта wvutoday.wvu.edu

Наличие таких борозд говорит о крайне высокой скорости движения, так как медленно ползущий ледник успевает подтаивать и оставляет вмороженные камни в виде моренных отложений. Это значит, что в районе Твифелфонтейн 300 млн лет назад происходило так называемое движение ледникового потока (ice stream) — пластическое перемещение огромных объемов ледниковых масс, аналогичный тому процессу, который наблюдается в наши дни в Антарктиде (рис. 6).

Изображение
Рис. 6. Современные ледниковые потоки Антарктиды. В верхнем левом углу — шкала скорости движения ледниковых потоков (от 0 до 3592 м в год). Схема с сайта antarcticglaciers.org

Известно, что длина борозд и степень удлинения самих «бараньих лбов» прямо пропорциональна скорости ледникового потока. Основываясь на наблюдениях за современными ледниковыми потоками в Антарктиде, авторы посчитали, что скорость движения ледника в районе Твифелфонтейн составляла около 800 метров в год. Выявленные субгляциальные (подледные) линейные структуры прослеживаются в северо-западном направлении на протяжении более 200 км вплоть до самого побережья. Такой путь проделал ледник, чтобы завершить свой путь на мелководье в районе побережья нынешней Бразилии. Сам же ледниковый щит (центр ледника) располагался восточнее, в районе нынешней пустыни Каоковелд (Kaokoveld, рис. 7).

Изображение
Рис. 7. Палеореконструкция территории Северной Намибии в период позднепалеозойского оледенения (Late Paleozoic ice age — LPIA). Тонкими стрелками показаны направления ледниковых потоков; толстыми стрелками — долинные ледники; тонкими линиями — палеодолины; сиреневый прямоугольник — район полевых работ. Kaokoveld ice sheet — ледниковый щит Каоковелд. Желтый цвет — гляциальные отложения серии Итараре (Itarare) в Бразилии. Рисунок из обсуждаемой статьи в PLOS One

Очевидно, такие быстрые темпы таяния ледникового покрова в самом конце каменноугольного — начале пермского периодов были связаны с перемещением африканского континента в это время к северу. Если в раннем карбоне, согласно палеотектоническим реконструкциям, территория нынешней Намибии находилась в районе Южного полюса, то к концу каменноугольного периода она переместилась к 60-й широте. И данные, полученные авторами исследования, прекрасно подтверждают тектонические построения. Результаты работы также позволяют объяснить генезис гляциальных отложений серии Итараре, расположенных в прибрежной зоне Бразилии, существенно дополняя представления геологов о развитии суперконтинента Гондвана.

Источник: Graham D. Andrews, Andrew T. McGrady, Sarah R. Brown, Shannon M. Maynard. First description of subglacial megalineations from the late Paleozoic ice age in southern Africa // PLOS One. 2019. 14 (1): e0210673 DOI: 10.1371/journal.pone.0210673.

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

#1427 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 26 Февраль 2019 - 08:15

Джекпот! Ученые открывают 300000 новых далеких галактик

Изображение

Астрономы обнаружили сотни тысяч прежде неизвестных науке галактик, сообщается в нескольких новых исследованиях.

Этот гигантский набор данных позволит исследователям глубже понять рождение и рост сверхмассивных черных дыр (СМЧД), эволюцию столкновений между скоплениями галактик и многие другие космические события, считают члены научной команды, совершившей это открытие.

Эта команда состоит из более чем 200 астрономов из 18 стран, которые совместно анализируют данные, собранные в рамках первого этапа обзора неба, проводимого при помощи сети радиотелескопов Low Frequency Array (LOFAR), управление которой осуществляет Нидерландский институт радиоастрономии (известный как ASTRON). Большинство телескопов сети LOFAR находятся на территории Нидерландов, однако система охватывает также многие европейские страны, включая Германию, Францию и Соединенное Королевство.

Исследователи открыли и нанесли на карты 300000 радиоисточников, почти все из которых, как указывают ученые, являются экстремально далекими галактиками. Основным источником наблюдаемого радиоизлучения являются джеты стремительно движущегося материала, удаляющегося со стороны СМЧД, расположенных в центрах этих галактик.

Эти новые наблюдения также позволяют глубже понять процессы столкновения между скоплениями галактик. Эти гигантские столкновения приводят к ускорению частиц, находящихся в космосе, до сверхвысоких скоростей, в результате чего формируются зоны радиоизлучения протяженностью в миллионы световых лет.

Однако и это еще отнюдь не все результаты, полученные исследователями при проведении этой работы.

«Система LOFAR показывает нам, что в некоторых случаях скопления галактик, которые не находятся в процессе слияния, также могут испускать такое излучение, хотя уровень его интенсивности при этом оказывается значительно ниже – настолько низким, что мы не могли его зарегистрировать ранее, - рассказала Аннализа Бонафеде (Annalisa Bonafede), член научной группы из Болонского университета, Италия. – Это открытие говорит нам о том, что помимо столкновений между скоплениями галактик есть и другие космические события, которые могут приводить к разгону частиц до сверхвысоких скоростей».

26 исследований, выполненных в рамках этого проекта, опубликованы в специальном выпуске журнала Astronomy & Astrophysics 19 февраля.
https://www.astronew...=20190226045702







Расширяющееся световое эхо сверхновой 1987A

The Expanding Echoes of Supernova 1987A
https://youtu.be/Pb_BN0F8FFM
Авторы и права: Дэвид Малин, Англо-Австралийский телескоп
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Сможете ли вы найти сверхновую 1987A? Это не трудно – она вспыхнула прямо в центре этой расширяющейся структуры, похожей на мишень. Хотя взрыв звезды произошел в 1987 году, свет от SN 1987A отражается от сгустков межзвездной пыли и доходит до нас спустя много лет после вспышки. Здесь показаны расширяющиеся от места вспышки световые эхо, зарегистрированные Англо-Австралийским телескопом в Австралии с 1988 по 1992 годы. Изображения были получены вычитанием снимков БМО, сделанных перед вспышкой сверхновой, из снятых позднее фотографий БМО, на которых были запечатлены световые эхо. Другие известные серии изображений световых эхо были получены проектами слежения за небом EROS2 и SuperMACHO. Исследования расширяющихся колец световых эхо от других сверхновых позволили точно определить положения и даты этих грандиозных звездных взрывов и изучить их симметрию. Вчера отмечалась 32 годовщина вспышки SN 1987A: последней зарегистрированной сверхновой в окрестностях нашей Галактики Млечный Путь и последней видимой невооруженным глазом.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459232





Найдена землеподобная планета, на которой может быть атмосфера

Дмитрий Мушинский

Изображение

Спутник для наблюдений за транзитом экзопланет (TESS) был запущен 18 апреля прошлого года с целью обнаружения транзитных планет, размер которых не превышает размеры планеты Нептун. До TESS было известно примерно 385 экзопланет с массами, меньшими, чем у Нептуна и с периодами обращения вокруг своих звезд менее 12 часов до двух земных лет.

Астрономы CfA Дейв Лэтэм, Сэмюэл Куинн, Дейв Чарбонно, Джонатан Ирвин, Кристо Мент, Дженнифер Уинтерс, Мартин Пегерт, Димитр Сасселов и Вилли Торрес и большая группа сотрудников TESS сообщают, что в результате наблюдений была найдена так называемая «горячая Земля» — скалистая планета, всего в пятидесяти световых годах от Земли, период вращения которой вокруг звезды составляет всего 11 часов.

Планета имеет радиус около 1,3 радиуса Земли, достаточный для размещения атмосферы, но ее короткий орбитальный период означает, что она находится очень близко к своей звезде — всего около семи звездных радиусов. Предполагаемая температура поверхности составляет около 800 градусов по Кельвину. Несмотря на такую высокую температуру наличие атмосферы вполне возможно.

При этом ученые отмечают, что если бы планета сформировалась примерно в таком близком расположении, ее атмосфера могла быть разрушена в юности звезды, когда она была более яркой и имела более интенсивную хромосферную активность. В любом случае близость планеты к нам дает возможность охарактеризовать любую атмосферу, которую она может иметь, а используя спектры транзита и затмения источника можно узнать об истории формирования планеты.
https://rwspace.ru/n...-atmosfera.html

#1428 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 27 Февраль 2019 - 09:22

Свечение гравитационных гигантов

Это похоже на бильярд космических масштабов. На этом снимке мы видим столкновение спиральной галактики M51a с ее ближайшим соседом, гораздо меньшей неправильной галактикой M51b. Особенностью же этого снимка является зеленоватое свечение. Это свечение идентифицирует участки, которые излучают интенсивное рентгеновское излучение, включая сверхмассивные черные дыры в сердце обеих галактик.

Изображение
Рентгеновский свет (зеленым) в сливающейся галактике М51. © NASA/JPL-Caltech, IPAC

В космосе столкновение двух галактик не редкость, а совсем даже наоборот. Даже у нашего Млечного Пути было несколько таких столкновений, в том числе одно особенно драматическое, которое имело место около десяти миллиардов лет назад. Подобное столкновение могло стать причиной полного уничтожения большой галактики, находившейся по соседству с Млечным Путем и галактикой Андромеды. Тем интереснее астрономам наблюдать за такими столкновениями и их последствиями. Потому что такие события предоставляют информацию о том, что происходило и с нашей родной галактикой.

Особенно ярким примером такого столкновения галактик является M51 - спиральная галактика, которая сливается с меньшей по размерам неправильной галактикой M51b. Согласно господствующей теории, такое столкновение обеспечивает достаточную подпитку для центральных черных дыр таких галактик, потому что гравитационная турбулентность отбрасывает газы и звезды в их ближние окрестности. Поэтому черные дыры должны быть относительно активными и испускать много высокоэнергетического излучения.

Но этот снимок, сделанный космическим телескопом NASA NuSTAR, показывает совершенно другую картину. Хотя две черные дыры в центре галактики действительно испускают рентгеновские лучи - здесь они становятся видимыми в виде зеленого свечения. Но при этом количество излучения от них оказалось намного меньше, чем ожидалось

«Я все еще продолжаю удивляться этому открытию», - говорит Мюррей Брайтман из Калифорнийского технологического института в Пасадене. - «Предполагается, что слияние галактик заставляет черные дыры расти, а это должно было бы сопровождаться сильным излучением высокоэнергетических рентгеновских лучей. Но это совсем не то, что мы видим здесь». Вместо этого мы наблюдаем несколько небольших рентгеновских источников, вероятно, нейтронных звезд, которые сияют почти так же ярко, как и галактические центры.

По мнению астрономов, это может указывать на то, что черные дыры при таких столкновениях поглощают вещество не непрерывно, как и не излучают его постоянно. Вместо этого они скорее мерцают, причем с гораздо более короткими интервалами, чем считалось ранее. «Мы думали, что такие колебания будут проявляться в течение миллионов лет, но теперь мы можем констатировать, что интервалы эти намного короче», - говорит Дэниел Стерн из Лаборатории реактивного движения НАСА.
https://kosmos-x.net...2019-02-26-5615





Модель TNG50: формирование скопления галактик

Simulation TNG50: A Galaxy Cluster Forms
https://youtu.be/cNT5yAqpBmI
Авторы и права: Проект IllustrisTNG; Визуализация: Дилан Нельсон (Астрофизический институт Макса Планка) и др.
Музыка: Симфония №5 (Людвига ван Бетховена), через Аудиобиблиотеку ЮТьюб
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Как формируются скопления галактик? Движения в нашей Вселенной происходят слишком медленно и мы не можем проследить за ними, поэтому для выяснения этого вопроса были созданы быстрые программы компьютерного моделирования. Последнее достижение в этой области – TNG50 от проекта IllustrisTNG – усовершенствование знаменитой программы моделирования Illustris. В первой части видеофильма показана эволюция космического газа (в основном водорода) и формирование галактик и скоплений галактик от ранней Вселенной до настоящего времени. Более яркими цветами показан быстро движущийся газ. С течение времени газ падает в гравитационные ямы, формируются галактики, которые вращаются, сталкиваются и сливаются. В центрах галактик образуются черные дыры, которые выбрасывают окружающий газ на высоких скоростях. Во второй части видео показано движение звезд и формирование скопления галактик с приливными хвостами и звездными потоками. Потоки газа от черных дыр в модели TNG50 оказались неожиданно сложными, их детали сравниваются с наблюдаемыми в реальной Вселенной. Исследования процессов сжатия газа в ранней Вселенной позволяет человечеству лучше понять, как сформировались наши Земля, Солнце и Солнечная система.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459514





Астрономы раскрыли тайну красных гигантов

Дмитрий Мушинский

Изображение

Красные гиганты — это старые звезды, которые выбрасывают газообразный материал и твердые частицы с помощью звездного ветра. Таким образом, некоторые красные гиганты теряют исключительно большое количество массы. Однако новые наблюдения показывают, что это не совсем так. Звездный ветер может быть не сильнее обычного, но на него влияет партнер, которого до сих пор не замечали — вторая звезда, которая кружит вокруг красного гиганта. Таковы результаты международного исследования, проведенного бельгийским университетом имени К.У. Лёвена.

Люди не живут достаточно долго, чтобы наблюдать эти процессы, но звезды рождаются, стареют и умирают. Это процесс занимает миллиарды лет. Когда звезда становится старше, она становится больше, холоднее и краснее — отсюда и название красные гиганты. Наше Солнце также станет таким красным гигантом через 4,5 миллиарда лет.

На последнем этапе своей жизни красные гиганты выбрасывают свою массу (газ и другие вещества) в форме звездного ветра. Предыдущие наблюдения подтвердили, что таким образом красные гиганты теряют много массы. Двенадцать рекордсменов по массовым потерям, в частности, сбивали с толку ученых на протяжении десятилетий. Эти красные гиганты якобы выбрасывают 100 земных эквивалентов в год в течение 100-2000 лет подряд. Даже если говорить астрономически, это очень много за короткий промежуток времени.

«Если вы посмотрите на массу такой звезды на следующем этапе ее жизни, интенсивный звездный ветер не длится достаточно долго, чтобы объяснить потерю массы, которую мы видели. Также было статистически невероятно то, что мы обнаружили 12 из этих красных гигантов, при том, что фаза длилась только сотни или тысячи лет по сравнению с их миллиардной жизнью. Это все равно, что найти иголку в стоге сена 12 раз «, — отметил профессор Лин Дечин из Института астрономии им. К.Ю.Лейвена.

Новые наблюдения с телескопа ALMA в Чили проливают свет на то, что происходило с двумя из этих красных гигантов.

«Для этих звезд звездный ветер образует спираль. Это косвенный признак того, что красный гигант не одинок, а является частью двойной системы звезд. Красный гигант — это главная звезда, вокруг которой вращается вторая звезда. Обе звезды влияют друг на друга, а их окружение образует гравитацию двумя способами: с одной стороны, звездный ветер тянется в направлении второй звезды, а с другой стороны, сам красный гигант также слегка колеблется, что придает звездному ветру вырывающемуся по спирали».
https://rwspace.ru/n...h-gigantov.html






Удивительный снимок с японского космического корабля после взлета с астероида

Виктория Ветрова

Изображение

На этой неделе космическое агентство Японии осуществило нечто потрясающее. Космический корабль Hayabusa 2 приземлился на астероид Рюгу, собрал образец и снова взлетел.

Чтобы вспомнить это, у нас теперь есть эпическая фотография поверхности Рюгу, показывающая следы этой исторической встречи.

Hayabusa 2 фактически прибыл на Рюгу в июне прошлого года и сбросил пару маленьких роверов размером с овсяное печенье, чтобы исследовать астероид. (Поскольку роверы очень маленькие, а местность пересеченная, эти вездеходы перемещаются, прыгая по поверхности.)

Но космический корабль не просто полетел туда, чтобы сбрасывать вездеходы. Самая захватывающая часть миссии Hayabusa2 заключается в том, чтобы вернуть образец астероида на Землю.

Вот как вы думаете можно получить образец астероида? 22 февраля Hayabusa 2 впервые приземлился на поверхности Рюгу и выстрелил в нее.

Да, он выстрелил танталовой пулей со скоростью 300 метров в секунду в поверхность астероида. Это воздействие привело к выбросу материала, который, как мы надеемся, попал в ловушку Hayabusa 2.

Изображение
JAXA, University of Tokyo & collaborators

В целом работа заняла меньше минуты. Новое изображение было получено через минуту после приземления, когда космический корабль уже отскочил от астероида и оглядывался назад с высоты около 25 метров.

Изображение
JAXA, University of Tokyo & collaborators

На снимке: тень космического корабля во время подъема, а также таинственные темные отметки на месте приземления, которых не было до приземления.

Это полезная разметка на изображении ниже — фиолетовый круг показывает место посадки до (слева) и после (справа). Красная стрелка указывает на ведущий маркер цели Hayabusa 2, сброшенный на астероид до приземления.

«В настоящее время, — пишет на своем веб-сайте Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), — причина обесцвечивания неизвестна, но, возможно, это связано с песчинкой, которая была оторвана двигателями космического корабля или пулей (снарядом)».

К счастью, у нас может быть шанс снова наблюдать это явление. Это было только первое из трёх приземлений для сбора образцов — это означает, что ещё будет два, прежде чем Hayabusa 2 попрощается с Рюгу и отправляется в долгое путешествие домой в декабре этого года.

Будем следить за следующими приземлениями. И, конечно же, особый интерес вызывает, что мы узнаем из образцов Рюгу — и как они сравниваются с образцами астероида Итокава, привезенного на Землю предшественником космического корабля, оригинальным Hayabusa, в 2010 году.
https://rwspace.ru/n...-asteroida.html

#1429 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 28 Февраль 2019 - 08:27

Астрономы нашли одинокую «анемичную» галактику

Изображение
Галактика DGSAT I
UCO/SUBARU

Астрономы обнаружили «анемичную» галактику с необычно низким содержанием железа относительно магния, сообщается в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Она относится к классу ультрадиффузных галактик, и, в отличие от подобных ей объектов, блуждает в одиночестве.

Ультрадиффузные галактики — это относительно новый класс астрономических объектов, который был обнаружен лишь в 2015 году. Несмотря на то, что они могут обладать такими же размерами и массой, как Млечный Путь, звезд в них будет в сотни, а то и в тысячи раз меньше. Из-за низкой светимости такие галактики очень трудно зарегистрировать, а также крайне сложно изучать. Как правило, их встречают в скоплениях, в связи с чем ученые долгое время считали, что, на самом деле, это остатки обычных галактик, которые подверглись очень сильному воздействию окружающих объектов. Однако теперь исследовали обнаружили ультрадиффузную галактику-одиночку, которая, судя по всему, смогла сохранить свой первичный вид.

Игнасио Мартин-Наварро (Ignacio Martín-Navarro) из Института астрономии Общества Макса Планка и его коллеги с помощью спектрографа интегрального поля Keck Cosmic Web Imager, установленного в обсерватории Кека, нашли ультрадиффузную галактику DGSAT I. В отличие от всех предыдущих объектов этого класса, она находилась вдали от галактических скоплений (на окраине сверхскопления Персея-Рыб) и не имела близких соседей. Оценки размеров галактики показали, что в ней высокое отношение темной материи к барионной, однако примечательно другое: выяснилось, что галактика имеет необычный химический состав.

Изображение
Снимок обычной спиральной галактики (справа) и ультрадиффузной галактики DGSAT I. Обе имеют сходный размер, но ультрадиффузная галактика заметно тусклее
A. ROMANOWSKY/UCO/D. MARTINEZ-DELGADO/ARI

Современные галактики содержат больше тяжелых элементов, чем те, что образовались сразу после Большого взрыва. Однако DGSAT I оказалась «анемичной» — в ней было неожиданно мало железа, будто бы она сформировалась из облака, почти не загрязненного продуктами взрывов сверхновых. Вместе с тем, относительное количество магния в галактике было нормальным и соответствовало современным наблюдениям. Это удивило ученых, так как магний тоже образуется при вспышках сверхновых, и обычно два элемента находят вместе.

Объяснить такую особенность DGSAT I авторы статьи пока что не могут. Такое высокое отношения магния к железу находят в областях с намного большей плотностью, поэтому ученые предполагают, что галактика сформировалась в экзотических условиях. С одной стороны, низкая плотность звездного населения могла бы препятствовать образованию двойных звезд, но тогда бы астрономы наблюдали устойчивую зависимость между отношением магния к железу и плотностью галактики, но таких данных пока что нет. С другой стороны, звезды в DGSAT I могли успеть образоваться до того, как сверхновые типа Ia загрязнили бы окружающую среду железом, но данные показывают, что формирование звезд в галактике заняло около 10 миллиардов лет — этого времени достаточно, чтобы продукты взрывов попали в DGSAT I.

Исследователи предполагают, что галактика-одиночка может стать окном в раннюю Вселенную и рассказать о том, в каких условиях рождались звезды много миллиардов лет назад. В будущем ученые надеются тщательно изучить DGSAT и разрешить загадку ее рождения.

Недавно ученые нашли ультрадиффузную галактику, в которой почти полностью отсутствует темная материя. Это исключительное открытие, так как принято считать, что галактики содержат больше темной материи, чем барионной, из которой состоят звезды, планеты и другие объекты.

Кристина Уласович
https://nplus1.ru/ne...27/anemicgalaxy





Первооткрыватели "планеты икс" уточнили ее размеры и положение

Изображение
Ученые Майкл Браун и Константин Батыгин
© NASA / Caltech/Lance Hayashida

МОСКВА, 27 фев – РИА Новости. Загадочная девятая планета Солнечной системы находится примерно в полтора раза ближе к нам, чем изначально считали ученые, и является не газовым гигантом, а "суперземлей". К такому выводу пришли ее первооткрыватели, опубликовавшие статью в журнале Physics Reports.

"Когда я и Майк опубликовали нашу первую статью три года назад, мы не боялись того, что нам придется проделать огромную работу для того, чтобы найти ее. Мы опасались совсем другого – того, что есть какое-то другое, более простое объяснение этим аномалиям. К счастью, мы пока не нашли его", — рассказывает Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США).

В начале января 2016 года два известных планетолога, Батыгин и Майкл Браун, объявили о том, что им удалось вычислить положение загадочной "планеты икс" – девятой планеты Солнечной системы, удаленной от Солнца на 104 миллиарда километров и примерно в 10 раз более тяжелой, чем Земля.

Благодаря огромному расстоянию до этой планеты – один оборот вокруг Солнца "планета икс", по оценкам ученых, совершает за 15 тысяч лет – мы пока не знаем, где она находится, и у нас нет никаких свидетельств ее существования, помимо странного характера движения целого ряда карликовых планет и астероидов в поясе Койпера.

Известна лишь примерная орбита этого объекта, наклоненная по отношению к плоскости вращения остальных планет на 30 градусов, и сейчас ученые соревнуются в том, кто первым успеет обнаружить ее или доказать, что находка Батыгина и Брауна не существует на самом деле.

На текущий момент поиски "планеты икс" не принесли успехов – Брауну, Батыгину и их "конкурентам" удалось лишь ограничить зону поиска этой планеты. Ряд других ученых усомнился в ее существовании, отметив, что ее наличие внесло бы нестабильности в поведение уже открытых миров в поясе Койпера, где находится эта гипотетическая гигантская планета.

Первооткрыватели этого загадочного мира решили ответить на критику, объединив и проанализировав все открытия последних лет, которые предположительно связаны с присутствием или отсутствием "планеты икс" за орбитами Плутона и Нептуна.
С одной стороны, анализ этого массива данных показывает, что вероятность существования девятого мира Солнечной системы сейчас близка к 100%. При этом, как отмечает калифорнийский планетолог, его "оппонентам" пока не удалось найти ни одного аргумента в пользу ее отсутствия.

С другой стороны, уточненные расчеты траектории ее движения неожиданно показали, что Батыгин и Браун значительно завышали массу "планеты икс", угол наклона орбиты и расстояние до нее. Оказалось, что она похожа по размерам не на миниатюрную копию Нептуна, а на увеличенную Землю.

Она должна располагаться на расстоянии в 400-500 астрономических единиц от Солнца, средних дистанций между светилом и Землей, что примерно в 1,5 раза ниже предыдущих оценок. При этом ее масса будет всего в пять раз выше, чем у нашей планеты, что на порядки меньше предыдущих прогнозов Батыгина и Брауна.

Подобные изменения, как объясняет планетолог, связаны с тем, что в 2016 году астрономы не знали о существовании ни одного объекта, большая полуось чьей орбиты была бы длиннее, чем 250 астрономических единиц. За последние годы было открыто сразу 14 подобных небесных тел, значительно изменивших представления о внутренней "архитектуре" окраин Солнечной системы.

Почти все орбиты этих далеких миров, как подчеркивает Батыгин, были бы нестабильными, если бы их движениями не управляла "планета икс", расположенная в конкретном регионе пространства и обладающая четко выверенной массой.
"Означают ли все эти изменения, что девятый мир Солнечной системы будет гораздо сложнее найти? Парадоксально, но все ровно наоборот – более близкое расстояние с лихвой перекрывает уменьшение в размерах. В результате этого "планета икс" будет на порядок ярче, чем мы думали, и ее можно будет найти при помощи "Субару" и других современных телескопов", — заключает Батыгин.
https://ria.ru/20190...1551421548.html






У звезды с «инопланетными мегаструктурами» зафиксировали аномальные сигналы

Изображение
Фото: Віщун / Wikimedia

Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли провела поиск техносигнатур (признаков развитых технологий) у звезды KIC 8462852 (звезда Табби). Некоторые специалисты подозревают, что вокруг этого светила, необычного своими апериодическими изменениями яркости, вращаются мегаструктуры, построенные инопланетной цивилизацией. Астрономы зафиксировали несколько аномальных сигналов, о которых они рассказали в препринте, опубликованном в репозитории arXiv.

Исследователи изучили 177 спектров высокого разрешения звезды Табби, полученные с помощью телескопа Automated Planet Finder в Ликской обсерватории (США) и охватывающие диапазон волн от 374 до 970 нанометров. Они искали следы лазерного излучения с мощностью более 24 мегаватта, что является нижним пределом чувствительности прибора с учетом расстояния до объекта в 1470 световых лет. Разработанный для этого алгоритм анализировал каждый спектр пиксель за пикселем, чтобы найти трудно различимые эмиссионные линии, которые могли бы возникать из-за лазеров.

Всего ученые выявили 58 сигналов-кандидатов, которые могли бы возникать из-за деятельности инопланетных цивилизаций. При дальнейшем анализе исследователи проверили, имеют ли эти сигналы иное объяснение, включая попадание на детекторы телескопа космических лучей, собственное свечение атмосферы и случайные колебания в звездном спектре. Оказалось, что все аномальные спектральные линии, скорее всего, возникли из-за естественных причин, а не из-за лазеров.

По словам ученых, несмотря на отрицательный результат, их работа закладывает основы для дальнейшего поиска инопланетных техносигнатур, связанных с лазерными технологиями. Для увеличения вероятности обнаружения инопланетных цивилизаций должны быть проанализированы спектры звезд различных типов, включая те, что похожи на Солнце.

Звезда Табби известна изменениями светимости в 2015 году. Яркость звезды падала на 22 процента через разные промежутки времени. Некоторые ученые предположили, что причиной этому может быть гигантское астроинженерное сооружение, построенное внеземной цивилизацией, например сфера Дайсона. Однако в настоящее время астрономы склоняются к версии, что аномальное поведение звезды объясняется облаком пыли или другими небесными телами природного происхождения.
https://lenta.ru/new...9/02/27/lasers/





IRIS обнаружил на Солнце новые «псевдошоки»*

Ученые обнаружили на Солнце струи в форме головастиков, вырывающиеся из регионов с интенсивными магнитными полями. Формально названные «псевдошоками», эти структуры состоят полностью из плазмы - электропроводящего материала заряженных частиц, которые составляют приблизительно 99 процентов видимой вселенной. И это открытие открывает путь к одной из самых давних загадок в астрофизике.

Изображение
Недавно обнаруженные псевдошоки на Солнце сняты космической обсерваторией Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). © Abhishek Srivastava IIT (BHU) / Joy Ng, NASA's Goddard Space Flight Center

Уже 150 лет ученые пытаются выяснить, почему тонкая верхняя атмосфера Солнца (корона) более чем в 200 раз горячее поверхности Солнца. Этот регион, протянувшийся на миллионы километров, каким-то образом нагревается и выпускает постоянно заряженные частицы, которые несутся сквозь Солнечную систему на сверхзвуковых скоростях.

Когда эти частицы приближаются к Земле, они могут наносить ущерб спутникам и космонавтам, нарушать электросвязь и даже парализовать электрические сети во время особо интенсивных выбросов. Понимание того, как корона становится такой горячей, в конечном итоге может помочь нам понять основную физику, стоящую за причиной этих возмущений.

В последние годы ученые в значительной степени обсуждают два возможных объяснения нагрева короны: нановспышки и электромагнитные волны. Теория нановспышек предполагает взрывы, похожие на взрывы бомб, которые высвобождают энергию в солнечной атмосфере. Они являются крошечными сестрами крупных солнечных вспышек и, вероятно, происходят, когда линии магнитного поля взрывоподобно соединяются, выпуская волну горячих, заряженных частиц.

Альтернативная же теория предлагает тип электромагнитных волн, называемых альфвеновскими волнами. Эти волны могут выталкивать заряженные частицы в атмосферу, как морская волна толкает перед собой катающегося на ней серфера. Теперь ученые считают, что корона может нагреваться не вследствие одного-единственного такого явления, а комбинацией таковых.

И вот теперь открытие псевдошоков выводит на поле нового игрока. В частности, они могут способствовать нагреву короны в определенное время, а именно, когда Солнце активно. Такие солнечные максимумы - наиболее активные периоды одиннадцатилетнего солнечного цикла - характеризуются увеличением числа солнечных пятен, солнечных вспышек и выбросов корональной массы.

Обнаружение же псевдошоков стало в определенном смысле совпадением. В недавнем анализе данных Interface Imaging Spectrograph (IRIS) ученые отметили уникальные удлиненные струи, которые вылетали из солнечных пятен и поднимались на 4800 километров во внутреннюю корону. Солнечные пятна - это прохладные магнитно-активные области на поверхности Солнца. Струи с толстыми головами и истонченными хвостами выглядели для исследователей как головастики, плавающие в солнечных слоях.

«Мы искали волны и всплески плазмы, но вместо этого мы заметили такие динамические псевдошоки, как отдельные плазменные струи, которые не были похожи на настоящие ударные волны, но при этом оказались достаточно энергичными, чтобы восполнить потери солнечного излучения», - говорит Абхишек Шривастава из Индийского технологического института (BHU) в Варанаси (Индия). Он является ведущим автором нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy.

Изображение
Псевдошоки в форме головастиков в белой рамке происходят из сильных магнитных областей на поверхности Солнца. © Abhishek Srivastava IIT (BHU) / Joy Ng, NASA’s Goddard Space Flight Center

Используя компьютерное моделирование, которое соответствовало событиям, исследователи обнаружили, что эти псевдошоки могут передавать достаточно энергии и плазмы, чтобы нагревать внутреннюю корону. Ученые подозревают, что псевдошоки отталкиваются магнитным переподключением - взрывной переориентацией линий магнитного поля, которая часто происходит в солнечных пятнах и вокруг них. Псевдошоки до сих пор наблюдались только на краях солнечных пятен, но исследователи считают, что они также происходят и в других областях с сильным магнитным полем.

В течение последних пяти лет IRIS наблюдал за Солнцем, сделав за это время более 10 тысяч оборотов вокруг Земли. IRIS - это телескоп, одна из нескольких космических обсерваторий NASA, которые непрерывно наблюдали за Солнцем в течение последних двух десятилетий. Вместе же они работают над тем, чтобы положить конец дебатам о нагреве короны и разгадать другие тайны Солнца.

«С самого начала научные исследования IRIS были сосредоточены на сочетании наблюдений солнечной атмосферы с высоким разрешением с цифровым моделированием, которое отслеживает фундаментальные физические процессы», - рассказал Барт Де Понтье из Лаборатории Солнца и астрофизики Lockheed Martin в Пало-Альто, Калифорния. - «Это исследование является хорошей иллюстрацией того, как такой скоординированный подход может привести к новому физическому пониманию причин динамики солнечной атмосферы».

Самый новый член гелиофизического флота NASA, солнечный зонд «Паркер» (Parker Solar Probe), может дать дополнительные подсказки для решения загадки коронального нагрева. Запущенный в 2018 году космический зонд пролетит через солнечную корону, чтобы отследить, как энергия и тепло движутся через эту область, и исследовать, что ускоряет солнечный ветер и высокоэнергетические частицы солнца. Исследования Parker Solar Probe направлены на изучение явлений, происходящих далеко над регионом, где образуются и происходят псевдошоки, и они смогут пролить свет на другие механизмы нагрева, такие как нановспышки и электромагнитные волны. Эта работа продолжит и дополнит исследования, проведенные зондом IRIS.

«Этот новый механизм нагрева можно сравнить с испытаниями Parker Solar Probe», - считает Алеида Хиггинсон, исполняющая обязанности научного сотрудника Parker Solar Probe из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, Лорел, штат Мэриленд. - «Вместе они могли бы составить исчерпывающую картину коронального нагрева».
https://kosmos-x.net...2019-02-27-5616





Магнитный Орион

Изображение
Авторы и права: НАСА, Обсерватория SOFIA, Д. Часс и др. и Европейская Южная обсерватория, М. МакКохрен и др.
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Может ли магнитное поле повлиять на процесс формирования звезд? Недавно проведенный анализ данных об области в Орионе, полученных инструментом HAWC+ на стратосферной обсерватории SOFIA показал, что иногда это возможно. HAWC+ измеряет поляризацию света в дальнем инфракрасном диапазоне, которая показывает расположение частичек пыли во внешнем магнитном поле. На картинке магнитные поля показаны изогнутыми линиями, наложенными на инфракрасное изображение туманности Ориона, полученное Очень большим телескопом в Чили. Туманность Клейнмана-Лоу в Орионе видна выше и правее центра картинки, а яркие звезды скопления Трапеция находятся ниже и левее центра. Туманность Ориона удалена от нас на 1300 световых лет и является самой близкой к Солнцу большой областью звездообразования.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459624





Установлен период пульсации Большой Медведицы

Ученым давно известно, что центральные области галактик не только ярко светятся, но и временами изменяют яркость свечения. Причины этого пока непонятны, астрономы спорят и ищут разгадку.

Сергей Сысоев

Изображение

Среди предлагаемых на сегодня объяснений — изменения в затухании света, при прохождении через пыль, изменения яркости аккреционного диска или связанных с ним областей, вспышки сверхновых в ядерных областях галактик и даже гравитационное линзирование.

Для устранения этих неопределенностей необходимы дополнительные исследования изменчивости центров галактик. Одно из таких исследований было проведено группой астрономов под руководством Даниэля Киноха из Даремского университета, США, с использованием различных наземных телескопов. Исследователи провели оптическое фотометрическое и спектроскопическое изучение галактики SDSS J2232−0806, также известной как Большая Медведица (Big Dipper).

Галактика находится в 4.5 миллиардах световых лет от нас, имеет красное смещение 0.276 и ядро с переменной светимостью.

Астрономы проанализировали 11 спектров галактики, полученных к сегодняшнему дню в оптическом диапазоне, и продолжают работу над сбором данных в других диапазонах — инфракрасном, ультрафиолетовом и рентгеновском.

Выяснилось, что SDSS J2232−0806, вероятно, разгорается периодически. Галактика была яркой, когда ее впервые смогли рассмотреть в конце 1980-х годов, была очень тусклой в 2000 году, еще один провал произошел между 2005 и 2007 годами. Предположительно, период пульсации составляет около четырех лет.

Это, видимо, означает, что на наблюдаемую яркость не влияют какие-то факторы, случающиеся на пути света к нам. С учетом расстояния до галактики, таких факторов могло бы быть немало, но их влияние не прослеживается.

Из этого следует, что изменение светимости галактики обусловлено какими-то внутренними причинами. Какими именно — когда-то ученые расскажут и об этом.

Подробности можно узнать из статьи, опубликованной в архиве препринтов arXiv.org.
https://www.popmech....shoy-medvedicy/




Физики провели новый эксперимент по изучению структуры атомного ядра

Изображение

Международный коллектив учёных при участии группы физиков НИИЯФ МГУ провели в лаборатории Томаса Джефферсона (JLAB) новый эксперимент по изучению структуры атомного ядра. Исследователи наблюдали прямое выбивание электронами из ядер протонов и нейтронов, а также определяли импульс, которым выбиваемый нуклон обладал в ядре. Эксперимент показал, что высокоимпульсные нуклоны образуют в ядре коррелированные протон-нейтронные пары. Такой результат не укладывается в традиционные представления оболочечной модели ядра. Исследование опубликовано 20 февраля в престижном научном журнале Nature.

Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Протон и нейтрон имеют практически одинаковую массу (mp = 938,3 МэВ,mn = 939,6 МэВ), но различаются величиной электрического заряда. Протон заряжен положительно Qp = |Qe|, а нейтрон не имеет электрического заряда. Ядерное взаимодействие не зависит от электрического заряда частицы, поэтому эти две частицы объединены одним словом ‒ нуклон. При этом обычно предполагается, что свойства протонов и нейтронов в ядре совпадают со свойствами свободных протонов.

Однако исследования последних десятилетий в области ядерной физики опровергают этот тезис. Так, свободный протон является стабильной частицей, его время жизни больше 1033 лет. Эта величина на много порядков превосходит время существования Вселенной, и все попытки обнаружить распад протона до сих пор оказались безуспешными. Нейтрон же ‒ частица нестабильная. Время его жизни вне атомного ядра составляет лишь 880,0 ± 0,9 секунд (чуть меньше четверти часа).

Различия в свойствах протонов и нейтронов обусловлены их кварковым составом. Учитывать кварковую структуру нуклонов необходимо также и при описании свойств атомных ядер: протоны и нейтроны, находящиеся на внутренних оболочках атомных ядер, имеют достаточно высокую энергию и сближаются так, что начинает сказываться их внутренняя структура.

Для более детального описания атомных ядер необходимо учитывать кварковую структуру нуклонов, образующих атомное ядро. Для изучения структуры атомных ядер в JLAB была организована коллаборация CLAS, в которую входит 43 организации из 9 стран мира. От России в коллаборации участвуют сотрудники НИИЯФ МГУ и ИТЭФ.

Новый эксперимент по изучению структуры атомного ядра выполнен в лаборатории Томаса Джефферсона (США) при участии группы физиков НИИЯФ МГУ. «В эксперименте наблюдалось прямое выбивание электронами из ядер не только протонов, но и нейтронов, и определялся импульс, которым выбиваемый нуклон обладал в ядре. Было показано, что, например, в ядре свинца, в котором число нейтронов (126) в полтора раза превышает число протонов (82), высокоимпульсных протонов и нейтронов одинаковое количество, как и в ядре углерода (6 протонов и 6 нейтронов). При этом низкоимпульсных нейтронов в ядре свинца, как и следовало ожидать, в полтора раза больше, чем протонов, а в ядре углерода их поровну, — пишет один из авторов исследования, главный научный сотрудник НИИЯФ МГУ, заведующий кафедрой общей ядерной физики МГУ Борис Ишханов. — Это означает, что высокоимпульсные нуклоны образуют в ядре коррелированные протон-нейтронные пары. Данный результат, не укладывающийся в рамки традиционных представлений оболочечной модели ядра, меняет наши представления о внутренней области ядер и стимулирует исследования влияния кварковой структуры нуклонов на ядерные свойства».


Существующие модели атомного ядра несовершенны

Атомное ядро ‒ это сложная связанная система протонов и нейтронов, которую невозможно описать простой формулой. Поэтому создаются модели атомных ядер, которые описывают их основные свойства. Одной из первых моделей атомного ядра была капельная модель, развитая в работах Бете и Вайцзеккера, которая успешно описала энергию связи ядра. В этой модели атомное ядро, состоящее из Zпротонов и Nнейтронов, уподоблялось капельке жидкости. В этой модели учитывались следующие факторы: взаимное притяжение между всеми протонами и нейтронами; кулоновское расталкивание между протонами; нахождение части нуклонов на поверхности ядра, что ослабляет их связь; одинаковое число протонов и нейтронов, образующих наиболее связанные ядра; дополнительное связывание в пары частиц одного типа ‒ протоны или нейтроны, но это уже следовало не из свойств жидкой капли, а наблюдалось в экспериментах.

Такая относительно простая модель смогла описать экспериментально измеренные энергии связи ядер с точностью в несколько процентов. Однако по мере расширения знаний об атомных ядрах оказалось, что эта модель не может адекватно описать квантовые характеристики ядер, их возбужденные состояния.

На смену капельной пришла другая модель ‒ оболочечная модель ядра. В этой модели протоны и нейтроны совместно создают квантовую потенциальную яму, в которой частицы размещаются в отдельных состояниях в соответствии принципом Паули. Появление такой модели было достаточно неожиданным, так как к этому времени было установлено, что размеры протона и нейтрона ≈ 0,8 Ферми (1 Ферми = 10‒13 см) и они довольно плотно упакованы в ядре. Расстояние между нуклонами в ядре всего лишь в 3-4 раза превышают их размер. Непонятно, как при этом нуклоны могли двигаться по устойчивым орбитам подобно планетам вокруг Солнца. Ввиду своих недостатков, учёные рассматривают оболочечную модель как полуэмпирическую схему, позволяющую понять некоторые закономерности в структуре ядер, но не способной последовательно количественно описать свойства ядра.


Законы мира квантовых частиц

Квантовый мир отличается от классического, описываемого законами Ньютона и Кеплера. Квантовые частицы подчиняются другим законам. В частности, в силу неопределенности Гайзенберга они не двигаются по каким-то траекториям, а имеют определенные квантовые числа, в соответствии с которыми они создают квантовые объекты. Все объекты квантового мира можно было построить из трех элементарных частиц ‒ протона, нейтрона и электрона.

С появлением ускорителей мир частиц увеличился до нескольких сотен частиц. Стало известно, что протоны и нейтроны не являются элементарными частицами, а состоят из кварков двух типов u и d. Эти кварки имеют примерно одинаковые массы, но различаются величинами электрического заряда. Заряд u-кварка равен +2/3|Qe|, а заряд d-кварка равен ‒1/3|Qe|.

Впервые были обнаружены частицы, имеющие дробный электрический заряд. До сих пор удавалось получать частицы в свободном состоянии и исследовать их свойства. Кварки никакими усилиями не удавалось выбить из протона и нейтрона. Это было связано со свойствами сил, связывающих частицы. Обычно силы взаимодействия между частицами уменьшаются при увеличении расстояния между ними. Кварки внутри протонов и нейтронов связываются глюонами. И притяжение между кварками увеличивается при увеличении расстояние между кварками. Это явление называется конфайнментом (пленение).

В экспериментах, выполненных в JLAB(США), для изучения внутренней структуры протона и нейтрона использовалось рассеяние ускоренных до нескольких ГэВ электронов на протонах и нейтронах, входящих в состав различных ядер C, Al, Fe, Pb. В результате этих экспериментов было показано, что при описании свойств атомных ядер необходимо учитывать кварковую структуру протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны, находящиеся на внутренних оболочках атомных ядер, имеют достаточно высокую энергию и сближаются так, что начинает сказываться их внутренняя структура.

Исследование коллаборации CLAS, опубликованное в Nature, расширяет представление о влиянии кварковой структуры на взаимодействие нуклонов и устройство атомного ядра.

Пресс-служба МГУ
https://scientificru...-atomnogo-yadra





Телескоп ALMA запечатлел «крики» новорожденной звезды

Дмитрий Мушинский

Изображение

Астрономы раскрыли загадочное происхождение двух разных газовых потоков от новорожденной звезды. Используя массив телескопов ALMA, они обнаружили, что медленный отток и высокоскоростная струя из протозвезды имеют смещенные оси, и что первый из них начал выбрасываться раньше, чем второй. Происхождение этих двух потоков было загадкой, но эти наблюдения дают явные признаки того, что эти два потока были запущены из разных частей диска вокруг протозвезды.

Звезды во Вселенной имеют широкий диапазон масс, от сотен раз больше массы Солнца до менее одной десятой массы Солнца. Чтобы понять происхождение этого разнообразия, астрономы изучают процесс образования звезд, то есть скопление космического газа и пыли.

Новорожденные звезды собирают газ с помощью гравитационного притяжения, однако некоторые материалы выбрасываются протозвездами. Этот выброшенный материал формирует звездный «крик», что может помочь в понимании процессов накопления массы.

Юко Мацусита, аспирант Университета Кюсю и ее команда, использовала ALMA, чтобы наблюдать детальную структуру «родового клича» от «звезды-ребенка» MMS5/OMC-3, и обнаружила два различных газовых потока: медленный отток и быструю струю. Было несколько примеров с двумя потоками, замеченными в радиоволнах, но MMS5/OMC-3 является исключительным.

«Измеряя доплеровское смещение радиоволн, мы можем оценить скорость и время жизни газовых потоков», — сказал Мацусита, ведущий автор исследовательской работы, опубликованной в Astrophysical Journal. «Мы обнаружили, что струя и выброс были начались 500 и 1300 лет назад соответственно. Эти газовые потоки довольно молоды».

Что еще более интересно, команда ученых обнаружила, что оси двух потоков смещены на 17 градусов. Ось потоков может меняться в течение длительных периодов времени из-за прецессии центральной звезды. Но в этом случае, учитывая крайнюю молодость газовых потоков, исследователи пришли к выводу, что рассогласование связано не с прецессией, а с процессом запуска.

Существуют две конкурирующие модели для механизма формирования протозвездных оттоков и струй. Некоторые исследователи предполагают, что два потока формируются независимо в разных частях газового диска вокруг центральной «звезды-ребенка», в то время как другие предполагают, что сначала образуется коллоидная струя, а затем она захватывает окружающий материал, образуя более медленные потоки. Несмотря на обширные исследования, астрономы еще не достигли окончательного ответа в этом вопросе.

«Наблюдение хорошо соответствует результату моего моделирования», — сказал Масахиро Мачида, профессор Университета Кюсю. Десять лет назад он выполнил новаторские симуляции, используя суперкомпьютер, управляемый Национальной астрономической обсерваторией Японии. При моделировании широкоугольный поток выбрасывается из внешней области газообразного диска вокруг протозвезды, в то время как коллимированная струя запускается независимо от внутренней области диска. «Наблюдаемое смещение между двумя газовыми потоками может указывать на то, что диск вокруг протозвезды деформирован».

«Высокая чувствительность ALMA и высокое угловое разрешение позволят нам находить все больше и больше молодых, энергичных систем истечения и струи, таких как MMS 5/OMC-3», — сказал Сатоко Такахаши, астроном Национальной астрономической обсерватории Японии, соавтор статьи. «Они дадют подсказки для понимания движущих механизмов выбросов и струй. Более того, изучение таких объектов также расскажет нам о том, как процессы аккреции и выброса массы работают на самой ранней стадии звездообразования».
https://rwspace.ru/n...noj-zvezdy.html





оффтоп

«Великое стратиграфическое несогласие» возникло из-за ледниковой эрозии в неопротерозое

Изображение
Рис. 1. «Великое несогласие» в Большом каньоне — резкая граница между сланцами Вишну (Vishnu Basement Rocks, возраст около 1700 млн лет) и песчаниками Тапитс (Tapeats Sandstone, возраст около 550 млн лет). Фото с сайта lpi.usra.edu

«Великое стратиграфическое несогласие» — длительный перерыв в осадконакоплении, который прослеживается в отложениях конца докембрия во многих частях планеты. На значительных территориях из геологической летописи были вычеркнуты сотни миллионов лет. Насчет причин, приведших к появлению этого геохронологического разрыва, консенсуса среди ученых не было. Недавно в журнале PNAS вышла статья американских геологов, которые, основываясь на данных о содержании изотопов гафния и кислорода в древних цирконах и количестве известных древних метеоритных кратеров, обосновывают ледниковую гипотезу его образования. Ученые считают, что значительная часть континентальной земной коры на рубеже протерозоя и фанерозоя была срезана во время серии крупных оледенений и затем захоронена за счет субдукции.

Абсолютный возраст горной породы можно определить при помощи изотопных методов датирования. Они основываются на законе радиоактивного распада, из которого, зная время полураспада нестабильного изотопа и его исходную концентрацию в минерале, можно рассчитать возраст образца этого минерала. Чаще всего используется распад 235U в 207Pb, для оценки количества продуктов которого обычно анализируют циркон — распространенный минерал магматических горных пород, очень устойчивый к разрушению. Именно на основе анализа цирконов построена международная геохронологическая шкала и установлены самые древние датировки океанической и континентальной коры.

Эти два типа земной коры различаются по своему составу и строению. Океаническая кора сравнительно тонкая, до 10 километров, а из-за постоянного переплавления в зонах субдукции, где океанические плиты подминаются под континентальные, ее возраст ограничен сверху, так что в масштабе возраста Земли океаническая кора молодая (R. Granot, 2016. Palaeozoic oceanic crust preserved beneath the eastern Mediterranean). У нее слоистая структура: сверху океанические осадки, под ними базальтовые лавы, ниже располагаются параллельные дайки габбро и перидотиты.

Континентальная кора — более толстая (до 70 км) и древняя (датировка гнейсов Акаста (см. Acasta Gneiss) в Гренландии дает возраст 4,1 млрд лет). У нее тоже слоистая структура, но не такая, как у океанической коры: осадочные породы залегают на магматических или метаморфических породах кристаллического фундамента (гнейсах и гранитах). Контакт между ними не обязательно должен быть резким — по мере погружения осадки перекристаллизуются и испытывают частичное плавление (метаморфизуются), поэтому граница «осадки — фундамент» постепенно размывается.

Однако довольно часто бывает так, что осадочные породы континентальной коры, накопившиеся за последние полмиллиарда лет, залегают на более древних породах не с плавным переходом, а с резким разрывом (в среднем потерялось около 0,9 млрд лет). Эту границу называют «Великим несогласием» (термин применяется, в основном, американскими геологами, см. Great Unconformity). Обычно из-за своей древности она находится на большой глубине и недоступна для прямого изучения, но некоторые формы рельефа дают возможность наблюдать его на поверхности. Хороший пример — Большого каньон (рис. 1), где есть резкая граница между сланцами Вишну (палеопротерозой, возраст около 1700 млн лет) и песчаниками Тапитс (кембрий, возраст около 550 млн лет).

Такое соседство кембрийских осадочных горных пород, «несогласно» залегающих на сильно более старом докембрийском фундаменте, было впервые отмечено геологом Чарльзом Уолкоттом (C. Walcott, 1914. Cambrian Geology and Paleontology). Он предположил, что наблюдает глобальный перерыв в континентальной эрозии и осадконакоплении, названный им липалианским (от греческого слова λείπει — «исчезнувший»). Первая работа по изотопному датированию пород была опубликована в 1907 году — в то время этот метод еще не был распространен, поэтому Уолкотт пользовался относительной геохронологической шкалой, построенной на окаменелостях, встречающихся в различных слоях. Она могла помочь определить, какая из пород образовалась раньше или позже, но ничего не говорила об их абсолютном возрасте.

По его гипотезе от этого времени могли сохраниться лишь глубинные океанские осадки и любую докембрийскую фауну следовало искать именно в них — на океанском дне возрастом в миллиард лет. Как уже говорилось выше, из-за субдукции у нас нет шансов найти настолько древние породы океанической коры на поверхности планеты, максимум — 340 млн лет, но Уолкотт ничего не знал про спрединг и субдукцию (эта концепция оформилась лишь к концу 1960-х годов). В более поздних исследованиях в разных частях планеты, естественно, обнаружились непрерывные геологические разрезы с плавным переходом от докембрия к кембрию, однако это не отменяет того, что «несогласие» наблюдается на значительных площадях, особенно в Северной Америке. В недавней статье, вышедшей в конце января в журнале PNAS, международная группа ученых во главе с К. Брэнином Келлером (C. Brenhin Keller) из Калифорнийского университета в Беркли попыталась разобраться с загадкой «Великого несогласия».

Современные оценки масштабов «Великого несогласия» впервые были даны Александром Роновым с соавторами (A. Ronov et al., 1980. Quantitative analysis of Phanerozoic sedimentation): они оценили количество сохранившихся осадков за последние 1,6 млрд лет, основываясь на данных геологического картирования и известных мощностях слоев осадочных пород. Для Северной Америки (Лаврентии) более точная (по сравнению с данными Ронова) информация накоплена в геологической базе данных Macrostrat. По этим данным (рис. 2) на границе протерозоя с фанерозоем количество сохранившегося осадочного материала подскакивает с примерно 0,2 км3/год до примерно 1 км3/год. Это может объясняться двумя главными гипотезами: «конструктивной» (ускорение осадконакопления в фанерозое) и «деструктивной» (протерозойские породы были разрушены и не сохранились).

Изображение
Рис. 2. Сохранившиеся древние осадочные породы (в км3/год) на всей планете по данным статьи А. Ронова (черная линия) и в Северной Америке на основе базы данных Macrostrat (синяя линия). Можно видеть, что резкую разницу между фанерозоем и протерозоем (они разделены вертикальным пунктиром), но внутри каждого эона показатели примерно одинаковые. Цветами показаны геологические эры, справа налево: желтый — кайнозой, бирюзовый — мезозой, зеленый — палеозой, янтарный — нео-протерозой, морковный — мезо-протерозой, малиновый — палео-протерозой. График из обсуждаемой статьи в PNAS

Логично предположить, что за счет постепенного разрушения (например, под действием эрозии) количество сохранившихся континентальных осадков (в мире и, в частности, в Северной Америке) будет убывать экспоненциально с возрастом (см., например, B. Gregor, 1970. Denudation of the continents). Однако этого не происходит: объемы осадков накапливались почти с постоянной скоростью в протерозое и фанерозое, хотя для каждого эона скорость, конечно же, своя (см. рис. 2). Исходя из этого можно предположить очень малое влияние эрозии на сохранность эпикратонных (накапливавшихся в районах древних морей, расположенных на земной коре континентального типа) морских осадков.

Если принять «деструктивную» гипотезу и считать, что резкий скачок в количестве сохранившегося осадочного материала — это просто контраст между очень быстрой скоростью разрушения осадков до кембрия и медленной в более новые геологические эпохи, то из этого следует, что 80% протерозойских осадков (мощность которых должна была бы составлять около 14 км) не дошли до наших дней (J. Husson, S. Peters, 2018. Nature of the sedimentary rock record and its implications for Earth system evolution). Чисто «конструктивная» гипотеза требует не менее фантастических условий — пятикратного возрастания потока осадочного материала и площади континентальной коры для его накопления в фанерозое. То есть в чистом виде ни одно из объяснений не годится. В целом, «Великое несогласие» больше напоминает результат разрушения, так как накапливающиеся на поверхности осадочные породы залегают прямо на глубинных породах кристаллического фундамента (рис. 3).

Изображение
Рис. 3. Кембрийские кварциты (бывшие песчаники, накопленные в морских прибрежных условиях), залегающие на мезопротерозойских (возраст около 1,35 млрд лет) гранитах (образовались на глубине 10–15 км), в одном из отрогов гор Сан-Хуан, штат Колорадо. Отсутствует около 0,9 млрд лет геологической летописи (примерно треть номинальной толщины коры на тот момент). Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS

И при «конструктивном», и при «деструктивном» сценариях глобальный поток осадков за счет тектонических процессов сохраняется постоянным на протяжении фанерозоя. Основываясь на рис. 1, можно предположить, что объем разрушенного осадочного материала составил около 109 км3, который был вынесен с континентов в океанские впадины. Этот процесс происходил либо медленно (на протяжении всего протерозоя), из-за уменьшения возможностей для накопления на континентах («конструктивная» модель), либо быстро, за счет ускорившейся эрозии на рубеже протерозоя-фанерозоя («деструктивная» модель).

До теории литосферных плит в геологии господствовала теория геосинклиналей, объяснявшая глобальную тектонику циклическими вертикальными подъемами и опусканиями участков земной коры. Исходя из геосинклинальной концепции, предполагалось, что потерянные кубические километры находятся в настоящее время под океанским дном и недоступны для изучения. Их отсутствие по результатам бурения, а также крайне молодой возраст океанической коры в свое время стали существенными аргументами в пользу наличия спрединга, субдукции и тектоники плит (R. Dietz, 1961. Continent and ocean basin evolution by spreading of the sea floor). В принятой в настоящее время модели океанические осадки уходят в мантию при субдукции со скоростью примерно 1,65 км3/год (P. Clift et al., 2009. Crustal redistribution, crust–mantle recycling and Phanerozoic evolution of the continental crust). За счет своей малой плотности и состава субдуцированный осадок очень часто становится частью островодужных магм, в которых можно обнаружить характерные геохимические или изотопные маркеры.

Одним из таких изотопных маркеров является радиогенный гафний 176Hf, образующийся за счет бета-распада лютеция 176Lu. Так как лютеций, из-за своих химических свойств (размер атома и возможные заряды), лучше накапливается в мантии чем гафний (177Hf), то со временем в мантии увеличивается концентрация радиогенного 176Hf (более высокое отношение 176Hf/177Hf, чем в коре). Традиционно, в геохимии эти значения приводятся в виде нормированного соотношения εHf = [(176Hf/177Hf)в образце/(176Hf/177Hf)CHUR − 1]×104. Аббревиатура CHUR — сокращение от Chondritic Uniform Reservoir (хондритный универсальный резервуар); можно считать, что это соотношение данных изотопов в хондритах типа CI (A. Bouvier et al., 2008. The Lu–Hf and Sm–Nd isotopic composition of CHUR: Constraints from unequilibrated chondrites and implications for the bulk composition of terrestrial planets). Распространенный и очень устойчивый к разрушению минерал циркон (ZrSiO4) кристаллизуется с очень низким Lu/Hf отношением (так как исходно было очень мало лютеция и поэтому примесь радиогенного гафния, захваченного при кристаллизации-минимальна), и датирование уран-свинцовым методом дает возможность оценить исходное изотопное соотношение гафния при формировании кристалла. Циркон очень часто кристаллизуется в магмах, наследующих геохимические маркеры древних осадков, делая этот минерал носителем информации об уже исчезнувшем с поверхности планеты веществе.

Масштабное разрушение континентальной коры привело бы к накоплению большего количества осадков в океанских впадинах и, соответственно, к захоронению большего их количества при субдукции. Такой поток корового вещества в мантию привел бы к возникновению отрицательной Hf-аномалии в образующихся цирконах, так что εHf коррелировала бы с толщиной слоя осадков в океанских впадинах. Для оценки глобальной эволюции εHf за последние 4,4 млрд лет в обсуждаемой работе был изучен набор изотопных данных по 29 523 кристаллам циркона (U–Pb возраст, концентрация изотопов Hf и/или кислорода).

Изображение
Рис. 4. A — значение εHf в цирконах из выборки (отрицательная аномалия, совпадающая по возрасту с оледенениями); B — δ18O в цирконах (положительная аномалия, совпадающая с оледенениями); C — ковариация εHf — δ18O; D — произведение ковариации и второй производной εHf — δ18O; E — количество коры континентального типа, покрытое морями. Пунктирами отмечены древние оледенения: синий — Стуртское оледенение, красный — Марино, желтый — Гаскье, фиолетовые — более древние оледенения (Гуронское (Makganyene), около 2,4 млрд лет назад, и Риетфонтейн (Rietfontein), около 2,2 млрд лет). По горизонтальной оси отмечено время (в млрд лет назад), а цветами указаны геологические эры (как на рис. 2). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Среднее изотопное соотношение εHf на протяжении земной истории держится около нуля (как и у хондритов CI) с периодическими колебаниями длительностью 500–700 млн лет (рис. 4, T. Iizuka et al., 2017. What Hf isotopes in zircon tell us about crust–mantle evolution), традиционно считающимися атрибутами суперконтинентального цикла (распад-сборка суперконтинентов, цикл Уилсона). Однако если посмотреть внимательно на рис. 4, А, то видно, что все колебания заметно меньше одной отрицательной аномалии, начинающейся в раннем криогении (700 млн лет назад) и продолжающейся до палеозоя.

Объяснение этой аномалии — активная переработка материала континентальной коры. Это может происходить несколькими путями, из которых авторы обсуждаемой работы остановились на двух наиболее подходящих. Первый вариант — выплавка новых магм с участием древнего корового материала происходит на границе коры и мантии за счет подъема глубинных горячих потоков: своеобразное плавление снизу. Измеряя соотношение изотопов кислорода в минералах этих новых магм, мы получим значения, характерные для неизмененной усредненной континентальной коры того времени.

Второй вариант — плавилось субдуцированное коровое вещество, длительное время перед этим подвергавшееся воздействию холодных водных растворов (то есть выветриванию и разрушению). Тогда должна появиться положительная аномалия по изотопам кислорода. Это происходит из-за фракционирования изотопов кислорода в системе «вода — порода», в результате которого порода при низких температурах обогащается более тяжелым изотопом кислорода (подробно об этом нетривиальном процессе можно прочитать в книгах Г. Фора «Основы изотопной геологии» и C. Allegre Isotope Geology).

Именно второй случай мы видим на рис. 4, В: аномалии εHf соответствует аномалия δ18O. То есть, попавший в зону субдукции осадочный материал до этого подвергся приповерхностным изменениям. Ковариация этих двух величин (рис. 4, С) будет примерно отражать относительную скорость процесса: у ее графика будет положительный наклон (рис. 3, D), если переработка корового материала ускоряется, и отрицательный, если она замедляется. Максимальные отклонения от нулевых значений в районе возникновения «Великого несогласия» на границе протерозоя и фанерозоя интерпретируются, как резко возросший темп переплавки древнего корового материала в новые магмы в позднем неопротерозое с замедлением процесса в фанерозое.

Несмотря на хорошее совпадение датировок, объем эродированного материала для возникновения «Великого несогласия» по такому сценарию должен быть очень значительным. Используя достаточно консервативные оценки для средних коровых и мантийных значений εHf того времени, авторы оценивают объем задействованного вещества в 2,4×108 км3, что примерно соответствует слою толщиной 1,6 км (если «размазать» его по всей доступной на тот момент континентальной поверхности). А если учитывать, что лишь малая часть гафния из погрузившихся осадков попадает в итоговые базальтовые расплавы из-за его химических свойств (в основном, атомного радиуса, см. M. Perfit et al., 1980. Chemical characteristics of island-arc basalts: Implications for mantle sources), то можно предположить, что эти объемы еще в два раза больше (соответственно, толщина слоя должна быть 3,2 км или даже больше).

Стратиграфические несогласия, связанные с разрушением горных пород и последующим накоплением новых на их месте, достаточно распространены и обычно объясняются подъемом и опусканием изучаемого блока земной поверхности. В целом, такое объяснение можно было бы со скрипом применить и к некоторым отдельным проявлениям «Великого несогласия» (K. Karlstrom, J. Timmons, 2012. Many unconformities make one "Great Unconformity’), но такой подход не помогает в интерпретации поразительного сходства всех этих несогласий и скачка в темпах переработки корового материала, наблюдаемого по изотопным данным. В свою очередь, неопротерозойское оледенение (известное как гипотеза «Земля-снежок») и связанное с ним разрушение горных пород ледниками (W. White, 1973. Deep erosion by infracambrian ice sheets) является простым и эффективным механизмом, который мог бы объяснить все особенности формирования «Великого несогласия».

Ледники обладают совершенно уникальной деструктивной силой (достаточно взглянуть на карту Канады с полосками ледниковых озер или норвежские фьорды). Крупные ледяные щиты не только срезают горные породы в своем основании, но и влияют на глобальную эрозию за счет понижения уровня моря в ледниковую эпоху (увеличивая площадь континентов и ускоряя их разрушение). Хорошо исследованы три неопротерозойских оледенения: Стертское (717–660 млн лет), Марино (641–635 млн лет) и Гаскье (около 580 млн назад). Первые два были глобальными (P. Hoffman, Z. Li, 2009. A palaeogeographic context for Neoproterozoic glaciation), то есть Земля была практически целиком покрыта ледяным щитом, а оледенение Гаскье было крупным, но все же локальным (экваториальные и тропические широты были свободны ото льда). Толщину ледяного щита в этих оледенениях, естественно, можно только оценивать (считается, что она колебалась между от 0 до 6 км). Разные модели дают разные оценки падения уровня Мирового океана (относительно уровня того времени), но можно с большой уверенностью предполагать, что уровень упал на несколько сотен метров и что обнажились обширные площади континентальных окраин (Y. Liu, W. Peltier, 2013. Sea level variations during snowball Earth formation: 1. A preliminary analysis), а это сильно ускорило разрушение континентальных горных пород.

В зависимости от разных факторов (состава пород, скорости движения ледника и т. д.) современные ледники разрушают горные породы со скоростью 0,01–100 мм/год (B. Hallet et al., 1996. Rates of erosion and sediment evacuation by glaciers: A review of field data and their implications). Логично предположить, что за последний миллиард лет в этом процессе вряд ли могло что-то поменяться: породы остаются породами, а лед — льдом. Так что даже если взять толщину слоя пород 4 км (это больше, чем получается по приведенным выше оценкам), а скорость ледниковой эрозии — близи нижней границы современных значений (0,0625 мм/год, это на два порядка меньше, чем оценки для современного Гренландского ледяного щита, см.T. Cowton et al., 2012. Rapid erosion beneath the Greenland ice sheet), то несложно прикинуть, что разрушение займет 64 миллиона лет — столько и длилось неопротерозойское оледенение. Вводя поправки на неравномерную толщину ледяного покрова и вариацию скоростей эрозии, мы все равно остаемся в пределах времени этого оледенения.

Для прямой оценки интенсивности разрушения древней коры этими ледниками авторы использовали данные по сохранности метеоритных кратеров. Метеоритные кратеры — отличные индикаторы эрозии: они (с определенного момента времени) более-менее равномерно распределены во времени (хотя на этот счет есть и другие данные, см. Интенсивность метеоритной бомбардировки Земли резко возросла в конце палеозоя, «Элементы», 31.01.2019) и достаточно плоские, а значит эффективно «стираются» ледниками без следа. Глобальное оледенение, таким образом, должно было значительно сократить количество предшествовавших ему метеоритных кратеров.

На рис. 5, А приведена диаграмма возрастного распределения всех известных кратеров. Если в случае небольших (менее 10 км) кратеров их количество напрямую соотносится с известными обнажениями пород того времени (что есть на поверхности — то и нашли), то Стертскому оледенению предшествуют всего лишь два суперкратера — Садбери и Вредефорт, потерявшие с момента своего появления, соответственно, 4,2–5,8 км и 8–11 км глубины (F. Molnar et al., 2001. Multiple hydrothermal processes in footwall units of the North Range, Sudbury Igneous Complex, Canada, and implications for the genesis of vein-type Cu-Ni-PGE deposits; R. Gibson et al., 1998. Thermal-metamorphic signature of an impact event in the Vredefort dome, South Africa). Особенно хорошо ледниковое разрушение кратеров заметно на рис. 5, В — на нем нанесена расчетная скорость возникновения кратеров разного размера на определенной площади. Мелкие кратеры доледникового возраста до нас не дошли в принципе, а количество более крупных снижается по мере удаления в «ледниковые периоды». Подобная качественная оценка подтверждает наличие оледенения и сходится с расчетными масштабами эрозии.

Изображение
Рис. 5. А — количество известных метеоритных кратеров разного размера, B — нормированное количество кратеров разного размера на единицу площади (108 км2) за единицу времени (108 лет). Пунктирами отмечены оледенения, цветами на горизонтальной оси — геологические эры (как на рис. 2 и 4). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Самым важным итогом оледенения, по мнению авторов, стало его влияние на рельеф планеты на протяжении всего фанерозоя. Уменьшение толщины континентальной коры во время подобных событий делает рельеф более плоским, повышает уровень моря и усиливает накопление морских осадков — в частности, из-за того, что увеличивается площадь поверхности, на которой может идти накопление. Хотя этот процесс может немного компенсироваться подъемом коры после отступления ледника, глобально в послеледниковые эпохи наблюдается значительно большая мощность морских осадков (J. Husson, S. Peters, 2017. Atmospheric oxygenation driven by unsteady growth of the continental sedimentary reservoir).

Изображение
Рис. 6. Ледниковый щит Висконсинского оледенения (по состоянию на 18 тысяч лет назад, толщина показана интенсивностью синего цвета) и «Великое несогласие» по его краям (речь идет о современных выходах докембрийских пород, показанных серым). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Чтобы оценить количество новообразованных осадков, авторы построили одномерную модель поверхности континента с учетом эрозии, вертикальных движений коры и скорости осадконакопления для последних 800 млн лет. Для двух вариантов (первый — толщина подвергшегося эрозии слоя 3,4 км, поток осадков взят из базы данных Macrostrat, второй — эрозия 4,2 км, поток осадков 0,9 км3/год) результаты получившегося колебания уровня моря оказались удивительно совпадающими с реально наблюдаемыми по геологическим отложениям: сразу после оледенения количество покрытой морем континентальной коры возрастает, а потом уменьшается до современных значений.

Таким образом, ученые предполагают, что неопротерозойское оледенение в значительной степени (а не чисто тектонические причины) ответственно за увеличение площади континентов в фанерозое. Изотопы гафния и кислорода в их модели служат геохимическими свидетельствами этого события, а данные по глобальному осадконакоплению и сохранности метеоритных кратеров позволяют оценить приблизительные масштабы события. Характер накопления осадков в фанерозое наилучшим образом, по мнению авторов обсуждаемой работы, объясняется сносом значительного слоя континентальной коры в океан. Приведенных аргументы служат серьезным доказательством того, что «Великое несогласие» — результат глобального оледенения (или серии из нескольких оледенений).

Источник: C. Brenhin Keller, Jon M. Husson, Ross N. Mitchell, William F. Bottke, Thomas M. Gernon, Patrick Boehnke, Elizabeth A. Bell, Nicholas L. Swanson-Hysell, and Shanan E. Peters. Neoproterozoic glacial origin of the Great Unconformity // PNAS. 2018. V. 116 (4). P. 1136–1145/ DOI: 10.1073/pnas.1804350116.

Кирилл Власов
https://elementy.ru/...v_neoproterozoe

#1430 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 01 Март 2019 - 08:42

В «царстве» Плутона оказалось неожиданно мало небольших объектов

Изображение

В далеком «царстве» Плутона оказалось неожиданно мало объектов небольших размеров, указывается в новом исследовании.

Исследователи обратили внимание на нехватку кратеров небольших размеров на поверхности Плутона и его крупнейшего спутника Харона – что указывает на недостаток объектов-импакторов в поясе Койпера - кольце из ледяных тел, расположенном за пределами орбиты Нептуна – по сравнению с ожидаемым количеством.

Эта информация, в свою очередь, свидетельствует о том, что столкновения в поясе Койпера происходят реже, чем ожидалось и что многие объекты пояса Койпера могли сохраниться в первозданном виде со времен формирования Солнечной системы, сообщают члены научного коллектива.

Эти исследователи – возглавляемые Келси Сингер (Kelsi Singer) из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, США – изучили фотоснимки, сделанные при помощи космического аппарата НАСА New Horizons («Новые горизонты») во время его исторического пролета мимо Плутона, состоявшегося в июле 2015 г.

Они посчитали число кратеров как на поверхности Плутона, так и на поверхности его крупнейшего спутника Харона, а также охарактеризовали эти воронки. Особое внимание исследователи уделили древним равнинам на поверхности Харона, называемым равнинами Вулкан. В этой области ударные воронки остались неизменными со времен их формирования и хорошо различимы в настоящее время. Проанализировав снимки, команда смогла установить зависимость между размером объекта-импактора и частотой столкновений с поверхностью Харона для небольших объектов пояса Койпера – объектов, которые являются слишком тусклыми, чтобы их можно было разглядеть с поверхности Земли.

В ходе анализа Сингер и ее коллеги обнаружили неожиданно мало кратеров диаметром менее 13 километров. Согласно авторам работы, это указывает на относительную малочисленность объектов пояса Койпера размером от 1 до 2 километров.

Исследование опубликовано в журнале Science.
https://www.astronew...=20190301072632






OSIRIS-REx показал поверхность астероида Бенну крупным планом

Изображение
NASA/Goddard/University of Arizona

Аппарат OSIRIS-REx прислал новый снимок, на котором крупным планом показан участок поверхности астероида Бенну, усеянный валунами. В настоящее время команда миссии готовится начать картографирование поверхности Бенну и отбор кандидатов в место забора грунта, который должен состоятся летом 2020 года, сообщается на сайте миссии.

Автоматическая межпланетная станция OSIRIS-REx была запущена в космос 8 сентября 2016 года. Целью зонда стал 500-метровый околоземный астероид (101955) Бенну, который относится к углеродным астероидам спектрального класса В и может дать важную информацию о формировании и эволюции Солнечной системы. Кроме того, считается, что богатые углеродом астероиды, такие как Бенну, могут быть ответственны за поставку аминокислот и воды на молодую Землю.

По мере приближения аппарата к астероиду сначала стали видны первые намеки на форму астероида, а вскоре и детали поверхности, оказалось, что Бенну похож на астероид (162173) Рюгу, который сейчас изучает автоматическая станция «Хаябуса-2». После прибытия к астероиду OSIRIS-REx начал изучение состава грунта при помощи спектрометров, которые помогли выяснить, что в прошлом минералы, составляющие Бенну, могли взаимодействовать с жидкой водой, также зонд определил приблизительные массу, плотность и объем астероида.

В настоящее время OSIRIS-REx находится на устойчивой орбите вокруг астероида, совершая один оборот вокруг него за 61,4 часа, при этом расстояние до поверхности Бенну меняется при этом от 1,6 до 2,1 километров. Ранее ни одна из автоматических межпланетных станций не работала столь близко к поверхности столь малого небесного тела. 20 февраля 2019 года станция при помощи камеры MapCam получила новое изображение поверхности астероида вблизи северного полюса, усеянной валунами различных размеров. На момент съемки OSIRIS-REx находился в 1,8 километрах от Бенну, масштаб снимка составляет двенадцать сантиметров на пиксель. Самый большой валун, расположенный немного левее центра изображения, имеет ширину шестнадцать метров. Ученые отмечают, что на поверхности Бенну оказалось больше ударных кратеров, чем ожидалось, предполагается, что возраст поверхности астероида лежит в диапазоне от от ста миллионов до одного миллиарда лет.

Научная деятельность миссии возобновится в конце февраля 2019 года, станция в течение нескольких месяцев будет выполнять серию близких облетов, чтобы картографировать около восьмидесяти процентов поверхности астероида и получить детальные снимки (с максимальным разрешением не менее пяти сантиметров на пиксель) для выбора места забора грунта, что является непростой задачей. Сейчас у команды миссии есть несколько кандидатов в место забора грунта, но ширина каждого составляет от десяти до двадцати метров, что меньше, чем необходимо.

Ожидается, что в начале июля 2020 года OSIRIS-REx сблизится с поверхностью астероида и соберет с помощью специального манипулятора пыль и фрагменты породы, всего около 60 граммов. После сбора грунта, в марте 2021 года космический аппарат отправится обратно; ожидается, что OSIRIS-REx сбросит на Землю капсулу с грунтом в сентябре 2023 года.

Узнайте, как хорошо вы разбираетесь в астероидах — пройдите наш тест «Строительный мусор Солнечной системы».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...rs-and-boulders





Физики рассчитали давление и касательные напряжения внутри протона*

Изображение
Phiala Shanahan & William Detmold / Physical Review Letters, 2019

Физики из Массачусетского технологического института впервые теоретически рассчитали вклады кварков и глюонов в распределение давления и касательных напряжений внутри протона. Для этого ученые собрали несколько работ, которые численно находили обобщенные форм-факторы протона, приблизили их аналитическими функциями и восстановили искомые распределения. В результате исследователи получили, что вклад глюонов сопоставим с вкладом кварков. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Стандартная модель надежно предсказывает свойства элементарных частиц, однако рассчитать с ее помощью свойства составных частиц — например, протона — очень сложно. Чтобы описать свойства таких частиц, физики используют форм-факторы — функции, которые «приближают» составную частицу к элементарной. Каждый форм-фактор отвечает за соответствующее взаимодействие. Например, электромагнитный форм-фактор описывает заряд и магнитный момент частицы, слабый форм-фактор — аксиальный заряд и псевдоскалярную константу связи, гравитационный форм-фактор — массу, спин и «давление» внутри частицы (то есть тензор энергии-импульса).

Большинство форм-факторов протона давно известны — например, Отто Штерн и Вальтер Герлах измерили магнитный момент протона почти 100 лет назад. Тем не менее, гравитационные форм-факторы, ответственные за «давление» внутри частицы, физики смогли оценить только в 2018 году. Для этого исследователи из Лаборатории Джефферсона использовали глубоко-виртуальное комптоновское рассеяние — грубо говоря, «прощупывали» внутренности протона с помощью виртуальных фотонов с энергией порядка одного гигаэлектронвольта. В результате ученые выяснили, что давление внутри протона достигает 1035 паскаль, что в несколько раз превышает давление внутри самого плотного объекта во Вселенной — нейтронной звезды. К сожалению, этот метод практически не «чувствует» глюоны, с помощью которых связываются кварки протона. Поэтому физикам пришлось оценить вклад глюонов косвенно. Из-за такой оценки погрешность измерений была сравнима с абсолютной величиной давления. Подробнее про этот эксперимент можно прочитать в новости «Физики измерили давление внутри протона».

К сожалению, теоретически рассчитать гравитационные форм-факторы протона, чтобы сравнить их с экспериментом, очень сложно. Дело в том, что взаимодействие кварков и глюонов описывается Квантовой хромодинамикой (КХД), в которой не работает теория возмущений. В то же время, современные суперкомпьютеры позволяют смоделировать взаимодействие кварков и глюонов численно с помощью так называемой решеточной КХД. В этом подходе непрерывное пространство-время заменяется решеткой (как правило, квадратной), в вершинах которой «сидят» частицы. В пределе бесконечно малого шага решетки и времени решеточная КХД переходит в непрерывную.

Физики Фиала Шанахан (Phiala Shanahan) и Уильям Детмолд (William Detmold) оценили с помощью решеточной КХД вклады кварков и глюонов в распределение давлений и касательных напряжений внутри протона. Впрочем, на этот раз ученые ничего не считали на решетке — вместо этого они использовали данные предыдущих работ, в которых вычисляли вклады кварков и глюонов в обобщенные форм-факторы протона, а затем восстановили с их помощью искомые распределения.

Стоит отметить, что обобщенные форм-факторы для u- и d-кварков с «физически осмысленными» массами порядка нескольких мегаэлектронвольт, из которых состоит настоящий протон, до сих в рамках решеточной КХД не вычислялись. Вместо этого ученые, как правило, рассматривают кварки с гораздо большими массами, чтобы упростить расчеты. Тем не менее, в диапазоне масс от 0,21 до 1,0 гигаэлектронвольт форм-факторы слабо зависят от массы кварков — следовательно, ошибками, которые возникают при замене «физических» кварков тяжелыми кварками, можно пренебречь (систематические погрешности, связанные с особенностями решеточной КХД как таковой, гораздо больше). В частности, в этой статье Шанахан и Детмолд полагались на расчеты с массами кварков около 0,45 гигаэлектронвольт. Форм-факторы глюонного конденсата ученые находили в предположении такой же массы кварков. Эти расчеты физики опубликовали в отдельной статье.

Чтобы извлечь из форм-факторов данные о распределении давлений и касательных напряжений внутри протона, исследователи приближали их некоторой функцией и находили ее Фурье-образ. В качестве таких функций ученые использовали трехполюсный анзац (treepole form) или модифицированное разложение по степеням малой величины z (кратко про это разложение можно прочитать в презентации Габриэля Ли). С одной стороны, асимптотическое поведение трехполюсного анзаца согласуется с правилами отбора по спиральности, а потому этот вид функций является естественным. С другой стороны, расчеты с его использованием сильно зависят от конкретной формы функции, а потому оценить их погрешность сложно. В то же время, модифицированное разложение по степеням z позволяет более корректно оценить погрешность, хотя и поставляет менее точные результаты.

Как и ожидалось, глюонный конденсат заметно искажает распределение напряжений внутри протона. Во-первых, глюонный вклад в форм-фактор, ответственный за давление и касательные напряжения, почти в два раза больше вклада кварков (на энергии два гигаэлектронвольта). Во-вторых, глюоны сдвигают распределения в сторону бо́льших радиусов, тем самым увеличивая механический радиус протона. В зависимости от модели, физики получили среднее значение r ~ 0,51÷0,57 фемтометров, которое согласуется с экспериментом. Наконец, рассчитанное теоретически давление было примерно в два-три раза меньше оценки, полученной на основании эксперимента, хотя и укладывалось в погрешности. Авторы надеются, что их расчеты помогут поставить более точный эксперимент по измерению давления внутри протона, аналогичный эксперименту исследователей из Лаборатории Джефферсона.

В ноябре 2018 года физики из США и Китая впервые рассчитали состав массы протона в рамках решеточной КХД. Оказалось, что кварковый конденсат обеспечивает около 9 процентов массы протона, кинетическая энергия кварков — 32 процента, напряженность глюонного поля — 36 процентов, а аномальный вклад — оставшиеся 23 процента. Расчеты ученые выполнили на суперкомпьютере «Титан» производительностью 27 петафлопс. А на прошлой неделе группа CLAS подтвердила связь между эффектом EMC и образованием скоррелированных пар нуклонов внутри атомного ядра. Таким образом, физики показали, что большую часть времени кварк-глюонная структура нуклонов ядра совпадает со структурой свободных нуклонов.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...7/LQCD-pressure






Астрономы нашли следы "глобальной водной сети" на Марсе*

Изображение
Кратеры и предположительная глобальная сеть подземных резервуаров влаги, объединяющая их
© NASA / MGS/MOLA; Crater distribution: F. Salese et al (2019)

МОСКВА, 28 фев – РИА Новости. Снимки и данные с зонда "Марс-Экспресс" показывают, что в далеком прошлом весь Марс опоясывала сеть из крупных водоемов и подземных резервуаров влаги, чьи следы сохранились на дне крупнейших кратеров и расселин планеты. Доказательства ее существования были представлены в журнале JGR: Planets.

"Это открытие крайне важно для нас, так как оно помогает нам выделить те регионы Марса, где лучше всего искать следы жизни. Нас особенно радует то, что "Марс-Экспресс", одна из самых успешных миссий на орбите красной планеты, помогает нам готовиться к отправке ровера "ЭкзоМарс", который будет изучать ее совершенно с другой стороны", — рассказывает Дмитрий Титов, научный руководитель миссии в ЕКА.

За последние годы ученые нашли множество намеков на то, что на поверхности Марса в глубокой древности существовали реки, озера и целые океаны воды, содержавшие в себе почти столько же жидкости, как и наш Северный Ледовитый океан.
С другой стороны, часть планетологов считает, что даже в древние эпохи Марс мог быть слишком холодным для постоянного существования океанов, и его вода могла находиться в жидком состоянии лишь во времена извержения вулканов.

Недавно эти представления пошатнулись. Планетологи нашли на фотографиях некоторых марсианских кратеров у экватора красной планеты, таких как Исток и Йезеро, и в северных полярных широтах, такие как Лио, следы потоков воды. Совсем недавно по геологическим меркам, несколько десятков или сотен миллионов лет назад, они двигались по поверхности Марса.
Это открытие заставило многих ученых гадать, как жидкая вода могла попасть на поверхность Марса и просуществовать там достаточно долго для формирования сети глубоких и очень длинных и разветвленных каналов в породах рядом со склонами этих кратеров.

Франческо Салесе (Francesco Salese) из университета Габриеля Д'Аннунцио (Италия) и его коллеги открыли возможный источник этой влаги и нашли следы гигантской сети поверхностных озер и подземных водоемов, изучая структуру двух дюжин самых глубоких впадин и кратеров на поверхности Марса.

Многие из них, как сегодня предполагают ученые, представляют собой часть дна океанов Марса или пересохших древних озер, которые в прошлом подпитывались водами рек. Европейские планетологи проверили, так ли это на самом деле, проанализировав то, как и куда могла течь вода в их окрестностях.

Этот анализ раскрыл неожиданно много черт этих водоемов, которые нельзя было объяснить тем, что вода текла по склонам кратеров и впадин сверху вниз, двигаясь лишь под действием силы гравитации.

Изображение
© NASA / JPL-Caltech/MSSS; Diagram adapted from F. Salese et al. (2019)
Механизм образования "обратных" водных форм рельефа на Марсе

Все подобные аномалии, как отмечают ученые, располагались на одной и той же "высоте над уровнем моря" и возникли под действием воды, поднимавшейся вверх. Это делало их похожими на оползни, грязевые лавины и песчаные выбросы на берегах морей Земли, порожденные ростом уровня или движением грунтовых вод.

Проанализировав расположение подобных резервуаров грунтовых вод, Салесе и его команда пришли к выводу, что все они были объединены в гигантскую сеть подземных резервуаров влаги. Она периодически поднималась к поверхности Марса и формировала временные или даже постоянные озера в тех кратерах, где этому способствовали топография и структура почвы.
Как много воды там содержалось в прошлом и скрывается ли она там сейчас, ученые пока не могут сказать. Как надеется Титов, дальнейшие наблюдения за этими глубинными кратерами помогут дать подобные оценки и понять, могут ли там скрываться следы древней жизни или даже ныне существующие марсианские микробы.
https://ria.ru/20190...1551448896.html





Ученые из России и ЦЕРН закрыли один из пробелов Стандартной модели

Изображение
Распад B-мезонов в детекторе LHCb Большого адронного коллайдера
© CERN/LHCb

МОСКВА, 28 фев – РИА Новости. Физики, работающие с детектором LHCb в составе БАК, обнаружили новый тип экзотических "зачарованных" мюонов, открытие которого ликвидировало одно из старых "белых пятен" в Стандартной модели. Об этом сообщает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.

"Чармонии – очень большой класс частиц, среди которых известно более 20 состояний. Но в этом классе есть и белые пятна – частицы, которые предсказываются моделью, но не наблюдаются в эксперименте. Много лет их искали, но не находили", – рассказывает Иван Беляев, один из ведущих участников коллаборации LHCb.

Детектор LHCb был создан ЦЕРН специально для поиска не вписывающихся в Стандарнтую модель физики частиц, слишком тяжелых для того, чтобы искать их напрямую. Работающие на нем физики изучают поведение так называемых B-мезонов – необычных частиц, состоящих из "прелестного" b-кварка и какой-то другой элементарной частицы.

Помимо этого, данная часть БАК занимается и поисками различных частиц, содержащих в себе так называемый "зачарованный" (c – charmed) кварк. К числу самых простых "жителей" микромира такого рода относятся так называемые "чармонии" – связанные состояния из одного c-кварка и антикварка.

Как отмечает Беляев, их поиски осложнены тем, что для этого необходимо накопить достаточно большой массив данных, анализируя последствия столкновения частиц на БАК. Недавно его команда обнаружила намеки на существование одной из "неуловимых" частиц такого рода, чье существование было предсказано несколько десятилетий назад, но чьи следы так и не были найдены ни на одном коллайдере или ускорителе.

Анализируя последствия столкновений нейтральных и заряженных D-мезонов, частиц, состоящих из одного "зачарованного" кварка и одного верхнего (u) или нижнего(d) антикварка. Они относятся к числу самых легких жителей микромира, содержащих в себе c-кварк, и их свойства уже достаточно давно были хорошо изучены.

Беляев и его коллеги по LHCb обнаружили, что иногда их столкновения приводят к формированию более тяжелой частицы, чья масса была примерно в два раза выше, чем у D-мезонов. Она содержала в себе не один, а два "зачарованных" компонента, кварк и антикварк, и обладала достаточно экзотическим спином, равным трем. В прошлом ученые еще не находили чармониев с подобным свойством.

"Сигнал от частицы, который мы увидели, обладал удивительным свойством – он был очень узким, хотя для частиц с данной массой типичная ширина должна была быть в 10-20 раз больше. В течение полугода мы проверяли, не ошиблись ли – это первое, что должен сделать физик, когда получает такую красивую картинку. Но теперь уже точно есть повод для радости – мы увидели ту частицу, которою долгое время не удавалось обнаружить", — продолжает ученый.

Ее открытие заполнило один из пробелов в Стандартной модели, подтвердив, что так называемые ψ3(1D) частицы действительно существуют. Это в очередной раз сузило поле возможных поисков "новой физики". Дальнейшие попытки получить этот мезон другими путями, как отмечает Беляев, помогут уменьшить его еще сильнее.

"Мы ждем, что эксперимент Belle II на коллайдере SuperKEKb, в котором одну из главных ролей играет группа из ИЯФ СО РАН, не увидит ψ3(1D). Для нас это будет положительным результатом — дело в том, что частицы со спином 3 и не должны рождаться в эксперименте с электрон-позитронным столкновением. Ее отсутствие будет означать, что мы на LHCb видим ту самую частицу", – заключил физик.
https://ria.ru/20190...1551437948.html






Пролетевшему мимо Земли «инопланетному зонду» нашли новые объяснения

Изображение
Изображение: NASA / ESA / STSCI

Астрономы нашли несколько объяснений загадочному поведению межзвездного астероида Оумуамуа, который ускорился, покидая Солнечную систему. Хотя некоторые ученые всерьез предположили, что небесное тело является инопланетным космическим кораблем, аномальные изменения скорости могут происходить из-за естественных причин. Об этом сообщает издание Science News.

Согласно астроному Амайе Моро-Мартин (Amaya Moro-Martín) из Института исследования космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе, ускорение Оумуамуа объясняется давлением солнечного света на поверхность астероида, которая должна обладать большой площадью, и небольшой массой объекта. При этом небесное тело может обладать пористой структурой, напоминающей фрактал, образованной слипшимися частицами льда. В этом случае плотность астероида составляет 0,00001 грамма на кубический сантиметр, что делает объект очень хрупким.

По мнению Зденека Секанина (Zdenek Sekanina) из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Оумуамуа является остатком кометы, лишенным льда и летучих газов. Результаты моделирования показывают, что подобные небесные тела представляют собой пористые фрагменты, лишенные летучих веществ, состоящие из слабо связанных частиц пыли и имеющие экзотическую форму. Они обладают большей плотностью, чем предполагает Моро-Мартин, однако по-прежнему являются очень хрупкими.

Наконец, астроном Грегори Лафлин (Gregory Laughlin) из Йельского университета полагает, что астероид является куском льда, не содержащего газов. При этом он испускает ускоряющую его струю водяного пара, которую космический телескоп Spitzer не смог обнаружить.

Оумуамуа — первый межзвездный объект, который удалось обнаружить человеку. Астероид сигарообразной формы достигает в длину 400 метров, а в диаметре — около 30 метров. Объект был найден 19 октября 2017 года на расстоянии 0,25 астрономической единицы от Земли (четверть расстояния между Солнцем и Землей). Ученые определили, что Оумуамуа содержал много льда, хотя признаки дегазации не наблюдались при прохождении астероида вблизи звезды. Когда объект начал покидать Солнечную систему, его скорость неожиданно увеличилась, а не замедлилась, как прогнозировали астрономы. Именно это заставило некоторых специалистов всерьез рассматривать версию о том, что астероид на самом деле является инопланетным звездолетом.
https://lenta.ru/new...02/28/oumuamua/





Звезды умирают иначе, чем считалось

Жизнь звезды обычно на протяжении длительного периода выглядит весьма спокойной. Возьмем в качестве примера наше Солнце. Уже примерно пять миллиардов лет водород в его ядре синтезируется в гелий. При этом излучение испускается относительно постоянно - и это хорошо, по крайней мере, для нас. Если бы солнечное излучение сильно колебалось, жизнь на Земле в ее нынешнем виде была бы невозможна.

Изображение
В последние годы звезды, становясь красными гигантами, испускают огромное количество вещества. Как показывают новые наблюдения, невидимые до сих пор звездные партнеры играют при этом решающую роль.
Иллюстрация: Picturedesk/Science Photo Library/MARK GARLICK

Но на последнем этапе жизнь звезд с малой массой, таких как Солнце, становится все интенсивнее. Примерно через пять миллиардов лет его размер вырастет в сотни раз. На этом этапе, превратившись в красного гиганта, оно поглотит Землю, как бы неприятно это для нас не звучало.


Предполагаемые суперветры

До сих пор астрономы исходили из того, что красные гиганты за последние несколько сотен лет своей жизни выбрасывают в окружающую среду огромное количество газа и пыли - так называемая «фаза суперветра». При этом рпедполагалось, что за год будет выбрасываться до 100 земных масс таких частиц.

Даже для астрономов это «невероятно большое количество звездного вещества», говорит Франц Кершбаум из Института астрофизики Венского университета. - «Мы долго искали наиболее вероятный механизм такого выброса, но безуспешно».


Невидимые партнеры

Новые наблюдения с помощью одного из самых мощных в мире телескопов, Atacama Large Millimeter Array (ALMA) в Чили, сделали этот поиск излишним. И вот теперь международная группа ученых под руководством Кершбаума написала в журнале Nature Astronomy, что, по их мнению, суперветров не существует вообще. Измерение распределения, количества и скорости испускаемого вещества показало, что партнеры звезд прячутся в оболочке умирающей звезды.

Изображение
С помощью радиоинтерферометра ALMA можно наблюдать, что красные гиганты в последние годы жизни излучают вещество по спирали. И это может быть связано только с двойным звездным партнером, который прячется в пылевой оболочке звезды.Фото: ALMA

Кершбаум говорит, что у каждой второй звезды, которую мы видим на небе, есть партнер. «И если это слабый компаньон, то чаще всего долгое время такого партнера в двойной звезде заметить невозможно». Пара звезд иногда вращается вокруг друг друга миллиарды лет на постоянном расстоянии, не оказывая слишком большого влияния друг на друга. Тем не менее, ситуация резко меняется, как только большая из них начинает раздуваться в красного гиганта.


Формирующее влияние

На этом этапе звездный партнер оказывает формирующее влияние. Он приводит красного гиганта в состояние дрожи и колебаний, заставляя его по спирали отдавать материю, как это показано на примере двух изученных гигантских звезд, удаленных от нас на 4400 и 12700 световых лет. И как раз утолщения спиральных рукавов были ошибочно истолкованы как суперветра. На самом же деле умирающие гиганты выбрасывают лишь одну десятую от того количество звездной материи, которое предполагалось ранее. Кершбаум: «Двойные звездные партнеры не только чаще встречаются, чем предполагалось, они в долгосрочной перспективе меняют последнюю фазу жизни звезд».

Изображение
Радиоинтерферометр ALMA Южной Европейской обсерватории ESO в Чили обеспечивает возможность проведения таких наблюдений. Фото: Universität Wien

Сделать это открытие позволили новые технические возможности, которые обеспечивает интерферометра ALMA-Radio. «Новое устройство позволяет нам увидеть вселенную по-новому», - говорит Кершбаум. Причем, замечает ученый, без международного сотрудничества такие открытия были бы практически невозможны.


Конец Земли в Солнце

На следующем этапе исследовательская группа хочет заняться наблюдением последних лет красных гигантов, у которых нет партнера по двойной звезде. Для таких объектов, каким когда-то станет и наше Солнце, возможно и то, что формирующее влияние в этом процессе могут оказывать и планеты.

«Пока наше Солнце такое маленькое, как сейчас, оно не ощущает никакого влияния Земли», - говорит Кершбаум. - «Однако, если Солнце станет расширяться и Земля, в конечном итоге, будет им проглочена, то вполне возможно, что Земля в конце своего существования в каком-то виде коснется поверхности Солнца, что неизбежно окажет влияние на дальнейший ход событий».
https://kosmos-x.net...2019-02-28-5617






Телескоп «Спитцер» запечатлел грандиозное слияние галактик

Дмитрий Мушинский

Изображение

На снимках с космического телескопа «Спитцер», работу которого курирует NASA показана пара галактик готовых слиться воедино. Не смотря на то, что галактики пока еще выглядят раздельно, гравитация объединяет их, и вскоре они сольются в новые слитые галактики. Некоторые объединенные галактики будут расти в течение миллиардов лет. Для других, однако, слияние вызовет процессы, которые в конечном итоге остановят звездообразование, обрекая галактики на преждевременное увядание.

Только несколько процентов галактик в соседней вселенной сливаются, так как слияния галактик были более распространены между 6 и 10 миллиардами лет назад, — именно эти процессы и сформировали наш современный галактический ландшафт. На протяжении более 10 лет ученые использовали близлежащие галактики для изучения деталей слияний галактик и использования их в качестве локальных лабораторий. Новое исследование было сосредоточено на 200 близлежащих объектах, включая множество галактик на разных стадиях слияния. Изображения выше показывают три из этих целей, сделанные телескопом «Спитцер».

На этих изображениях разные цвета соответствуют разным длинам волн инфракрасного света, которые не видны человеческому глазу. Синий соответствует 3,6 микрона, а зеленый соответствует 4,5 микрона — оба сильно излучаючаются звездами. Красный соответствует 8,0 микрон, длина волны в основном создается пылью.

Одним из основных процессов, которые, как считается, ответственны за внезапное прекращение образования звезд в объединенной галактике, является избыточная черная дыра. В центре большинства галактик лежит сверхмассивная черная дыра — могущественный зверь в миллионы и миллиарды раз масснее Солнца. Во время галактического слияния газ и пыль попадают в центр галактики, где они помогают создавать молодые звезды, а также питают центральную черную дыру.

Данный внезапный всплеск активности может создать нестабильную обстановку. Ударные волны или мощные ветры, порождаемые растущей черной дырой, могут проноситься сквозь галактику, выбрасывая большое количество газа и останавливая образование звезд. Достаточно мощные или повторяющиеся потоки могут препятствовать способности галактики создавать новые звезды.

Взаимосвязь между слияниями, вспышками звездообразования и деятельностью черных дыр сложна, и ученые все еще работают над ее полным пониманием. Одна из недавно слитых галактик является предметом детального исследования. Объединяющиеся галактики в соседней вселенной кажутся особенно яркими для инфракрасных обсерваторий, таких как «Спитцер».
https://rwspace.ru/n...e-galaktik.html

#1431 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 02 Март 2019 - 08:18

Опубликована первая геологическая карта Харона

Изображение
Stuart J. Robbins et al./Journal of Geophysical Research: Planets (2019)

Астрономы на основе снимков и других данных с автоматической межпланетной станции New Horizons составили первую геоморфологическую карту Харона, самого крупного спутника Плутона. Благодаря ей удалось приблизительно описать геологическую историю Харона и выяснить, что около четырех миллиардов лет назад на нем шли масштабные процессы криовулканизма. Статья опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

New Horizons — первый космический аппарат, пролетевший мимо Плутона на близком расстоянии. Благодаря собранным за несколько дней данным астрономы узнали, что на Плутоне есть криовулканы, ледники, горные цепи и признаки подповерхностного океана, а также впервые увидели его спутники Харон, Никту, Гидру и Кербер в деталях. На передачу накопленной информации ушло более пятнадцати месяцев.

Изображение
Карта Харона и названия деталей рельефа
Stuart J. Robbins et al./Journal of Geophysical Research: Planets (2019)

В новой работе группа исследователей во главе с Стюартом Роббинсом (Stuart Robbins) опубликовала геоморфологическую карту Харона, которая охватывает 35 процентов общей площади его поверхности и была построена на основе данных прибора LEISA и снимков, масштаб которых лежал в диапазоне от 1 до 35 километров на пиксель, полученных камерами MVIC и LORRI. Все собранные данные получены станцией New Horizons в ходе сближения с Хароном в 2015 году. На карте отмечены 16 различных геологических областей со сходным ландшафтом, более 1000 линейных деталей рельефа, такие как борозды или валы кратеров, и различия в альбедо участков местности.

Изображение
Геоморфологическая карта Харона
Stuart J. Robbins et al./Journal of Geophysical Research: Planets (2019)


Изображение
Карта вариаций альбедо поверхности Харона
Stuart J. Robbins et al./Journal of Geophysical Research: Planets (2019)

Проведенные в ходе создания карты хроностратиграфические исследования позволили ученым воссоздать приблизительный ход геологической эволюции Харона, в которой выделяются три основные эпохи: Озианская (Ozian), Вулканская (Vulcanian), и Спокианская (Spockian). Первая эпоха началась более четырех миллиардов лет назад, когда образовалась Земля Оз (Oz Terra), являющаяся частью коры Харона, в это же время мог сформироваться подповерхностный океан. Следующая эпоха, более длительная, чем Озианская, характеризуется активным криовулканизмом. Предполагается, что обширный криопоток, излившийся на поверхность Харона через трещины в коре, в ходе последующего затвердевания образовал Равнину Вулкана (Vulcan Planitia). В эту же эпоху, возможно, началось замерзание подповерхностного океана, из-за чего Земля Оз начала распадаться на отдельные участки. Последняя эпоха характеризуется формированием ударных кратеров, оползней и продолжается до сегодняшнего дня.

Равнина Вулкана на Хароне в рамках вышеописанной геологической истории оказывается одним из наиболее убедительных и масштабных примеров влияния криовулканизма на рельеф небесного тела в Солнечной системе. Тем не менее, исследователи отмечают, что идея криопотока лишь одна из возможных, хоть и выглядит убедительной, и необходимы дальнейшие исследования в этой области, например отправка новой автоматической миссии к Плутону и Харону.

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

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...1/Charon-geomap





Ученые рассказали о рекордном падении активности Солнца

Изображение
Пятна на поверхности Солнца оказались связаны с химическим составом его короны
© NASA

МОСКВА, 1 мар — РИА Новости. В последние дни активность Солнца снизилась так, что оказалась ниже порога чувствительности научных приборов, сообщили ученые лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института имени Лебедева РАН.

"Научная аппаратура работает без сбоев, однако случилось "невозможное" — уровень коротковолнового излучения Солнца, который последние месяцы и так находился на рекордно низком уровне, уменьшился еще примерно в 100 раз и упал ниже порога чувствительности приборов", — говорится на сайте ФИАН.

Коротковолновое (мягкое рентгеновское) излучение Солнца формируется только во время активных процессов, таких как солнечные вспышки. Если поступающие данные свидетельствуют о быстром росте излучения, это значит, что где-то на Солнце произошла вспышка. Сейчас же светило находится на минимуме активности.

"Судя по тому, что происходит на графиках, Солнце сейчас стремительно избавляется не только от крупномасштабной, но и от мелкомасштабной своей активности. Соответствующий темп микро- и нановспышек, по-видимому, упал в десятки раз. Это довольно неожиданно, так как еще несколько месяцев назад на Солнце появились предвестники начала нового цикла.

Некоторые прогнозы даже утверждали, что уже с первых месяцев 2019 года его активность начнет быстро набирать обороты. Вместо этого, однако, наша звезда провалилась еще ниже", — сообщают ученые.

Они пока не знают, выйдет ли светило из минимума в ближайшие месяцы или "солнечная зима" затянется на непредсказуемое время.
https://ria.ru/20190...1551478703.html





Астрономы подсчитали число полных "двойников Земли" в Галактике

Изображение
Kepler-16b
© Фото : NASA/JPL-Caltech

МОСКВА, 1 мар – РИА Новости. Данные с телескопов "Кеплер" и GAIA помогли планетологам понять, что почти полные аналоги Земли встречаются примерно у каждой десятой звезды, похожей на Солнце. Эти оценки помогут ускорить поиски потенциальных колыбелей внеземной жизни, пишут ученые в статье, опубликованной в электронной библиотеке arXiv.org

"За последние годы были опубликованы десятки статей, авторы которых пытались оценить число землеподобных планет. Ни одна из них, к сожалению, не учитывала того, что планет у одной звезды может быть несколько, и не использовала полный каталог данных с телескопа "Кеплер". Мы учли эти недостатки и подготовили стратегию поиска таких миров", — пишут ученые.

За последние несколько лет орбитальные телескопы "Кеплер", CoRoT, а также их наземные собратья открыли свыше четырех тысяч экзопланет и аналогичное число возможных кандидатов на эту роль. Большинство из них относится к числу "горячих" юпитеров, однако новые методики позволяют находить все больше малых планет.

Растущее число потенциальных двойников Земли, на чьей поверхности может существовать вода в жидком виде все чаще заставляет ученых задумываться о том, какая часть из них может поддерживать жизнь, как часто они встречаются и где их следует искать.

Дэнли Хсю (Danley Hsu) из университета Пенсильвании (США) и его коллеги попытались получить точный ответ на два последних вопроса, используя снимки, собранные "Кеплером" и еще одной космической обсерваторией, зондом-"звездочетом" GAIA.

Первый аппарат, как отмечают исследователи, достаточно точно подсчитал число планет, похожих на Землю, в созвездии Лебедя и Лиры, а вторая миссия – выяснила, как много "двойников" Солнца встречается в нашей Галактике. Объединив их данные, астрономы создали компьютерную модель Млечного Пути и подсчитали число "кузин" нашей планеты, используя продвинутые статистические методы.

Для этого они создали множество случайно расширенных версий этой модели и отобрали из них те, в которых доли планет разных типов были наиболее близки к тому, что видел "Кеплер" во время его работы на орбите. Через несколько поколений подобного "искусственного отбора" они получили виртуальную Галактику, совпадающую по облику с ее реальным аналогом.
Используя эти данные, они подсчитали число планет, масса и размеры которых были близки к земным, а год длился от 300 до 500 дней. Оказалось, что их достаточно много – каждая пятая или десятая звезда, похожая на Солнце, должна иметь хотя бы одну подобную спутницу.

Многие из них, как показывают расчеты ученых, будет обладать не земным климатом и обликом, а будет больше напоминать ее двух ближайших соседей — менее холодный и далекий Марс, а также менее горячую Венеру.

Что интересно, землеподобные планеты, вращающиеся очень близко к светилу, оказались большой редкостью, несмотря на то, что "Кеплер" и другие телескопы открыли несколько десятков подобных миров у других типов звезд.

С другой стороны, планеты на орбитах Марса и пояса астероидов должны встречаться очень часто – каждая "кузина" Солнца должна обладать одним-двумя подобными спутниками. Все это, как отмечают ученые, говорит о том, что поиски подобных планет, считавшиеся раньше не очень рациональным занятием, на самом деле можно и стоит проводить.

Для этого необходимо создать такие методики обнаружения экзомиров, которые бы лучше всего подходили для работы в той части околозвездного пространства, где сосредоточено максимальное число двойников Земли, заключают ученые.
https://ria.ru/20190...1551468862.html





Луна Нептуна Гиппокамп могла отколоться от другого спутника – Протея*

Астрономы уже успели назвать этот объект «луной, которой там быть не должно». После нескольких лет анализа группа исследователей-планетологов с помощью космического телескопа «Хаббл» наконец-то нашла объяснение таинственной луны Нептуна, которую ученые обнаружили, благодаря тому же «Хабблу», еще в 2013 году.

Крошечная луна, получившая название Гиппокамп, необычно близка к гораздо большему по размерам естественному нептунианскому спутнику, носящему название Протей. Обычно луна, подобная Протею, должна была бы силой своей гравитации отбросить прочь или проглотить меньшую луну, сохраняя при этом свою орбиту.

Изображение
Художественное изображение крошечной луны Нептуна Гиппокампа с Нептуном и большей по размерам его луной Протеем (вверху справа). © NASA, ESA and J. Olmsted (STScI)

Почему же эта крошечная луна существует? Гиппокамп, с большой долей вероятности, является обломком большей луны, а образовался он в результате столкновения с кометой миллиарды лет назад. Маленькая луна диаметром всего 34 километра обладает массой всего около одной тысячной массы Протея, диаметр которого составляет 418 километров.

«Первое, что мы поняли, так это то, что существование такой крошечной луны рядом с самой большой внутренней луной Нептуна - это нечто невозможное», - заявил Марк Шоуолтер из Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния. - «Учитывая медленную внешнюю миграцию большей луны, можно утверждать, что Протей когда-то, в далеком прошлом, располагался там, где сейчас находится Гиппокамп».

Этот сценарий подтверждается изображениями с космического корабля «Вояджер-2» 1989 года, на которых запечатлен большой ударный кратер на Протее - достаточно большой, чтобы разрушить луну целиком. «В 1989 году мы предполагали, что кратером история столкновения Протея с астероидом и закончилась», - говорит Шоуолтер. - «Теперь же, благодаря «Хабблу», мы знаем, что маленький кусочек Протея откололся, оставшись на месте Протея, а Протей под силой удара был отброшен дальше. И теперь мы видим этот обломок как Гиппокамп». Орбиты двух лун сейчас находятся на расстоянии около 12 070 километров друг от друга.

Система естественных спутников Нептуна имеет бурную и непростую историю. Много миллиардов лет назад Нептун поймал большую луну Тритон из пояса Койпера, большой области с ледяными и каменными объектами за орбитой Нептуна. И гравитация Тритона расстроила порядок в изначальной системе лун Нептуна, разрушив их. Тритон вышел на круговую орбиту, а остатки разрушенных лун Нептуна вновь собрались и сформировались во второе поколение естественных спутников планеты. Однако бомбардировка кометами разрушила систему, что привело, в свою очередь, к рождению Гиппокампа, который можно было бы считать уже спутником третьего поколения.

«Основываясь на оценках популяций комет, мы знаем, что другие луны во внешней Солнечной системе тоже пострадали от комет, причем они несколько раз перегруппировались», - отметил Джек Лиссауэр из Исследовательского центра Эймса NASA в Силиконовой долине, Калифорния, соавтор нового исследования. - «И эта пара спутников представляет собой наглядную иллюстрацию того, как кометы иногда разрывают спутники».

Гиппокамп в греческой мифологии - это существо, представляющее собой наполовину лошадь и наполовину рыбу. Гиппокамп (Hippocampus) - это также научное обозначение морского конька. Точно так же называется и важная область человеческого мозга. Правила Международного астрономического союза требуют, чтобы спутники Нептуна назывались в честь персонажей греческой и римской мифологии подводного мира.
https://kosmos-x.net...2019-03-01-5619





Комета Возничего

Изображение
Авторы и права: Роландо Лигустри (Кометный архив любителей астрономии, Астрономическое общество Талмассонса)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Комета Ивамото (C/2018 Y1) продолжает путешествие по ночному небу планеты Земля. На этой прекрасной телескопической фотографии она запечатлена вместе с звездами и туманностями северного созвездия Возничий. Снимок был сделан 27 февраля. Зеленоватая кома и слабый хвост кометы Ивамото видны между комплексом красноватых эмиссионных туманностей и рассеянным звездным скоплением M36 (внизу справа). Красный свет дает водород, ионизованный ультрафиолетовым излучением горячих звезд около гигантского молекулярного облака, удаленного от нас на 6 тысяч световых лет. Комета находится на расстоянии меньше 5 световых минут, ее зеленоватое свечение – излучение двухатомных молекул углерода, флуоресцирующих в солнечном свете. M36 – одно из самых известных звездных скоплений в Возничем – расположено далеко за пределами Солнечной системы, на расстоянии около 4 тысяч световых лет. Комета Ивамото 12 февраля прошла ближайшую к Земле точку на своей вытянутой эллиптической орбите, а сейчас удаляется от Солнца и должна выйти за пределы пояса Койпера. Период обращения составляет 1317 лет, предполагается, что комета возвратится во внутреннюю часть Солнечной системы в 3390 году.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459825

#1432 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 03 Март 2019 - 08:54

«Планета-изгнанница» подверглась влиянию проходящей мимо двойной звезды

Изображение

Согласно ученым, планета, обращающаяся вокруг молодой двойной звезды, могла подвергнуться гравитационному влиянию со стороны другой звездной пары, подошедшей близко к ее родительской системе 2-3 миллиона лет назад, вскоре после того как завершилось формирование планеты из пыли и газа.

Если эта гипотеза получит подтверждение, это будет означать, что близкие прохождения звезд могут влиять на формирование структуры планетных систем других звезд.

Звездная система, изученная в этом исследовании, носит название HD 106906 и находится на расстоянии примерно 300 световых лет от Земли в направлении созвездия Креста. Ее возраст составляет всего лишь примерно 15 миллионов лет. В системе этой звезды находится массивная планета, лежащая на очень необычной орбите. Эта планета, носящая название HD 106906 b, имеет массу порядка 11 масс Юпитера и движется вокруг звезды HD 106906 – которая, как недавно выяснилось, представляет собой двойную звездную систему – по орбите, наклоненной под углом 21 градус к плоскости основного диска материала, окружающего звезду. В настоящее время расстояние от планеты до родительской звезды примерно в 738 раз превышает расстояние от Земли до Солнца.

В своем исследовании команда астрономов, возглавляемая Полом Каласом (Paul Kalas) из Калифорнийского университета в Беркли, США, наблюдала систему HD 106906 при помощи обсерватории Gemini («Джемини») и космического телескопа Hubble («Хаббл») и обнаружила, что кометный пояс, окружающий планетную систему звезды HD 106906, также расположен под углом к плоскости основной части диска материала, окружающего звезду. Согласно авторам работы, которые подкрепляют свою гипотезу анализом данных по расположению звезд, полученных при помощи миссии Европейского космического агентства Gaia («Гея»), такое воздействие на систему HD 106906 могла оказать пара звезд, оказавшаяся в окрестностях этой системы примерно 2-3 миллиона лет назад. Необычная орбита планеты HD 106906 b, согласно этому сценарию, объясняется тем, что планета сначала была вытолкнута из родительской системы в результате взаимодействия с планетами и звездами внутри системы, а затем смещена обратно в сторону своей системы двумя проходящими мимо звездами.

Исследование опубликовано в журнале Astronomical Journal.
https://www.astronew...=20190302215935






Бур миссии InSight наткнулся на камень

Изображение
NASA / JPL-Caltech

Начало работы инструмента HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) миссии InSight, который должен пробурить пятиметровую скважину в грунте Марса для изучения тепловых потоков в нем, оказалось не совсем идеальным — бур столкнулся в грунте с камнем и немного отклонился от вертикали, однако все же смог преодолеть это препятствие за 3,5 часа, сообщается в пресс-релизе на сайте Германского центра авиации и космонавтики.

Старт новой автоматической исследовательской миссии InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) состоялся 5 мая 2018 года. Ее основной задачей является исследование внутреннего строения Марса и геологических процессов, идущих в его недрах. Посадка на поверхность Красной планеты произошла 26 ноября 2018 года в районе нагорья Элизиум. После приземления станция успешно развернула свои солнечные панели и передала на Землю снимки, благодаря которым стало понятно, что она села в небольшой, засыпанный песком и пылью ударный кратер, и немного наклонена вбок. В дальнейшем инженеры миссии при помощи 2,4-метровой роботизированной руки IDA с закрепленной на ней камерой провели визуальный осмотр посадочной платформы, и обследовали рабочую область на грунте рядом со станцией.

19 декабря 2018 года на поверхность Марса был опущен сейсмограф SEIS, в течение месяца команда миссии выравнивала его положение относительно поверхности, регулировала работу датчиков и длину шлейфа, соединяющего инструмент со станцией, а также максимально приближала дно сейсмографа к поверхности Красной планеты. 2 февраля 2019 года при помощи роботизированной руки сейсмограф накрыли ветро- и теплоизолирующим колпаком, а 12 февраля 2019 года на поверхность Красной планеты был опущен второй научный инструмент миссии HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), который предназначен для измерения тепловых потоков в марсианском грунте и представляет собой термоленту с закрепленными на ней датчиками температуры, сделанными из платины, нагревателями и датчиками наклона для определения положения инструмента. Вводится лента в толщу грунта при помощи электромеханического 40-сантиметрового стержневого пенетрометра, способного погружаться в почву на максимальную глубину до пяти метров. Прибор сможет получить некоторую информацию о минеральном составе на основе данных о теплопроводности различных участков почвы.

28 февраля 2019 года бур впервые приступил к работе. На первом этапе он углубился от 18 до 50 сантиметров в марсианский грунт, произведя четыре тысячи ударных движений в течение четырех часов. Однако бур не достиг запланированной глубины в 70 сантиметров, это связано с тем, что через примерно пять минут после начала работы он столкнулся с фрагментом породы, мешавшим дальнейшему процессу. Ему удалось сместить или обогнуть камень, однако теперь бур наклонен примерно на 15 градусов относительно вертикальной оси, а опорная конструкция инструмента на поверхности Марса смещена примерно на два сантиметра относительно первоначального положения. В течение следующих двух дней исследователи следили за показаниями температурных датчиков и определили, что они еще не находятся в грунте, так как показывают температуру, сравнимую с температурой окружающего воздуха. Следующий 4-часовой этап бурения должен состояться 2 марта, а итоги работы инженеры смогут узнать 3 марта.

Animation: InSight - journey to Mars (HP3 instrument)
https://www.youtube....h?v=KAxiHK6dYvE

О том, как работают научные приборы InSight и о других подробностях миссии можно прочитать в нашем материале «Заглянуть внутрь Красной планеты», а про загадки марсианской геологии рассказывается в другой нашей статье «Сейсмограф для Марса».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...problem-on-mars





Новые и откорректированные признаки существования Девятой планеты*

Спустя три года после того, как астрономы Майк Браун и Константин Батыгин впервые опубликовали свою теорию существования еще одной, девятой планеты во внешней Солнечной системе, два астронома Калифорнийского технологического института нашли новое доказательство существования это неоткрытой девятой планеты - Planet Nine. В то же время они откорректировали свои предыдущие расчеты по массе и расстоянию планеты от Солнца.

Изображение
Планеты нашей Солнечной системы вместе с пока еще гипотетической Девятой планетой (рисунок). © James Tuttle Keane/Caltech

С одной стороны, дуэт из Калифорнийского технологического института уже описал в номере издания Astronomical Journal за 22 января 2019 г. так называемое «орбитальное скопление», то есть воздействие на орбитальные свойства сразу целой группы транснептуновых объектов (больших ледяных тел за пределами орбиты Нептуна) неизвестной до сих пор гравитацией во внешней Солнечной системе и, следовательно, подкрепил основы теории существования Девятой планеты.

Батыгин и Браун, в свою очередь, отвечают на различные критические замечания в отношении своей теории P9, которая в основном ставит под сомнение такую кластеризацию и вместо этого предполагает, что ранее наблюдаемые соответствия орбитальных аберраций могли фактически быть артефактами наблюдений или предвзятостью авторов, которая является следствием их собственной теории. Вкратце это выглядит так: каждый, у кого уже есть своя теория, продолжает осуществлять поиск в массах данных лишь до тех пор, пока не будут обнаружены объекты с соответствующими отклонениями - независимо от их причины.

Чтобы противостоять этой критике и действительно перепроверить себя, Браун и Батыгин разработали метод расчета вероятностей того, может ли создаваемая кластеризация оказаться, так сказать, ложной. Вероятность того, что это обвинение может оказаться справедливым, составляет, как утверждается в статье, 1: 500.

При этом Браун и Батыгин замечают: «Этот анализ не подтверждает напрямую то, существует ли Девятая планета на самом деле или нет. Но это показывает, что наша теория, по крайней мере, зиждется на прочном фундаменте».

Во второй статье, опубликованной предварительно на ArXiv.org и готовящейся к выходу в следующем номере журнала Physics Reports, два астронома представляют результаты тысяч расчетов новых компьютерных моделей динамического развития внешней Солнечной системы, на основании которых можно делать умозаключения о природе все еще гипотетической Девятой планеты. К таковым относится и предположение, что сама планета может быть меньше по размерам и ближе к Солнцу, чем считалось ранее.

Изображение
Эта иллюстрация показывает орбиты далеких объектов в Поясе Койпера и орбиту Девятой планеты. Фиолетовые орбиты представляют те объекты, на орбиту которых влияет гравитация предполагаемой планеты, и которые вместе отклоняются в так называемой кластеризации. Напротив, зеленые орбиты показывают объекты, которые подвержены гравитационному влиянию планеты Нептун и разбросаны значительно более широко (рисунок). © James Tuttle Keane/Caltech

Вместе со своими коллегами Фредом Адамсом и Джульеттой Беккер из Мичиганского университета, Браун и Батыгин теперь исходят из того, что масса Девятой планеты имеет массу всего лишь около пяти масс Земли, а полукруглая орбитальная полуось ее составляет всего 400 астрономических единиц (AE = расстояние Земля-Солнце). До сих пор Браун и Батыгин предполагали, что Р9 могла бы составлять порядка 10 земных масс и обращаться вокруг Солнца в 20 раз дальше, чем Нептун, что соответствовало бы полуоси около 700 АЕ. Это не только делает планету меньше и ближе к Солнцу, но и ярче, чем считалось ранее.

«С пятью земными массами Девятая планета, скорее всего, представляет собой планету, которая соответствует так называемым суперземлям, известным до сих пор только по внесолнечным планетным системам», - объясняет Батыгин. К суперземлям причисляют планеты с массой от массы нашей Земли до массы газовых гигантов. «И это стало бы долгожданным и отсутствующим в нашей Солнечной системе звеном между классами планет, поскольку они встречаются почти во всех других ранее известных множественных системах с отдаленными звездами солнечного типа», - говорят авторы.

Хотя Браун и Батыгин заявляли с самых первых презентаций своей теории Девятой планеты, что они также не исключают возможности того, что планеты этой не существует, в своих двух недавних исследованиях они подчеркнули, что «с каждым новым анализом динамики тел во внешней Солнечной системе, признаков существования Девятой планеты становится все больше».

«Наилучшее в нашей гипотезе те, что она может быть подтверждена наблюдениями», - заключает Батыгин. - «А перспектива когда-нибудь увидеть Девятую планету абсолютно завораживает. И хотя открытие Девятой планеты является астрономическим вызовом, мы полны оптимизма и надеемся, что найдем ее в течение следующих десяти лет».
https://kosmos-x.net...2019-03-02-5620






NGC 6302: туманность Бабочка

Изображение
Авторы и права: Роберт Эдер
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Ярким звездным скоплениям и туманностям на ночном небе Земли часто дают имена по названиям цветов или насекомых. Туманность NGC 6302 – не исключение, хотя размах ее крыльев превышает 3 световых года. Умирающая центральная звезда этой планетарной туманности имеет поверхностную температуру около 250 тысяч градусов Цельсия. В конце своей жизни она стала чрезвычайно горячей и испускает интенсивное ультрафиолетовое излучение, однако она скрыта от глаз наблюдателя плотным тором из пыли. Этот четкий снимок крупным планом туманности вокруг умирающей звезды был сделан космическим телескопом им.Хаббла в 2009 году. Он представлен в переобработанном виде и демонстрирует замечательные детали сложной структуры туманности. Пылевой тор, окружающий центральную звезду и разрезающий поперек яркий пузырь ионизованного газа, виден возле центра этой фотографии, он расположен почти ребром к наблюдателю. В пыльном космическом саване горячей звезды обнаружен молекулярный водород. Туманность NGC 6302 удалена на 4 тысячи световых лет и находится в созвездии Скорпиона.
http://www.astronet.ru/db/msg/1459949

#1433 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 04 Март 2019 - 08:48

Миссия Cluster помогает изучать естественный «ускоритель частиц» нашей планеты

Изображение

Используя уникальные данные, собранные in situ при помощи миссии Cluster Европейского космического агентства, ученые пролили свет на непрерывно меняющийся «щит» Земли против космического излучения – ударную волну в магнитосфере – изучив детали механизма трансформации и распределения энергии этим космическим «ускорителем частиц» в пространстве.

В этом новом исследовании были использованы наблюдения, проведенные при помощи двух из четырех аппаратов миссии Cluster, которые движутся сквозь фронт ударной волны в тесном построении, находясь на расстоянии всего лишь 7 километров друг от друга.

Когда поток, движущийся со сверхзвуковой скоростью, встречает препятствие, формируется ударная волна. Ударная волна является прекрасным ускорителем частиц, поэтому в космосе ударные волны часто отвечают за формирование потоков самых высокоэнергетических частиц.

Ударная волна в магнитосфере Земли возникает под влиянием сверхзвуковых потоков солнечного ветра и является своеобразным барьером против этого губительного излучения. В новом исследовании группа ученых во главе с Эндрю Диммоком из Шведского института физики космоса в Уппсале проанализировала механизмы превращения одного вида энергии в другой в зоне ударной волны в магнитосфере Земли. Такой переход осуществляется за счет испускания волн в плазме, однако эти волны могут быть погашены, так же как это происходит при приближении морских волн к берегу.

Проанализировав данные, собранные при помощи двух аппаратов миссии Cluster, Диммок и его команда выяснили, что небольшие по масштабу структуры магнитных полей встречаются повсеместно на большом протяжении области ударной волны – и это указывает на то, что они играют ключевую роль в гашении волн в плазме и, таким образом, в превращениях энергии в этой части магнитосферы.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
https://www.astronew...=20190304054322







На Марсе впервые обнаружены следы глобальной системы грунтовых вод

Изображение

Орбитальный аппарат Mars Express («Марс-экспресс») обнаружил геологические признаки существования на планете в далеком прошлом системы связанных между собой озер, которые когда-то лежали глубоко под поверхностью Красной планеты. Пять из этих озер могут содержать минералы, необходимые для существования жизни.

Марс в настоящее время представляет собой безжизненную пустыню, однако геологические структуры на его поверхности однозначно указывают на водное прошлое планеты. Мы наблюдаем на поверхности структуры, которые могли формироваться только в присутствии воды – например, ветвящиеся каналы и речные долины – и лишь в прошлом году зонд Mars Express обнаружил подповерхностный резервуар, наполненный жидкой водой, в окрестностях южного полюса Красной планеты.

В новом исследовании показано, что на древнем Марсе система грунтовых вод имела глобальный характер – что раньше предсказывалось лишь теоретическими моделями.

«Ранний Марс был богат водой, однако по мере того, как климат на планете менялся, эта вода отступала под поверхность, собираясь под ней в резервуарах и в форме грунтовых вод», - сказал главный автор нового исследования Франческо Салесе (Francesco Salese) из Утрехтского университета, Нидерланды.

В своей работе Салесе и его коллеги изучили глубоких 24 кратера, расположенных в северном полушарии Марса, дно каждого из которых находится на отметке не менее чем в 4000 метров ниже марсианского «уровня моря» (условного уровня, принятого планетологами, ввиду отсутствия на Красной планете морей и океанов, исходя из высот геологических структур Марса и атмосферного давления).

На дне каждого из этих кратеров ученые обнаружили структуры, которые могли формироваться только в присутствии воды. Многие из кратеров содержат по несколько таких структур, причем все эти структуры лежат на глубине от 4000 до 4500 метров – что указывает на наличие в этих кратерах в прошлом воды, которая со временем покинула воронки.

Среди обнаруженных исследователями структур: каналы, прорезающие стенки кратеров; долины, высеченные просачивающимися грунтовыми водами; темные, вьющиеся дельты, предположительно, формировавшиеся при подъемах и спадах уровня воды; терассы на стенках кратера, сформированные стоячей водой, а также отложения осадочных пород в форме веера, наблюдаемые обычно при стоках вод.

Этот уровень воды в кратерах совпадает с предполагаемыми береговыми линиями гипотетического марсианского океана, который мог существовать на поверхности Марса в период от четырех до трех миллиардов лет назад, отмечают авторы исследования.

Команда также наблюдала в пяти из изученных ею марсианских кратеров признаки наличия минералов, которые связаны с развитием жизни на Земле: различных глин, карбонатов и силикатов. Эти находки свидетельствуют о том, что в древности в водоемах Марса могли поддерживаться условия, благоприятные для зарождения и развития жизни.

Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
https://www.astronew...=20190303091028





Черная дыра промежуточной массы падает в сверхмассивную черную дыру Галактики

Изображение

Астрономы обнаружили скрытую от наблюдений черную дыру по влиянию, оказываемому ею на облако межзвездного газа. Исследователи отмечают, что число таких «спокойных» черных дыр в нашей Галактике может достигать свыше 100 миллионов. Эти результаты дают новый метод поисков других скрытых от наблюдений черных дыр и помогают нам глубже понять процессы роста и эволюции таких объектов.

Черные дыры представляют собой объекты с настолько мощной гравитацией, что ничто – и даже свет – не может покинуть их пределов. Поскольку черные дыры не излучают свет, астрономы могут сделать вывод о наличии черной дыры только по ее гравитационному влиянию на другие объекты. Массы черных дыр составляют от примерно 5 масс Солнца до нескольких миллионов масс нашего светила. Астрономы считают, что небольшие черные дыры сливаются и постепенно вырастают в более крупные черные дыры, однако никто никогда не видел черную дыру промежуточной массы – объекта, масса которого составляла бы сотни или тысячи масс Солнца.

В новом исследовании команда, возглавляемая Сюнья Такекавой (Shunya Takekawa) из Национальной астрономической обсерватории Японии, обратила свое внимание на объект под названием HCN-0.009-0.044, газовое облако, движущееся необычным образом близ центра Галактики, на расстоянии около 25000 световых лет от Земли в направлении созвездия Стрельца. Исследователи использовали радиообсерваторию ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) для проведения наблюдений этого объекта в высоком разрешении и обнаружили, что облако вращается вокруг невидимого массивного объекта.

Подробный кинематический анализ материала облака показал наличие скрытой массы порядка 30000 солнечных масс, сконцентрированной в области размером меньше Солнечной системы. На основе этих данных ученые пришли к выводу, что имеют дело с черной дырой промежуточной массы.

Согласно авторам работы, эта черная дыра промежуточной массы находится на расстоянии всего лишь в 20 световых лет от центральной сверхмассивной черной дыры Млечного пути и в будущем упадет на эту гигантскую черную дыру, подобно тому, как на нее падает газ из окружающего пространства.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
https://www.astronew...=20190303093934





Участники проекта GOALS-Survey исследуют слияние галактик*

Три снимка с космического телескопа NASA Spitzer показывают пары галактик в наивысшей точке их космических слияний. Хотя галактики и кажутся в это время разделенными, гравитация их притягивает друг к другу, и вскоре они объединятся, чтобы сформировать новые слившиеся галактики. И некоторые слившиеся галактики будут продолжать процесс роста, который растянется на миллиарды лет. Однако в других галактиках слияние будет запускать процессы, которые в конечном итоге остановят образование новых звезд, что станет причиной замедления развития галактик и преждевременной их смерти.

Изображение
Сталкивающаяся пара галактик Arp 86, состоящая из NGC 7752 (в центре) и NGC 7753 (вверху справа). © NASA / JPL-Caltech

В ближней к нам вселенной лишь несколько процентов галактик находятся сейчас в процессе слияния, но 6-10 миллиардов лет назад слияния галактик были более распространенным явлением. И эти процессы в значительной мере сформировали наш нынешний галактический ландшафт. Уже более десяти лет ученые осуществляют проект Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). В рамках этого проекта они исследовали близлежащие галактики, чтобы подробнее изучить детали слияний галактик и использовать их в качестве локальных лабораторий для понимания более раннего периода в истории Вселенной. Исследование было сосредоточено на 200 близлежащих объектах, включая множество галактик на разных стадиях слияния. На снимках показаны три из таких целей, снятые космическим телескопом Spitzer.

На этих изображениях цвета соответствуют разным длинам волн инфракрасного света, которые незаметны для человеческого глаза. Синий соответствует длине волны 3,6 мкм, а зеленый - 4,5 мкм - обе длины волны интенсивно испускаются звездами. Красный - 8,0 микрон - это длина волны, излучаемая в основном пылью.

Изображение
Сливающаяся система VII Zw 96, состоящая из NGC 6786 (справа) и UGC 11415 (слева). © NASA / JPL-Caltech

Одним из наиболее важных процессов, ответственных за внезапное прекращение образования звезд в объединившейся в результате слияния галактике, является перенасыщенная черная дыра. В центре большинства галактик находится сверхмассивная черная дыра - массивный объект с миллионами или даже миллиардами солнечных масс. Во время галактического слияния газ и пыль направляются в центр галактики, где могут способствовать образованию новых звезд и являются пищей для центральной черной дыры.

Но такое внезапное увеличение активности (называемое звездообразованием) может создать и очень нестабильную среду. Ударные волны или сильные ветры от растущей черной дыры могут проноситься сквозь галактику, сдувая большое количество газа и останавливая образование звезд. При этом достаточно сильные или повторяющиеся потоки могут вообще отнимать у галактики способность образовывать новые звезды.

Изображение
Сливающаяся пара галактик Arp 302, также известная как VV 340. © NASA / JPL-Caltech

Связь между слияниями, вспышками звезд и активностью черной дыры сложна, и ученые все еще работают над ее полным пониманием. Одна из недавно слившихся галактик стала предметом детального исследования в обсерватории W. M. Keck на Гавайях. В исследовании ученые проекта GOALS искали галактические ударные волны, генерируемые центральным активным ядром галактики, чрезвычайно ярким объектом, питаемым сверхмассивной черной дырой, поглощающей вещество. Отсутствие сигнатур ударных волн говорит о том, что роль активных ядер галактик в формировании роста галактик во время слияния не настолько уж и однозначна.

Объединяющиеся галактики в ближней вселенной представляются особенно яркими для наблюдения с помощью инфракрасных обсерваторий, таких как Spitzer. Исследования GOALS также основывались на наблюдениях выбранных целевых галактик другими космическими обсерваториями, включая Hubble и Chandra, космический телескоп Herschel Европейского космического агентства, а также наземных наблюдениях, в том числе и обсерваториями Keck, Very Large Array Национального научного фонда и Atacama Large Millimeter Array.
https://kosmos-x.net...2019-03-03-5624





Пули Ориона

Изображение
Авторы и права: Команда GeMS/GSAOI, Обсерватория Джемини, Ассоциация университетов для астрономических исследований, Национальный научный фонд;
Обработка: Родриго Карраско (Обсерватория Джемини), Тревис Ректор (Университет Аляски в Анкоридже)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Почему газовые пули выстреливаются из туманности Ориона? Никто пока не может дать окончательного ответа. Впервые обнаруженные в 1983 году, эти пули по размеру сравнимы с нашей Солнечной системой, они разлетаются со скоростью около 400 км/с от центрального источника, получившего обозначение IRc2. Возраст пуль можно определить, зная их скорость и расстояние от IRc2. Он оказывается очень небольшим, обычно меньше тысячи лет. Когда пули пролетают сквозь облако Клейнмана-Лоу в туманности Ориона, небольшая часть газообразного железа вызывает голубое свечение верхнего конца каждой пули. Пули оставляют за собой полые столбы, в которых светится нагретый водород. Это четкое изображение получено на 8.1-метровом телескопе Джемини-Юг в Чили с системой адаптивной оптики GeMS. Система GeMS использует пять лазерных опорных звезд, позволяющих скомпенсировать искажения изображений, возникающие в атмосфере планеты Земля.
http://www.astronet.ru/db/msg/1460165

#1434 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 05 Март 2019 - 09:04

Астероид размером с Боинг-747 пролетел мимо Земли

Изображение

Астероид размером с гигантский авиалайнер прошел рядом с нашей планетой вчера, в понедельник 4 марта.

Этот космический камень, получивший название 2015 EG, не представлял угрозу для нашей планеты, поскольку прошел на безопасном расстоянии в 441600 километров от нее – что эквивалентно 1,1 среднего расстояния между Землей и Луной – в 21:03 GMT.

Астероид 2015 EG, как можно понять из его названия, был открыт в 2015 г. Согласно оценкам НАСА, размер этого астероида составляет от 19 до 43 метров, и в настоящее время он движется в Солнечной системе со скоростью порядка 34472 километра в час. На сегодняшний день этот космический камень является одним из пяти астероидов, отслеживаемых радарами НАСА, однако астероид 2015 EG из этой пятерки подошел к Земле на самое близкое расстояние, согласно службе Asteroid Watch американского космического агентства.

Пролет астероида 2015 EG должен был оказаться ближайшим к Земле, до тех пор пока НАСА не открыло в феврале два новых астероида, которые подошли к нашей планете на еще более близкое расстояние. Астероид 2019 CN5 был замечен при помощи обзора неба Catalina Sky Survey НАСА 12 февраля, спустя всего лишь сутки после того, как этот космический камень прошел точку максимального сближения с Землей, находящуюся на расстоянии 118200 километров от нашей планеты. Затем 15 февраля НАСА заметило астероид 2019 CS5, всего лишь за двое суток до того, как он сблизился с нашей планетой до расстояния, лишь слегка меньшего, по сравнению с расстоянием до астероида 2015 EG в точке его максимального сближения с Землей.

Этот второй по счету февральский астероид пройдет мимо Земли вновь 9 сентября, однако в этот раз он не подойдет к нашей планете настолько близко - в сентябре космический камень будет оставаться на расстоянии порядка 63 миллиардов километров от нашей планеты, что эквивалентно 160 расстояниям Земля-Луна.
https://www.astronew...=20190305064150






Ученый рассказал о преимуществах "солнечной зимы"

Изображение
Солнце с тенью от Земли, снятое космическим аппаратом SDO. 6 февраля 2019 года
© NASA / GSFC/Solar Dynamics Observatory

МОСКВА, 4 мар — РИА Новости. Рекордно низкая активность Солнца положительно сказывается на работе электроники, космических аппаратов, а также на здоровье метеочувствительных людей, но может привести и к похолоданию на Земле. Об этом РИА Новости рассказал научный руководитель Института космических исследований РАН академик Лев Зеленый.

"Для Земли, помимо таких климатических изменений, к которым нам не привыкать, ничего страшного нет. <...> Но это все долго не продлится. Солнце имеет свой характер, магнитное поле, которое в нем генерируется, имеет 22-летний цикл, иногда этот цикл сбивается, но через какое-то время оно вернется к нормальному функционированию. Так что это все ненадолго. Когда я говорю ненадолго, это может быть порядка 10 лет", — сказал ученый.

При этом он напомнил о длившемся примерно с 1645 по 1715 год минимуме Маундера: так, в этот период на Солнце наблюдалось порядка 50 пятен вместо обычных 40-50 тысяч. По времени маундеровский минимум соответствует малому ледниковому периоду.

Однако, по словам собеседника агентства, низкая солнечная активность может усложнить работу туроператоров, которые организовывают поездки в северные регионы России или в Скандинавские страны, так как основная цель таких туров — увидеть полярное сияние, а теперь это явление станет редким.

Ранее ученые лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института им. Лебедева РАН сообщали, что уровень коротковолнового излучения Солнца упал ниже чувствительности приборов. Такое излучение формируется только при активных процессах, например солнечных вспышках. По мнению специалистов, невозможно предугадать, сколько продлится "солнечная зима".
https://ria.ru/20190...1551534177.html





Определен источник смертоносного космического излучения

Изображение
Фото: NASA / STScI

Астрономы обнаружили один из источников космических лучей, которые могут долетать до Земли и представлять опасность для жизни астронавтов. Им оказались ядерные суперпузыри (nuclear superbubble), которые расположены в центре галактики NGC 3079, удаленной от Земли на 50 миллионов световых лет. Об этом сообщает издание Science Alert.

Результаты наблюдений с помощью рентгеновской космической обсерватории Chandra X-ray Observatory показали, что суперпузыри являются гигантскими ускорителями, производящими высокоэнергетические частицы. Они являются аналогами гамма-рентгеновских пузырей Ферми — структур размером в 50 тысяч световых лет, расположенных над и под центром Млечного Пути и формирующихся благодаря деятельности супермассивной черной дыры в ядре галактики. Однако пузыри в NGC 3079 намного меньше и достигают в ширину 4900 и 3600 световых лет.

Исследователи обнаружили в одном из пузырей признаки синхротронного излучения, которые испускают частицы, движущиеся со скоростями, сравнимыми со скоростью света, по искривленным магнитным полем траекториям. Когда пузыри расширяются в окружающее пространство, они создают ударные волны со сложными магнитными полями. Частицы, которые пересекают ударную волну, получают ускорение и становятся высокоэнергетическими. Именно они могут приходить в Солнечную систему в виде космических лучей.

Космическими лучами называют частицы и ядра атомов, которые движутся с высокими энергиями, сравнимыми с теми, что достигают протоны в разгонном кольце Большого адронного коллайдера. Они постоянно бомбардируют Землю и могут представлять угрозу для экипажей межпланетных космических кораблей.
https://lenta.ru/new.../03/04/bubbles/






Раскрыта природа таинственных сигналов из космоса

Изображение
Изображение: Marcote

Европейские астрономы объяснили природу загадочного космического явления, известного как FIRST J141918.9. Он представляет собой объект, который испускает медленно затухающее радиоизлучение. Выяснилось, что он возник в результате необычного гамма-всплеска — выброса энергии взрывного характера, — который не произвел обнаруживаемые на Земле гамма-лучи. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи изучили FIRST J141918.9 с помощью интерферометрического массива радиотелескопов в составе Европейской РСДБ-сети на частоте 1,6 гигагерца. Оказалось, что транзиент является компактным радиоисточником с плотностью потока излучения в 620 микроянских (один янский равен 10 в минус 26-й степени ватт на квадратный метр, умноженный на один герц). Он расположен в 283 миллионах световых лет от Земли, его размер достигает 5,2 светового года в поперечнике.

Существует несколько гипотез, объясняющих происхождение FIRST J141918.9. Согласно одной из них, объект является плерионом, то есть оставшейся от сверхновой туманностью, которую подпитывает энергией магнетар — нейтронная звезда, обладающая чрезвычайно сильным магнитным полем. Однако он также может быть послесвечением мощного гамма-всплеска — процесса, который обычно протекает в течение нескольких секунд и представляет собой узкий луч гамма-излучения, испущенный при катастрофических событиях (коллапса массивной звезды или столкновения нейтронных звезд).

Ученые выяснили, что характеристики FIRST J141918.9 соответствуют джету, выброшенному из источника долговременного гамма-всплеска. Транзиент по некоторым характеристикам подобен другому загадочному явлению: повторяющемуся быстрому радиовсплеску FRB 121102. Однако он отличается от него более сильным затуханием яркости и скоростью расширения. Эти свойства опровергают версию о плерионе.

Быстрый радиовсплеск представляет собой явление, которое продолжается несколько миллисекунд и сопровождается выбросом в космическое пространство огромного количества энергии — такой, какую Солнце испускает в течение нескольких десятков тысяч лет. Некоторые ученые утверждают, что такие всплески могут быть результатом катастрофических событий, например, сверхновой. Однако один из источников — FRB 121102, расположенный в карликовой галактике в трех миллиардах световых лет от Земли, — испускает повторяющиеся радиосигналы, чему ученые пока не нашли достоверного объяснения.
https://lenta.ru/new.../04/long_burst/





Создает ли эффект "солнечного зонтика" лунные вихри?

Солнечные ожоги Луны: похоже, что исследователям удалось найти причину загадочных светлых полос на лунной поверхности. А дело в том, что новые данные измерений подтвердили, что локально ограниченные магнитные поля действуют подобно своеобразному зонтику: они защищают поверхность Луны от солнечного ветра, уменьшая тем самым выветривание реголита - верхних слоев лунного грунта. Как результат, эти защищенные места остаются более светлыми - возникают лунные вихри.

Изображение
Светлые пятна вихреподобной формы украшают лунную поверхность. И вот, наконец, ученые смогли выяснить, как они появились. © NASA

Исследователи-планетологи долго ломали голову над этим явлением. Они не могли понять, почему в некоторых местах Луны обычно темно-серый реголит имеет яркие пятна в форме завихрений. Самый большой из этих лунных вихрей, Райнер Гамма, достигает 70 километров в высоту. Странно же вот что: никаких очевидных причин для существования этих светлых пятен нет. Потому что они никак не связаны с лунными ландшафтами, а также не являются следствием воздействия метеоритов.


Намагниченные древней лавой

Наконец, в 2018 году исследователи удалось решить часть этой головоломки. Они обнаружили, что лунные завихрения имеют локальное магнитное поле вызванное, вероятно, железоносными лавовыми породами в недрах Луны. Ведь когда эти лавы замерзали более миллиарда лет назад, на Луне все еще существовало магнитное поле. Эта намагниченность сохранилась во время затвердевания, и именно она лежит в основе локальных магнитных полей лунных вихрей.

Но почему эти остатки магнитного поля Луны влияют на цвет лунной поверхности? В этом отношении определенные догадки выдвигали исследователи предыдущих проектов. Они предложили идею, что намагниченная каменистая порода может действовать как зонтик. То есть локальное магнитное поле удерживает солнечный ветер в этих точках, что, в свою очередь, уменьшает выветривание реголита. В результате в этих местах поверхность осталась более светлой.


С какой силой солнечный ветер попадает на Луну?

Проблема состояла лишь в том, что исследователи до сих пор могли лишь гадать, достаточно ли только локальных магнитных полей для защиты от солнечного ветра. Но вот теперь миссия NASA ARTEMIS («Артемида») предоставила решающее доказательство. Сама программа состоит из двух спутников с датчиками магнитных полей и частиц высокой энергии, которые были выведены на лунную орбиту несколько лет назад с орбиты Земли.

Magnetic Bubbles on the Moon Reveal Evidence of "Sunburn"
https://www.youtube....h?v=liZqW0MsrKM
Так образовались лунные вихри. © NASA/GSFC

Датчики ARTEMIS измеряли, насколько сильно намагниченные и немагнитные участки лунной поверхности подвергались воздействию солнечного ветра в течение последних пяти лет. Для этого они фиксировали, насколько сильно протоны солнечного ветра рассеиваются, отражаясь от поверхности. Обработку полученных данных провели Эндрю Поппе из Калифорнийского университета в Беркли и его команда.


Эффект «солнечного зонтика» подтвержден

Результат оказался таковым: Не замагниченная лунная поверхность рассеивает в процессе отражения только от 0,1 до одного процента солнечного ветра. Однако места, где лунная кора намагничена, отражают в среднем от пяти до двенадцати процентов солнечного ветра. Следовательно, бомбардировка частицами в этих местах оказывается фактически более низкой. «Магнитные поля действуют локально, как магнитный солнцезащитный крем», - объясняет Поппе.

По словам исследователей, это и есть недостающий кусочек головоломки в загадке вокруг вихрей Луны: защищенный локальными магнитными полями, реголит был укрыт от полной интенсивности солнечного ветра. А энергетические частицы отклонялись и оседали в окрестностях этих магнитных зонтов. В результате каменистые породы там выветрилась сильнее, а реголит со временем потемнел. И при этом под магнитными зонтиками такого «солнечного ожога» не произошло - и появились лунные вихри.
https://kosmos-x.net...2019-03-04-5626






Потрясающее изображение облаков Юпитера

Изображение
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

Данное изображение — это обработанный снимок Юпитера, полученный аппаратом «Юнона» 12 февраля 2019 года, когда зонд совершил 18-й близкий подлет к газовому гиганту. В момент снимка аппарат находился примерно в 13 000 километров от верхней границы облаков северного полушария Юпитера. Как отмечается, изображение демонстрирует область струйного течения под названием Jet N6 (в ней видна темная структура в форме круга (в левой части изображения) и окружающие ее облака).

Автоматическая межпланетная станция «Юнона» была запущена NASA в августе 2011 года. В 2016 году аппарат вышел на орбиту вокруг Юпитера и до сих пор продолжает изучение газовому гиганта. Ожидается, что миссия зонда завершится в июле 2021 года.
https://www.popmech....lakov-yupitera/





оффтоп

Верхний слой океана в позднем архее местами уже был обогащен кислородом

Изображение
Рис. 1. Керны пород формации Маунт-Макрей (Mount McRae Shale) из Западной Австралии возрастом 2,5 млрд лет. Эти обогащенные органикой черные сланцы с прослоями светлого карбонатного материала образовались из тонкозернистого осадка, отлагавшегося на дне океана в позднеархейское время. Как минимум два горизонта этих пород несут в себе геохимические свидетельства образования в кислородной среде. Фото с сайта constantinealexander.net

Примерно 2,45 млрд лет назад, в самом начале протерозоя, произошло событие, коренным образом повлиявшее на всю геологическую и биологическую историю Земли: в атмосфере появился свободный кислород, и общий характер атмосферы изменился с восстановительного на окислительный. Благодаря этому стало возможным бурное развитие жизни на Земле. Начало кислородной эры в истории Земли прекрасно фиксируется по смене состава осадочных пород на рубеже архея и протерозоя. Однако очевидно, что такая резкая перестройка всей глобальной системы не могла произойти одномоментно, поэтому ученые шаг за шагом пытаются восстановить этапы этого процесса. В недавней статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, американские геохимики, проанализировав изотопный состав кернов пород формации Маунт-Макрей, показали, что отдельные зоны архейского океана могли быть насыщены кислородом уже за несколько десятков миллионов лет до «кислородной катастрофы».

Главный источник молекулярного кислорода на Земле — фотосинтезирующие организмы, в первую очередь цианобактерии. На сегодняшний день нет достоверных палеонтологических находок, которые указывали бы на время их появления на Земле. Однако свидетельства жизнедеятельности древних цианобактерий есть. Примером служат осадочные породы с признаками образования в среде, содержащей свободный кислород.

Большинство ученых сходятся на том, что цианобактерии — первые организмы, обладающие кислородным фотосинтезом, — появились примерно 2,8–2,7 млрд лет назад, хотя, возможно, это случилось и значительно раньше. Самые древние строматолиты, которые принято считать ископаемыми остатками цианобактериальных матов, датируются 3,5 млрд лет. В любом случае, изначально весь кислород, который вырабатывали цианобактерии, сразу же расходовался в реакциях окисления растворенных в морских водах соединений (в первую очередь закисного железа), а участки кислородной среды (так называемые «кислородные карманы») существовали лишь локально на мелководье, в пределах бактериальных матов. Все остальная водная толща океана была бескислородной. Практически не было свободного кислорода и в атмосфере Земли.

Ситуация изменилась коренным образом примерно 2,45 млрд лет назад, когда за короткое с точки зрения истории Земли время (несколько миллионов лет) концентрация кислорода в атмосфере выросла примерно в тысячу раз (см. рис. 4), это называют «Великим кислородным событием» или кислородной катастрофой. Начиная с раннего протерозоя в атмосфере и океане Земли окончательно установился кислородный режим. Однако имеются многочисленные свидетельства того, что еще в конце архея, за 50–100 млн лет до кислородной катастрофы на шельфе океана появлялись локальные участки с кислородной средой (подробнее об этом см. в новости «Великое кислородное событие» на рубеже архея и протерозоя не было ни великим, ни событием, «Элементы», 02.03.2014): ученые не раз фиксировали в породах архейского возраста всплески концентрации кислорода, которым дали имя «аномальные эпизоды оксигенации» (anomalous oxygenation episode, оксигенация —насыщение водной толщи кислородом) или «кислородные дуновения» (whiff of oxygen).

Судя по всему, аномальные зоны оксигенации возникали в замкнутых мелководных водоемах или на отдельных участках шельфа, где временно устанавливались условия насыщения кислородом. Это был как бы переходный период, «битва» между двумя геохимическими режимами — прежним бескислородным и новым кислородным. И, прежде чем 2,45 млрд лет назад окончательно победил последний, инициатива несколько раз «переходила из рук в руки». Чтобы понять, как развивались события в этот переходный период, ученые-геологи тщательно изучают позднеархейские осадочные горные породы, особенно те, которые имеют признаки отложения в кислородной среде.

Одной из таких характерных толщ осадочных пород является формация черных сланцев Маунт-Макрей (Mount McRae Shale) в Западной Австралии возрастом 2,5 млрд лет. Изучению этих сланцев, а также карбонатных отложений соседней формации Джерина (Jeerinah Formation, возраст 2,66 млрд лет) с середины 2000-х годов был посвящен целый ряд исследований.

Цитата

Черные сланцы (Black shale) — темные, очень тонкослоистые углистые сланцы, богатые органическим веществом (содержание углерода достигает 5% и более) и сульфидами железа (пиритом). Образуются в результате частичного анаэробного разложения захороненного органического вещества в восстановительной обстановке спокойных вод (например, в застойном морском бассейне). Органика сохраняется в них в виде графитовых или углистых пленок.

Особо здесь надо отметить работы канадского геохимика Брайна Кендалла (Brian Kendall), который вместе с коллегами изучает черные сланцы Австралии и Южной Африки уже много лет. В частности, в 2010 году его группой были опубликованы результаты геохимических исследований южноафриканской сланцевой формации Науга (Nauga) возрастом 2,5–2,6 млрд лет, изотопные соотношения рения и молибдена и особенности осаждения железа которой указывают на наличие свободного кислорода в придонной части прибрежного бассейна, где происходило осадконакопление (B. Kendall et al., 2010. Pervasive oxygenation along late Archaean ocean margins). Позднее этой группой были исследованы изотопные параметры рения, молибдена, серы и азота в сланцах формации Маунт-Макрей (B. Kendall et al., 2013. Uranium isotope fractionation suggests oxidative uranium mobilization at 2.50 Ga), а также изотопные отношения рения и осмия в этих же породах (B. Kendall et al., 2015. Transient episodes of mild environmental oxygenation and oxidative continental weathering during the late Archean). Другая группа ученых не так давно опубликовала данные по изотопии азота и селена из карбонатных пород и керогена формации Джерина (M. C. Koehler et al., 2018. Transient surface ocean oxygenation recorded in the ∼2.66-Ga Jeerinah Formation, Australia). Все эти результаты однозначно указывают на то, что в позднем архее на мелководьях континентальных склонов периодически устанавливались условия обогащенности морских вод свободным кислородом, однако не позволяют судить о том, насколько распространены были такие условия и насколько глубоко вглубь океана распространялась зона оксигенации.

Группа североамериканских ученых во главе с Ариэлем Анбаром (Ariel D. Anbar) из Аризонского университета и всё тем же Брайаном Кендаллом предложила использовать изотопы таллия (Tl) и молибдена (Mo) в черных сланцах формации Маунт-Макрей в качестве индикаторов осаждения из морской воды оксидов марганца — эта изотопная пара Tl и Mo впервые замерялась одновременно в одном и том же наборе образцов. Дело в том, что оксиды марганца весьма чувствительны к кислородным условиям среды и могут осаждаться только в водоемах, где вся толща воды от верхней поверхности вода-атмосфера до самого дна, и даже глубже (поровые воды осадка) насыщена кислородом. В дальнейшем, при смене условий среды обратно на бескислородные, выпавшие оксиды марганца моментально растворяются (даже если они находятся в толще осадка), но сам процесс их осаждения фиксируется в виде изотопной подписи, возникающей при фракционировании изотопов Tl и Mo.

При осаждении оксидов Mn (окислении Mn2+, растворенного в морской воде, до Mn4+, накапливающегося в виде MnO2 в твердых осадках) вместе с ним из воды уходит тяжелый изотоп 205Tl, а доля более легкого 203Tl в воде возрастает (Sune G. Nielsen et al., 2013. Towards an understanding of thallium isotope fractionation during adsorption to manganese oxides). Обратная картина наблюдается для изотопов молибдена (98/95Mo) (L. E. Wasylenki et al., 2011. The molecular mechanism of Mo isotope fractionation during adsorption to birnessite). Таким образом, процесс осаждения оксидов марганца вызывает накопление в морской воде более тяжелых изотопов молибдена и более легких изотопов таллия (антикорреляция Tl и Mo). При этом, подобная парная изотопная подпись является индикатором не локальных, а как минимум региональных условий среды, так как для того, чтобы был запущен процесс осаждения оксидов марганца из морской воды, кислородные условия должны были возникнуть в значительных по объему морских бассейнах.

Характерная антикорреляция изотопных профилей Tl и Mo была обнаружена исследователями для более молодой верхней части толщи сланцев формации Маунт-Макрей (верхней пачки, рис. 2, слева). Для более древней нижней части толщи Маунт-Макрей (нижней пачки) такая антикорреляция не отмечается (рис. 2, справа). Определения производились методом изотопной масс-спектрометрии.

Изображение
Рис. 2. A — изотопно-геохимические профили Tl и Mo верхней пачки формации Маунт-Макрей. Для горизонтов US1 и US3 отмечается антикорреляция изотопных профилей Tl и Mo. Это свидетельствует о том, что породы данных горизонтов отлагались в кислородной среде. B — изотопно-геохимические профили Tl и Mo нижней пачки формации Маунт-Макрей. Слева от обоих профилей — стратиграфические колонки (черный — черные сланцы; серый — прослои карбонатных пород и мергелей). Рисунки из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience

Черные сланцы верхней пачки формации Маунт-Макрей формировались в самом конце архея (2,5 млрд лет). Скорее всего, их образование происходило в так называемых эвксинических условиях — это подтверждается многочисленными находками пирита в сланцах. Гипотезу эвксинизации (Euxinia) позднеархейско-протерозойского океана предложил в 1998 году американский геохимик Дональд Кэнфилд (Donald Canfield), взяв за основу модель современного Черного моря («Понта Эвксинского», как его называли греки), «сульфидные» воды которого заражены сероводородом. Согласно гипотезе эвксинизации, сероводородная прослойка, образовавшаяся в прибрежных зонах океана в позднеархейское время, не позволяла свободному кислороду опускаться глубже, где он тратился бы на окисление железа. Благодаря этому, в приповерхностной части водной толщи на мелководье формировалась полностью кислородная толща, на дне которой могли осаждаться оксиды марганца (рис. 3).

Изображение
Рис. 3. Схема формирования обогащенного кислородом приповерхностного слоя водной толщи в позднеархейском океане. 1 — кислородная среда; 2 — эвксиническая среда; 3 — железистая среда; 4 — твердые оксиды марганца. В левой части рисунка видно, что там, где верхний кислородный слой граничит непосредственно с нижним железистым слоем воды (без сероводородной прослойки), накопления твердых оксидов марганца на дне не происходит, так как они снова растворяются, погружаясь в бескислородную среду. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience

Полученные результаты позволяют реконструировать окислительно-восстановительные условия среды на континентальных окраинах в позднем архее и сделать вывод о том, что накануне «Великого кислородного события» уже существовали региональные (а, по мнению авторов, возможно, и глобальные) зоны, в которых приповерхностные слои воды периодически обогащались кислородом. Судя по мощности прослоев сланцев с четкой антикорреляцией изотопов Tl и Mo в разрезе пород формации Маунт-Макрей, продолжительность таких эпизодов оксигенации составляла до 11 млн лет.

Следует отметить, что весь период перехода от полностью бескислородной, обогащенной железом (Fe2+) морской среды к полностью кислородной (О2) продолжался около двух миллиардов лет, имел несколько этапов и закончился только в кембрийское время (рис. 4).

Изображение
Рис. 4. Кривая содержания кислорода в атмосфере (сиреневая линия) и геохимические режимы океана на протяжении всей истории Земли. По горизонтали: возраст в млн лет, по вертикали: содержание кислорода в атмосфере в процентах от современного уровня (%PAL). Shallow ocean — приповерхностные зоны океана; Deep ocean — глубинные зоны океана. Цветами обозначены геохимические режимы океана: красный — железистый бескислородный; зеленый — сульфидный бескислородный; розовый — эвксинический; голубой — слабокислородный; синий — кислородный. Рисунок с сайта uwaterloo.ca

Таким образом, начиная с позднего архея и до кембрийского периода, древний океан, в отличие от современного, был четко геохимически стратифицирован — разделен на несмешивающиеся водные слои с разной окислительно-восстановительной средой. (О том, что насыщение кислородом глубинных частей океана произошло значительно позднее, чем поверхностных, читайте в новости Насыщение кислородом глубин океана произошло значительно позже, чем появление первых животных, «Элементы», 22.01.2018.)

Авторы обсуждаемого исследования показали, что подобная стратификация, которая начала закладываться в позднем архее, имела региональное (а может быть, и глобальное) распространение, и океан начал накапливать значительные объемы свободного кислорода за 50–100 млн лет до того, как произошел «кислородный взрыв» в атмосфере.

Источник: Chadlin M. Ostrander, Sune G. Nielsen, Jeremy D. Owens, Brian Kendall, Gwyneth W. Gordon, Stephen J. Romaniello, Ariel D. Anbar. Fully oxygenated water columns over continental shelves before the Great Oxidation Event // Nature Geoscience. 2019. V. 12. P. 186–191. DOI: 10.1038/s41561-019-0309-7.

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

#1435 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 06 Март 2019 - 08:49

Астероид оказалось сложнее разрушить, чем считалось ранее

Изображение

Популярным сюжетом научно-фантастических фильмов является героическое разрушение угрожающего Земле астероида при помощи взрыва. Однако разрушение космического камня может оказаться более сложной задачей, чем мы считали ранее, согласно одному исследованию, в котором представлено новое понимание процессов фрагментирования астероида и предложен новый метод компьютерного моделирования столкновений между астероидами.

Эти находки могут помочь при создании стратегий по отклонению астероидов при помощи искусственных столкновений и углубят наше понимание процессов формирования Солнечной системы, а также могут оказать помощь при планировании мероприятий по добыче полезных ископаемых с астероидов.

«Мы привыкли считать, что чем крупнее космический объект, тем меньше энергии нужно затратить на то, чтобы его расколоть, поскольку в больших по размерам объектах повышена вероятность возникновения дефектов. Наши находки, однако, показывают, что астероиды на самом деле являются значительно более прочными структурами, чем мы привыкли думать, и требуют больше энергии для полного разрушения», - сказал Чарльз Эль Мир (Charles El Mir), недавний выпускник докторантуры Университета Джона Хопкинса, США, и главный автор нового исследования.

Проведенное командой моделирование показало, что астероид не только может не распасться на фрагменты в результате столкновения, но даже, в случае первичного фрагментирования, космический камень затем вновь может собраться в единое целое за счет гравитации.

Asteroid Collision Model Phase 2: Reaccumulation by Gravity
https://www.youtube....h?v=ZjBgljnCtWk

Исследование принято к публикации в журнале Icarus.
https://www.astronew...=20190306062049






Нейросеть помогла определить магнитное поле на дальней стороне Солнца

Изображение
NASA

Ученые использовали нейросеть для определения пространственной структуры магнитного поля Солнца. Программа успешно справилась с получением карт распределения поля как на видимой, так и на обратной стороне светила. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Стандартным методом представления структуры магнитного поля Солнца являются магнитограммы, которые в графическом виде отображают его пространственные вариации, а одним из распространенных методов определения магнитного поля является картирование Зеемана—Доплера. Это способ заключается в способности магнитного поля поляризовать излучение — по разности доплеровских скоростей, определенных в различных каналах поляризации, можно определить проекцию магнитного поля на луч зрения. Тем не менее, этот способ работает только на непосредственно наблюдаемой стороне звезды. В случае обратной стороны можно воспользоваться методами гелиосейсмологии, для которых необходимы только данные о видимой стороне, однако в таком случае качестве полученных данных значительно уступает непосредственным наблюдениям.

Сегодня за Солнцем наблюдает сразу несколько космических телескопов, в том числе американские Обсерватория солнечной динамики (SDO) и STEREO. Особенностью второй миссии заключается в том, что она состоит из двух одинаковых аппаратов, которые независимо движутся по орбитам, близким к земной. В результате один из них постепенно все больше отстает от планеты, а второй — обгоняет. Это позволяет наблюдать светило с различных сторон и даже получать трехмерные изображения, используя стереоскопический эффект. Однако после череды проблем с электроникой и последовавшей потерей контроля над ориентацией данные со STEREO-B доступны только до 1 октября 2014 года.

Тэен Ким (Taeyoung Kim) из Университета Кенхи в Южной Корее и его коллеги натренировали алгоритм глубокого обучения создавать магнитограммы. Исходными для первой части работы были данные SDO: ультрафиолетовые снимки прибора Atmospheric Imaging Assembly (AIA) и измерения магнитного поля на луче зрения, проведенные инструментом Helioseismic and Magnetic Imager (HMI). Данные собирались каждые 12 часов в течение 2011–2017 годов. В результате получилось 4972 пар изображений и магнитограмм, из которых 4147 (все данные, кроме полученных в сентябре и октябре каждого года) использовались в качестве обучающей выборки, а оставшиеся 825 — в качестве тестовой.

В исследовании применялась генеративно-состязательная сеть, то есть комбинация двух нейросетей, одна из которых (генератор) создает образцы, а вторая (дискриминатор) пытается выбрать из них наиболее похожие на представленные в обучающей выборке. Авторы сравнили результаты работы алгоритма, то есть магнитограммы за сентябрь и октябрь, с данными прибора HMI. Оказалось, что программа качественно воссоздала структуру поля. В частности, результат ее работы соответствовал эмпирическому закону Хейла, который гласит, что в северном полушарии одна полярность всегда предшествует другой, а в южном полушарии наблюдается обратная ситуация. Полярность солнечного магнитного поля меняется на противоположную от цикла к циклу, но вся обучающая выборка была получена в течение 24 солнечного цикла, поэтому нейросеть в текущем виде эффективна при работе с четными циклами, однако точность ее предсказаний при нечетных циклах необходимо отдельно проверять.

Изображение
Сравнение полученных программой магнитограмм и измерений прибором HMI. В первом ряду ультрафиолетовые данные, во втором — результат работы программы, в третьем — реальные измерения магнитного поля.
T. Kim et. al., Nature Astronomy, 2019

Тем не менее, созданные программой магнитограммы не во всем соответствовали измерениям. Например, угол между парами солнечных пятен разной полярности не всегда оказывался правильным. Авторы связывают эти расхождения с тем фактом, что излучение в ультрафиолетовом диапазоне рождается в переходной зоне между хромосферой и короной, в то время как магнитограмма строится по данным о фотосфере, расположенной значительно ближе к поверхности звезды.

Вторая часть работы была посвящена данным STEREO, которые можно использовать для генерации распределения магнитного поля на дальней стороне Солнца. Для проверки авторы взяли данные со спутника STEREO-B, который 4 июня 2013 года находился на -164 градуса гелиографической долготы, то есть получал изображения преимущественно обратной стороны. Прибор Extreme UltraViolet Imager (EUVI) на борту этого аппарата собирает данные в том же диапазоне, что и AIA на борту SDO, что позволило использовать обученную ранее сеть. Ученые отследили движение активной области 12087, которая в период с 4 по 13 июня 2014 года перешла с обратной стороны звезды на видимую с Земли. Астрономы заключают, что программа в целом правильно воспроизвела структуру магнитного поля, что позволяет получать данные о временной эволюции магнитной активности Солнца на любом участке, где есть данные ультрафиолетового диапазона.

Изображение
Непрерывная временная эволюция магнитного поля на основе измерений и результатов работы программы. В верхнем ряду ультрафиолетовые наблюдения, первые две в нижнем получены нейросетью, а последние две прибором HMI. Желтым прямоугольником отмечена одна и та же группа пятен.
T. Kim et. al., Nature Astronomy, 2019

Ученые заключают, что им удалось показать удачный пример непосредственного преобразования изображений с помощью нейросетевой модели. Они отмечают, что в области астрономии и геофизики часто имеется большое количество данных различных диапазонов, что потенциально позволяет применять подобные модели во множестве ситуаций. Непосредственно в случае наблюдения Солнца, такая модель позволяет лучше понимать временную эволюцию активных областей, которые являются источниками вспышек, определяющих космическую погоду.

Магнитное поле Солнца значительно сложнее земного, подвержено намного более сильным изменениям как во времени, так и в пространстве. Подробно об исследованиях изменения солнечного поля мы писали в материале «Мой компас земной».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...-magnetic-field





Израильский лунный зонд прислал первый снимок

Изображение
SpaceIL

Израильский частный лунный посадочный аппарат «Берешит» прислал первые снимки с бортовой камеры, на одном из которых видна Земля, сообщает израильский Седьмой канал. После запуска аппарат совершил уже два маневра для поднятия апогея орбиты, а прибытие к Луне и посадка зонда на ее поверхность состоятся в первой половине апреля.

Посадочный аппарат «Берешит» был создан компанией SpaceIL в рамках конкурса Google Lunar XPrize. Согласно правилам конкурса, аппарат должен совершить мягкую посадку на поверхность Луны, передать на Землю высококачественные снимки, а также переместиться на расстояние не менее 500 метров. В начале 2018 года конкурс заранее закрылся без победителей, но некоторые команды продолжили разработку своих аппаратов. Наиболее успешной командой оказалась SpaceIL — 22 февраля ее аппарат запустили на ракете Falcon 9.

Аппарат имеет классическую конструкцию с посадочными опорами и несколькими двигателями, а его масса составляет 585 килограммов. В качестве научных инструментов на зонде установлена цветная камера и магнитометр, а также уголковые отражатели для отслеживания зонда с Земли. Полет аппарата к Луне разбит на несколько этапов, главные из которых — три орбитальных маневра для увеличения апогея орбиты. Пока аппарат успешно провел два маневра, а заключительный из них намечен на начало марта.

SpaceIL
https://youtu.be/_R4zk448oPs

Во время своего полета на околоземной орбиты «Берешит» впервые прислал снимки со своей камеры. На них можно видеть элементы самого аппарата, табличку с надписью «Маленькая страна, большие мечты». Кроме того, зонд сфотографировал Землю, на снимке видна Австралия. Снимки были сделаны на расстоянии 60511 километров от Земли. Помимо таблички с надписью и логотипами SpaceIL, Israel Aerospace Industries и Google Lunar XPrize на аппарате установлена капсула с цифровыми копиями объектов культурного наследия Израиля.

Изображение
Один из снимков с бортовой камеры «Берешита»
SpaceIL

Если посадка в середине апреля 2019 года будет успешной, Израиль станет четвертой страной, совершившей мягкую посадку на Луну. Изначально четвертой страной должна была стать Индия с аппаратом «Чандраян-2», однако миссию несколько раз переносили и по последним данным старт миссии назначен на апрель 2019 года.

Григорий Копиев
https://nplus1.ru/ne...03/05/beresheet





Геологи помогли узнать орбиты планет 200 миллионов лет назад

Изображение
Ian Carroll / Flickr

Ученые воспользовались данными о земном климате, зафиксированными в геологической летописи, для определения орбитальных параметров планет в прошлом — дело в том, что взаимодействие тел Солнечной системы создает периодические колебания движения Земли, что сказывается на ее климате. В результате исследователям удалось определить скорость прецессии перигелиев Меркурия, Венеры, Земли, Марса и Юпитера около 200 миллионов лет назад, в то время как физические расчеты позволяют узнать динамику только до 60 миллионов лет назад. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Солнечная система, как и многие крупные совокупности взаимодействующих гравитационно тел, система хаотическая. Это означает, что сколь угодно малая неточность в определении параметров в данный момент через конечный промежуток времени становится слишком большой, что не позволяет экстраполировать поведение системы произвольно далеко ни в прошлое, ни в будущее. Современные оценки показывают, что неточности увеличиваются примерно в 10 раз каждые 10 миллионов лет, то есть хаос нарастает экспоненциально. Текущие ошибки измерения орбитальных параметров планет не позволяют надежно предсказывать движение планет на масштабе более 60 миллионов лет. Несмотря на ожидаемое улучшение точности измерения орбит, связанные с хаосом фундаментальные ограничения делает задачу восстановления истории Солнечной системы исключительно на основе ее сегодняшнего состояния абсолютно нерешаемой.

Пол Олсен (Paul E. Olsen) из Колумбийского университета и его коллеги представили первые результаты принципиального иного подхода к определению орбитальных параметров в прошлом, который не ограничен хаотичностью Солнечной системы. Авторы называют свой подход геологическим планетарием (Geological Orrery) по аналогии с механическими моделями солнечной системы. Эта идея основана на использовании сохранившихся в геологической летописи вариациях климата, обусловленных изменениями орбиты Земли согласно законами небесной механики. Такие данные согласуются с астрономическими оценками о предыдущих 60 миллионах лет, но наибольший интерес вызывают более древние времена. Однако получение информации о них затруднено нехваткой геологических данных, удовлетворяющих одновременно двум условиям: достаточным временным масштабом и наличием независимого способа определения возраста.

В первом приближении влияние планет Солнечной системы друг на друга проявляется в виде медленной квазипериодической деформации орбит, которую можно представить как набор долгопериодических вековых частот, примерно соответствующих вкладу отдельных планет. Результирующее изменение можно разделить на прецессию перигелия gi (ближайшей к Солнцу точке траектории) в орбитальной плоскости и прецессию самой орбитальной плоскости si, что описывается движением узла орбиты, то есть точки ее пересечения с плоскостью эклиптики. Разница вековых частот прецессии перигелия соответствует известным в палеоклиматологии циклам эксцентриситета, а сумма частот gi с частотой прецессии земной оси соответствует частоте климатической прецессии, которая сегодня обеспечивает цикличность с периодом около 21 тысячи лет. Прецессия орбитальной плоскости аналогично порождает частоты орбитального наклонения и циклы смены наклона оси с периодом около 41 тысячи лет в текущую эпоху.

Авторы изучали данные двух проектов бурения в раннемезозойских континентальных озерных отложениях: во впадине Ньюарк и на плато Колорадо. Ученым удалось точно восстановить относительно высокие вековые частоты прецессии перигелия внутренних планет и Юпитера в эпоху позднего триаса и ранней юры (199–223 миллионов лет назад), а также выявить более продолжительные изменения, в том числе с периодами около 20, 100 и 405 тысяч лет. Детальный анализ также указал на существование еще более длинных циклов, например, с периодом около 1,7 миллионов лет, который авторы соотносят с вековым резонансом системы Земля—Марс. Ученые отмечают, что сегодня этот период равен 2,4 миллионам лет, то есть значительно изменился со времен мезозоя. Исследователи называют этот факт прямым геологическим доказательством хаотичности Солнечной системы.

В заключении ученые пишут, что полноценный геологический планетарий должен состоять из множества пар низко- и высокоширотных отложений возрастом от палеогена до пермского периода. Анализ такого массива данных позволит узнать историю динамики Солнечной системы от 50 до 250 миллионов лет назад. Эти данные станут принципиально новым источником информации, которая позволит проверить модели эволюции Солнечной системы, астрономические решения и даже гравитационные модели. В частности, подробное восстановление эволюции прецессии перигелия Меркурия в прошлом позволит по-новому протестировать общую теорию относительности и ее альтернативы.

Геологические методы не первый раз помогают решать астрономические задачи. Например, анализ древних пород помог определить длительность суток полтора миллиарда лет назад. В более общем смысле о сложности динамики даже задача трех гравитирующих тел не имеет аналитического решения в общем случае, а в 2017 году в ее ограниченном варианте обнаружили несколько сотен периодических решений, наиболее красивые из которых мы свели в галерею.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...stem-200-my-ago





Физики приписали фононам отрицательную массу

Изображение
Траектории частиц, которые перемещаются в воздухе под действием звуковой волны
Wikimedia Commons

Американские физики показали, что фононы, которые движутся на фоне твердого тела или идеальной жидкости, переносят небольшую отрицательную массу. Для этого ученые рассмотрели эффективную теорию точечной частицы и нашли поправки к тензору энергии-импульса фононов. По оценкам ученых, предсказанный ими эффект уже сейчас можно подтвердить с помощью бозе-конденсатов или сейсмических волн. Статья опубликована в Physical Review Letters и находится в открытом доступе, кратко о ней сообщает Physics.

Обычно физики считают, что звуковые волны не переносят массу. Разумеется, волны переносят импульс и энергию, которые, согласно Общей теории относительности, эквивалентны небольшому количеству массы, однако сверх этого эффекта ничего быть не должно. По крайней мере, так утверждают линейные модели звуковых волн, которые хорошо согласуются с экспериментом.

Однако в прошлом году физики-теоретики Альберто Николис (Alberto Nicolis) и Риккардо Пенко (Riccardo Penco) неожиданно обнаружили, что это не так. Используя эффективную теорию для точечной частицы, ученые показали, что в сверхтекучем гелии при нулевой температуре фононы — кванты звуковых колебаний — эффективно взаимодействуют с гравитационным полем, причем сила этого взаимодействия зависит только от энергии квазичастиц и уравнения состояния жидкости. Более того, эффективная масса фононов оказалась отрицательной — проще говоря, звуковые волны отклоняются в сторону более слабого гравитационного поля.

С одной стороны, отрицательная гравитационная масса имеет очевидную «классическую» интерпретацию. Из распределения Больцмана следует, что давление жидкости, а вместе с ней и скорость звука, зависит от напряженности гравитационного поля — следовательно, звуковые волны, которые бегут по жидкости, преломляются и отклоняются в сторону более слабого поля. Казалось бы, этот эффект воспроизводит отрицательную массу фононов. С другой стороны, эта интерпретация упускает из виду, что из-за отрицательной массы фононы также генерируют слабое гравитационное поле, источник которого распространяется вместе с волной. Следовательно, приписать фонону «физическую» отрицательную массу более корректно.

В новой статье Альберто Николис, Анджело Эспосито (Angelo Esposito) и Рафаэль Кричевский (Rafael Krichevsky) обобщили эти вычисления и подтвердили, что фононы имеют отрицательную массу не только в сверхтекучем гелии, но также в обычных жидкостях и твердых телах. Для этого ученые рассмотрели эффективную теорию движения точечных фононов на фоне твердого тела. В этом подходе среда описывается тремя скалярными полями, каждое из которых отвечает за сжатия и растяжения в направлении соответствующей координаты. Эффективное действие теории, построенное из полей и их производных, должно быть инвариантно относительно преобразований, которые сохраняют кристаллическую решетку. Для простоты физики считали, что на больших расстояниях твердое тело изотропно, то есть его физические свойства не меняются при произвольных поворотах. В этом случае из полей можно построить только три инвариантные величины, и поэтому анализ теории упрощается. Впрочем, авторы утверждают, что выводы, полученные при таких приближениях, легко можно обобщить на случай дискретной симметрии, хотя в этом случае вычисления становятся более громоздкими.

Варьируя полученное действие, ученые получили уравнение движения фононов и приближенно решили его с помощью теории возмущений (малым параметром выступала скорость звука). Помимо линейного порядка, воспроизводящего звуковые волны, ученые удерживали нелинейные поправки. Разобраться с тем, как физики выводят уравнения движения из действия уравнения, можно с помощью материала «На пути к теории всего». Затем ученые подставили найденные решения в выражение для тензора энергии-импульса, усреднили его по большому промежутку времени и проинтегрировали по объему, содержащему фонон. Поскольку ученые не пренебрегали нелинейным движением, им удалось найти поправку к энергии и массе звуковой волны. Эта поправка имела отрицательный знак и совпадала с выражением для жидкого гелия. Очевидно, все полученные результаты также можно применить к идеальной жидкости, которая инвариантна относительно произвольных поворотов. В этом случае также напрашивается очевидная интерпретация эффекта: если звуковые волны толкают вещество по (или против) направлению движения, это будет выглядеть как перенос небольшого положительного (или отрицательного) количества массы.

Таким образом, ученые обобщили результаты предыдущей работы и подтвердили, что с фононами можно связать отрицательную массу. Разумеется, масса эта очень мала. Например, крайне энергетический фонон с энергией один килоэлектронвольт, который движется в жидком гелии-4, переносит массу порядка 10−27 килограмм, сравнимую с массой атома гелия. Длина волны фонона с такой высокой энергией сравнима с Боровским радиусом атомов гелия — следовательно, линейное приближение давно уже не работает, и говорить о звуке нельзя в принципе. На практике энергия фононов гораздо меньше.

Тем не менее, физики утверждают, что предсказанный эффект уже сейчас можно измерить на практике. Во-первых, для этого можно использовать бозе-конденсат ультрахолодных атомов цезия: по оценкам ученых, для конденсата радиусом 50 микрометров, масса, переносимая фононами, составляет примерно 10−3÷10−4 от полной массы конденсата. Такие массы исследователи сейчас уже умеют измерять. Во-вторых, сейсмические волны, которые сопровождают землетрясения девятой магнитуды, движутся со скоростью пять километров в секунду и переносят энергию порядка 1011 джоулей. Если фононы в таких волнах действительно имеют массу, ускорение свободного падения в окрестности волны изменится примерно на 10−4 метра на секунду в квадрате. Современные приборы могут уловить такое изменение.

Авторы статьи подчеркивают, что уравнения движения, которые они использовали, были основаны на классической механике, — следовательно, отрицательная масса не связана с квантовыми эффектами или эффектами Общей теории относительности. В действительности этот эффект следует из нелинейности возбуждений, которые упускают «традиционные» модели звука.

В октябре прошлого года физики из Колорадского университета впервые напрямую увидели фононы — кванты колебаний алюминиевой мембраны. Для этого исследователи связали мембрану с зарядовым кубитом и измерили его энергетический спектр. А в ноябре американские ученые с помощью инфракрасного излучения впервые охладили звуковую волну — фононы, которые двигались по тонкой кремниевой трубочке.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne.../05/phonon-mass





Нарушение зеркальной симметрии обратит притягивающую силу Казимира

Изображение
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019

Физики из Швеции и США придумали способ, с помощью которого можно обратить силу Казимира, притягивающую параллельные металлические пластины. Для этого ученые предложили заполнить пространство между пластинами средой, не обладающей зеркальной симметрией, то есть различающей левые и правые фотоны. Теоретически, открытие ученых может решить проблему «склеивания» частей нанометровых машин. Статья опубликована в Physical Review B, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

В 1948 году голландский физик Хендрик Казимир обнаружил, что две проводящие пластины, помещенные в абсолютный вакуум, притягиваются друг к другу за счет вакуумных флуктуаций, то есть за счет рождения виртуальных частиц. Качественно этот эффект можно объяснить следующим образом. Квантовая теория поля утверждает, что пространство никогда не бывает пустым: даже в абсолютном вакууме постоянно рождаются и сразу же исчезают виртуальные фотоны и пары частица—античастица. Избавиться от виртуальных частиц принципиально нельзя. Тем не менее, если наложить на вакуум специальные граничные условия, можно запретить рождение частиц с определенными параметрами. Например, в пространстве между двумя проводящими плоскостями могут рождаться только фотоны с резонансной частотой, которые отвечают стоячим волнам, «зажатым» между пластинами. В пространстве снаружи пластин таких ограничений нет. Следовательно, давление виртуальных фотонов внутри пластин меньше, чем снаружи, и пластины будут притягиваться. Грубо говоря, можно сказать, что вакуум внутри пластин «откачан» сильнее, чем снаружи. Более подробное объяснение эффекта можно прочитать в статье «Энергия вакуума: Эффект Казимира».

Вскоре после открытия Казимира Евгений Лифшиц обобщил эти результаты на случай тел произвольной формы и состава. В частности, из его расчетов следовало, что два материала с одинаковыми диэлектрическими проницаемостями не могут отталкиваться за счет силы Казимира. В 2006 году Одед Кеннет (Oded Kenneth) и Израэль Клинч (Israel Klich) строго доказали это предположение для произвольных немагнитных тел, являющихся зеркальными копиями друг друга. Этот результат имеет не только теоретическое, но и практическое значение. В самом деле, для нанометрового устройства сила Казимира играет роль «универсального клея», которые мешает двигаться частям машины. Из теоремы Кеннета и Клинча же следует, что избавиться от этого «клея» геометрическими методами невозможно.

Тем не менее, физики Цинь-Дун Цзянь (Qing-Dong Jiang) и Фрэнк Вильчек (известный нобелевский лауреат) предложили альтернативный способ, с помощь которого притягивающую силу Казимира можно превратить в отталкивающую. Для этого ученые заметили, что классический вывод силы Казимира не различает левые и правые фотоны. В частности, при доказательстве своей «запрещающей» теоремы Кеннет и Клинч существенно полагаются на зеркальную симметрию, которая меняет левые и правые фотоны местами. Следовательно, если пространство между симметричными объектами не будет уважать эту симметрию, условия теоремы (которые предполагались неявно) выполняться не будут, и силу Казимира удастся обратить.

Изображение
Схематическое изображение эффекта Казимира. Левые и правые фотоны отмечены разными цветами (зеленым и красным соответственно)
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019


Изображение
Фейнмановская диаграмма, которая описывает эффект Казимира с учетом киральной симметрии (a) или ее нарушения (B)
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019

Чтобы проверить это предположение, ученые повторили классический вывод силы Казимира, рассчитав статсумму и энергию системы с учетом отличий между левыми и правыми фотонами. Для простоты физики рассматривали систему двух параллельных идеально отражающих пластин, пространство между которыми было заполнено средой, нарушающей зеркальной симметрию. В такой системе s- и p-поляризованные волны больше не являются собственными состояниями оператора рождения фотонов, поэтому физики работали в хиральном базисе, в котором фотоны имеют определенную поляризацию (левую или правую).

В качестве среды, нарушающей зеркальную симметрию, физики рассмотрели два кандидата. Первый кандидат — это материал, в котором наблюдается эффект Фарадея, то есть в котором плоскость поляризации фотонов поворачивается под действием магнитного поля. Второй кандидат — оптически активная среда, которая также поворачивает плоскость поляризации фотонов. Кроме того, ученые численно рассчитали силу Казимира для таких материалов при конечной температуре. Во всех случаях исследователи получили, что сила не только может быть отталкивающей, но также может в несколько раз превысить стандартную силу Казимира между пластинами, разделенными пустым пространством.

Изображение
Силы притяжения между пластинами в зависимости от расстояния, в единицах стандартной силы Казимира. Отрицательные значения отвечают отталкиванию пластин. Красная и синяя линия отвечают разной напряженности магнитного поля в эффекте Фарадея
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019


Изображение
Силы притяжения между пластинами в зависимости от расстояния, в единицах стандартной силы Казимира. Отрицательные значения отвечают отталкиванию пластин. Сплошная и пунктирная линия отвечает удельному вращению (specific rotation), которое зависит или не зависит от частоты, соответственно
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019


Изображение
Силы притяжения между пластинами в зависимости от расстояния, в единицах стандартной силы Казимира. Случаи ненулевой температуры отмечены цветными линиями
Qing-Dong Jiang, Frank Wilczek / Physical Review B, 2019

Стоит отметить, что теорема, доказанная Кеннетом и Клинчем, запрещает отталкиваться только телам одинаковой формы, тогда как сила Казимира между разными телами может быть направлена в произвольную сторону. Например, в 2009 году группа ученых под руководством Джереми Мандея (Jeremy Munday) заставила золотой шарик левитировать над кремниевой поверхностью за счет силы Казимира. Для этого физики заполнили пространство между телами бромбензолом. Впоследствии ученые также добились отталкивания тел другой формы. Тем не менее, силы отталкивания, которые наблюдались в этих экспериментах, очень малы, а потому заметить их — и тем более использовать в прикладных целях — сложно.

В апреле 2017 года физики из Китая и США создали микросхему, в которой эффект Казимира используется в обратном виде — наноструктуры отталкиваются, а не притягиваются друг к другу. Чтобы добиться такого поведения, ученые изменили форму пластин, превратив их в «расчески» с Т-образными зубьями. А в январе 2018 американские исследователи впервые измерили силу Казимира между двумя золотыми микросферами.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...reverse-Casimir





Рентгеновские сверхпузыри в галактике NGC 3079

Изображение
Авторы и права: Рентгеновские лучи: НАСА, Обсерватория "Чандра", Университет Мичигана, Дж.-Т. Ли и др.; Оптика: НАСА, Научный институт космического телескопа
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Как в галактике возникли эти огромные сверхпузыри? Два необычных пузыря, размер которых составляет несколько тысяч световых лет, были недавно открыты около центра спиральной галактики NGC 3079. Сверхпузыри видны правее центра картинки и окрашены в фиолетовый цвет. Они настолько горячи, что излучают рентгеновские лучи, зарегистрированные обращающейся вокруг Земли обсерваторией НАСА "Чандра". Пузыри расположены около центра NGC 3079, поэтому наиболее вероятная гипотеза – что их происхождение связано с взаимодействием центральной сверхмассивной черной дыры с окружающим газом. Другое предположение – что сверхпузыри созданы мощными ветрами от множества молодых горячих звезд около ядра галактики. Единственное похожее явление – излучающие гамма-лучи пузыри, поднимающиеся над центром нашей Галактики Млечный Путь, открытые 10 лет назад на изображениях, полученных спутником НАСА "Ферми". Исследования природы сверхпузырей в NGC 3079 будут продолжаться, также будет осуществляться поиск сверхпузырей с высокоэнергичным излучением в других галактиках.
http://www.astronet.ru/db/msg/1460581

#1436 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 07 Март 2019 - 07:33

Нейтрино изменили структуру «космической паутины», выяснили ученые

Изображение

Подобно мухам, попавшим в паутину, призрачные частицы, известные как нейтрино, запутаны в космической паутине галактик.

Они почти не имеют массы. Они проходят, словно привидения, сквозь любую материю, почти не взаимодействуя с ней.

И тем не менее, эти таинственные частицы фундаментально изменили направление формирования нашего мира, показывает новое исследование.

Наблюдая набор из более чем 1 миллиона галактик, ученые выяснили, как гравитация нейтрино оказала тонкое влияние на расположение зародышей будущих галактик после Большого взрыва. Эти результаты позволяют делать выводы о структуре Вселенной в самые первые моменты ее существования.

Вскоре после Большого взрыва Вселенная представляла собой смесь из нейтрино, электронов, нейтронов, протонов и фотонов. Через одну секунду нейтрино – самые легкие и редко взаимодействующие частицы – отделились от остальной части материи и начали двигаться в расширяющемся пространстве со скоростью, близкой к скорости света. Ученые называют это первичное распределение нейтрино космическим фоном нейтрино.

Вскоре, примерно через 380000 лет, Вселенная остыла до температуры, при которой стало выгодным соединение протонов и электронов в нейтральные атомы. В результате этого соединения во Вселенной появился первый свет – так называемое реликтовое излучение. Стремительное расширение смеси частиц замедлилось, поскольку атомы под действием гравитации начали собираться в сгустки. Со временем из самых плотных сгустков начали формироваться галактики.

Поскольку нейтрино первыми выделились из первичной смеси частиц, расположение их сгустков в пространстве отличается от расположения сгустков нейтральных атомов, выяснили исследователи в новой работе. Изучив 1,2 миллиона галактик, ученые подтвердили, что гравитация нейтрино слегка изменила структуру «космической паутины».

Ранее исследователи могли наблюдать лишь непрямые признаки воздействия нейтрино на реликтовое излучение Вселенной, однако теперь были получены данные о таком воздействии на основе анализа распределения материи и галактик во Вселенной, пояснили авторы работы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Physics; главный автор Даниэль Бауманн (Daniel Baumann).
https://www.astronew...=20190307071355






Первый обнаруженный «Кеплером» кандидат в экзопланеты подтвержден восемь лет спустя

Изображение
Gabriel Perez Diaz / Instituto de Astrofísica de Canarias

Первый кандидат в экзопланеты телескопа «Кеплер», прекратившего работу в октябре прошлого года, спустя почти восемь лет после открытия получил подтверждение. Причиной столь долгих разбирательств стала ошибка в определении параметров звезды, вокруг которой обращается экзопланета. Препринт статьи, публикуемой в журнале The Astronomical Journal, выложен в открытый доступ.

Космический телескоп «Кеплер» был запущен в 2009 году, его основной задачей был поиск экзопланет методом транзитной фотометрии. За первые три года работы аппарат обнаружил более трех с половиной тысяч кандидатов в экзопланеты, причем большинство из них были небольшими планетами, превосходящими Землю по размеру менее чем в три раза. В 2013 году из-за поломки гироскопа работа «Кеплера» была прекращена, однако затем инженерам удалось восстановить ориентацию телескопа, используя солнечное излучение, и в 2014 году началась новая миссия К2. В марте 2018 года команда миссии сообщила, что запасы топлива на борту телескопа подходят к концу. Без топлива обсерватория не сможет корректировать свою ориентацию в пространстве. 29 августа «Кеплер» начал свою 19-ю наблюдательную кампанию, однако 30 октября NASA приняло решение официально прекратить работу обсерватории из-за частых поломок и иссякших запасов топлива.

Объект KOI 4.01 был первым кандидатом в экзопланеты, открытым телескопом после запуска (цифра 4 в обозначении появилась из-за того, что три экзопланеты в поле зрения «Кеплера» были открыты на основе наземных наблюдений). На момент обнаружения предполагалось, что KOI 4.01 обращается вокруг звезды главной последовательности, радиус которой составляет 1,1 радиуса Солнца, и представляет собой экзопланету размером с Нептун. Однако затем KOI 4.01 была перемещена в категорию ложной цели, после чего неоднократно то включалась в новые редакции каталога объектов, открытых «Кеплером», то исключалась оттуда.

В новой работе группа астрономов во главе с Эшли Чонтос (Ashley Chontos) вновь проанализировала данные «Кеплера» и наземных телескопов, наблюдавших KOI 4.01, используя методы астеросейсмологии и лучевых скоростей. Оказалось, что более ранние оценки размера звезды-хозяина неверны — на самом деле Kepler-1658 представляет собой массивный субгигант с радиусом около 2,89 радиусов Солнца и массой около 1,45 масс Солнца, вокруг которой обращается экзопланета Kepler-1658b, типа горячий Юпитер, с массой 5,73 масс Юпитера и радиусом 1,07 радиуса Юпитера. Период обращения экзопланеты вокруг звезды составляет 3,85 дня, а ее орбита имеет умеренный эксцентриситет и пролегает в ≈ 0,05 астрономической единицы от звезды, что делает Kepler-1658b одной из самых близких к звезде известных на сегодняшний день экзопланет. Благодаря этому Kepler-1658b теперь является идеальной целью, чтобы получить ограничения на теории роли приливных сил на формирование и миграцию планет у эволюционирующих звезд.

После завершения миссии «Кеплера» искать экзопланеты остался космический телескоп TESS. Он был запущен в космос в апреле прошлого года, а через месяц после запуска прислал первый тестовый снимок. Кроме того, на начало 2019 года запланирован запуск в космос нового телескопа CHEOPS, созданного Европейским космическим агентством.

О научных итогах девятилетней работы телескопа «Кеплер» читайте в нашем материале «Наследие «Звездного вестника».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...ng-confirmation






Нерезонансные орбиты суперземель объяснили большим наклоном оси

Изображение
NASA / JPL-Caltech, Sarah Millholland

Астрономы выдвинули теорию, объясняющую наблюдаемые отклонения от орбитальных резонансов в движении многих суперземель с периодом обращения менее 100 дней. Согласно новой идее, подобные особенности небесных тел можно объяснить в предположении, что оси их вращения значительно наклонены. Это, в свою очередь, усиливает приливы и изменяет параметры траекторий планет. Подобная конфигурация существенно влияет на климат планет и оценки их потенциальной обитаемости, пишут ученые в Nature Astronomy.

Если периоды орбит гравитирующих тел соотносятся как небольшие целые числа, то они будут регулярно воздействовать друг на друга с увеличенной силой тяготения — эта ситуация называется орбитальным резонансом. Это приводит к усилению обмена механической энергией между телами, что в некоторых случаях может сделать их орбиты неустойчивыми, а других — наоборот, их движение окажется более стабильным. Наиболее ярким примером стабильного резонанса в Солнечной системе являются внутренние спутники Юпитера Ганимед, Европа и Ио, периоды обращения которых соотносятся как 4:2:1. Сам Юпитер и Сатурн находятся почти в точном резонансе 2:5, а некоторые особенности пояса астероидов (щели Кирквуда) и колец планет (щель Кассини) объясняются неустойчивыми резонансными взаимодействиями.

Открытие большого количества экзопланет (в первую очередь благодаря наблюдениям космического телескопа «Кеплер») позволило выяснить, что многие планетные системы во Вселенной сильной отличаются от Солнечной. В частности, примерно у каждой третьей похожей на Солнце звезды можно найти суперземли с лежащими в одной плоскости круговыми орбитами с периодом менее 100 дней. Измерение параметров таких экзопланетных систем показало, что во многих случаях их орбиты близки к стабильным резонансам, но слегка от них отличаются. Это обстоятельство требовало объяснения, так как планеты должны стремиться занять стабильные резонансные орбиты.

Астрономы обратили внимание на эту особенность сразу после публикации первого крупного набора данных «Кеплера» в 2010 году. Обычно ученые предполагали, что такие экзопланеты находились в резонансе, но потом вышли из него вследствие внешнего воздействия. В качестве предлагаемых объяснений назывались влияние астероидов, давление при рассеянии газа протопланетного диска и вызываемые родительскими звездами приливы, но ни одно из них не стало общепринятым.

Сара Миллхолланд (Sarah Millholland) и Грег Лафлин (Greg Laughlin) из Йельского университета предложили принципиально новое объяснение. На этот раз ученые описали выход из резонанса усилением влияния приливов при больших наклонах осей вращения. Наклон оси вращения является одним из важнейших параметров, определяющих климат. Земная ось наклонена примерно на 23,5 градуса, и именно это обстоятельство обеспечивает существование времен года, так как периодически изменяет угол падения солнечных лучей на поверхность. В Солнечной системе у большинства планет наклон оси не очень велик, лишь у Урана он составляет 97,77 градуса, его ось практически лежит в плоскости орбиты (он вращается «на боку»). Однако существующие методы наблюдения экзопланет не позволяют определять наклоны их осей, из-за чего данное свойство движения зачастую не принималось во внимание.

Наклоны осей на коротких промежутках времени остаются стабильными, но подвержены долговременным колебаниям. В частности, наклон земной оси меняется в пределах от 22,1 до 24,5 градусов с периодом около 41 тысячи лет, а само направление оси относительно звезд прецессирует, то есть совершает один оборот примерно за 26 тысяч лет. В работе Миллхолланд и Лафлина показывается, что если период прецессии оси оказывается близок к периоду прецессии орбитальной плоскости, то они оказываются сцеплены и будут меняться согласованно. В таком случае на ранних этапах формирования системы, когда рассеивается последний газ протопланетного диска и планеты занимают стабильные орбиты, замедление эволюции траектории также замедляет прецессию тел, если их частоты в процессе формирования оказывались близки. В результате замедления прецессии угол наклона орбиты может значительно вырасти, вплоть до порядка 90 градусов.

Следующим эффектом оказывается значительное увеличение силы приливов для таких вращающихся «на боку» планет. Авторы приводят оценки, согласно которым в таком случае приливы начинают рассеивать примерно в 1–10 тысяч раз больше энергии в виде тепла. Так как эта энергия берется из движения планет, то их орбиты постепенно уходят из области резонансных значений параметров.

Многие экзопланеты с описываемыми особенностями обращаются весьма близко к родительским звездам. Предыдущие анализы показывали, что они должны находиться в приливном захвате, то есть к светилу должна быть обращена только одна сторона, подобно ситуации в системе Земля—Луна. Однако такое релизуемо только при небольших углах наклона осей вращения. Новая работа предполагает, что это условие не выполнено, что делает приливный захват невозможным. Соответственно полностью меняются условия на подобных телах, в частности характер распределения температуры по поверхности. Авторы пишут, что будущие наблюдения при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» должны позволить напрямую измерить разницу температур на дневной и ночной сторонах планет, тем самым подтвердив или опровергнув теорию ученых.

О других примерах сложного поведения орбитальных параметров планет мы недавно писали в контексте определения траекторий тел в далеком прошлом Солнечной системы.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...ut-of-resonance






Китайский луноход исследовал камни на обратной стороне Луны

Изображение
Китайский луноход Юйту-2 на обратной стороне Луны
© AP Photo / Xinhua News Agency / China National Space Administration

ПЕКИН, 6 мар – РИА Новости. Китайский луноход "Юйту-2" ("Нефритовый заяц-2") исследовал камни на обратной стороне Луны и в общей сложности уже преодолел 127 метров, говорится в сообщении Китайского национального космического управления.

Космический аппарат "Чанъэ -4" и луноход "Юйту-2", с начала января исследующие обратную сторону Луны, переждали лунную ночь в спящем режиме и проснулись 1 марта.

Из-за экстремально низких температур на обратной стороне Луны в ночной период, аппараты входят в "спящий режим", чтобы сохранить работоспособность для дальнейших экспериментов.

"После пробуждения "Чанъэ-4" и луноход "Нефритовый заяц - 2" работают в нормальном режиме. Луноход провел исследования камней, а также изучил след, оставшийся на грунте от колес", - говорится в сообщении ведомства.

Сообщается, что диаметр самого большого исследованного камня составляет около 20 сантиметров. Во время зондирования луноход находился на расстоянии 1,2 метра от камней.

По состоянию на данный момент, луноход преодолел в общей сложности 127 метров.

"Чанъэ-4" утром 3 января осуществил историческую мягкую посадку на Луне и уже через несколько часов прислал первые снимки поверхности обратной стороны спутника. Аппарат прилунился в кратере Карман, в северо-западной части самого большого известного лунного кратера Бассейн Южный полюс — Эйткен. Китайское национальное космическое управление признало абсолютно успешной миссию " Чанъэ-4" по исследованию обратной стороны Луны.

За время своего пребывания на обратной стороне Луны китайские космические аппараты выполнили уже целый ряд задач, включая первый в истории человечества биологический эксперимент на лунной поверхности, в ходе которого удалось прорастить хлопчатник. "Чанъэ-4" регулярно присылает снимки поверхности обратной стороны Луны, которые значительно помогают ученым со всего мира в дальнейшем изучении естественного спутника Земли.
https://ria.ru/20190...1551597702.html






В Млечном Пути нашли миллиарды опасных планет

Изображение
Фото: NASA

Ученые Лейденского университета в Нидерландах выяснили, что в Млечном Пути могут находиться миллиарды планет-странников — небесных тел, которые обладают большой массой, имеют шарообразную форму, но не привязаны гравитационно к какой-либо звезде. Такие объекты свободно летят в космическом пространстве и могут столкнуться с другими планетами, включая Землю. Об этом сообщает издание Science Alert.

Исследователи провели математическое моделирование планетных систем, которые могли бы находиться в Трапеции Ориона — рассеянном звездном скоплении, расположенном в туманности Ориона. Симуляция состояла из пятисот похожих на Солнце звезд, каждая из которых имела четыре, пять или шесть планет. Всего было сгенерировано 2522 планеты, масса которых варьировалась в широких пределах: от трех масс Земли (суперземли) до 130 масс Юпитера (коричневые карлики).

Оказалось, что 357 планет (16,5 процента) покинули свои системы в течение 11 миллионов лет с момента своего формирования и начали дрейфовать в космическом пространстве. При этом 282 планеты покинули скопление, 75 столкнулись с родительской звездой, а 34 — с другой планетой. Если результаты моделирования экстраполировать на весь Млечный путь, то общее количество планет-странников может достигать 16,5-100 миллиардов.

Считается, что большой угол наклона оси Урана связан со столкновением со свободно летящим космическим телом размером с планету. Также возможно, что пока не обнаруженная девятая планета Солнечной системы также была изгоем, пока ее не захватило притяжение Солнца.
https://lenta.ru/new...5/rogue_planet/






Новые рентгеновские и инфракрасные наблюдения Стрельца А*

Сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики - Млечного пути, Стрелец A*, является самым близким к нам объектом такого типа, всего в 25 000 световых годах от Земли. Хотя она даже приблизительно не настолько активна или ярка, как другие сверхмассивные черные дыры, она дает астрономам уникальную возможность исследовать то, что происходит вблизи «края» черной дыры.

Изображение
Визуализация смоделированной вспышки и облаков вещества вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики. © ESO, Gfycat

Стрелец A* наблюдется в диапазоне радиоволн с момента его открытия, а на протяжении уже некоторого времени также в инфракрасном и рентгеновском диапазонах. Создается впечатление, что эта черная дыра потребляет материю очень медленно, в объемах всего нескольких сотых от массы Земли в год. Ее рентгеновское излучение представляется постоянным и, вероятно, является следствием быстрых движений электронов в горячем аккреционном токе черной дыры.

Один раз в сутки Стрелец A* также демонстрирует сильно изменяющиеся эмиссионные выбросы, которые чаще появляются в инфракрасном, чем в рентгеновском диапазоне. Некоторые выбросы в субмиллиметровой длине волн также были предварительно отнесены к инфракрасным вспышкам, хотя их временная синхронизация отсрочена по сравнению с инфракрасными событиями. Несмотря на целенаправленные наблюдения, физические механизмы, стоящие за выбросами этой сверхмассивной черной дыры, до сих пор неизвестны, по причине чего проводится их интенсивное теоретическое моделирование.

Астрономы Стив Уилнер, Джо Хора, Джованни Фацио и Говард Смит из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и их коллеги провели систематическую кампанию наблюдения вспышек Стрельца А* в нескольких волновых диапазонах. Для этого они использовали космические обсерватории «Спитцер» и «Чандра», а для ряда наблюдений также инструмент Submillimeter Array.

Общая длительность наблюдений составила более 100 часов, а продолжались они в тпчение более четырех лет (самый длительный рекорд в своем роде на сегодняшний день), и за это время команда зафиксировала и наблюдала четыре вспышки рентгеновских и инфракрасных волн. При этом рентгеновское событие казалось предшествующим инфракрасному событию, опережая его на 10-20 минут. Корреляция между наблюдаемыми пиками интенсивности предполагает, что между ними существует физическая связь. Небольшие различия во времени полностью согласуются с моделями, описывающими магнитное ускорение частиц и ударные волны как причину выбросов.

Хотя точные одновременные события и не могут быть полностью исключены, результаты не согласуются с некоторыми из более экзотических моделей, связанных с релятивистским движением электронов. Если запланированные одновременные наблюдения летом 2019 года также зарегистрируют вспышки, они смогут определить новые временные сдвиги и, следовательно, также новые границы для основополагающих физических моделей.
https://kosmos-x.net...2019-03-06-5629





Февраль без солнечных пятен

Изображение
Авторы и права: Алан Фридман (Averted Imagination)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Куда делись все солнечные пятна? В прошлом месяце полное количество пятен, пересекавших наше Солнце, оказалось равно нулю. Это гораздо меньше среднего числа за месяц. Активность на поверхности Солнца в этот солнечный минимум очень слабая, примерно такой же она была 11 лет назад, во время предыдущего солнечного минимума. Низкая активность проявляется не только во внешнем виде Солнца, оно также стало немного тусклее, дыры в солнечной короне стали более стабильными и уменьшилась интенсивность солнечного ветра. Слабый солнечный ветер вызывает охлаждение и сжатие внешней атмосферы Земли (термосферы), что приводит к уменьшению торможения многих обращающихся вокруг Земли спутников. На негативных изображениях слева показана активная поверхность Солнца во время максимума в 2012 году, а справа – вид Солнца в августе прошлого года. Тогда на несколько дней на поверхности также не было пятен, хотя минимум солнечной активности только начинался. Влияние этого необычно спокойного солнечного минимума является предметом исследований.
http://www.astronet.ru/db/msg/1460711

#1437 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 08 Март 2019 - 08:54

Всех женщин с праздником 8 марта!!! Любви и счастья!!!


Квантовая телепортация сымитировала получение информации из черной дыры

Изображение
E. Edwards / Joint Quantum Institute

Физики разработали и экспериментально продемонстрировали новый протокол проверки квантового перемешивания информации. Помимо применения в области квантовых технологий, данная работа имеет и теоретическое значение, так как позволяет изучать реализуемое черной дырой перемешивание информации. Статья с результатами опубликована в журнале Nature.

Квантовое перемешивание (quantum scrambling) — это процесс рассредоточения информации по сложной квантовой системе вследствие взаимодействия ее частей. В общем случае в результате этого возникают корреляции между удаленными объектами, которые в квантовой механике называется запутыванием. В таком случае информацию нельзя извлечь из отдельной части системы, так как она распределена и содержится не только в ней. Таким образом, если мы будем следить только за локальным участком, то придем к выводу, что изначальная информация оказалась потеряна. Этот эффект тесно связан со стремлением взаимодействующих объектов к термическому равновесию, то есть наименее упорядоченному состоянию, характеризующемуся максимальной энтропией.

Самостоятельный интерес в физике квантовых систем представляет задача изучения подобного перемешивания и отделения его от настоящей потери информации. Обычно для этого используют многочисленные измерения различных частей системы в разное время, которые позволяют вычислить корреляционную функцию OTOC (out-of-time-ordered correlation function). В идеальных условиях применение данной схемы ко всем парам подсистем позволяет выявить информационное перемешивание. Однако шумы и другие источники отклонений препятствуют получению полезных данных при повторных измерениях.

В работе американо-канадского коллектива физиков под руководством сотрудников Объединенного квантового института при Мэрилендском университете предлагается способ проверки корректности измерения информационного перемешивания. Их метод состоит в работе с двумя копиями взаимодействующей системы кубитов, в каждой из которых изначально все кроме одного элементы находятся в состоянии запутанности с соответствующим кубитом из другой системы. Оставшийся кубит первой системы называется «входом», на него записывается некая квантовая информация, а последний кубит второй системы запутан с дополнительным отдельным кубитом, называемым «мишенью», который вначале находится в основном энергетическом состоянии.

Изображение
Схема эксперимента. Слева направо показана временная эволюция, верхние три горизонтальные линии соответствуют кубитам первой системы, следующие три — второй. Вертикальные линии показывают квантовую запутанность. В результате взаимодействия квантовое состояние верхнего кубита передается нижнему.
K. A. Landsman et al. / Nature

Если после начала взаимодействия всех кубитов квантовое состояние «входа» окажется телепортировано на «мишень», то это означает, что информация успешно перемешалась по всем элементам системы. В экспериментах авторов в качестве кубитов использовались холодные ионы в оптических ловушках, а каждая система состояла из трех элементов, то есть всего в опыте было семь кубитов. Ученым удалось добиться вероятности совпадения квантовых состояний после телепортации в 80 процентов, что означает, что около половины информации перемешалась, а половина потерялась из-за необратимой декогеренции системы.

Изначальным толчком для разработки данного протокола были исследования по физике черных дыр, так как они могут обеспечивать очень эффективное квантовое перемешивание всей попавшей информации. С первого взгляда кажется, что информация об упавшем в черную дыру теле оказывается недоступна извне, а после испарения из-за излучения Хокинга она безвозвратно исчезает. Эту ситуацию называют информационным парадоксом черных дыр, хотя насчет не только его возможного решения, но и даже существования продолжаются дебаты в научной среде.

Согласно одному из подходов, попавшую в черную дыру информацию можно восстановить путем наблюдения квантовых корреляций в излучении Хокинга, а описанный в новой работе экспериментальный протокол как раз соответствует этому теоретическому сценарию. В таком случае «вход» соответствует упавшей в черную дыру информации, первая система — самой черной дыре, а «мишень» — излучению Хокинга. Таким образом, забросив в черную дыру запутанный кубит возможно получить информацию из-под горизонта событий. Тем не менее, эта аналогия опирается на ряд упрощений. В частности, черная дыра в этой модели является очень хорошим перемешивателем, что для реальных объектов может оказаться неверным.

Подробнее о судьбе информации при падении в черную дыру мы подробно говорили с физиком-теоретиком Эмилем Ахмедовым, одним из сторонников точки зрения, что никакого парадокса в этой ситуации вовсе не наблюдается.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...ck-hole-paradox





Обитаемая зона двойных звезд оказалась способна растягиваться

Изображение
Планета в двойной системе в представлении художника
Mark Garlick

Астрономы пришли к выводу, что обитаемая зона вокруг двойных звезд может растянуться, если два светила подойдут близко друг к другу. Такое событие может произойти в результате сближения с другой, третьей звездой, что может быть нередким явлением в областях активного звездообразования, сообщается в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Обитаемой зоной называют область в космосе с наиболее благоприятными условиями для существования жизни. Планета, орбита которой лежит внутри этой зоны, может содержать на своей поверхности жидкую воду — важнейшее вещество для организмов на Земле. При этом существуют и другие факторы, которые играют большую роль при оценке жизнепригодности планеты, например активность звезды, наличие плотной атмосферы, химическое разнообразие и так далее. Однако возможность существования воды в жидком виде сегодня считается основным условием.

Рассчитать зону обитаемости для таких звезд-одиночек, как наше Солнце, довольно просто, однако ученые предполагают, что около 85 процентов светил могут входить в состав двойных или кратных систем. В прошлом астрономы подтвердили, что вокруг таких звезд тоже рождаются планеты — например, как показывают наблюдения, они могут вращаться вокруг главного компонента (их относят к S-типу, от слова satellite — спутник). В этом случае у каждого из светил будет своя зона обитаемости, и ученые считают, что в некоторых случаях эти зоны могут сливаться и даже расширяться.

В частности, это может произойти, если орбита одной из звезд в двойной системе станет более вытянутой в результате гравитационного взаимодействия с другим светилом. Бетани Вуттон (Bethany Wootton) и Ричард Паркер (Richard Parker) из Университета Шеффилда предполагают, что такие события могут часто случаться в густонаселенных областях активного звездообразования. Чтобы проверить свою гипотезу исследователи провели компьютерную симуляцию, в которой рассмотрели, как часто будут происходить сближения небесных тел, каким образом они будут взаимодействовать между собой и как это повлияет на зоны обитаемости.

Исследователи построили несколько моделей областей активного звездообразования, получив в конечном итоге 4745 двойных систем. Примерно в 20 процентах случаев орбиты звезд, находившихся на расстоянии 5-10 астрономических единиц друг от друга, менялись таким образом, что обитаемые зоны небесных тел или накладывались друг на друга, или увеличивались. Кроме того, Вуттон и Паркер обнаружили, что в 31 системе обитаемые зоны обитаемые зоны и увеличивались, и накладывались друг на друга. В большинстве случаев это происходило во время периастрона, то есть в момент максимального сближения светил, но астрономам также удалось получить два случая, когда обитаемые зоны накладывались друг на друга, даже если звезды находились в самых дальних точках друг от друга.

Изображение
Схема показывает изменение орбит звезд до и после прохождения рядом другой, третьей звезды. Звезда, показанная желтым, имеет такую же массу, как и Солнце, а звезда, показанная желтым, в два раза меньше него. Синим цветом обозначены обитаемые зоны
Richard Parker / Bethany Wootton / University of Sheffield

Расчеты исследователей показывают, что планеты, находящиеся внутри обитаемых зон таких систем, могут быть стабильны. С другой стороны, орбиты самих звезд, вероятнее всего, будут в дальнейшем эволюционировать, а области активного звездообразования не считаются благоприятными для зарождения жизни. В будущем астрономы намерены провести дополнительные симуляции, которые помогут понять, перевешивают ли негативные процессы, которые происходят с молодой звездой, позитивные.

Иногда планеты могут быть непригодны для жизни, даже несмотря на то, что находятся в зоне обитаемости. Например, в 2017 году исследователи обнаружили систему TRAPPIST-1, где сразу три землеподобные планеты находятся в потенциально обитаемой зоне. Однако позднее ученые пришли к выводу, что активность главной звезды — красного карлика — скорее всего сделает планеты «стерильными», а близость к ней спровоцирует сильную вулканическую активность, как минимум, на одной из них.

Кристина Уласович
https://nplus1.ru/ne...bitable-planets





Китайский луноход «Юйту-2» проехал по Луне 127 метров

Изображение
CNSA / CLEP

Китайский луноход «Юйту-2» за три лунных дня проехал 127 метров по поверхности обратной стороны Луны и прислал снимки, на которых видны камни и колея от его колес. Сейчас аппарат находится в режиме гибернации, пережидая лунный полдень, а 10 марта вернется к работе, сообщается на сайте Планетарного общества.

Автоматическая станция «Чанъэ-4» с луноходом «Юйту-2» совершила мягкую посадку в кратер Карман на обратной стороне Луны 3 января 2019 года. Связь между посадочной платформой и Землей поддерживается при помощи спутника-ретранслятора «Цюэцяо», находящегося на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна. В задачи миссии входит фотографирование поверхности спутника Земли, изучение состава грунта и проверка возможности ведения радиоастрономических наблюдений — предполагается, что в будущем на поверхности Луны можно будет установить радиотелескоп для наблюдений без помех с Земли.

Спустя 12 часов после посадки шестиколесный луноход «Юйту-2» покинул станцию и отъехал от нее, а затем заснял «Чанъэ-4», в то время, когда сама станция снимала панораму окружающей местности. Кроме того, до наступления лунной ночи на борту станции успешно прошел биологический эксперимент, в ходе которого на Луне впервые пророс хлопчатник, а недавно станция пережила лунную ночь, которая оказалась рекордно холодной — температура поверхности упала до −190 градусов Цельсия. В конце января орбитальный аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter смог разглядеть станцию, пролетая недалеко от кратера Карман.

28 февраля 2019 года «Чанъэ-4» и «Юйту-2» вышли из режима гибернации, тем самым начав свой третий лунный день. На текущий момент луноход проехал по поверхности 127 метров, исследуя близлежащие валуны и реголит в колее от своих колес при помощи камер и спектрометра, чтобы получить информацию о минеральном составе и происхождении пород на обратной стороне Луны. Для сравнения — его предшественник, луноход «Юйту», проехал в общей сложности 114,8 метров по поверхности Луны. На опубликованных снимках, полученных луноходом, на поверхности Луны видны несколько валунов, ближайший из них к «Юйту-2» имеет размер около 20 сантиметров в поперечнике и находится на расстоянии около 1,2 метра от лунохода. Аппарат возобновит свою деятельность 10 марта, в настоящий момент он находится в режиме гибернации, чтобы избежать перегрева в лунный полдень.

Изображение
Валуны на покрытой реголитом поверхности Луны. Снимок «Юйту-2», полученный в начале третьего лунного дня
CLEP/CNSA


Изображение
Снимок ближайшего к «Юйту-2» валуна
CLEP/CNSA


Изображение
Снимок посадочной платформы «Чанъэ-4», полученный луноходом на второй лунный день
CLEP/CNSA

Ранее мы рассказывали о том, что израильский финалист конкурса Lunar XPRIZE отправил свой аппарат на Луну, почему Индия отложила запуск своего первого лунохода и как NASA отдаст доставку грузов на Луну частникам.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne.../Yutu-two-rocks






Выходцы из России нашли "видимую" замену темной материи

Изображение
Современная галактика с темной материей и древняя галактика без темной материи
© Фото : ESO/L. Calçada

МОСКВА, 6 мар — РИА Новости. Необычно высокая скорость движения звезд на окраинах галактик может объясняться не наличием загадочной "темной материи", а тем, что фотоны, частицы света, потенциально имеют ненулевую массу. К такому выводу пришли российские физики, работающие в Германии и США, опубликовавшие статью в Astrophysical Journal.

"Мы показали, что даже если масса фотонов будет ниже, чем текущий предел, полученный экспериментальным путем, то тогда их взаимодействия с материей будут порождать силу, которой хватит для объяснения аномалий в скорости вращения звезд вокруг центра Галактики. Это очень интересный результат", — рассказывает Дмитрий Будкер из университета Гутенберга в Майнце (Германия).

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в десять раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя — загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75 процентов от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в восемь-десять раз больше темной материи, чем ее видимой "кузины", и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им "разбежаться".

Ее безуспешные поиски в последние два десятилетия заставили многих теоретиков искать альтернативные формы этой субстанции, к примеру аксионы, сверхлегкие частицы, похожие по массе и свойствам на нейтрино. Их первые поиски тоже завершились безрезультатно, что делает эту невидимую субстанцию еще более загадочной.

Будкер и его коллеги нашли неожиданную замену для темной материи — вполне видимые частицы света, фотоны, изучая то, как поменяется облик Галактики, если эти обитатели микромира не были бы безмассовыми переносчиками электромагнитных взаимодействий, как сейчас считают теоретики, а имели крайне малую, но массу.

В таком случае, как отмечают теоретики, поведение фотонов будет описываться не классическими уравнениями Максвелла, а их расширенной версией, описывающей поведение других переносчиков фундаментальных сил природы, W и Z-бозонов. Используя эти формулы, выходцы из России просчитали то, как "новые свойства" фотонов будут влиять на поведение звезд и газа в Млечном Пути.

Как оказалось, внутри Галактики возникнет центростремительная сила, которая будет толкать газ в сторону ее ядра и заставлять его двигаться быстрее, чем при ее отсутствии. При определенной конфигурации "общегалактических" магнитных полей она будет достаточно сильной для того, чтобы объяснить необычную скорость движения звезд на окраинах Млечного Пути.

Вдобавок ученые выяснили, что малые и крупные звезды в подобной вариации Галактики будут вести себя не совсем так, как во Вселенной с безмассовым фотоном. При этом они будут отличаться друг от друга сильнее, чем в "нашей" реальности из-за того, что аномалии будут почти не заметны для светил размером с Солнце, но будут особенно сильно проявляться для звезд-гигантов.

Эти различия связаны с тем, что "новая" сила, как показали расчеты Будкера и его коллег, будет сильнее всего влиять на движение разреженных облаков газа и короткоживущих крупных светил, не успевающих сильно изменить скорость движения до своей смерти.

При этом она почти не будет сказываться на звездах размером с Солнце, способных просуществовать несколько миллиардов лет, — на манеру их движения будет сильнее всего влиять классическая гравитация, а не электромагнитные взаимодействия. Ее действие на них будет выражаться в том, что орбиты таких светил должны стать не круговыми, а эллиптическими.

"В реальности, конечно, мы пока не открыли ни одной звезды размером с Солнце, которая бы двигалась таким образом. Поэтому мы считаем, что наша теория объясняет не все, а лишь часть аномалий, связываемых сегодня с темной материей. В любом случае нам не следует отбрасывать подобные гипотезы до того, как мы поймем, что в реальности представляет эта субстанция", — заключает физик.
https://ria.ru/20190...1551614284.html






Открыта новая звезда с «инопланетными мегаструктурами»

Изображение
Изображение: GrandpaFluffyClouds

Международная группа профессиональных астрономов и астрономов-любителей обнаружили новую звезду EPIC 204376071, которая необъяснимым пока образом изменила свой блеск в течение дня. У другого подобного светила — звезды Табби — ряд специалистов заподозрили наличие гигантских искусственных сооружений вроде сферы Дайсона. Статья ученых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

EPIC 204376071 находится в 440 световых годах от Земли и является красным карликом, чья масса равна 0,16 массы Солнца. Астрономы заметили, что в течение одного дня произошло разовое пиковое уменьшение яркости звезды на 66 процентов. Изменение кривой блеска было асимметричным, то есть затенение происходило быстрее, чем последующее посветление. Кроме того, у EPIC 204376071 кривая блеска больше не менялась в течение 160 дней наблюдения.

В 2017 году ученые наблюдали похожую картину затемнения у KIC 10403228, который, по мнению ученых, представляет собой систему с планетой-гигантом, имеющей кольца подобно Сатурну. Результаты моделирования показали, что вращение экзопланеты с кольцами с периодом 28 дней на расстоянии от звезды, равном десятой части расстояния от Солнца до Земли, создаст наблюдаемую картину. При этом система колец должна быть в 4,2 раза больше диаметра звезды. Однако это противоречит данным, согласно которым затемнение происходит раз в 160 дней как минимум.

Согласно другой версии, между Землей и KIC 10403228 прошло облако пыли, плотное на переднем краю и становящееся более прозрачным справа налево. Однако смоделированная кривая блеска для этого случая также не вполне соответствует наблюдениям. Исследователи полагают, что оба объяснения маловероятны, однако не невозможны.

Для определения настоящей причины падения блеска нужно будет измерить радиальную скорость звезды, чтобы доказать или опровергнуть наличие тела, вращающегося вокруг нее, а также провести наблюдения с помощью адаптивной оптики для выявления рассеивания света от пылевых структур.

Звезда Табби известна изменениями светимости в 2015 году. Яркость звезды падала на 22 процента через разные промежутки времени. Некоторые ученые предположили, что причиной этому может быть гигантское астроинженерное сооружение, построенное внеземной цивилизацией, например сфера Дайсона. Однако в настоящее время астрономы склоняются к версии, что аномальное поведение звезды объясняется облаком пыли или другими небесными телами природного происхождения.
https://lenta.ru/new.../03/06/newstar/






Шарплесс 249 и туманность Медуза

Изображение
Авторы и права: Данные: Стив Милн и Барри Уилсон, Обработка: Стив Милн
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Туманность Медуза, обычно такая слабая, что ее трудно обнаружить, все-таки была поймана в поле зрения телескопа и запечатлена на этой прекрасной фотографии. Картинка смонтирована из изображений, полученных с узкополосными фильтрами, изучение атомов серы, водорода и кислорода показано красным, зеленым и синим цветами. Справа и слева видны две яркие звезды – μ и η Близнецов, расположенные в ноге одного из небесных близнецов. Туманность Медуза – это яркая светящаяся дуга правее центра картинки, от которой отходят "щупальцы". Космическая медуза – это часть имеющего форму пузыря остатка сверхновой IC 443, расширяющегося облака из вещества, выброшенного при взрыве массивной звезды. Свет от этого взрыва достиг планеты Земля более 30 тысяч лет назад. IC 443 похожа на свою "родственницу" в астрофизических водах – остаток сверхновой Крабовидную туманность – тем, что в ней находится нейтронная звезда, сколлапсировавшее ядро взорвавшейся звезды. Эмиссионная туманность Шарплесс 249 заполняет верхнюю левую часть поля зрения. Туманность Медуза удалена от нас примерно на 5 тысяч световых лет. На этом расстоянии изображение охватывает область размером почти 300 световых лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1460857






Новые данные о Юпитере и Сатурне поразили ученых

Дмитрий Мушинский

Изображение

Последние данные, полученные космическими аппаратами «Юнона» и «Кассини» при облете таких газовых гигантов, как Юпитер и Сатурн, поставили под сомнение многие современные теории о том, как были сформированы планеты в нашей Солнечной и почему они так расположены.

«Детальные магнитные и гравитационные данные оказались не только бесценными но и невероятно запутанными», — сказал Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института, который представит обновление обеих миссий на этой неделе на мартовском собрании Американского физического общества в 2019 году. Ученый также примет участие в пресс-конференции с описанием работы. «Не смотря на то, что есть загадки, которые еще предстоит объяснить, мы уже кое что знаем о том, как формируются планет и как они создают магнитные поля».

«Кассини» вращался вокруг Сатурна в течение 13 лет до тех пор, пока не был погружен в толщу верхних слоев планеты в 2017 году, а «Юнона» вращалась вокруг Юпитера в течение двух с половиной лет.

Данные, которые были получены с гравитационных и магнитных датчиков «Юноны» привели ученых в недоумение. Выяснилось, что магнитное поле имеет пятна (области аномально высокого или низкого магнитного поля), а также разительную разницу между северным и южным полушариями.

Показатели гравитации подтвердили, что в центре Юпитера, где-то, по крайней мере 90 процентов водорода и гелия по массе. Однако там же находятся и более тяжелые элементы, которые в 10 раз превышают массу Земли. Однако они не концентрируются в ядре, а смешиваются с вышеуказанным водородом, большая часть которого находится в форме металлической жидкости.

Анализ позволил выявить богатую информацию о внешних частях Юпитера и Сатурна. Изобилие более тяжелых элементов в этих регионах все еще остается неопределенным, но внешние слои играют большую, чем ожидалось, роль в генерации магнитных полей двух планет. Теперь необходимы эксперименты, имитирующие давление и температуру газовых планет. Это поможет ученым помочь происходящие процессы.
https://rwspace.ru/n...li-uchenyh.html



оффтоп

Ученые узнали, почему Земля покрывается ледниками каждые 100 тысяч лет

Изображение
Антарктида
© РИА Новости / В. Чистяков

МОСКВА, 7 мар – РИА Новости. Ледовые шапки Земли начали отступать и наступать каждые 100 тысяч лет в далеком прошлом из-за почти полной остановки "конвейера" течений у берегов Антарктики и резкого понижения доли СО2 в атмосфере. Доказательства этого были опубликованы в журнале Science.

Современный ледниковый период в истории Земли, как сегодня считают геологи, начался примерно 2,6 миллиона лет назад. Главной его особенностью является то, что площадь оледенения и температуры поверхности Земли на всем его протяжении не были постоянными. Иначе говоря, ледники постоянно отступали и наступали.

Эти циклы оледенений и "оттепелей", как сегодня считают многие ученые, в первую очередь связаны с так называемыми циклами Миланковича – "качаниями" орбиты Земли, меняющими то, как много тепла получают полюса и умеренные широты.
Другие геологи и климатологи считают, что на самом деле эти резкие изменения климата связаны не с "космическими", а вполне земными факторами, такими как перестройки "конвейера" течений в мировом океане или резкое повышение или понижение доли СО2 в атмосфере.

Особенно большие споры между сторонниками этих идей вызывает так называемая "стотысячелетняя проблема". Дело в том, что в первой половине ледникового периода длина этих циклов составляла около 40 тысяч лет, что вполне укладывается в теории сторонников "космического" происхождения ледникового периода.

Примерно 1,2 миллиона лет назад ситуация резко изменилась, и оледенения и оттепели начали сменять друг друга каждые 100 тысяч лет. Причины этого пока не ясны, что вызывает споры уже среди сторонников "климатической" теории оледенения.
Адам Хасенфратц (Adam Hasenfratz) из Высшей технической школы Швейцарии в Цюрихе и его коллеги нашли первый однозначный ответ на этот вопрос, изучая образцы осадочных пород, извлеченные со дна Атлантического океана в окрестностях южного острова Буве, одного из самых изолированных клочков суши в мире.

Эти отложения, как объясняют ученые, формировались на дне Атлантики на протяжении последних 1,5 миллионов лет, и внутри них сохранились микроскопические панцири и другие останки водорослей и планктона, живших в древних морях.

Флуктуации в температуре воды, как объясняют ученые, достаточно сильно влияют на химический и изотопный состав панциря некоторых водорослей и зоопланктона, что позволяет использовать их отложения в качестве своеобразной "климатической летописи". Она позволяет узнать не только то, как менялась температура вод морей и океанов в далеком прошлом, но и понять, в какую сторону и как двигались течения.

В данном случае через эту точку проходят два глубинных полярных течения, омывающих подножье Антарктиды и играющих важную роль в круговороте воды между верхними и нижними слоями океана.

Восстановив историю их активности по останкам водорослей, ученые обнаружили, что в первой половине ледникового периода различия в температуре воды между ними были относительно небольшими. Это говорит о том, что глубинные и приповерхностные воды Атлантики в то время активно перемешивались, что мешало "захоронению" больших количеств СО2 в толще океана.

Примерно 1,2-1,1 миллиона лет назад, картина резко изменилась – различия между слоями океана начали быстро расти, и глубинные слои вод почти перестали подниматься к его поверхности. Подобное ослабление круговорота течений должно было привести к резкому уменьшению доли СО2 в атмосфере из-за того, что он оказывался "замурованным" в глубинных слоях воды.

Все это, как предполагают ученые, усилило и продлило периоды оледенения, увеличив их длину с классических 40 тысяч лет, предсказываемых циклами Миланковича, до фактических 100 тысяч лет.

Что интересно, нечто похожее – ослабление круговорота течений и "перемешивания" воды между глубинными и поверхностными слоями океана – происходит и сегодня. Если эти тренды продолжатся, то они могут не только замедлить глобальное потепление, но и повлиять на климат самым непредсказуемым образом уже в ближайшие столетия.
https://ria.ru/20190...1551634702.html

#1438 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 09 Март 2019 - 08:46

Звездная пыль и звездный свет в M78

Изображение
Авторы и права: Ричард С. Райт-младший
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: В созвездии Ориона множество межзвездных пылевых облаков и ярких туманностей. Одна из самых ярких – M78, видна около центра картинки. На этом цветном телескопическом изображении запечатлена область севернее пояса Ориона. Размер голубоватой туманности – около пяти световых лет, она удалена от нас на 1500 световых лет. Цвет туманности обусловлен тем, что пыль эффективнее отражает голубой свет горячих молодых звезд, находящихся в этой области. Великолепный небесный пейзаж запечатлел темные пылевые прожилки и другие туманности, можно обнаружить также множество объектов Хербига-Аро – мощных выбросов из формирующихся звезд. Однако на изображении отсутствует туманность МакНейла. Эта загадочная переменная туманность была открыта в 2004 году и находилась в темной полосе пыли выше и правее М78. Туманность МакНейла связана с протозвездой, на снимках этой часто фотографируемой области она иногда видна, а иногда отсутствует. Туманность МакНейла исчезла в конце прошлого года и все еще не видна на глубоких изображениях, полученных в феврале 2019 года.
http://www.astronet.ru/db/msg/1460996




Магнитное пересоединение подпитывает корональные выбросы массы Солнца

Изображение
sciencenews.org

Ученые выяснили, что корональные выбросы массы являются суммой многих составляющих, - это новый взгляд на явления выброса корональной массы в 2013 году, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Science Advances.

Яркие, энергетические вспышки происходят, когда петли магнетизма в тонкой солнечной атмосфере, или короне, внезапно щелкают и посылают плазму и заряженные частицы, летящие сквозь пространство.

Однако было неясно, как начинается выброс корональной массы. Одна теория предполагает, что трубка линий магнитного поля висит на поверхности Солнца в течение нескольких часов или дней, прежде чем внезапное возмущение приведет к ее расширению и удалению от поверхности Солнца.

Другая идея состоит в том, что линии магнитного поля Солнца расположены так близко друг к другу, что они разрываются и рекомбинируют друг с другом. Энергия этого магнитного соединения образует короткоживущий поток, который быстро извергается.

«Мы не знаем, что будет первым - поток ли пересоединение», - говорит физик-специалист по солнечной энергии Бернхард Клием из Потсдамского университета в Германии.

Клием и его коллеги тщательно изучили корональные выбросы на Солнце, записанные 13 мая 2013 года Обсерваторией солнечной динамики НАСА. Они обнаружили, что до того, как вспышки разразились, вертикальный слой плазмы раскололся на капли, был замечен разрыв и слияние линий магнитного поля. Примерно через полчаса капли взлетели вверх и слились в большой поток, который на короткое время изогнулся над поверхностью Солнца, прежде чем прорваться в космос. Этот быстрый рост подтверждает идею о том, что корональные выбросы растут за счет магнитного пересоединения.

«На самом деле удивительно, что это пересоединение было довольно быстрым», - говорит Клим. Такая скорость может затруднить прогнозирование наступления коронального выброса. Это становится проблемой, потому что при нацеливании на Землю вспышки вызывают полярные сияния и могут выбивать электрические сети и повреждать спутники.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...y-massy-solntsa

#1439 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 10 Март 2019 - 09:36

НАСА делает невероятные снимки ударных волн, производимых сверхзвуковыми джетами

Изображение

НАСА получило беспрецедентные снимки, на которых запечатлено взаимодействие ударных волн, идущих от двух сверхзвуковых самолетов – и эти снимки могут помочь агентству в разработке моделей инновационных сверхзвуковых реактивных самолетов, способных взлетать, не создавая мощного звукового удара.

Когда самолет достигает этой пороговой отметки – примерно 1225 километров в час на уровне моря – он порождает волны давления в окружающем его воздухе, которые обусловливают возникновение «ушераздирающего» звука.

В ходе этой демонстрации пилоты Лётно-исследовательского центра имени Армстронга, США, искусно вели два сверхзвуковых реактивных самолета T-38 на расстоянии всего лишь 9 метров друг от друга, в то время как сверху над ними находился еще один самолет, оснащенной новой камерой для скоростной фотосъемки.

Это рандеву – состоявшееся на высоте примерно 10000 метров – позволило получить невероятные снимки ударных волн, расходящихся в стороны от обоих самолетов.

«Когда один из самолетов летит в воздухе сразу же за другим самолетом, картина расположения в пространстве изобар ударных волн существенным образом меняется», - отметил Нил Смит из фирмы AerospaceComputing Inc, сотрудник инженерной фирмы, сотрудничающей с НАСА, в посте, опубликованном на веб-сайте агентства.

«Эти данные помогут нам глубже разобраться в деталях взаимодействия между ударными волнами».

Звуковые удары представляют собой большую проблему для авиации – и поэтому в настоящее время сверхзвуковые самолеты не используются в гражданской авиации США. Способность получать такие подробные снимки ударных волн, расходящихся от сверхзвуковых самолетов, поможет НАСА в разработке экспериментального сверхзвукового самолета X-59, который сможет преодолевать звуковой барьер со значительно менее интенсивным хлопком, по сравнению с предыдущими моделями сверхзвуковых самолетов.
https://www.astronew...=20190309235540







Определена масса Млечного Пути

Изображение
Фото: Виталий Тимкив / РИА Новости

Ученые из НАСА (американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства) и ЕКА (Европейского космического агентства) узнали массу Млечного Пути. Об этом сообщает Daily Mail.

Астрономы проанализировали данные космических телескопов Hubble и Gaia, и, применив различные математические методы, определили, что совокупная масса небесных тел галактики Млечный Путь, где расположена Солнечная система, примерно равен весу 1,5 триллиона звезд, равных по размеру Солнцу. Протяженность галактики составляет около 256 тысяч световых лет.

34 звездных скопления были исследованы с помощью телескопа Gaia, 12 — с помощью Hubble.

«Нам повезло получить такую ​​великолепную комбинацию данных», — прокомментировал Роланд ван дер Марел, представитель балтиморского Института исследований космоса с помощью космического телескопа (Space Telescope Science Institute). Американский ученый подчеркнул, что произвести такой большой объем исследований удалось только благодаря использованию данных двух космических телескопов.

«Чем массивнее галактика, тем быстрее движутся ее скопления под действием силы тяжести, — пояснил профессор Вин Эванс из Кембриджского университета. — С помощью более ранних измерений удалось выяснить скорость, с которой звездное скопление приближается или удаляется от Земли. Теперь удалось рассчитать их общую скорость и, как следствие, массу галактики».

Ранее в марте стало известно, что ученые Лейденского университета (Нидерланды) предположили, что в галактике Млечный Путь находятся миллиарды планет-странников — шарообразных небесных тел с большой массой, гравитационно не привязанных к какой-либо звезде. Они свободно перемещаются в космическом пространстве и могут столкнуться с другими планетами, например, с Землей.
https://lenta.ru/new...9/galaxy_weigh/

#1440 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 523 сообщений

Отправлено 11 Март 2019 - 08:47

Тонны сжатого кислорода могут скрываться в расплавленном железном ядре Земли

Изображение

Обширные океаны магмы, находящиеся глубоко под поверхностью Земли, могут накачивать кислород в жидкое ядро планеты. И этот кислород оказывает влияние на характер землетрясений и вулканов, наблюдаемых на поверхности нашей планеты.

Состав ядра нашей планеты оказывает влияние на процессы, протекающие на ее поверхности. Поэтому данные о характере землетрясений, получаемые сейсмологами на Земле, позволяют делать выводы о разнице плотностей между внешним ядром из жидкого железа и значительно более плотным внутренним ядром из твердого железа.

«Если бы ядро состояло только из чистого железа, то разница между плотностями твердого внутреннего ядра и жидкого внешнего ядра составляла бы примерно 1,5 процента, – рассказал главный автор нового исследования физик Дарио Алфе (Dario Alfe) из Университетского колледжа Лондона, Великобритания, представляя свою работу на мартовском собрании Американского физического общества. – Однако сейсмология говорит нам о разнице в 5 процентов».

Это означает, что во внешнем ядре имеется примесь элемента, более легкого, чем железо, пояснил Алфе. Методом исключения он и его коллеги пришли к выводу, что этим элементом является кислород, которым весьма богаты силикатные расплавы окружающих ядро пород мантии Земли. Обогащенный кислородом слой жидкого железа, разумеется, будет отличаться по структуре от расплавленной ржавчины, замечает Алфе, поскольку в ядре Земли поддерживаются особые условия – гигантские температуры и давления – однако он будет находиться у поверхности жидкого внешнего ядра, поскольку имеет меньшую плотность, по сравнению с чистым железом – иными словами, будет плавать на поверхности океана из чистого железа.

Однако Алфе и его команда на данном этапе своего исследования не могут гарантировать, что элементом, снижающим плотность внешнего ядра, является именно кислород. Для подтверждения своих догадок они с нетерпением ждут результатов планируемых в настоящее время экспериментов по измерению параметров нейтрино, рождающихся в недрах нашей планеты – так называемых «геонейтрино». Хотя эти частицы являются очень редкими, они несут много важной информации о структуре недр Земли, пояснил Алфе.
https://www.astronew...=20190310203153






Снимок: «Хаббл» запечатлел ослепительное столкновение двух галактик

Изображение

Расположенный в направлении созвездия Геркулес, на расстоянии примерно 230 световых лет от нас, источник NGC 6052 представляет собой пару сталкивающихся галактик. Они были впервые открыты в 1784 г. Уильямом Гершелем и изначально были классифицированы как единая галактика неправильной формы. Однако теперь мы знаем, что объект NGC 6052 на самом деле состоит из двух галактик, находящихся в процессе объединения. Этот конкретный снимок источника NGC 6052 был сделан при помощи камеры Wide Field Camera 3, установленной на космическом телескопе НАСА/ЕКА Hubble («Хаббл»).

Много миллионов лет назад под действием гравитации эти галактики сблизились настолько, что их звезды начали хаотично перемешиваться между собой. Теперь каждая из звезд объединенной галактики движется по новой траектории, обусловленной совместным гравитационным влиянием двух прежде отдельных галактик. Однако в действительности столкновения между самими звездами являются крайне редкими, поскольку размеры звезд ничтожно малы, по сравнению со средним расстоянием между ними – иными словами, большую часть галактики занимают пустоты. В конечном счете эти галактики объединятся, формируя единую, стабильную галактику.

Наша собственная галактика Млечный путь испытает подобное столкновение в будущем, когда произойдет ее сближение с нашим галактическим соседом – галактикой Андромеда. Однако это произойдет не ранее, чем через 4 миллиарда лет, объясняют ученые НАСА.
https://www.astronew...=20190311053530






Юпитер и Сатурн преподносят ученым новые сюрпризы*

Изображение

Новейшие научные данные о газовых гигантах Юпитере и Сатурне, отправленные на Землю космическими аппаратами Juno («Юнона») и Cassini («Кассини»), ставят под сомнение ряд современных гипотез о формировании и поведении этих планет в составе Солнечной системы.

Эти подробные данные по магнитному и гравитационному полям планет имеют огромную научную ценность, однако ставят перед учеными ряд новых вопросов, пояснил Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института, США, представивший результаты нового анализа научных данных, полученных от обеих миссий, на прошлой неделе на заседании Американского физического общества в Бостоне.

Аппарат Cassini обращался вокруг Сатурна на протяжении 13 лет, после чего он был намеренно направлен в недра газовой планеты в 2017 г. Зонд Juno обращается вокруг Юпитера в течение 2,5 года.

Стивенсон сказал, что идея установить на аппарате Juno микроволновый датчик принесла свои плоды. Данные в микроволновом диапазоне показали, в частности, что атмосфера Юпитера равномерно перемешана – что противоречит ряду современных теорий.

Другие бортовые инструменты аппарата Juno, магнитные и гравитационные датчики, также демонстрируют весьма неожиданные для ученых данные. Магнитное поле Юпитера имеет пятна (области аномально высокой или низкой напряженности), кроме того, в нем наблюдается значительные различия между северным и южным полушариями.

Данные с гравитационных датчиков подтвердили, что в центре Юпитера, который состоит не менее чем на 90 процентов по массе из водорода и гелия, находятся тяжелые элементы общей массой порядка 10 масс Земли. Однако они не сконцентрированы в ядре, а вместо этого перемешаны в вышележащем слое, состоящем из водорода, большая часть которого находится в состоянии жидкого металла.

Кроме того, данные с обоих спутников позволили ученым заключить, что внешние слои как Юпитера, так и Сатурна, играют большую, чем ожидалось, роль в формировании магнитных полей этих планет, добавил Стивенсон. Теперь, чтобы лучше понять эти процессы, ученым требуются новые эксперименты, в ходе которых будут смоделированы давления и температуры, поддерживающиеся на этих гигантских планетах.
https://www.astronew...=20190311060249






Астрономы показали Ультиму Туле в объеме

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

Команда межпланетной автоматической миссии New Horizons показала стереоизображение и анимацию, позволяющие увидеть Ультиму Туле (объект Пояса Койпера 2014 MU69) в объеме. Это стало возможно благодаря детальным снимкам, полученным в ходе близкого пролета станции мимо объекта 1 января 2019 года и недавно переданным на Землю, сообщается на сайте миссии.

New Horizons стал первым космическим аппаратом, пролетевшим мимо Плутона на близком расстоянии летом 2015 года. Благодаря накопленным за несколько дней данным астрономы узнали,что на Плутоне есть криовулканы, ледники, горные цепи и признаки подповерхностного океана, а также впервые увидели его спутники Харон, Никту, Гидру и Кербер в деталях. После пролета 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), мимо которого станция пролетела 1 января 2019 года. Ультима Туле является транснептуновым объектом из пояса Койпера и совершает один оборот вокруг Солнца за 295 лет. Снимки, полученные аппаратом, показали, что объект похож на снеговика, а его окраска напоминает похожие по расцветке области, обнаруженные на северном полюсе Харона и на Плутоне, а недавно выяснилось, что форма объекта гораздо более необычная, чем считалось ранее.

Изображение
Стереоснимок Ультимы Туле
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/National Optical Astronomy Observatory

Для cоздания стереоснимка и анимации, позволяющей ощутить объект в объеме, астрономы использовали серии кадров, полученные при помощи бортовой камеры LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager) в ходе близкого пролета мимо Ультимы Туле 1 января 2019 года, с расстояний 28 тысяч и 6,6 тысяч километров, что дает масштабы снимков 130 и 33 метра на пиксель, соответственно. Эти снимки являются наиболее четкими фотографиями 2014 MU69, благодаря чему видны многие детали рельефа на его поверхности, такие как яркая перемычка, соединяющая две доли, крупная впадина на меньшей доле («Туле») и борозды и кратеры на большей доле («Ультима»). Подобные изображения имеют не только эстетическую, но и научную ценность, позволяя более точно определить форму объекта и проверить теории о его происхождении.
Подробнее об открытиях, сделанных аппаратом New Horizons, читайте в нашем материале и на специальной странице.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...ima-Thule-in-3D






«Хаябуса-2» совершила новое сближение с астероидом Рюгу

Изображение
JAXA

Межпланетная станция «Хаябуса-2» успешно совершила новое сближение с астероидом Рюгу и осмотрела место, предназначенное для создания искусственного кратера при помощи медного снаряда и заряда взрывчатки. Предполагается, что в дальнейшем здесь будет произведен забор пробы грунта, изучение которого даст сведения о составе внутренних слоев астероида, сообщается на сайте миссии.

Автоматическая межпланетная станция «Хаябуса-2» была запущена в конце 2014 года и предназначена для исследования околоземного 500-метрового 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 и с поверхности. Ранее станция высадила на поверхность астероида два небольших спускаемых модуля MINERVA-II 1 и аппарат MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), а также определила массу и объем астероида.

Однако основная задача миссии — забор нескольких проб грунта и их доставка на Землю в декабре 2020 года. Ранее станция уже совершила первую операцию по забору пробы грунта, выстрелив в поверхность астероида в момент максимального сближения с ней пятиграммовой танталовой пулей, после чего собрала пыль и мелкие обломки породы, поднявшиеся вверх, при помощи грунтозаборного устройства, после чего вернулась на рабочую 20-километровую орбиту. Весь процесс снимался при помощи камер и вскоре был опубликован таймлапс операции.

Теперь же станции предстоит создать рукотворный кратер на поверхности астероида. Для этой цели «Хаябуса-2» сблизится с поверхностью астероида и на высоте 500 метров выстрелит в нее пенетратором SCI (Small Carry-on Impactor), состоящим из медного снаряда массой 2,5 килограмма и 4,5-килограммового заряда взрывчатого вещества. Предполагается, что снаряд врежется в поверхность Рюгу на скорости два километра в секунду, а ударный кратер станет местом дальнейшей научной работы орбитального аппарата, который вначале будет исследовать обнажившиеся подповерхностные слои дистанционно, а затем приблизится и возьмет новую пробу грунта из кратера. В ноябре-декабре 2019 года станция ляжет на обратный курс к Земле и сбросит капсулу с веществом астероида в атмосферу в декабре 2020 года.

В период с 6 по 8 марта 2019 года команда миссии провела первую подготовительную операцию DO-S01, в рамках которой станция совершила снижение до высоты в 22 метра от поверхности Рюгу, осмотрела регион S01 в экваториальной области Рюгу, где будет создаваться кратер, и получила снимки, благодаря которым команда миссии должна в дальнейшем убедиться, что он пригоден для работы. Вторая подготовительная операция CRA1 намечена на период с 20 по 22 марта и предполагает более детальный осмотр региона S01, а сама операция по созданию кратера намечена на первую неделю апреля.

Изображение
Местоположение области выполнения операции снижения DO-S01 на астероиде Рюгу
JAXA


Изображение
Схема операции снижения DO-S01 «Хаябусы-2».
JAXA

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

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...n-for-touchdown







Полумесяц Энцелада

Изображение
Авторы и права: Группа обработки изображений Кассини, Институт космических исследований, Лаборатория реактивного движения, ЕКА, НАСА
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Выглядывая из тени, обращенное к Сатурну полушарие удивительного внутреннего спутника Энцелада позирует на этом снимке, сделанном космическим аппаратом Кассини. Север находится вверху на этой эффектной фотографии, снятой в ноябре 2016 года. Камера Кассини была направлена почти на Солнце, аппарат находился на расстоянии около 130 тысяч километров от яркого полумесяца спутника. Этот далекий мир отражает более 90 процентов падающего солнечного света, отражательная способность его поверхности почти такая же, как у свежевыпавшего снега. Диаметр Энцелада – всего 500 километров, но это удивительно активный спутник. Данные, собранные Кассини во время близких пролетов и изображения, полученные в течение многих лет, показали существование замечательных южных полярных гейзеров. Возможно, под ледяной корой находится глобальный океан из жидкой воды.
http://www.astronet.ru/db/msg/1461094





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных