Перейти к содержимому


Астроновости

космос и немного физики

Сообщений в теме: 1564

#1456 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 27 Март 2019 - 09:32

Искусственный интеллект помог обнаружить две новые экзопланеты

Изображение

Астрономы из Техасского университета в Остине, США, в сотрудничестве с компанией Google использовали искусственный интеллект для обнаружения двух новых планет в архиве наблюдений космического телескопа Kepler («Кеплер»). Этот многообещающий метод позволяет обнаруживать много дополнительных планет, которые не удается обнаружить при помощи традиционных методов.

Наблюдения, указывающие на присутствие планет, открытых в этот раз, проводились несколько лет назад в рамках расширенной миссии под названием К2 космического телескопа Kepler.

Для обнаружения этих экзопланет команда, возглавляемая студентом Техасского университета в Остине Энн Даттило (Anne Dattilo), создала алгоритм, позволяющий «просеивать» данные, собранные при помощи «Кеплера», для выделения сигналов, которые не были зафиксированы при помощи других методов, используемых при поисках экзопланет. Уже на протяжении достаточно долгого времени астрономы используют искусственный интеллект для обнаружения планет в архивах наблюдений телескопа Kepler. Эта новая работа отличается от предыдущих, в первую очередь, тем, что алгоритм автоматического поиска планет был адаптирован к условиям миссии К2, стартовавшей после того, как у телескопа Kepler вышли из строя гироскопы-маховики, контролирующие положение аппарата в пространстве. В ходе этой миссии положение телескопа в пространстве постоянно менялось, поэтому в новом алгоритме исследователям пришлось произвести программную компенсацию этого мешающего влияния.

Обе планеты, обнаруженные при помощи алгоритма Даттило и ее команды, являются типичными для миссии K2. Они находятся близко к родительским звездам и имеют малые орбитальные периоды. Одна из планет носит название K2-293b и обращается вокруг звезды, расположенной на расстоянии около 1300 световых лет от нас в направлении созвездия Водолей. Вторая планета движется по орбите вокруг звезды, находящейся на расстоянии 1230 световых лет от нас в направлении того же созвездия.

Исследование принято к публикации в журнале Astronomical Journal.
https://www.astronew...=20190327072816







Казахский метеорит указал на грандиозную вспышку древнего Солнца

Изображение
NASA Blueshift

Изотопный состав найденного в Казахстане метеорита Ефремовка лучше всего описывается предположением, что на очень молодом Солнце произошла исключительно длительная и мощная вспышка. Ученые пришли к такому заключению, исследуя богатые кальцием и алюминием включения в метеорите. Результаты анализа опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Считается, что многие болиды образовались на заре существования Солнечной системы, поэтому их изучение может предоставить информацию о ее прошлом. Одним из важнейших источников подобных данных является исследование элементного и изотопного состава упавших на Землю метеоритов. Некоторые изотопы образуют лишь при специфических условиях, поэтому их наличие может указать на характер и время оказанных воздействий.

В частности, можно исследовать изотопы, являющиеся продуктами распада других короткоживущих ядер. К таким ядрам относится бериллий-10 с периодом полураспада 1,4 миллиона лет. Согласно теории, он получается из кислорода или углерода в результате реакции выбивания (spallation), при котором ядро расщепляется на несколько продуктов после взаимодействия с высокоэнергичной частицей. Одна из объясняющих присутствие этого изотопа в ранней Солнечной системе гипотез утверждает, что это связано с повышенным облучением космическими лучами или солнечной радиацией. Согласно другой, появление такой же концентрации бериллия-10 можно объяснить близкой вспышкой сверхновой, в результате которой возник интенсивный поток нейтрино высоких энергий.

В работе под руководством Ритеша Кумара Мишры (Ritesh Kumar Mishra) из Космического центра имени Линдона Джонсона NASA изучаются богатые кальцием и алюминием включения (calcium- and aluminium rich inclusion — CAI) в метеорите Ефремовка. Данные уран-свинцового метода датирования указывают на внушительный возраст этих образований — 4,568 миллиардов лет. Благодаря этому данные включения считаются одними из первых объектов, сформировавшихся на горячем этапе существования Солнечной системы, а от этого времени принято формально отсчитывать ее возраст. CAI чаще всего встречаются в метеоритах из класса углистых хондритов и в основном состоят из оксидов и силикатов кальция, алюминия, титана и магния. Изотопный состав алюминия и магния в CAI метеорита Ефремовка уже изучался, по нему удалось оценить возраст формирования включений: они оказались примерно 0,45 миллионов лет моложе Солнечной системы.

Основное внимание авторы уделили изотопному составу лития, бериллия и бора в минерале милелите, встречающемся в CAI. Ученые обнаружили повышенное содержание нескольких изотопов. В частности, повышенной оказалась концентрация изотопов бериллия 10Be/9Be. Также наблюдался избыток 7Li по сравнению с другим стабильным вариантом 6Li. Однако взятые из разных мест пробы указали на линейную корреляцию отношения 7Li/6Li с отношением 9Be/6Li, что говорит о происхождении избыточного лития в результате бета-распада 7Be. Однако период полураспада 7Be составляет всего 53 дня, что делает маловероятным его появление в результате вспышки сверхновой или связанными с космическими лучами процессами.

Авторы называют взаимодействие порожденных Солнцем энергетических частиц с самими CAI или веществами, из которых они образовались, наиболее вероятным механизмом появления данного изотопа. Вместе с измеренным избытком 10Be ученым удалось оценить вклад солнечной активности в производство короткоживущих ядер, соотношение длительности и интенсивности соответствующих событий и временные рамки появление изученных CAI. Дополнительные модельные расчеты при различных параметрах активности Солнца и состава твердых веществ-предшественников изученных минералов показали, что производство 7Be линейно связано с производством 10Be, а подходящий для образования нужного изотопного состава всех элементов поток протонов (1010 частиц в секунду на квадратный сантиметр) мог быть произведен лишь супервспышкой на Солнце с рентгеновской светимостью в 1032 эрг в секунду. В предположении о постоянной яркости такое событие должно было продолжаться пару лет, в то время как данная светимость находится на уровне пиковых значений наиболее мощных вспышек современного Солнца. Данная оценка значительно уточняет предыдущие гипотезы о ранней высокой активности Солнца, которые выдвигали для объяснения изотопного состава бериллия и ванадия в других работах: их авторы приходили к выводу, что облучение длилось не более 300 лет для тел, расположенный в 0,1 астрономической единицы от звезды.

Ученые не первый раз используют данные о радиоактивных элементах для оценок активности Солнца в прошлом. В частности, вспышку на звезде пару тысяч лет назад связали с радиоактивными ядрами в гренландском льду. Подобные явления называются событиям Мияке, а мы публиковали подробный текст о важности этого феномена в уточнении методов определения возраста.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...ent-solar-flare






Квантовое состояние темной системы предложили измерять с помощью «пробника» и π-импульсов

Изображение
UCL Mathematical & Physical Sciences / flickr.com

Китайские физики научились измерять квантовое состояние темной системы, не прибегая к ее прямому контролю. Для этого нужно связать темную систему с пробной двухуровневой системой, подвергуть «пробник» последовательности π-импульсов и несколько раз измерить его состояние. Кроме того, потенциал, связывающий две системы, должен зависеть от состояния «пробника». До этого измерять состояние темной системы, не прибегая к прямому контролю, ученые не умели. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Измерение квантовых состояний физической системы в настоящее время кажется чем-то рутинным. Такие измерения обязательно производятся в каждом эксперименте, который содержит в названии слово «квантовый», начиная с фундаментальных проверок законов квантовой механики и заканчивая квантовыми компьютерами и квантовой связью. Тем не менее, далеко не всегда измерение квантового состояния оказывается тривиальной задачей. Наряду с простыми системами — фотонами, спинами, атомами и сверхпроводящими кубитами, — существует большое число сложных систем, квантовое состояние которых невозможно извлечь с помощью прямых наблюдений. Физики называют такие системы «темными». Частный случай темной системы — это темное состояние атома, в котором он не может поглотить фотон и потому становится невидимым для просвечивающих его лазеров.

Чтобы измерить состояние таких систем, ученым приходится идти на различные хитрости. Во-первых, нужно ввести вспомогательную систему, запутанную с темной системой и доступную для непосредственных наблюдений. Во-вторых, уровень шума, который разрушает запутанность и квантовые состояния систем, не должен превышать определенный порог. В-третьих, нужно независимым образом воздействовать на темную систему или контролировать связь между запутанными системами. Впрочем, из-за последнего требования такую систему нельзя считать по-настоящему темной. Методов же, которые восстанавливают состояние темной системы, работая только с пробной системой, до последнего времени не было.

Группа физиков под руководством Цзяньмина Цая (Jianming Cai) наконец придумала такой способ. Для этого ученые теоретически рассмотрели двухуровневую пробную систему, связанную с темной системой потенциалом, величина которого зависит от состояния пробной системы. В начале мысленного эксперимента состояние пробной системы состояло из суперпозиции двух ее собственных состояний, отвечающих фиксированным значениям энергии. Затем физики применяли к ней последовательность 2N мгновенных π-импульсов, разделенных промежутками свободной эволюции продолжительностью τ. Грубо говоря, π-импульс — это резонансный электромагнитный импульс, который переводит двухуровневую систему в возбужденное состояние, а потом возвращает ее обратно в основное (подробнее можно прочитать в энциклопедии). Наконец, ученые измеряли состояние пробной системы, которое напрямую связано со значением некоторого известного оператора, зависящего от параметров N и τ и усредненного по исходному состоянию темной системы. Учитывая эту зависимость и измеряя состояния пробной системы для различных значений N и τ, можно извлечь информацию об исходном квантовом состоянии темной системы. Правда, чтобы множественное измерение было возможно, квантовое состояние пробной системы должно слабо изменяться в ходе эксперимента, то есть время ее декогеренции должно превышать суммарное время опыта.

Предложенную универсальную схему ученые проверили на двух простых примерах: темном спине и темном квантовом осцилляторе. В первом случае темная система имела дискретный спектр, во втором случае — непрерывный, поэтому их матрица плотности выглядела по-разному. Так, чтобы восстановить матрицу плотности темного спина, достаточно знать ее вектор Блоха, а для квантового осциллятора достаточно рассчитать характеристическую функцию Вигнера (преобразование Фурье от обычной функции Вигнера). Поэтому физики разработали два независимых метода, которые восстанавливают эти функции по измеренным состояниям пробной системы. Оказалось, что для первого случая достаточно трех независимых измерений пробной системы, для второго — около двадцати. Таким образом, предложенная учеными схема теоретически позволяет измерять квантовые состояния обеих темных систем. Более того, ученые утверждают, что медленный шум, действующий на системы, практически не влияет на результаты таких измерений.

Кроме того, физии предложили схемы экспериментов, в которых можно проверить предложенный ими способ. Реализовать схему с темным спином исследователи предлагают с помощью NV-центра (пробная система) и атома углерода-13 (темная система), встроенных в кристаллическую решетку алмаза и слабо взаимодействующих между собой. В этом случае потенциал, зависящий от состояния NV-центра, можно создать с помощью внешнего магнитного поля. А в качестве темной системы с непрерывным спектром исследователи предлагают взять отдельный ион иттербия-171, пойманный в магнитную ловушку Пауля. Если наложить на эту систему магнитное поле, напряженность которого линейно растет вдоль оси ловушки, энергетические уровни иона расщепятся. В результате уровни с минимальной возможной энергией можно рассматривать как пробную систему, а поступательное движение иона как темную систему с непрерывным спектром. По оценкам ученых, обе предложенные схемы можно реализовать на практике в ближайшее время.

Темные состояния часто используют для лазерного охлаждения, поскольку они не взаимодействуют с фотонами лазера и разогреваются только за счет взаимодействия со «светлыми» состояниями. Например, в августе прошлого года американские физики с помощью «темных» состояний охладили облако молекул фторида кальция до рекордно низкой температуры 20 микрокельвин. А в феврале этого года другая группа ученых использовала похожий метод, чтобы охладить до основного состояния все осевые моды колебаний двумерного кристалла, состоящего из 190 ионов бериллия-9. Таким образом ученые побили рекорд по количеству одновременно охлажденных мод.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne.../26/dark-system






Физики увидели новый пентакварк и «раздвоение» старого

Изображение

Физики, работающие на детекторе LHCb Большого адронного коллайдера, объявили об открытии нового, уже третьего по счету пентакварка — частицы, состоящей из пяти кварков. Также были получены данные, что один из ранее известных пентакварков может быть на самом деле двумя разными, хотя и близкими по массе частицами. Доклад об этих результатах был сделан на конференции Moriond QCD, коротко они описаны в сообщении на сайте LHCb.

Большинство адронов — частиц, построенных из кварков, относятся к двум классам: состоящие из трех кварков (барионы: протоны, нейтроны), либо из двух кварков (мезоны). Еще в 1960-е годы Марри Гелл-Манн, основатель кварковой теории, предполагал, что пары кварк-антикварк могут добавляться к барионам или мезонам. Однако только спустя полвека удалось обнаружить свидетельства существования частиц, образованных более чем из трех кварков: в апреле 2014 года коллаборация LHCb обнаружила, что частица Z(4430)+, обнаруженная на ускорителе Belle, состоит из четырех кварков (cc̅du̅). Подробнее о поисках тетракварков можно прочитать в нашем материале «Тетракварки — это Дикий Запад».

В 2015 году коллаборация LHCb представила первые доказательства существования пентакварков. Они были обнаружены при анализе данных о распаде прелестных барионов Λb, собранных за первый «сезон» (Run 1) работы коллайдера. Эта частица состоит из прелестного, верхнего и нижнего кварков и существует порядка пикосекунды, после чего распадается на другие частицы. Оказалось, что при распаде на протон и два мезона (каон и J/ψ) иногда возникает промежуточная частица, которая дает жизнь протону и J/ψ. Их кварковый состав и указал, что это пентакварк, состоящий из очарованных кварка и антикварка, а также двух нижних кварков и одного верхнего. Измерения показали, что пентакварков может быть два варианта с разными энергиями, это Pc(4450)+ и Pc(4380)+ — здесь в скобках указана энергия в мегаэлектронвольтах.

Изображение
Возможные пути трехчастичного распада Λb-бариона.

Теперь коллаборация LHCb представила анализ данных, собранных уже за два «сезона» работы коллайдера. Для дальнейшего изучения было отобрано 27 тысяч событий распада Λb0→ J/ψpK-, что в девять раз больше, чем было собрано по итогам Run 1.

В результате ученые обнаружили новый пик — на энергии 4312 мегаэлектронвольт, что свидетельствует о существовании нового пентакварка, получившего обозначение Pc(4312)+. Статистическая значимость сигнала — 7,3 стандартных отклонения, что значительно выше принятого в физике частиц порога для открытия в 5 сигма. Кроме того, на месте пика на 4450 мегаэлектронвольта обнаружилось два — на 4440 и 4457, а значит, вместо пентакварка Pc(4450)+ существуют два: Pc(4440)+ и Pc(4457)+. Статистическая значимость существования двух пиков вместо одного составила 5,4 стандартных отклонения.

Изображение
Распределение числа событий по инвариантной массе. В данных заметны три отдельных пика, выделяющиеся над фоном.
LHCb collaboration

Обнаруженные пентакварки состоят из четырех кварков (duuc) и одного c-антикварка. На данный момент понимания структуры этих объектов нет, но существует две возможные интерпретации. Согласно одной частицы представляют собой связанные состояния всех пяти кварков, а по другой — это «молекулы» бариона и мезона. Гипотеза «молекулы» лучше объясняет то, что полученные пентакварки представлены узкими пиками на графике, а их массы несколько меньше, чем могли бы иметь в сумме состоящие из тех же кварков сигма-барионы Σc+ и D̅0-мезоны. Если эта интерпретация верна, то данным состояниям запрещено распадаться на Σc+-барион и D̅0 или D̅*0-мезон, так как разница масс соответствует энергии связи между адронами. С другой стороны им разрешено распадаться на J/ψ-мезон и протон, но в такой конфигурации с-кварку и с-антикварку затруднительно сблизиться так тесно, чтобы образовать связанное состояние, то есть J/ψ-мезон, поэтому вся система оказывается относительно стабильной и представлена на графике узким пиком. Вместе с тем, ученые подчеркивают, что для полного понимания строения наблюдаемых состояний требуется больше экспериментальных данных, так как описание в модели связанного состояния всех пяти кварков по-прежнему остается возможным.

Коллаборация LHCb — самая маленькая из четырех основных экспериментов Большого адронного коллайдера. Ее основная цель — исследование распадов частиц, содержащих в своем составе прелестный (B) кварк. В частности, физики ищут следы очень редких процессов, которые могут указать на нарушения Стандартной модели. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале о самых редких событиях микромира.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/news/2019/03/26/five





Ученые НАСА нашли возможный источник "кирпичиков жизни" на Марсе

Изображение
Селфи марсохода Curiosity. 15 января 2019 года
© NASA / JPL-Caltech/MSSS

МОСКВА, 26 мар – РИА Новости. Марсоход Curiosity обнаружил намеки на то, что атмосфера древнего Марса содержала в себе большие количества водорода. Его присутствие объясняет то, как красная планета оставалась теплой на протяжении долгого времени, а также раскрывает возможный источник "кирпичиков жизни" на ее поверхности, пишут ученые в журнале GRL.

"Прибор SAM нашел следы нитратов в почве Марса в первые годы работы Curiosity. Их открытие было крайне важным с точки зрения астробиологии, так как его атмосфера содержит в себе крайне мало азота. По этой причине почвенные нитраты могли быть его единственным источником для жизни. Мы выяснили, откуда они взялись", — заявил Кристофер Маккей (Christopher McKay) из Исследовательского центра НАСА имени Эймса (США).

В последние годы геологи, астробиологи и другие специалисты активно спорят о том, существуют ли запасы органики или микробы в приповерхностных слоях почвы Марса, где есть жидкая вода, куда почти не проникают космические лучи и где относительно тепло.

Когда марсоход Curiosity впервые "принюхался" и проанализировал состав воздуха и содержимое почвы Марса в 2012 и в 2013 годах, ученым не удалось найти в них следов метана, чьи молекулы были найдены в атмосфере зондом "Марс-Экспресс" в 2004 году. Однако буквально через несколько месяцев датчики ровера зафиксировали сразу несколько всплесков в концентрации метана.

Год назад, после длительных споров и повторных проверок, аппарат НАСА подтвердил свои первоначальные замеры и сделал потрясающее открытие, обнаружив "древнюю" органику в толще осадочных пород на дне пересохшего озера. Ее открытие заставило ученых всерьез задуматься о том, как могли возникнуть ее молекулы на предположительно холодной и безжизненной поверхности Марса.

Маккей и его коллеги случайно раскрыли возможный механизм формирования различных азотистых органических соединений, найденных Curiosity внутри кратера Гейл, повторно перепроверяя данные, которые ровер получал при анализе всех образцов внутри его химической лаборатории SAM.

Дело в том, что многие ученые сомневались в открытии следов азотной и азотистой кислоты на Марсе. Их сомнения опирались на те же проблемы с загрязнением инструмента, которые мешали поискам следов метана в породах Марса в первые годы работы марсохода.

Авторы статьи попытались решить эту проблему методом от противного – они повторяли результаты замеров SAM, создавая искусственные образцы марсианской атмосферы и грунта и наблюдая за их составом и взаимодействиями друг с другом.

Готовясь к этим экспериментам, Маккей обратил внимание на то, что атмосфера раннего Марса могла содержать в себе не только большие количества углекислоты, но и еще одного парникового газа – обычного молекулярного водорода. По текущим оценкам геологов, атмосфера красной планеты могла примерно на 20% состоять из этого газа при том уровне вулканической активности, который был характерен для нее прошлом.

Присутствие водорода, как считают многие теоретики, должно было мешать формированию азотной кислоты и способствовать рождению других соединений, таких как синильная кислота (HCN). Ученые НАСА проверили, так ли это на самом деле, экспериментируя в своей лаборатории.

К их большому удивлению, добавление даже относительно небольших количеств водорода не подавляло, а ускоряло формирование молекул азотной и азотистой кислоты при "обстреле" аналога почвы Марса при помощи мощных лазерных импульсов, имитировавших удары метеоритов.

Как предполагают ученые, необычное поведение подобного варианта "атмосферы" Марса было связано с тем, что водород способствовал накоплению в атмосфере больших количеств моноокиси азота, нестабильного соединения, чьи молекулы постепенно превращаются в азотную и азотистую кислоты.

Подобные процессы, если воздух раннего Марса действительно содержал большие количества водорода, должны были привести к рождению огромных запасов нитратов. Их, как показывают расчеты Маккея и его коллег, хватило бы, чтобы покрыть всю планету 20-60 сантиметровым слоем этих солей.

Этого с запасом хватает для того, чтобы объяснить наличие следов органики и соединений азота в почве кратера Гейл, и раскрыть загадку того, почему их следы резко исчезают в более молодых горных породах. Когда вулканы перестали извергаться, исчез и водород, необходимый для формирования азотной кислоты, заключают авторы статьи.
https://ria.ru/20190...1552112646.html





AE Возничего и туманность Пылающей звезды

Изображение
Авторы и права: Амир Аболфат (Ночной мир)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Действительно ли на звезде AE Возничего полыхает пожар? Нет. Хотя AE Возничего и называют Пылающей звездой, а окружающую ее туманность IC 405 – туманностью Пылающей звезды, и кажется, что она окутана чем-то вроде красноватого дыма, огня там нет. Горение обычно определяют как процесс быстрого соединения молекул с кислородом. Горение протекает только при достаточном количестве свободного кислорода, оно не имеет никакого отношения к столь насыщенной энергией и бедной кислородом среде, которая характерна для звезд. Вещество, выглядящее как дым – это в основном межзвездный водород, в облаках которого встречаются похожие на дым темные волокна из богатых углеродом пылевых частиц. Яркая звезда AE Возничего, которая видна ниже и правее центра картинки, настолько горяча, что излучаемый ей голубой свет обладает достаточной энергией, чтобы отрывать электроны от атомов окружающего газа. Когда протон снова соединяется с электроном, излучается красный свет, который наблюдается в окружающей эмиссионной туманности. Показанная на снимке туманность Пылающей звезды находится на расстоянии около 1500 световых лет. Ее размер – около 5 световых лет, и ее можно увидеть в небольшой телескоп в созвездии Возничего.
http://www.astronet.ru/db/msg/1463507






Антикварки и вращение протона

Изображение
sciencenews.org

В этом странном вращении более редкие кварки добавляют больший момент импульса, чем многочисленные кварки, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Physical Review D.

Протоны имеют собственный момент импульса, известный как спин. Согласно новым результатам, полученным физиками, часть этого вращения происходит из вспенивающегося моря частиц: кварков и антикварков, найденных внутри протона.

Удивительно, что менее распространенный тип антикварков (верхний) вносит больший вклад в вращение протона, чем более многочисленный вид (нижний).

Кварки бывают разных типов: наиболее распространенные из них называются верхними и нижними кварками. Протоны состоят из трех основных кварков: два верхних и один нижний. Но у протонов также есть «море» или окружение переходных кварков и антикварков разных типов, в том числе верхних, нижних и других разновидностей.

Предыдущие измерения показали, что вращения кварков в этом море способствуют общему вращению протона. Новый результат, достигнутый в результате одновременного столкновения протонов на ускорителе частиц, названном релятивистским коллайдером тяжелых ионов, или RHIC, - подтверждает эту идею, - говорит физик Элке-Кэролайн Ашенауэр из Брукхейвенской национальной лаборатории в Аптоне (штат Нью-Йорк).

Протонное море содержит больше нижних антикварков, чем верхних антикварков. Но, вопреки здравому смыслу, оказалось, что большая часть вращения протона происходит, благодаря верхним, а не нижним антикваркам. Фактически, нижние антикварки вращаются в противоположном направлении, немного уменьшая общее вращение протона.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...hchenie-protona





Curiosity замечает своеобразную гальку на Марсе

Виктория Ветрова

Изображение
Эти крошечные камешки на Марсе выглядят так, как будто они с Земли. NASA / JPL-Caltech / MSSS

Некоторые из красивых камешков выглядят как горох.

Марсоход катится к новому месту отбора проб марсианской поверхности, и по пути осматривает достопримечательности. Виды включают в себя увлекательную коллекцию округлой гальки.

В то время как некоторые из камней выглядят так, как будто их можно было забрать из русла реки, некоторые из более мелких и серых камешков выглядят как чудесно круглые горошины.

Инженер-программист Кевин М. Гилл, который обрабатывает данные для НАСА и обрабатывает космические снимки, предоставил увеличенный снимок поля гальки, на котором действительно серые камни выделяются среди других.

Необработанные снимки Curiosity от 23 и 24 марта полны различных представлений об этих скалах. Команда ученых исследует гальку, чтобы узнать больше об ее химическом составе.

Некоторые камешки напоминают скалы, которые раньше можно было увидеть на Красной планете, которые напоминают горошины или миниатюрные пушечные ядра.

Некоторые камни, обнаруженные марсоходом Opportunity в 2004 году, округлой формы и богаты гематитом. НАСА предположило, что эти шарики могут быть «конкрементами, которые росли в залитых водой отложениях».

Кажется, что Curiosity функционирует очень хорошо после того, как он столкнулся с некоторыми техническими сбоями в феврале и в начале марта. НАСА переключило марсоход на другой компьютерный «мозг», чтобы вернуть его в действие. Эти прекрасные новые изображения чудесных камешков Марса — хороший знак того, что миссия снова проходит гладко.
https://rwspace.ru/n...u-na-marse.html





Изучение планет в лаборатории привело к созданию неизвестного вещества

Дмитрий Мушинский

Изображение
Гигантские планеты, такие как Уран и Нептун, способны содержать гораздо меньше свободного водорода, чем предполагалось ранее. Исследователи из немецкого Гельмгольца-Центра Дрездена-Россендорфа (HZDR) пропустили ударные волны через два типа пластика для достижения одинаковых температур и давлений, присутствующих внутри таких планет. Наблюдение проводилось при помощи ультрасильных импульсов рентгеновского лазера. Неожиданно, один из этих пластиков сохранил свою кристаллическую структуру даже при самых экстремальных давлениях. Поскольку внутренности ледяного гиганта состоят из тех же компонентов, что и пластик, теперь планетарные модели, возможно, придется пересмотреть. Об этом сообщает исследование опубликованное в журнале Scientific Reports.

Углерод и водород являются одними из самых распространенных элементов во Вселенной и являются основными составляющими ледяных планет-гигантов, таких как Уран и Нептун. Во внешней атмосфере эти атомы находятся в форме газообразного метана, но глубже внутри высокое давление может привести к более сложным углеводородным структурам. Прогнозирование фаз и структур, которые материал принимает в этих условиях, является одним из главных вопросов исследования планет.

Чтобы лучше понять структуру ледяных гигантов, международная команда, возглавляемая двумя исследователями HZDR, доктором Николасом Хартли и доктором Домиником Краусом, исследовала два типа пластика в лабораторном эксперименте: полистирол и полиэтилен. Эти материалы похожи по химии на углеводороды внутри планет. В Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США ученые подвергли образцы воздействию условий, которые, по прогнозам, находятся примерно на 10 000 километров ниже поверхности Нептуна и Урана. На этой глубине давление почти такое же высокое, как в ядре Земли, и в 2 миллиона раз выше атмосферного давления на земной поверхности.

При таких высоких давлениях и температурах единственной возможной структурой, которую ожидали увидеть исследователи, был алмаз, или то что образцы будут плавиться. Вместо этого они наблюдали стабильные углеводородные структуры вплоть до достижения самых высоких показателей давления, но только для образцов полиэтилена.

«Мы были очень удивлены этим результатом», — сообщил Хартли. «Мы не ожидали, что другое начальное состояние будет иметь такое большое значение в таких экстремальных условиях. Только недавно, с развитием более ярких источников рентгеновского излучения, мы смогли изучить эти материалы. Мы были первыми, кто подумал что это может быть возможно и так все и оказалось на самом деле».

Поскольку экстремальные условия внутри ледяных гигантов на Земле могут быть достигнуты только на короткое время, исследователям нужны молниеносные методы измерения. В мире существует всего несколько сверхбыстрых рентгеновских лазерных установок, и время для измерений является редким и крайне востребованным. Краус и Хартли были награждены в общей сложности тремя 12-часовыми сменами за свои эксперименты, и поэтому им приходилось использовать каждую минуту для проведения как можно большего количества измерений.

«Мы были очень взволнованы, потому что, как и надеялись, полистирол образовывал алмазоподобные структуры углерода. Однако для полиэтилена мы не видели алмазов в условиях, достигнутых в этом эксперименте. Вместо этого появилась абсолютно новая структура, которую мы не могли поначалу объяснить», — вспоминает Хартли.

Сравнивая данные с предыдущими результатами при более низких давлениях, они идентифицировали его как стабильную структуру полиэтилена, которая наблюдалась при понижении давления в пять раз и только при температуре окружающей среды.

Это открытие демонстрирует важность более точной характеристики температур и условий давления внутри ледяных гигантов и химии, к которой они приводят и повзоляет понять их структуру и физические свойства. Модели Урана и Нептуна предполагают, что необычные магнитные поля этих планет могут возникать из свободного водорода, что, как могут предполагать эти результаты, встречается реже, чем ожидалось. В будущем исследователи хотят использовать смеси, в том числе кислород, с целью насколько соответствуют ожиданиям химические процессы внутри планет.
https://rwspace.ru/n...veshhestva.html

#1457 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 28 Март 2019 - 08:44

Астрономы открывают экстремально древние звезды в балдже Млечного пути

Изображение

Астрономы вгляделись в пыльный балдж Млечного пути и обнаружили в нем самые древние во Вселенной звезды, известные науке.

В этом новом исследовании ученые проанализировали скопление древних, тусклых звезд под названием HP1, расположенное на расстоянии примерно 21500 световых лет от Земли в глубине центрального балджа нашей Галактики. Используя наблюдения, проведенные при помощи телескопа Gemini South («Джемини Юг»), расположенного в Чили, и данные из архива наблюдений космического телескопа Hubble («Хаббл»), исследователи рассчитали, что возраст этих звезд составляет примерно 12,8 миллиарда лет – что делает их одними из самых древних звезд, когда-либо обнаруженных как в нашей галактике Млечный путь, так и во Вселенной в целом.

Балдж Млечного пути – сфероидная область диаметром 10000 световых лет, богатая пылью и звездами, которая выдается из спирального диска Галактики – предположительно, содержит самые древние звезды Млечного пути.

Это открытие стало возможным, благодаря использованию наблюдений в сверхвысоком разрешении, проведенных при помощи обсерватории Gemini South, оснащенной системой адаптивной оптики, позволяющей компенсировать мешающее проведению наблюдений влияние земной атмосферы. Анализ результатов этих наблюдений совместно со снимками из архива «Хаббла» позволил рассчитать расстояния даже до самых тусклых, окутанных облаками пыли звезд скопления HP1. Эти расстояния позволили команде рассчитать яркость каждой звезды. Интенсивность и цвет света каждой из этих звезд, в свою очередь, позволили определить класс звезды – является ли она карликом или гигантом, или звездой, богатой элементами тяжелее водорода и гелия.

Содержание этих «тяжелых» элементов – «металлов», в астрономических терминах – является величиной, тесно связанной с возрастом светила. Исследователи считают, что первые звезды во Вселенной формировались из чистого водорода, а с каждым последующим поколением звезды все более и более обогащались тяжелыми элементами, синтезированными в недрах звезд предыдущих поколений. Поэтому, когда исследователи проанализироали элементный состав звезд скопления HP1 и обнаружили, что содержание в них металлов минимально, они смогли определить примерный возраст звезд скопления, который, согласно их оценкам, составил 12,8 миллиарда лет – то есть, эти звезды сформировались всего лишь через 1 миллиард лет после Большого взрыва.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; главный автор Леандро Кербер (Leandro Kerber) из Университета Сан-Паоло, Бразилия.
https://www.astronew...=20190327195201





На Марсе текли широкие реки на протяжении миллиардов лет, выяснили исследователи

Изображение

На Марсе продолжали течь широкие реки даже тогда, когда планета потеряла большую часть своей атмосферы в космос, утверждается в новом исследовании.

Потеря Красной планетой ее атмосферы в космос была почти завершена примерно 3,7 миллиарда лет назад, после чего плотность атмосферы на планете стала в десятки раз ниже плотности атмосферы Земли. Однако марсианские реки, вероятно, продолжали оставаться полноводными еще за один миллиард лет до настоящего времени, указывается в новом исследовании. И эти водные артерии Красной планеты были достаточно широкими – в среднем даже более широкими, чем реки Земли.

«Мы начинаем понимать, что в ранней истории Марса имел место не один, а несколько «влажных периодов», за которыми следовало высыхание планеты», - сказал главный автор нового исследования Эдвин Кайт (Edwin Kite), ассистент-профессор геофизики Чикагского университета, США.

Кайт и его коллеги в своей новой работе произвели глобальный обзор русел древних марсианских рек, охарактеризовав свыше 200 таких систем при помощи данных, полученных с использованием снимков и других сведений, собранных орбитальными спутниками. Оценка возраста марсианских рек была произведена путем подсчета числа кратеров в окрестностях ныне высохших русел этих рек.

Результаты анализа, проведенного командой Кайта, свидетельствуют о том, что марсианские реки текли по поверхности планеты с перерывами, однако были весьма полноводными на протяжении 4,5 миллиарда лет истории Красной планеты, причем причиной возникновения этих потоков становилось накопление осадков.

Как указывают Кайт и его коллеги, оценить объемы воды, переносимой марсианскими реками, сегодня довольно трудно, поскольку проблему представляет выяснение глубины таких рек. Определение глубины обычно требует подробного анализа горных пород русла реки, сказал Кайт, однако такая работа была проделана лишь в нескольких местах на поверхности Марса, например в кратере Гейл, который ровер НАСА Curiosity исследует, начиная с 2012 г.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
https://www.astronew...=20190328065614





Оптическая интерферометрия прояснила состав атмосферы экзопланеты

Изображение
ESO/L. Calçada

Приемник излучения GRAVITY впервые позволил использовать технику оптической интерферометрии в ближней инфракрасной области для непосредственного наблюдения экзопланеты. Данный метод позволяет объединить возможности нескольких телескопов для получения данных высокого качества. В частности, астрономам удалось изучить исходящий непосредственно от планеты свет, несмотря на то, что излучение близкой звезды мешает этому. Благодаря этому стала возможна оценка параметров ее орбиты и состав атмосферы. Результаты опубликованы в Astronomy & Astrophysics.

На данный момент астрономы обнаружили множество экзопланет и планетных систем, но большинство этих открытий сделаны транзитным методом, при котором исследуются небольшие периодические колебания света при прохождении планеты по диску родительской звезды. Этот метод позволяет оценить период обращения и размер планеты, но ничего не говорит о ее составе. Однако для выяснения физических условий на планетах и истории их формирования необходимо точное определение масс и спектров излучения.

На сегодняшний день существует только два метода, которые позволяют оценить состав и свойства внешней поверхности экзопланет — транзитная спектроскопия и спектроскопия теплового излучения. Первая анализирует прошедший сквозь атмосферы планет свет звезд во время затмения и подходит для объектов на близких к светилам орбитах с раздутыми от нагрева газовыми оболочками. Второй способ можно использовать для определения параметров расположенных вдали от звезд молодых планет, не успевших остыть и потому все еще излучающих собственный свет. Однако порождаемые светилом фотоны могут мешать изучать свет планеты, а их поток флуктуирует в зависимости от условий наблюдений на Земле.

К возможным решениям относится вынесение приемников в космос и использование телескопов с диаметром апертуры порядка 10 метров, но в новом исследовании ученые пошли еще дальше и реализовали наблюдения на всех четырех восьмиметровых телескопах VLT в режиме интерферометра. Эта техника позволяет добиться получения данных, соответствующих телескопу с размером зеркала равным максимальному расстоянию между антеннами, что в случае VLT дает около 100 метров. Данная методика наблюдений требует очень точной временной корреляции данных с разных телескопов, из-за чего ее реализация для высоких частот чрезвычайна сложна. В то же время, в области радиоастрономии интерферометрические наблюдения давно вошли в практику, существует даже наземно-космический интерферометр — в таком режиме работает российский спутник «Радиоастрон» (в данный момент с ним потеряна связь).

Астрономам удалось разделить потоки звезды и планеты в системе HR 8799, расположенной на расстоянии 39 парсек. Данная планета называется HR 8799e, потому что была открыта четвертой, но на самом деле расположена ближе всего к своей звезде: при наблюдении с Земли угол между светилом и экзопланетой составляет всего 370 миллисекунд дуги. Ученые использовали возможности приемника GRAVITY, который собирает свет всех четырех телескопов VLT. Авторам удалось определить координаты звезды примерно в десять раз точнее, чем возможно методами прямых наблюдений. Это позволило не только с высокой точностью выяснить форму траектории (большая полуось 16,4±1,5 астрономических единицы, эксцентриситет 0,15±0,08), но и оценить угол наклона орбиты (25±8 градусов), что не получается сделать другими методами. Ученые сравнили измеренные координаты с предсказаниями динамических моделей данной планетной системы, в которых все тела находятся на стабильных орбитах, расположенных строго в одной плоскости. Эти данные позволяют полностью опровергнуть эти модели.

Изображение
Определение координат планеты HR8799e. Черная точка соответствует новым наблюдениям, серые — сделанным в других работах. Желтые орбиты соответствуют некоторым полученным траекториями в модели стабильных орбит, расположенных в одной плоскости.
S. Lacour et al. / A&A, 2019

Также ученые получили спектр объекта с разрешением в 500 единиц и отношением сигнал/шум равным 5. В нем сразу выделяется линия угарного газа и отсутствие признаков наличия метана. Моделирование его особенностей с учетом известных линий излучения веществ позволило научной группе обнаружить в атмосфере планеты свидетельства существования облаков железа и силикатной пыли. В сочетании с избытком окиси углерода это показывает, что атмосфера HR 8799e охвачена гигантской бурей.

Изображение
Спектр экзопланеты HR8799e в K-области ближнего инфракрасного диапазона. Серыми точками отмечены экспериментальные данные.
S. Lacour et al. / A&A, 2019

«Наш анализ показал, что атмосфера HR 8799e содержит гораздо больше окиси углерода, чем метана — неожиданный результат с точки зрения химии равновесных процессов. Нам удалось лучше всего объяснить этот удивительный факт вертикальными ветрами, дующими в верхних слоях атмосферы, которые не позволяют угарному газу вступать в реакцию с водородом и образовывать метан, — говорит руководитель исследовательской группы Сильвестр Лакур (Sylvestre Lacour) из Национального центра научных исследований Франции (CNRS). — Наши наблюдения свидетельствуют об освещенном изнутри газовом шаре, причем лучи света пробиваются сквозь охваченные бурей участки темной облачности. Облака из железо-силикатных частиц перемещаются под действием конвекции и разрушаются, а их содержимое выпадает внутрь планеты. Все это создает картину динамической атмосферы гигантской экзопланеты в процессе рождения, на которой идут сложные физические и химические процессы».

Моделирование физических условий на поверхности тела также позволило оценить его параметры: температура оказалась равна 1150 ± 50 кельвинам, радиус — 1,17 ± 0,12 радиусов Юпитера, ускорение силы тяжести — 104,3 ± 0,3 см/с2, а масса от 6 до 17 юпитерианских с наиболее вероятным значением около 10.

Сейчас в космосе работает специально созданный для поиска экзопланет спутник TESS, который открыл 280 объектов-кандидатов всего за первые полгода работы. Недавно также удалось подтвердить первую обнаруженную телескопом «Кеплер» экзопланету. О необычных экзопланетах мы делали материал «Краткий путеводитель по галактике».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...-interferometry





Физик из России раскрыл секрет работы почти "комнатных" сверхпроводников

Изображение
Электрон как частица и волна
© Depositphotos

МОСКВА, 27 мар – РИА Новости. Известный российский физик-теоретик Виктор Лахно нашел объяснение тому, почему некоторые недавно открытые высокотемпературные сверхпроводники сохраняют свои свойства при почти "комнатных" температурах. Его выкладки были опубликованы в журнале Physica C: Superconductivity and its applications.

Как объясняет ученый, за последние годы его коллеги-экспериментаторы открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах. Сейчас она достигает всего минус 70 градусов Цельсия при нормальном давлении, и минус 13 градусов – при очень сильном сжатии материала. Это дает надежду на создание первых реальных "комнатных" сверхпроводящих материалов.

Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь — сам факт того, что они существуют, никак не укладывается в рамки первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 1950 годов.

Необычные свойства новых сверхпроводников, как пишет Лахно, могут объясняться тем, что они представляют собой изнутри не трехмерный, а своеобразный двумерный или даже одномерный материал. Он состоит из особых квазичастиц-поляронов, возникающих внутри него в результате движения электронов, и при этом он ведет себя как так называемый "конденсат Бозе-Эйнштейна".

Данная форма материи представляет собой необычную по своим свойствам жидкость, которая ведет себя как один гигантский атом, "размазанный" на огромную площадь, при определенных свойствах обладающий сверхпроводящими свойствами.
Проблема, по словам физика, заключалась в том, что ученые не считали, что конденсат Бозе-Эйнштейна может возникать в одномерных или двумерных системах, так как это запрещает теория и расчеты академика Гинзбурга.

Два года назад Лахно показал, что подобные двумерные и одномерные конденсаты могут существовать внутри особых структур, страйпах и кластерах, существующих внутри многих высокотемпературных сверхпроводников.

Новая версия этой теории, как отмечает физик, способна объяснить существование не только относительно "холодных" высокотемпературных сверхпроводников на базе соединений меди, но и недавно открытых соединений актиния и водорода, сохраняющих такие свойства при почти комнатных температурах.

Эта теория, в частности, объясняет то, почему высокая масса пар этих квазичастиц, так называемых биполяронов, не мешает возникновению сверхпроводимости при высоких температурах и раскрывает некоторые особенности в поведении нескольких реальных материалов такого типа.

"Я сделал акцент на том, что электрон — это волна. Если это волна, значит нет никакого преимущественного места в кристалле, в котором бы он локализовался. Он везде существует с равной вероятностью. На основе новой теории можно строить новую теорию сверхпроводимости. Она объединяет все лучшие черты современных концепций", — рассказывает ученый, чьи слова передает пресс-служба Института математических проблем биологии РАН.

Ее выкладки, как отмечает физик, не расходятся с теми результатами замеров свойств высокотемпературных сверхпроводников, которые проводили его коллеги-экспериментаторы в последние годы, что не характерно для остальных теорий сверхпроводимости. Это позволяет использовать идеи Лахно для поиска новых материалов такого типа, действительно способных работать при комнатных температурах.
https://ria.ru/20190...1552150992.html





Обнаружены гигантские пылевые кольца вокруг Солнца*

Во внутренней Солнечной системе, где движутся каменистые планеты, в том числе и наша, новые открытия делаются далеко не каждый день. В первую очередь, это касается таких больших структур, как те, о которых американские астрономы сообщили в издании Astrophysical Journa. В своей статье они описывают огромные пылевые кольца, которые потянулись вокруг Солнца на орбитах Меркурия и Венеры. И одно из этих колец исследователи рассматривают, как признак того, что на орбите Венеры может находиться целая группа астероидов, о которой никто ничего не знал.

Изображение
К определению планеты относится и то, что она очистила свой орбитальный путь от других более крупных объектов. Но при этом планеты движутся сквозь дымку пыли. Иллюстрация: NASA's Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith


Система, полная колец

Уже четверть века ученым известно, что и на орбите Земли имеется такое пылевое кольцо. Материал, которым оно подпитывается, может поступать в основном из пояса астероидов между Марсом и Юпитером. В результате столкновений между отдельными астероидами материал непрерывно взрывается, а затем мигрирует во внутреннюю часть Солнечной системы.

Взаимодействие гравитационных сил заставляет пыль на орбитах планет формировать круги вокруг Солнца — Центр космических полетов имени Годдарда NASA сравнивает такой эффект накопления с формациями, в которые пыль в домах собирается в углах и вдоль полок в мебели. Однако ее концентрация в межпланетных пылевых кольцах намного слабее. Такое кольцо представляет собой зону, в которой содержание пыли всего лишь на несколько процентов выше, чем в окружающем пространстве. Тем не менее, такие кольца вполне различимы в телескоп.

Ранее считалось, что Меркурий слишком мал, чтобы накопить такое кольцо. Но ведь, в конце концов, даже у Ганимеда и Титана есть по две луны, которые по размеру даже больше, чем самая внутренняя планета Солнечной системы. Как бы там ни было, Гильермо Стенборг и Рассел Говард из Военно-Морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне смогли доказать существование такого кольца.

Как признается Стенборг, произошло это случайно. Обычно астрономам присуща тенденция отфильтровывать все данные измерений, связанные с пылью. Ведь космическая пыль отражает солнечный свет, скрывая то, на что обычно смотрят астрономы, глядя на центр Солнечной системы: а именно, на процессы в солнечной короне.


Крупномасштабное распространение

На самом деле Стенборг и Говард собирались показать, как солнечный ветер и магнитные силы защищают пространство вокруг нашего центрального светила от пыли. Но при этом они обнаружили, что Меркурий располагается в этой зоне не так, как ожидалось. Более того, оказалось, что пыль даже накапливается на его орбите. Это кольцо имеет на пять процентов более высокую концентрацию пыли, чем в прилегающем к нему пространстве, что удалось определить по отраженному свету. Оно протянулось вокруг всего Солнца и имеет ширину около 15 миллионов километров (что составляет около четверти среднего расстояния между Меркурием и Солнцем). То есть Меркурий также, как выражаются исследователи, «протискивается» сквозь пыль.

В кольце на венерианской орбите, которое было обнаружено ранее, плотность пыли оказалась на десять процентов выше. Кольцо Венеры, которое также вращается вокруг Солнца, имеет эллиптическое поперечное сечение 25 x 9,6 миллиона километров. Это впечатляющие размеры, но, как подчеркивают исследователи, при этом весь материал, распределенный по кольцу, можно сжать до размеров астероида диаметром всего три километра.


Откуда материал?

И вот новое исследование по этому кольцу было опубликовано в Astrophysical Journal. Как оказалось, сказать, откуда взялась эта пыль, не так уж и просто. Но тот источник, который питает пылевое кольцо Земли, то есть пояс астероидов, здесь, скорее всего, не при чем.

Марк Кучнер и Петр Покорный из Центра космических полетов Годдарда провели компьютерное моделирование и рассмотрели всевозможные источники пыли: от пояса астероидов до объектов из различных семей комет, вплоть до облака Оорта на самом краю Солнечной системы. Но ни один из результатов моделирования никак не вписывался в такое фактически существующее распределение пыли.

Venus Dust Ring
https://youtu.be/bQdQu5woaxI

Наконец, оба исследователя пришли к мысли, что источником пыли могут быть астероиды, расположенные гораздо ближе к Венере, чем космические глыбы в поясе астероидов — возможно, даже коорбитальные объекты. И снова были рассмотрены и смоделированы различные варианты, но лучший результат был получен от группы астероидов, которые движутся вокруг Солнца по орбите Венеры одновременно с самой планетой.


Надежда на следующее открытие

Согласно Кучнеру и Покорному, маловероятно, что такие — пока гипотетические — астероиды мигрировали из внешней Солнечной системы на орбиту Венеры. Более вероятно, что они могли бы представлять собой остатки от хаотического раннего периода Солнечной системы, то есть летают они здесь уже около четырех с половиной миллиарда лет.

И эта группа астероидов может стать ближайшим следующим открытием во внутренней Солнечной системе (после обнаружения пылевых колец). Но для начала их следует все-таки обнаружить. Телескоп Hubble NASA или стереофонический спутник NASA на солнечной энергии, который уже помог Стенборгу и Говарду обнаружить пылевое кольцо Меркурия, должны быть в состоянии отследить и эти скрытые астероиды — если они, конечно, действительно существуют.
https://kosmos-x.net...2019-03-27-5652





NGC 1333: звездные ясли в Персее

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

Пояснение: NGC 1333 в оптическом диапазоне видна как отражательная туманность, окрашенная в основном в голубые тона, характерные для звездного света, отраженного космической пылью. Туманность удалена от нас всего на тысячу световых лет и расположена в созвездие Персея, на краю огромного молекулярного облака, в котором рождаются звезды. Этот эффектный снимок охватывает на небе область размером в две полные Луны, что соответствует более 15 световым годам на расстоянии до NGC 1333. На фотографии видны детали пылевых структур, контрастирующие с красноватым свечением объектов Хербига-Аро, струй и ударных волн в газе, выброшенном из недавно сформировавшихся звезд. В NGC 1333 находятся сотни звезд моложе миллиона лет, большинство из которых все еще скрыты от оптических телескопов поглощающей свет пылью. Подобная хаотичная среда может быть похожей на ту, где 4.5 миллиарда лет назад родилось наше Солнце.
http://www.astronet.ru/db/msg/1463671





«Хаббл» заснял галактику с 200 миллиардами звезд

Недавно были опубликованы два новых изображения, полученных космическим телескопом «Хаббл». На одном из них видна галактика, включающая около 200 миллиардов звезд.

Изображение
NASA
Телескоп «Хаббл»

На первом изображении (ниже) видна галактика Messier 49 — эллиптическая галактика в созвездии Дева, открытая еще в 1771 году французским астрономом Шарлем Мессье. Она содержит около 200 миллиардов звезд, большинству из которых примерно шесть миллиардов лет. В центре Messier 49 находится сверхмассивная черная дыра с массой, превышающей массу Солнца приблизительно в 500 миллионов раз. Располагается данная галактика в 56 млн световых лет от нас.

Изображение
ESA/Hubble & NASA, J. Blakenslee, P. Cote et al.
Галактика Messier 49, заснятая «Хабблом»

На втором же изображении видно шаровое скопление Messier 28, также обнаруженная Мессье — в 1764 году. Данное скопление находится гораздо ближе к нам — на расстоянии всего около 18 тысяч световых лет.

Изображение
ESA/Hubble & NASA, J.E. Grindlay et al.
Заснятое «Хабблом» шаровое скопление Messier 28
https://www.popmech....mi-zvezd/#part0





Новое исследование может помочь узнать, что происходило до Большого взрыва

Команда ученых предложила новый действенный тест инфляции — теории о том, что Вселенная резко расширилась за мимолетную долю секунды сразу после Большого взрыва. Цель исследователей — найти ответ на давний вопрос: на что была похожа Вселенная до Большого взрыва?

Владимир Гильен

Изображение

Несмотря на то что космическая инфляция хорошо известна разрешением нескольких серьезных вопросов о структуре и развитии Вселенной, есть и другие теории, способные это сделать. Согласно некоторым из них, до Большого взрыва Вселенная сжималась, а не расширялась, следовательно, имел место Большой отскок.

Чтобы определиться, что вернее — инфляция или иные идеи, — неоднократно поднимался вопрос о проблеме фальсифицируемости, то есть может ли теория быть испытана таким образом, чтобы ее можно было опровергнуть. Некоторые исследователи, включая Ави Лоэба из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), выражают беспокойство относительно инфляции, предполагая, что ее с виду бесконечная адаптивность делает ее практически неподлежащей испытаниям.

Команда ученых под руководством Сингана Чена из CfA вместе с Лоэбом и Чжун-Чжи Сяньюй из Гарвардского университета применила идею, которую называют «первичными стандартными часами», к неинфляционным теориям и предложила метод, с помощью которого инфляцию можно проверить экспериментально. Исследование будет опубликовано в журнале Physical Review Letters, оно уже доступно в базе препринтов arXiv.org.

Команда начала с определения эволюции размера первичной Вселенной в других теориях, чтобы обнаружить свойства, которые бы отделили от них инфляцию.

Именно для этой цели и пригодились первичные стандартные часы. Они представляют собой любой тип тяжелых элементарных частиц в первичной Вселенной. Такие частицы должны существовать в любой теории, а их расположение должно осциллировать на некой регулярной частоте — наподобие движения маятника часов.

Изображение
Иллюстрация сигналов часов для двух альтернативных сценариев - сжатия (сверху) и расширения (снизу). В каждом случае наблюдаются разные массы / © CfA/Zhong-Zhi Xianyu/Xingang Chen/Avi Loeb

Первичная Вселенная была не совсем равномерна. В ней были небольшие неровности в плотности на миниатюрных масштабах, которые в итоге стали основой для крупномасштабных структур, наблюдаемых сегодня во Вселенной. Это изначальный источник информации, на который полагаются физики, пытаясь выяснить, что же было до Большого взрыва. «Тиканье» стандартных часов сгенерировало сигналы, которые отпечатались на структурах этих неровностей. В разных теориях о первичной Вселенной стандартные часы предсказывают разные закономерности сигналов, так как история развития Вселенной каждой из теорий отличается друг от друга.

«Если мы представим, будто все, что мы знаем о том, что происходило до Большого взрыва, — это набор кадров на кинопленке, то стандартные часы говорят нам, как именно эти кадры должны проигрываться, — объясняет Чен. — Без какой-либо информации о часах мы не имеем понятия, как нужно проигрывать пленку — вперед или назад, быстро или медленно, — и мы не знаем, расширялась или сжималась первичная Вселенная и насколько быстро. Вот где кроется проблема. Стандартные часы поставили отметки на каждый кадр при съемках еще до Большого взрыва и говорят нам, как проигрывать пленку».

Ученые вычислили, как эти сигналы стандартных часов должны выглядеть в неинфляционных теориях, и предположили, как их следует искать при астрофизических наблюдениях.

«Если будет обнаружена закономерность сигналов, которая укажет на сжимающуюся Вселенную, это бы фальсифицировало всю инфляционную теорию», — говорит Сяньюй.

По словам исследователей, успех этой идеи заключается в экспериментах. Они считают, что сигналы будет сложно обнаружить, поэтому придется искать их в разных местах в космосе. Например, одним из них может быть реликтовое излучение, а другим — распространение галактик во Вселенной. Специалисты также отмечают, что поиск сигналов уже идет — и есть несколько интересных кандидатов. Тем не менее исследователи не торопятся с выводами и делают акцент на необходимости в большем объеме данных.
https://naked-scienc...e-mozhet-pomoch

#1458 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 29 Март 2019 - 08:51

Необычные цвета спутников Сатурна связаны с особенностями колец планеты

Изображение

Необычные формы и цвета некоторых спутников Сатурна могут получить объяснение при помощи данных, собранных с использованием космического аппарата НАСА Cassini («Кассини») перед его гибельным погружением в атмосферу гигантской планеты.

Эти спутники, вероятно, сконденсировались из материала колец планеты и получили свои цвета за счет либо материала водяных вулканов, либо таинственного красноватого материала, присутствующего в составе колец, говорится в новом исследовании.

Сатурн обладает не только примечательной системой колец, но и системой из более чем 60 спутников. Примерно с полдюжины этих спутников, похоже, связаны с основными кольцами гигантской планеты и либо находятся внутри этих колец, либо гравитационно взаимодействуют с ними – что влияет на форму и состав этих спутников.

Спутники, расположенные в кольцах, часто демонстрируют загадочные особенности: например, спутники Пан и Атлас выглядят, словно летающие чайные блюдца. Кроме того, спутники Сатурна отличаются по цвету от соседних с ними колец, и ученые давно пытаются выяснить природу этих отличий.

В новой научной работе коллектив исследователей под руководством Бонни Буратти (Bonnie Buratti), планетолога из Лаборатории реактивного движения НАСА, США, использовал архивные данные, полученные при пролетах ныне выведенного из эксплуатации аппарата Cassini мимо пяти спутников Сатурна - Пана, Дафниса, Атласа, Пандоры и Эпиметея – для получения сведений о составе, структуре и космическом окружении этих спутников.

Собранные данные показали, что внешний вид спутников Сатурна зависит от их расположения относительно колец. Пан расположен ближе всего к Сатурну и имеет выраженный красный цвет, в то время как Эпиметей удален от гигантской планеты на максимальное расстояние и имеет выраженный голубой цвет. Это указывает на то, что внешний вид спутников определяется двумя конкурирующими факторами, пояснили исследователи: загрязнением красноватым материалом основных колец, состоящим из смеси железа и органических соединений, а также потоками ледяных частиц или водяного пара, вырывающихся из жерл вулканов, находящихся на поверхности спутника Сатурна Энцелада.

Ученые также объяснили необычные формы спутников Пана и Атласа: согласно исследованию, спутники Сатурна формируются при аккреции материала колец на плотные ядра, и такая аккреция преимущественно протекает экваториально.

Исследование опубликовано в журнале Science.
https://www.astronew...=20190329051701






Астросейсмология помогла узнать свойства горячего сатурна

Изображение
Vanderbilt University

Астрономы благодаря космическому телескопу TESS и методам астросейсмологии открыли горячий cатурн на орбите вокруг красного гиганта. Это говорит о том, что изучение колебаний звезды сильно увеличивает вероятность определения свойств экзопланеты, обращающейся вокруг нее. Препринт работы доступен на портале arXiv.org.

Применение методов астросейсмологии в поиске и изучении экзопланет привело к целой череде открытий. Сейсмические волны, распространяющиеся в недрах звезд, приводят к колебаниям яркости, которые способны фиксировать космические телескопы, такие как CoRoT и «Кеплер». Это позволяет не только с большой точностью определять параметры звезд, такие как возраст, масса или радиус, но и открывать экзопланеты вблизи них и накладывать ограничения на их свойства.

Новооткрытая экзопланета TOI 197.01 находится на орбите звезды TOI-197 — это красный гигант, возраст которого сравним с возрастом Солнца. Его радиус в 2,9 раза больше радиуса Солнца, а масса в 1,2 раза превышает солнечную. Помимо телескопа TESS в наблюдениях за звездой участвовал ряд наземных телескопов, таких как обсерватория Кека, Тейде, Сайдинг-Спринг, Ла-Силья и обсерватория имени Уиппла.

Анализ данных наблюдений позволил определить, что радиус TOI-197.01 составляет 0,83 радиуса Юпитера, а масса — 0,1 массы Юпитера. Средняя плотность планеты в 13 раз меньше плотности Земли, она принадлежит к классу горячих сатурнов — газовых гигантов, расположенных очень близко к своей звезде, и обладающих распухшей под действием излучения звезды атмосферой. Один оборот вокруг своей звезды TOI-197.01 совершает за 14 дней.

Изображение
Положение экзопланеты TOI-197.01 (отмечено звездой) на диаграмме масса-радиус подтвержденных экзопланет. Буквы обозначают положение планет Солнечной Системы, тип маркеров зависит от типа родительской звезды.
Huber et al./arXiv:1901.01643

Космический телескоп TESS был запущен в космос в апреле 2018 года и предназначен для поиска экзопланет методом транзитной фотометрии — он отслеживает изменение блеска звезды во время прохождения планеты по ее диску. Основные цели телескопа — яркие звезды и их системы, удаленные от Земли на расстояние от 30 до 300 световых лет. Кандидаты в экзопланеты становятся целями других обсерваторий, как наземных, так и орбитальных, которые занимаются дальнейшим детальным изучением объектов. В общей сложности за первые полгода своей работы телескоп обнаружил более 280 кандидатов в экзопланеты, из которых восемь было подтверждено. Кроме того, он пронаблюдал шесть вспышек сверхновых типа Ia.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...TESS-hot-Saturn





«Спитцер» сфотографировал туманность-бабочку

Изображение
NASA/JPL-Caltech

Космический инфракрасный телескоп «Спитцер» получил изображение одной из ближайших к нам областей звездообразования W40, в которой формируются массивные и горячие звезды. Потоки излучения и вещества от звездного скопления внутри туманности придали ей форму бабочки, сообщается на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.

Туманность Westerhout 40 (W40) находится на расстоянии около 1400 световых лет от Солнца в созвездии Змеи и является одной из ближайших к нам областей звездообразования, в которой формируются звезды O- и B-класса с массами в десять и более раз превышающими массу Солнца. Внутри туманности находится скопление из нескольких сотен молодых звезд. Из-за большого количества пыли W40 трудно изучать в оптическом диапазоне электромагнитного спектра, однако благодаря наблюдениям в рентгеновском, инфракрасном и радиодиапазонах астрономы получают возможность исследовать процессы звездообразования, идущие внутри области.

Для создания изображения туманности были использованы четыре снимка, полученные инструментом IRAC (Infrared Array Camera) на разных длинах волн в инфракрасном диапазоне: 3,6 (синий цвет), 4,5 (зеленый цвет), 5,8 (оранжевый цвет) и 8 (красный цвет) микрометров. Свечение туманности на длине волны восемь микрометров вызвано люминесценцией возбужденных молекул полициклических ароматических углеводородов. За свечение, обозначенное синим цветом, ответственно звездное население туманности, а за свечение, отмеченное оранжевым и красным цветами — пылевые облака и околозвездные диски.

Структура туманности похожа на бабочку, причем два ее «крыла» представляют собой гигантские пузыри, состоящие из горячего межзвездного газа и сформированные мощными потоками излучения от массивных звезд в центральной части W40. Правее туманности видно звездное скопление Южной Змеи, состоящее из нескольких сотен очень молодых звезд, находящихся в одной из областей гигантского молекулярного облака.

Благодаря телескопу «Спитцер» астрономы ранее смогли пронаблюдать развитие вспышки фуора, создать трехмерную визуализацию «полета» к центральной области туманности Ориона и получить изображение галактики, существовавшей во времена, когда возраст Вселенной составлял около 500 миллионов лет.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...itzer-butterfly





«Хаббл» разглядел у астероида второй хвост

Изображение
NASA, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), O. Hainaut (European Southern Observatory)

Астрономы, работающие с космическим телескопом «Хаббл», пронаблюдали редкий саморазрушающийся астероид 6478 Gault, который недавно обзавелся хвостом — ранее этот хвост обнаружили участники проекта ATLAS. При этом на снимках «Хаббла» у астероида видны два хвоста. Статья ученых принята к публикации в журнале Astrophysical Journal, об их работе рассказывают (раз, два) европейская и американская пресс-службы «Хаббла».

Астероид 6478 Gault (1988 JC1) открыли супруги Шумейкер в мае 1988 года. Они назвали его в честь американского геолога Дональда Голта, известного своими исследованиями процесса формирования кратеров на Луне, Марсе и других планетах. 6478 Gault относится к семейству Фокеи, рою из примерно двух тысяч астероидов, который возник примерно 2,2 миллиарда лет назад в результате столкновения крупных астероидов. 75-километровый астероид Фокея — самый крупный в этом семействе, в то время как 6478 Gault значительно меньше, его средний диаметр составляет около 3,7 километра, он находится в 344 миллионах километров от Солнца.

В начале января наблюдения астероида проводили участники проекта ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), который располагает двумя телескопами на Гавайских островах, — они, в частности, обнаружили, что у астероида появился нехарактерный для длинный хвост. Ученые предположили, что это произошло после столкновения с другим астероидом, причем совсем недавно, примерно в конце октября-начале ноября 2018 года.

Теперь на снимках «Хаббла» хорошо видно, что у 6478 Gault на самом деле два узких хвоста, которые, по мнению ученых, говорят о том, что он медленно разрушается — это первые признаки нестабильности объекта, открытого более 30 лет назад. Однако отсутствие излишков пыли непосредственно вблизи астероида, по их словам, указывает на то, что хвосты возникли не из-за столкновения с другим крупным объектом.

Помимо «Хаббла» и ATLAS астероид с начала года пронаблюдали также телескопы Isaac Newton, William Herschel и ESA OGS на Канарских островах, Himalayan Chandra Telescope в Индии и CFHT на Гавайях. Их данные и анализ архивных данных Pan-STARRS показали, что два события в жизни астероида, из-за которых он обзавелся хвостами, произошли приблизительно 28 октября и 30 декабря 2018 года. Хвосты будут видны еще несколько месяцев, длину большего из них астрономы оценивают в 800 тысяч километров, а короткий примерно в четыре раза меньше.

Исследователи считают, что астероид разрушается за счет YORP-эффекта из-за изменения скорости под воздействием солнечного света. Это достаточно редкое явление: по оценкам астрономов, которые приводит одна из пресс-служб, на 800 тысяч известных объектов пояса астероидов приходится примерно одно YORP-разрушение в год. Период обращения 6478 Gault оказался равен двум часам, что очень близко к критической скорости, при которой астероид становится нестабильным. По мнению ведущего автора работы Джена Клейна (Jan Kleyna) из Гавайского университета, спровоцировать появление хвостов могло даже совсем незначительное воздействие.

Недавно «Хаббл» обнаружил самую маленькую известную на сегодняшний день изолированную карликовую галактику Bedin 1, причем это произошло случайно, когда телескоп наблюдал шаровое звездное скопление NGC 6752, за которым находится новооткрытая галактика.

Ольга Добровидова
https://nplus1.ru/ne...ucting-asteroid






Реки на древнем Марсе оказались шире земных*

Изображение
Christophe Bitton / flickr.com

Геологи сравнили водные бассейны Марса и Земли и, проведя топографический анализ, пришли к выводу, что реки Красной планеты были шире земных. Также они нашли свидетельства того, что даже без большей части атмосферы, унесенной солнечным ветром 3,5 миллиард лет назад, на поверхности Марса по-прежнему протекали обильные водные потоки, которые возобновлялись с перерывами в период от 3,6 до 1 миллиарда лет назад. Статья опубликована в Science Advances.
На снимках с Марса можно увидеть, что его поверхность усеяна руслами, которые представляют собой остатки разветвленной системы ручьев и рек. Русла этих рек служат богатым источником информации о проходившей через них воде и климате древнего Марса. Например, ширина и крутизна русла реки и размер гравия позволяют понять силу протекавших потоков воды. Определение параметров таких рек — одна из задач при создании моделей эволюции климата планеты.

Сегодня у ученых нет полного понимания того, как изменялся марсианский климат миллиарды лет назад. Считается, что в поздние периоды истории Марса (Гесперийский и Амазонийский), когда атмосфера стала тонкой, осадки могли выпадать только в нескольких местах или их уже вовсе не было. При этом вода все же могла образовываться: например, при падении астероидов, вызывавших таяние льда и высвобождение подземных источников. Однако исследование отложений ровером «Кьюриосити» показывает, что для создания существующих русел требовалось больше воды, чем могло бы появиться из-за падения астероидов. При этом у отложений древних рек и озер отмечаются черты формирования в позднюю стадию климата, которая была сухой или имела короткие влажные периоды. Такое противоречие усложняет моделирование климата Марса.

Стремясь понять происхождение марсианских осадков, ученые из Чикагского университета проанализировали фотографии из глобальной базы данных веерообразных аллювиальных отложений и дельт, а также цифровые модели местности, созданные на основе снимков камеры HiRISE, установленной на борту космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. В общей сложности ученые проанализировали более 200 древних марсианских русел, охватывающих более миллиарда лет. Ученые масштабировали размеры русел древних рек Марса, используя их в качестве косвенного показателя образования водных потоков в прошлом, а затем сравнивали с руслами рек Земли из крупной базы данных рек и водных бассейнов США. Также исследователи рассчитали интенсивность течения рек с использованием нескольких методов, включая анализ размеров речных русел. В речных бассейнах, по которым имеется наибольшее количество данных, реки Марса оказались примерно в два раза шире, чем на Земле. А между 3,6 и 1 миллиардом лет и, вероятно, даже после 1 миллиарда лет назад климат периодически становился влажным — тогда водный поток каждый день мог составлять от 3 до 20 килограммов на квадратный метр.

Изображение
Фотография сохранившегося русла реки на Марсе, с цветным наложением, показывающим различие высоты
Kite et al./ Science Advances, 2019

Помимо этого ученые выяснили, что реки поздней стадии климата стали формироваться ниже, а их распространение было сильно ограничено по широтам, что согласуется с моделями климата, где давление воздуха после потери атмосферы упало меньше 1 бара. Это важно, так как многие другие модели при формировании рек учитывают давление больше 1 бара. Кроме того, глубокая речная эрозия поздней стадии Гесперийского периода включала в себя небольшие реки, которые были более сконцентрированы на местности, чем региональные речные сети более ранней стадии, охватывавшие всю планету. Движение воды происходило по всей планете и не являлось кратковременным или локальным явлением. Одним из возможных объяснений конфликта между медленным удалением атмосферы на поздней стадии и высокими речными стоками может быть то, что климат был обусловлен одним или несколькими природными механизмами, вызывавшими сильное потепление при низком давлении. Например, парниковым эффектом от обильного таяния ледников. Если даты существования этих массивных рек верны, то, по словам исследователей, можно предположить, что атмосфера поздней стадии Марса исчезла быстрее, чем рассчитывалось ранее. Или, возможно, существовали другие климатические факторы осадков в условиях низкой атмосферы. Полученные результаты накладывают новые ограничения при разработке моделей эволюции климата Марса.

Ранее ученые не раз сообщали о существовании воды на Марсе в прошлом. Например, ученые пришли к выводу, что борозды на каменных плитах, обнаруженные «Кьюриосити», могут быть оставшимися после испарения воды грязевыми трещинами. Помимо этого ученые обнаружили на южном полюсе Марса подледный водоем.

Тимофей Кочкар
https://nplus1.ru/ne...8/reki-na-marse





Найдена вторая галактика без темной материи

Изображение
P. van Dokkum et al. / ApJL, 2019

Астрономы подтвердили почти полное отсутствие темной материи в галактике NGC 1052-DF2 и нашли рядом с ней похожую — NGC 1052-DF4. Данные по скоростям звезд в этих объектах полностью согласуются с распределением видимого вещества и несовместимы с наличием темной материи. Таким образом, ученые убедились в существовании нового класса необычных галактик, свойства которых пока не находят объяснения, а также неочевидным образом подтверили существование темной материи. Результаты изложены в отдельных статьях в The Astrophysical Journal Letters.

Темной материей в астрофизике чаще всего называется гипотетическая форма вещества, которую вводят для разрешения нескольких несоответствий между наблюдениями и теорией. Исторически первым указанием на существование темной материи были данные о скоростях движений галактик в скоплениях — оказалось, что они перемещаются намного быстрее, чем можно было бы ожидать на основе массы видимого вещества. Если же допустить, что помимо звезд, связанного с ними газа и других известных форм вещества, в скоплениях также находится значительное количество неизвестной материи, то ее гравитационного воздействия может оказаться достаточно для соответствия наблюдениям.

Другой феномен, который традиционно связывают с темной материей, — это кривые вращения галактик, то есть зависимость скорости обращения звезд от расстояния до центра системы. Если оценивать массу только по видимому веществу, то скорости звезд по мере удаления от центра галактики должны быстро возрастать до максимума, а затем медленно снижаться до очень малых величин. Вместо этого в большинстве случаев наблюдается иная картина: после достижения максимума скорость не снижается или изменяется достаточно слабо. Это обстоятельство можно объяснить наличием обширного гало из темной материи вокруг галактики, которое простирается в несколько раз дальше видимого диска, а по массе в несколько раз превосходит все видимое вещество.

В наблюдательной астрономии также часто определяют дисперсию скоростей, то есть их разброс относительно среднего значения. Эту величину измерить достаточно просто, так как у многих звезд есть одинаковые линии излучения, которые в наблюдениях будут уширены из-за эффекта Доплера пропорционально скоростям светил на луче зрения. Дисперсия скоростей позволяет оценить массу объектов, так как звезды в галактиках представляют гравитационно связанную систему и обязаны подчиняться теореме вириала, которая накладывает ограничения на среднюю кинетическую и потенциальную энергии частиц: кинетическая энергия связана с дисперсией, что позволяет вычислить массу на основе создаваемого ей гравитационного потенциала.

В 2018 году астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» и наземной обсерватории Кека нашли необычную сразу по нескольким параметрам галактику NGC 1052-DF2. Во-первых, она относится к достаточно редкому типу ультрадиффузных галактик, которые по размеру сравнимы с Млечным Путем, но содержат примерно в 100 или 1000 раз меньше звезд, что делает их поверхностную яркость исключительно низкой. Во-вторых, у этой галактики оказалось необычное распределение объектов, похожих на шаровые звездные скопления. Такие плотные и яркие группы тысяч звезд хорошо известны как в Млечном Пути, так и у наших ближайших соседей. Их функция светимости, то есть зависимость количества от яркости, считалась универсальной, однако для NGC 1052-DF2 это оказалось не так. В-третьих, измерив скорости движения 10 таких объектов, ученые оценили по ним дисперсию скоростей, которая оказалась исключительно мала — около 8 километров в секунду с ошибками порядка 50 процентов при ожидаемой дисперсии в присутствии гало из темной материи порядка 30 километров в секунду.

В новой работе ученые описывают результаты дополнительных наблюдений, которые позволили сделать более надежные оценки дисперсии скоростей на основе движений звезд. В результате астрономы получили значение 8,5 километра в секунду с заметно меньшими ошибками (порядка 30 процентов). Из этих данных следует, что полная масса галактики примерно равна массе светящегося вещества, что исключает необходимость введения темной материи в данном случае. Также ученые обнаружили рядом похожую галактику NGC 1052-DF4, у которой также оказалась экстремально низкая дисперсия скоростей звезд — около 4,2 километра в секунду, но ошибки в данном случае составляют порядка 80 процентов.

По мнению авторов, полученные данные высокого качества являются убедительным доказательством существования не просто одной исключительной галактики без темной материи, но и нового класса подобных объектов. Также они напоминают, что эти результаты ни в коей мере не опровергают гипотезу о темной материи, а, наоборот, подтверждают ее необходимость: если бы описываемые ей эффекты на самом деле порождались обычной материей, то подобной ситуации не могло бы возникнуть, а раз найден объект без темной материи, то это говорит именно о существовании двух отдельных видов субстанций, которые не связаны напрямую.

Важность темной материи в астрофизике мы обсуждали с Андреем Дорошкевичем в материале «Невидимый цемент Вселенной». О попытках объяснить темную материю через ненулевую массу переносчика обычного электромагнитного взаимодействия мы обсуждали в интервью про «Тяжелый фотон».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...less-the-second





Звезды M15 от "Гайя"

Изображение
Авторы и права: Роберт Вандербей (Принстонский университет), ЕКА, "Гайя", Консорциум для обработки и анализа данных "Гайя"
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Возраст Мессье 15 – 13 миллиардов лет. Это одно из около 170 шаровых звездных скоплений, которые возникли, когда наша Галактика формировалась, и до сих пор населяют гало нашего Млечного Пути. Диаметр скопления – около 200 световых лет, оно находится на расстоянии в 35 тысяч световых лет в созвездии Пегаса. Этот вид древнего шарового скопления – не фотография. Это – анимированное изображение, созданное на основании удивительно точных измерений положения, яркости и цвета звезд. Богатый массив данных был получен сканирующим небо спутником "Гайя", который определил параллаксы, а следовательно и расстояния, до 1.3 миллиардов звезд Млечного Пути. Мигающие звезды на этом изображении – звезды типа RR Лиры в M15. В M15 много звезд типа RR Лиры. Это проэволюционировавшие пульсирующие с периодом обычно меньше суток переменные звезды, для которых существует связь между яркостью и периодом пульсаций.
http://www.astronet.ru/db/msg/1463832

#1459 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 30 Март 2019 - 09:00

Альтернативные теории инфляции проверят с помощью «стандартных часов»

Изображение
Xingang Chen et al. / Harvard University

Физики из Гарварда предложили способ, с помощью которого можно выбрать одну из альтернативных теорий инфляции или фальсифицировать инфляционный сценарий как таковой. Для этого ученые рассчитали спектр возмущений кривизны пространства времени, возникающих из-за «стандартных часов» — колебаний массивного поля, сопровождающих эволюцию молодой Вселенной. Оказалось, что в инфляционном сценарии спектр постоянный, а в альтернативных сценариях осциллирует. Ученые утверждают, что до этого способа фальсифицировать инфляционный сценарий не существовало в принципе. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Несмотря на небольшие отклонения на масштабах планет и галактик, в среднем наша Вселенная практически идеально плоская и однородная. Последние измерения астрономов подтверждают, что, параметр, который входит в уравнение эволюции Вселенной и отвечает за ее кривизну, отклоняется от единицы не более чем на 10−14, а флуктуации реликтового излучения не превышают 0,1 процента. Объяснить эти значения в рамках стандартной теории Большого взрыва невозможно. Поэтому физики дополняют эту теорию космологической инфляцией — периодом быстрого расширения, в результате которого растягиваются квантовые флуктуации и разглаживаются неоднородности пространства-времени. Как такая модификация решает эти проблемы, можно прочитать в статьях «Рождение Вселенной» и «Всемогущая инфляция». В настоящее время инфляционная модель является общепринятой среди физиков-космологов.

Тем не менее, инфляционная модель не является единственной — физикам известно несколько альтернативных теорий, которые так же хорошо объясняют однородность и нулевую кривизну Вселенной. Например, теория «отскока», в которой периоду быстрого расширения предшествовал период быстрого сжатия. Хуже того, теория инфляции имеет серьезный недостаток, из-за которого ее нельзя считать по-настоящему научной теорией. Дело в том, что инфляционный сценарий включает в себя большой набор моделей, которые объединены общей идеей, но отличаются способом ее реализации. Результаты наблюдений почти всегда можно подогнать под одну из этих моделей. В этом смысле инфляция напоминает Стандартную модель из физики элементарных частиц: когда эта теория только зарождалась, физики пробовали разные калибровочные группы и сравнивали их предсказания с экспериментом. В конце концов оказалось, что в статьях и на конференциях все чаще и чаще встречается группа U(1)×SU(2)×SU(3), которую назвали стандартной. К сожалению, в отличие от Стандартной модели частиц Стандартную модель инфляции невозможно фальсифицировать (опровергнуть) с помощью прямого наблюдения. По крайней мере, до этого момента каждое предсказание (как положительное, так и отрицательное), которое казалось уникальным для инфляционного сценария, удавалось воспроизвести с помощью одной из альтернативной теорий.

Физики Абрахам Лёб (Abraham Loeb), Синан Чэнь (Xingang Chen) и Чжун-Чжи Сянью (Zhong-Zhi Xianyu), похоже, наконец, нашли явление, которое различает инфляцию и альтернативные сценарии (хотя бы теоретически). В основе предложенного метода лежит тот факт, что разные сценарии предсказывают разные законы a(t), по которым размер Вселенной меняется во времени. Правда, почувствовать эту разницу обычно невозможно, поскольку законы не связаны напрямую с наблюдаемыми величинами. В новой статье ученые предложили наблюдаемую величину, которая отражает вид закона a(t).

Для этого ученые заметили, что любая простая модель инфляции должна быть вложена в модель с большим числом полей, которая обладает корректным ультрафиолетовым поведением (то есть позволяет осуществить перенормировки и избавиться от нефизичных расходимостей). При этом масса некоторых из дополнительных полей обязательно превышает характерный масштаб простой модели, то есть масштаб на горизонте событий. Осцилляции таких полей, напоминающие осцилляции обычного гармонического осциллятора, физики называются «первичными стандартными часами» (primordial standard clocks). С одной стороны, «стандартные часы» оставляют «отпечатки» в распределении плотности материи. С другой стороны, они напрямую связаны с законом расширения Вселенной. Следовательно, по сигналу «стандартных часов» можно восстановить закон a(t) и различить альтернативные сценарии эволюции Вселенной.

Чтобы оценить величину этого сигнала, ученые сначала решили уравнение на моды массивного поля, помещенного в однородную Вселенную с заданным законом расширения. Исследователи рассмотрели закон расширения вида a(t) ~ (t/t0)p с произвольной степенью. В этом подходе значения |p| ≫ 1 воспроизводят инфляцию, значения −1 < p < 0 отвечают не-инфляционным моделям расширения, а значения 0 < p < 1 — сценариям сжатия. Затем физики подставили найденные моды в двухточечную корреляционную функцию, которая описывает возмущения кривизны пространства-времени. В результате ученые получили спектр таких возмущений, то есть нашли, как их амплитуда зависит от импульса «стандартных часов».

Оказалось, что в инфляционном сценарии спектр возмущений кривизны не зависит от импульса, тогда как в альтернативных сценариях он быстро осциллирует. Качественно это поведение можно объяснить тем, что в ходе инфляции массивное поле все время остается в классическом режиме и быстро колеблется, из-за чего интегралы в корреляционной функции в среднем равны нулю. В альтернативных сценариях такое сокращение происходит только для очень больших или очень маленьких импульсов. Более того, ученые подчеркивают, что получить осциллирующий спектр возмущений кривизны в инфляционном сценарии за счет «новой физики» очень сложно из-за «тонкой настройки» параметров. Другими словами, для этого нужно создать в инфляционном потенциале целую серию особенностей, расположенных в нужных местах и имеющих нужную силу, что кажется нереалистичным.

Изображение
Спектр возмущений кривизны пространства-времени, рассчитанный для альтернативных сценариев сжатия (вверху) и расширения (внизу). Разные цвета отвечают разной массе поля, порождающего «стандартные часы»
Xingang Chen et al. / Physical Review Letters, 2019

Таким образом, авторы статьи считают, что предложенный ими эффект хотя бы в принципе позволяет альтернативные теории инфляции или фальсифицировать инфляционный сценарий (поскольку он является общим для всех инфляционных моделей). Для этого нужно извлечь спектр возмущений кривизны из реликтового излучения. К сожалению, в настоящее время точности измерений не хватает, чтобы почувствовать такие возмущения.

Ранее мы писали о других исследования, выполненных под руководством Абрахама Лёба. Например, в 2016 году астрофизик предположил, что черные дыры, сигнал от слияния которых впервые зарегистрировала обсерватория LIGO (GW150614), родились из одной звезды. Это объясняет гамма-всплеск, дошедший до Земли на 0,4 секунды позже гравитационных волн. В декабре 2017 года Абрахам Лёб совместно с коллегой из Гарварда показал, что черные дыры не могут образоваться по стандартному сценарию раньше, чем через сто миллионов лет после Большого взрыва (красное смещение z ≈ 40). Теоретически, это наблюдение может указать на существование первичных черных дыр — если астрономы когда-нибудь зарегистрируют гравитационные волны от пары черных дыр с бо́льшим красным смещением. Самая известная работа физика изучает образование источников света (звезд и квазаров) в ранней Вселенной и к настоящему моменту имеет более 700 цитирований. Впрочем, также стоит отметить, что иногда ученый участвует в довольно авантюрных проектах.

Подробно прочитать про теорию космологической инфляции можно в материале «Инфляция космических масштабов» — пересказе обзора Андрея Линде, фактически разработавшего эту модель в 80-х годах прошлого века. А про современное состояние теории можно узнать из интервью Андрея Линде, которое ученый дал в конце прошлого года.

Дмитрий Трунин
https://nplus1.ru/ne...n-falsification





Темные полосы на склонах марсианских кратеров связали с сезонным поднятием глубинных вод

Изображение
NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

Выдвинута новая теория образования темных полос на склонах марсианских кратеров, согласно которой ключевую роль в их появлении играет поднимающаяся с больших глубин соленая вода. Эта идея также предполагает наличие обширных водоносных горизонтов и активной системы подземных вод под слоем вечной мерзлоты в коре планеты. Если данная гипотеза верна, то на Красной планете находятся значительные запасы труднодоступной воды. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Вода не может долгое время находиться на поверхности Марса, так как сочетание низкого давления атмосферы и невысоких температур не допускают наличия равновесной жидкой фазы, как видно из фазовой диаграммы воды. Тем не менее, в виде льда вода может сохраняться длительное время. Грунт Красной планеты даже весьма близко к поверхности может содержать заметные количества льда, который иногда тает и проводит к кратковременному появлению жидкой воды. Подробное выяснение деталей появления жидкой воды важно не только в контексте геологии и эволюции планеты, но и для снабжения потенциальных колонизаторов.

Поверхность Марса не остается неизменной — большое количество мелкомасштабных процессов изменяют ее. Одним из вызывающих наибольший интерес у ученых процессов является образование темных полос на склонах кратеров (Recurring Slope Lineae, RSL). Обычно они возникают в начале местного лета, увеличиваются в размере в течение теплого сезона, а потом исчезают, сливаясь с окружающим грунтом, но вновь появляются на следующий год. Существует масса гипотез о механизмах их появления, такие как таяние снегов, сухие осыпи, приповерхностные грунтовые воды и расплывание за счет поглощения атмосферной влаги. Кроме сухих осыпей все эти идеи предполагают наличие приповерхностных вод или паров воды, что делает изучение потенциально подходящих для поддержания жизни условий возможным с использованием имеющихся технологий.

Аботалиб Заки Аботалиб (Abotalib Zaki Abotalib) из Университета Южной Калифорнии и Ессам Хегги (Essam Heggy) из Калифорнийского технологического института выдвигают новую теорию о ключевой роли залегающих на большой глубине вод. Авторы обладают опытом исследований подземных течений в пустынях на Земле, поэтому решили применить имеющиеся знания для анализа изображений с камеры HiRISE на борту американского зонда Mars Reconnaissance Orbiter. Они изучили снимки склонов нескольких кратеров, в том числе Паликир, который является типичным местов возникновения темных полос, и обнаружили, что RSL обычно начинаются от разломов и трещин поверхности. Это навело их на мысль, что особенности создаются водой, которая под большим давлением поднимается с глубин около 750 метров сквозь расселины в породе. Авторы утверждают, что подобный механизм наблюдается и на Земле, в том числе в северной части Сахары и на Аравийском полуострове.

Изображение
Структура различных разломов на склонах кратера Паликир и появление темных полос в соответствии с расположением трещин.
A. Z. Abotalib et al. / Nature Geoscience, 2019

Согласно предложенной гипотезе исчезновение RSL связано с замерзанием воды в трещинах, что препятствует ее поднятию. С наступлением следующего теплого сезона процесс возобновляется. Отсутствие прямых наблюдений жидких потоков ученые объясняют их кратковременностью, что не позволяет их сфотографировать, так как имеющиеся инструменты не обеспечивают достаточное временное разрешение. Теперь авторы намерены предложить новые эксперименты, которые позволят доказать или опровергнуть предложенную идею. Однако авторы отмечают, что если они окажутся правы, то залегающую так глубоко воду вряд ли удастся использовать в качестве ресурса для снабжения людей.

Изображение
Схема возникновения темных полос в рамках предложенной теории. По разломам в породах вода из залегающих глубоко областей под высоким давлением поднимается к краям трещин на склонах кратеров и выделяется там, приводя к образованию полос.
A. Z. Abotalib et al. / Nature Geoscience, 2019

«Понимание образования подземных вод на Марсе, их текущего положения и движения позволяет нам частично устранить неясности с климатическими условиями на планете в последние три миллиарда лет, а также понять роль этих условий в формировании системы подземных вод, — говорит Хегги. — Это помогает установить сходство с Землей и узнать, идет ли климатическая эволюция на нашей планете тем же путем, что и на Марсе. В этом смысле понимание долговременных изменений Марса критически важно для понимания соответствующих изменений на Земле, а подземные воды являются ключевым элементом этого процесса».

Самым значительным недавним открытием, связанным с водой на Марсе, является обнаружение большого озера, залегающего на глубине около полутора километров под Южным полюсом планеты. Недавно NASA согласовало с учеными новый план по картированию доступной для потенциального использования воды на поверхности Марса.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...deep-water-mars





Прототип ABRACADABRA не помог найти темную материю

Изображение

Физики опубликовали детальное описание нового эксперимента по поиску сверхлегких частиц темной материи ABRACADABRA и подвели итоги работы прототипа. Полноценная установка будет чувствительна к сигналу частиц с массами от 10-12 до 10-6 электронвольт, а прототип работал с диапазоном от 0,31 до 8,3 наноэлектронвольт. Такими массами могут обладать несколько кандидатов на роль частиц темной материи, в том числе аксионы. Искомых событий в рамках наблюдений с прототипом найдено не было. Результаты приняты к публикации в журнале Physical Review Letters, препринт статьи доступен на сервере arXiv.org.

Некоторые явления в астрофизике и космологии не поддаются теоретическому описанию с учетом только известных видов материи и взаимодействий. К таким феноменам относятся кривые вращения галактик, динамическая устойчивость их скоплений, гравитационное линзирование на космологических расстояниях, рост возмущений в ранней Вселенной, особенности формы спектра мощности реликтового излучения и некоторые другие. Наиболее распространенным в современной науке разрешением данного затруднения является введение нового компонента вещества — темной материи. Она не взаимодействует посредством электромагнетизма, поэтому не может быть зафиксирована при помощи обычных телескопов, но ее гравитационное влияние позволяет привести теоретические оценки в соответствие с наблюдениями.

На данный момент физики не смогли получить прямых указаний на существование темной материи, несмотря на несколько десятилетий активных поисков. Ситуация затрудняется тем, что астрономические наблюдения не позволяют точно определить свойства частиц темной материи, из-за чего существует огромное разнообразие различных моделей. До недавнего времени наибольшей популярностью пользовалась модель вимпов (WIMPs, Weakly interacting massive particles — слабовзаимодействующие массивные частицы). По массе эти частицы должны быть в десятки раз тяжелее протона, однако ни опыты по прямой регистрации, ни эксперименты на коллайдерах не нашли искомых сигналов. Из-за этого многие ученые начали уделять активное внимание альтернативным моделям.

Среди альтернативных вимпам идей есть класс теорий, в рамках которых темная материя состоит из очень легких частиц. В частности, к этому типу относится «размытая» темная материя, массивный темный фотон и аксионы. Последние частицы были предложены около 40 лет назад как потенциальное решение сильной CP-проблемы, которая заключается в том, что сильное взаимодействием не нарушает комбинированную четность, то есть симметрично относительно замен всех зарядов и направлений. Это обстоятельство требует объяснения, так как современная теория сильного взаимодействия — квантовая хромодинамика — допускает нарушение данной симметрии, однако в экспериментах этого зафиксировано не было. В результате была сформулирована гипотеза Печчеи—Квинн, которая предполагала наличие нового квантового поля, обращающего в нуль ту часть лагранжиана КХД, которая способна приводить к нарушению CP-симметрии. Соответствующий квант поля был назван аксионом.

К идее аксионов вновь вернулись в контексте темной материи, так как они хорошо вписывались в модель темной материи из легких частиц. В отличие от многих других вариантов, у аксионов должно быть специфическое взаимодействие с электромагнитным полем в определенных условиях, так как аксион и фотон с точки зрения теории оказываются связаны. В частности, в сильных полях одни должны превращаться в другие. Именно это свойство является концептуальной основой экспериментов, называемых «свет сквозь стену»: мощный поток света направляют в магнитное поле перед стенкой, фотоны поглощаются, а аксионы проходят сквозь нее, после чего часть из них превращается обратно в фотоны, которые регистрирует приемник.

В основе эксперимента ABRACADABRA (A Broadband/Resonant Approach to Cosmic Axion Detection with an Amplifying B-field Ring Apparatus — широкополосный резонансный подход к поиску космических аксионов с усиливающей сигнал кольцевой установкой, создающей магнитное поле) лежит эффект порождения переменного магнитного поля при попадании аксиона в постоянное поле. В таком случае должно создаваться поле, аналогичное генерируемому переменным током, чей вектор плотности параллелен внешнему полю. Детектором в данном случае является СКВИД-магнитометр, помещенный в центр тороидального магнита. Так как масса аксионов невелика, то и появляющееся поле будет слабое — ученые создавали установку с надеждой зафиксировать колебания на уровне 20 аттотесла, то есть примерно в 1012 раз слабее магнитного поля Земли.

В то время как большинство экспериментом по поиску аксионов искали частицы с массами от 10 до 100 микроэлектровольт, ABRACADABRA чувствительна к еще более легким частицам. Полноценная установка должна изучить весь диапазон от 10-12 до 10-6 электронвольт, но прототип из-за малой величины и недостаточной экранировки от внешних шумов работал в диапазоне от 3,1×10-10 до 8,3×10−9 эВ. Регистраций зафиксировано не было, что позволило установить ограничения на степень спаривания аксиона с фотоном. Данные результаты получены за месяц работы и уже почти достигают по точности оценки намного более крупного эксперимента CAST. Авторы планируют развить подход и в ближайшем будущем начать собирать данные с полноценной установкой, которая позволит искать аксионы в большом диапазоне малых масс.

Затруднения с моделью вимпов породили существенный интерес к альтернативным идеям и их экспериментальной проверке. Так легкую темную материю недавно предложили ловить сверхпроводящими нанопроводами. О важности самого понятия о темной материи мы говорили с астрофизиком Андреем Дорошкевичем в материале «Невидимый цемент Вселенной».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne.../29/ABRACADABRA





Астрономы исследовали 703 активных галактических ядра

Считается, что все массивные галактики в своих центрах содержат сверхмассивную черную дыру, которая постоянно растет, собирая в себя вещество из окружающей среды. Согласно общепринятым представлениям, такая черная дыра растет во время развития ее родной галактики. Возможно, происходит это потому, что эволюция галактики включает в себя аккрецию вещества, например, в результате слияния галактик.

Изображение
Снимок поля галактики в созвездии Волопас (с Луной для сравнения размеров в поле зрения). Снимок сделан космическим телескопом «Чандра» © X-ray: NASA / CXC / CfA / R.Hickox et al.; Moon: NASA / JPL

Такая общая картина поддерживается двумя линиями данных. Пиковая активность аккреции может быть измерена посредством наблюдений ядерной активности, и она совпадает с пиковой активностью звездообразования во вселенной примерно через десять миллиардов лет после Большого взрыва. Звездообразование связано с возмущениями, которые возбуждают газ и инициируют аккрецию. Локальная вселенная также показывает тесную корреляцию между массой сверхмассивной черной дыры, массой выпуклости ее родной галактики и скоростями звезд.

Эти методы (хотя и с более слабым подтверждением) могут аналогичным образом использоваться и для определения размеров сверхмассивных черных дыр в галактиках молодой вселенной. В результате рост сверхмассивной черной дыры и рост ее собственной галактики являются процессом параллельного развития. На самом деле кажется, что процессы взаимно регулируются с течением времени, кардинально влияя на размеры галактик и сверхмассивных черных дыр, которые мы наблюдаем сегодня.

Как рост центральной черной дыры, так и собственно образование звезд подпитываются количествами молекулярных газов и пыли, которые можно отследить по инфракрасным выбросам, исходящим от пыли. Частички пыли, нагретые излучением молодых звезд и аккрецией активного галактического ядра, создают сильное излучение в инфракрасном диапазоне. Поскольку активность главного галактического ядра также создает рентгеновские лучи, считается, что активные галактические ядра должны обеспечивать сильные выбросы пыли и что рентгеновские и инфракрасные излучения должны коррелировать.

Астроном Моджеган Азади из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) был участником команды, которая изучала 703 галактики с активными сверхмассивными черными дырами, используя рентгеновские данные телескопа «Чандра» и инфракрасные данные телескопов «Спитцер» и «Гершель». Это стало до сих пор самой большой выборкой, на которой проводилось такое сравнение. Хотя команда обнаружила тенденцию, которая во многих случаях согласовывалась с соотношением инфракрасной и рентгеновской активности, исследователи не нашли никакого соответствия, сравнивая ее с инфракрасным (не рентгеновским) излучением активного ядра галактики.

Поскольку инфракрасное излучение активного галактического ядра происходит в основном из пыльного излучающего кольца вокруг сверхмассивной черной дыры, различие может указывать на роль угла, под которым мы смотрим на это кольцо. Эти результаты помогают уточнить современные модели активных центральных галактических ядер. Но авторы исследования подчеркивают, что более чувствительные, более глубокие наблюдения должны в будущем позволить лучше объяснить физические процессы, происходящие в активном ядре галактики.
https://kosmos-x.net...2019-03-29-5655





M104: галактика Сомбреро

Изображение
Авторы и права:
Изображения: НАСА, ЕКА, архив телескопа им.Хаббла;
Обработка и авторские права: Роджелио Бернал Андрео (DeepSkyColors.com)
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Впечатляющая спиральная галактика M104 известна своим видом с ребра, на котором выделяется широкое кольцо из полос поглощающей свет пыли. Полоса космической пыли видна на фоне яркого звездного балджа и делает галактику похожей на шляпу, поэтому ее часто называют галактика Сомбреро. Изображения, полученные космическим телескопом им.Хаббла, были использованы, чтобы создать эту четкую картинку, запечатлевшую хорошо известную галактику. После обработки цвета на изображении близки к естественным и стали видны детали, которые невозможно обнаружить на фотографиях, полученных небольшими наземными телескопами, из-за яркого свечения центрального балджа галактики. Галактика Сомбреро, также известная как NGC 4594, излучает во всех диапазонах электромагнитного спектра, а в ее центре находится сверхмассивная черная дыра. Размер галактики – около 50 тысяч световых лет, она удалена от нас на 28 миллионов световых лет. M104 – одна из самых больших галактик на южном краю скопления галактик в Деве.
http://www.astronet.ru/db/msg/1464040

#1460 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 31 Март 2019 - 09:15

Наблюдения «звездотрясений» позволили выяснить параметры «горячего сатурна»

Изображение

Космическая обсерватория НАСА под названием TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) впервые обнаружила планету, обращающуюся вокруг звезды, на которой происходят доступные для наблюдений «звездотрясения».

Эти наблюдения имеют большое значение, поскольку они демонстрируют возможности нового «охотника за планетами» спутника TESS, а также потому, что они позволили астрономам подробно охарактеризовать вновь обнаруженный «горячий сатурн». Эта экзопланета была замечена при помощи камер спутника TESS.

Спутник TESS, запущенный в космос в апреле 2018 г., лишь сейчас начинает раскрывать свой научный потенциал. Так же, как и его научный предшественник космический телескоп НАСА Kepler («Кеплер»), орбитальный аппарат TESS обнаруживает внесолнечные планеты, отслеживая яркость их родительских звезд и фиксируя регулярные спады яркости родительской звезды, вызываемые прохождением перед ней планеты. В отличие от «Кеплера» спутник TESS фокусируется на группе ярких звезд, расположенных относительно близко к Земле в границах весьма обширного участка неба. («Кеплер» имел более узкое поле обзора, наблюдая звезды, расположенные на большом удалении). Спутник TESS также способен обнаруживать «звездотрясения» - сейсмические волны, которые проходят через звезды, подобно тому, как сейсмические волны при землетрясениях проходят сквозь Землю – наблюдая изменения яркости этих же звезд, происходящие с большей частотой.

«Звездотрясения» происходят почти на всех звездах, однако они не всегда доступны для обнаружения. В случае если астросейсмологам удается наблюдать «звездотрясения», эти явления позволяют получить ценную информацию о массе, возрасте и размерах звезды. Эти данные, в свою очередь, помогают оценить параметры планет в системе звезды.

В этом новом исследовании, проведенном группой ученых проекта TESS, возглавляемых Даниэлем Хубером (Daniel Huber), данные, полученные при помощи этого спутника, показали, что возраст родительской звезды TOI-197 составляет 5 миллиардов лет, а ее масса лишь слегка превышает массу Солнца. Кроме того, исследователи обнаружили, что звезда находится на этапе перехода в фазу красного гиганта (последняя стадия жизненного цикла звезды). Планета, обращающаяся вокруг звезды, TOI-197.01, представляет собой газовый гигант размером примерно с Сатурн, который обращается очень близко от родительской звезды с периодом всего лишь 14 суток. Эта планета стала наиболее подробно изученной планетой размером с Сатурн (не считая сам Сатурн), сказали исследователи.

Планета TOI-197.01, обращающаяся настолько близко к родительской звезде, интенсивно облучается палящими лучами раздувающегося светила. Астрономы считают, что при дальнейшем расширении звезды эта планета может раздуться от полученного тепла до еще больших размеров, перейдя в класс крупных планет с низкой плотностью вещества, обращающихся вокруг красных гигантов, который был впервые открыт при наблюдениях, проводимых при помощи «Кеплера».

Это исследование доступно в интернет-репозитории arXiv и будет опубликовано в ближайшем номере журнала Astronomical Journal.
https://www.astronew...=20190330123302





Магнитное поле Солнца оказалось в десять раз мощнее, чем считалось ранее

Изображение

Магнитное поле Солнца на самом деле оказалось примерно в 10 раз мощнее, чем считалось ранее, согласно новому исследованию, проведенному астрономами из Университета Квинс в Белфасте и Университета Аберистуита (оба научных учреждения расположены в Соединенном Королевстве).

Это открытие было сделано при помощи шведского 1-метрового солнечного телескопа, установленного в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, остров Ла Пальма, Канарский архипелаг. Группа исследователей во главе с доктором Дэвидом Куридзе (David Kuridze) из Университета Аберистуита изучала особенно мощную солнечную вспышку, которая произошла 10 сентября 2017 г.

Комбинация благоприятных условий и элемента везения позволили команде определить мощность магнитного поля вспышки с беспрецедентной точностью. Исследователи считают, что эти находки могут изменить наше представление о процессах, которые происходят в солнечной атмосфере.

Комментируя свое открытие, доктор Куридзе сказал: «Все, что происходит во внешней атмосфере Солнца, несет на себе влияние магнитного поля, однако у нас пока имеется очень мало данных по интенсивности этого поля и его пространственным характеристикам».

«Эти параметры являются критически важными, они имеют фундаментальное значение для физики солнечной короны. Попытайтесь представить, что вы хотите понять климат Земли, не имея возможности измерять температуру в разных точках ее поверхности».

«В этом исследовании мы впервые смогли точно измерить магнитные поля корональных петель, «строительные кирпичики» магнитного поля солнечной короны, с настолько высоким уровнем точности».

Солнечные вспышки происходят на поверхности нашего светила, когда магнитная энергия, которая накапливается в атмосфере Солнца, внезапно высвобождается в окружающее космическое пространство.

На протяжении 10-дневного периода в сентябре 2017 г. доктор Куридзе изучал зону на поверхности Солнца, которая, как было известно его команде, демонстрировала наиболее высокую активность.

Однако используемый командой телескоп позволяет охватить всего лишь 1 процент поверхности Солнца во время одного сеанса наблюдений. По удачному стечению обстоятельств доктор Куридзе наблюдал в сентябре как раз ту зону, в которой в тот момент произошла мощная вспышка.

Когда материал, выбрасываемый в результате солнечных вспышек, достигает Земли, он способен привести к возникновению полярных сияний на нашей планете.

Исследование доступно на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.
https://www.astronew...=20190330131655






OSIRIS-REx показал 52-метровую скалу на поверхности Бенну

Изображение
NASA/Goddard/University of Arizona/Roman Tkachenko

Исследователи из команды миссии OSIRIS-REx создали стереопару, благодаря которой можно ощутить в объеме 52-метровую скалу на поверхности астероида Бенну. Подобные изображения помогут в выборе места для забора пробы грунта с астероида, сообщается на сайте миссии.

Старт автоматической межпланетной станции OSIRIS-REx состоялся в сентябре 2016 года. Главная цель миссии — изучение 500-метрового околоземного астероида (101955) Бенну, относящегося к спектральному классу В. Станция достигла своей цели 3 декабря 2018 года, после чего начала изучение состава грунта при помощи спектрометров. Ожидается, что в начале июля 2020 года станция сблизится с поверхностью астероида и при помощи специального манипулятора соберет с нее 60 граммов пыли и фрагментов породы. После этого в марте 2021 года космический аппарат отправится к Земле и сбросит капсулу с грунтом в сентябре 2023 года.

Фотографии валуна на астероиде, из которых было смонтирована стереопара, были получены 1 и 2 декабря 2018 года бортовой камерой PolyCam во время фазы финального сближения OSIRIS-Rex с астероидом. Размер скалы — 52 метра, а находится она в южном полушарии астероида. Скала уходит вглубь поверхности и может быть выступающей частью одного из фрагментов родительского тела астероида.

Примечательно, что в работе принял участие Брайан Мэй — гитарист рок-группы Queen и астрофизик, который в январе официально вошел в состав команды миссии и будет в дальнейшем создавать подобные изображения для помощи в выборе места забора пробы грунта с Бенну. Вторым ученым, работающим над проектом, стала астрофизик Клаудия Манцони (Claudia Manzoni).

Изображение
NASA/Goddard/University of Arizona

Исследование астероида Бенну может дать важную информацию о формировании и эволюции Солнечной системы, включая и ответ на вопрос о том, какие малые тела могут быть ответственны за поставку аминокислот и воды на молодую Землю. О том, что уже узнали ученые об астероиде, читайте в нашем специальном материале «Небесное тело алмазной формы».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...oulder-on-Bennu






GRAVITY: новый метод позволяет прямое наблюдение за атмосферами экзопланет

Астрономы из Европейской Южной обсерватории (ESO) в Чили успешно протестировали новый метод визуализации экзопланет с применением оптической интерферометрии и использованием инструмента GRAVITY, и нанесли на карту комплексную атмосферу экзопланеты с облаками из железа и силиката, циркулирующими в шторме, охватывающем всю планету. Такая техника предоставит в будущем уникальные возможности для того, чтобы составить характеристики многих уже известных сегодня экзопланет.

Изображение
Художественное представление наблюдаемой экзопланеты HR 8799 e. © ESO/L. Calçada

Астрономы научной группы Сильвестра Лакура из французской CNRS, Обсерватории Парижа и из Институте внеземной физики Макса Планка - "GRAVITY Collaboration" - сообщили в журнале Astronomy and Astrophysics, что им удались первые наблюдения за экзопланетой HR 8799 е. Она была обнаружена в 2010 году возле молодой звезды главной последовательности HR 8799, которая расположена примерно в 129 световых годах от Земли в созвездии Пегаса.

В ходе своих наблюдений ученые также выявили новые свойства планеты HR 8799 e, для чего им потребовался инструмент с очень высоким разрешением и чувствительностью.

Для этой цели GRAVITY пришлось объединить четыре телескопа «Очень Большого Телескопа» (Very Large Telescope=VLT) ESO с так называемой техникой интерферометрии, чтобы имитировать на практике один больший телескоп. «Это позволило создать супер-телескоп - VLTI, который собирает и точно отделяет свет из атмосферы HR 8799 e и его родительской звезды», - объясняется в пресс-релизе ESO.

Как выяснилось, HR 8799 e представляет собой объект класса Супер-Юпитеров - планету, которая разительным образом контрастирует со всеми планетами в нашей Солнечной системе - значительно более массивную и намного более молодую, чем все планеты, вращающиеся вокруг Солнца. «Этой экзопланете всего 30 миллионов лет, и она достаточно молода, чтобы дать ученым представление о формировании планет и планетных систем. При этом сия экзопланета совершенно непригодна ни для какой жизни - остаточная энергия от ее образования и сильный парниковый эффект нагревают HR 8799 e до несовместимых с любыми формами жизни температур около 1000°C».

Orbital motion of the HR8799 system
https://youtu.be/gcHXGZaS_6M

И это стало первым опытом, когда оптическая интерферометрия была использована для выявления деталей экзопланеты. Новая технология обеспечивает очень подробный спектр беспрецедентного качества - в десять раз более детальный, чем предыдущие наблюдения, сообщают астрономы ESO. Проведенные измерения смогли показать состав атмосферы HR 8799 e - и здесь не обошлось без сюрпризов и неожиданностей научного характера.

«Наш анализ показал, что HR 8799 e имеет атмосферу, в которой содержится гораздо больше окиси углерода, чем метана, что никак не вписывается в систему равновесной химии», - объясняет Лакур. - «Но мы можем лучше всего объяснить этот удивительный результат тем, что сильные вертикальные ветры в атмосфере препятствуют реакции оксида углерода с водородом с образованием метана».

Команда также обнаружила, что атмосфера планеты содержит необычные облака из железа и силикатной пыли. В сочетании с избытком углекислого газа это указывает на то, что атмосфера HR 8799 e подвергается сильному и резкому штормовому воздействию.

ESOcast 197 Light: GRAVITY uncovers stormy exoplanet skies
https://www.youtube....h?v=uqdFCKSOJiY

«Наши наблюдения показывают, что планета представляет собой газовый шар, освещенный изнутри теплыми лучами света, проходящими через неспокойные и бурные пятна темных облаков», - объясняет Лакур, добавляя: «Конвекция движется вокруг облаков из силикатных и железных частиц, которые растворяются и выпадают дождем внутрь планеты. Это создает образ динамической атмосферы гигантской экзопланеты при ее рождении, проходящей сложные физические и химические процессы».

Новое наблюдение основано на серии потрясающих открытий от GRAVITY, которые дали невероятные результаты, такие как, например, наблюдение газовых вихрей на скорости в 30% скорости света - вне горизонта событий массивной черной дыры в центре галактики. Поскольку новый метод дополняет и без того обширный арсенал методов, доступных телескопам и приборам ESO для наблюдения за экзопланетами, астрономы уже надеются на еще более впечатляющие открытия, в том числе и в связи с поиском возможной внеземной жизни.
https://kosmos-x.net...2019-03-30-5657

#1461 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 01 Апрель 2019 - 08:41

Малые луны Сатурна легкие, как пробка

Космический зонд Cassini во время своей миссии неоднократно пролетал между Сатурном и его знаменитыми кольцами. При этом ему удалось сделать снимки пяти мини-лун с недостижимо близких до этого расстояний. И, благодаря этому, была получена потрясающая информация, в первую очередь, в отношении их плотности, а также форм.

Изображение
Сатурн с его лунами Тетис (вверху), Энцелад (внизу посередине) и Мимас (внизу слева). Фото: AP

Уже в конце своей миссии космический зонд Cassini исследовал пять необычных маленьких лун «окольцованной» планеты Сатурн, которые оказались столь же легкими, как пробка. В результате наблюдений удалось определить различные, иногда совершенно неожиданные особенности малых спутников, которые, в отличие от большинства из 62 известных спутников Сатурна, вращаются на орбитах в непосредственной близости от знаменитых колец. И вот теперь международная команда астрофизиков представила свое исследование пяти мини-лун в американском научном журнале Science.

Запущенный Американским космическим агентством NASA сатурнианский зонд приблизился к величественным кольцам газового гиганта в заключительной фазе своей миссии и, в конце концов, даже нырнул между ними и планетой. В общей сложности шесть облетов в период с декабря 2016 года по апрель 2017 года предоставили возможность исследовать пять лун - Пан, Дафнис, Атлас, Пандора и Эпиметей - в беспрецедентной до сих пор близости.


Чрезвычайно пористые

Маленькие спутники имеют диаметр от 8 до 120 километров и, как оказались, они являются невероятно пористыми. Их средняя плотность в 640 кг на кубический метр сопоставима с плотностью пробки, сообщает пресс-служба Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка в Геттингене, который был ведущим участником этого исследования. В частности, три из этих лун - это причудливые миры, говорится в заявлении Института: «Со своими утолщениями в виде валиков вдоль экватора Пан, Дафнис и Атлас чем-то напоминают космические равиоли».

Изображение
Луны Сатурна Пан, Дафнис, Атлас, Пандора и Эпиметей можно увидеть во внешней области хорошо видимого кольца А и рядом с кольцом F. Пан, Дафнис и Атлас напоминают равиоли с буртиками, утолщенными вокруг экватора. Масштаб каждого изображения соответствует 5 километрам. Фото: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/dpa

Но экваториальные выпуклости трех лун очень отличаются друг от друга: в то время как у Дафниса она составляет только 1 процент от общего объема, то для Пана на уже достигает 10 процентов, а для Атласа и того более - до 25 процентов. Исследователи склоняются к объяснению появление таких валиков тем, что материалы из колец Сатурна постепенно отрываются, осаждаясь на лунных экваторах. Такое предположение подтверждается и более гладкой поверхностью хребтов с меньшим количеством ударных кратеров, что указывает на их геологически более молодой возраст.


Чем краснее, тем ближе они кружатся вокруг Сатурна

Примечательным выглядит и то, что чем ближе эти луны вращаются вокруг Сатурна, тем краснее их поверхности. Ученые подозревают, что такое окрашивание происходит из-за органических и богатых железом соединений в материалах сатурнианских колец, которые выпадают отложениями на его лунах. С другой стороны, на внешней стороне маленьких лун оседает все больше и больше водяного льда, который выбрасывается в космос гораздо большей луной Сатурна Энцеладом из ледяных вулканов. При этом кристаллы водяного льда имеют скорее голубоватый цвет.

«Оба процесса действуют вместе, определяя внешний вид кольцевых лун в зависимости от их расстояния от Сатурна», - поясняет один из главных авторов исследования Элиас Руссос из Геттингенского института. В целом, измерения Cassini позволили получить наиболее точную картину пяти лун и их окружения.
https://kosmos-x.net...2019-03-31-5658







Сверхтяжелые шаги в неизвестное

В Дубне запустили новую установку для синтеза новых элементов таблицы Менделеева

Таблица Менделеева, которой в этом году исполнилось 150 лет, последний раз менялась в 2016 году, когда в нее добавили сразу четыре новых элемента — нихоний (113), московий (115), теннессин (117) и оганессон (118). Но последний из них, 117-й элемент, названный в честь штата Теннесси, был синтезирован почти десять лет назад, в конце 2009 года. С тех пор синтезировать ядра новых элементов физикам не удавалось, хотя попытки были. В понедельник, 25 марта, в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне официально запущен ускоритель ДЦ-280, который являлся сердцем «фабрики сверхтяжелых элементов». Редакция N + 1 решила разобраться, чего ждать от новой установки, закончится ли таблица Менделеева на 118-й клетке и смогут ли физики найти новых обитателей «острова стабильности».

«Сколь-нибудь строгих ядерных теорий вообще не существует, нам приходится опираться на эмпирику. Мы знаем, что происходит в одной реакции слияния ядер, и можем это как-то экстраполировать на близкие области, но точно предсказать результат того или иного эксперимента мы пока не можем», — объясняет Андрей Попеко, заместитель директора Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Он знает, о чем говорит: Попеко участвовал почти во всех экспериментах по синтезу новых элементов за последние десятилетия.

Элементы тяжелее урана (атомный номер 92) не встречаются в природе, но их можно нарабатывать в ядерных реакторах. Однако для получения элементов тяжелее 100-го (фермий) реакторы уже не подходят, нужны ускорители, где сверхтяжелые ядра получаются в результате столкновений ядра-«снаряда» и ядра-«мишени».

В первом приближении эта задача кажется очень простой: нужно взять два атома, у которых число протонов в сумме равно числу протонов в ядре нового элемента, столкнуть их с помощью ускорителя и получить атом желаемого элемента. Однако на практике все намного сложнее: на то, чтобы подобрать снаряд и мишень, способные слиться и породить ядро нового элемента, уходят годы.

Читатели могут составить себе приблизительное представление о масштабах этой работы, познакомившись с нашей игрой «Алхимии отцовой пережитки» — она наглядно демонстрирует, насколько сложно подобрать результативную пару.

Чтобы понять, почему все-таки сложно, попробуем разобраться в причинах нестабильности атомов.


Непредсказуемая нестабильность

Если мы представим себе, что ядро атома представляет собой точечный положительный заряд, то законы квантовой механики допускают существование атомов с атомными номерами до 137-го, а если мы учтем, что ядро имеет ненулевой размер, то граница окажется еще дальше — где-то на уровне 174–176. Однако реальные границы существования атомов находятся гораздо ближе — из-за нестабильности самих ядер.

Их стабильность определяется максимальным числом протонов и нейтронов, при котором энергия связи ядра остается положительной. Разная энергия связи означает разный срок существования атома. Поскольку процесс распада атомных ядер вероятностный и никто не может предсказать, в какой момент распадется то или иное ядро, то обычно, когда хотят измерить срок жизни изотопа, говорят о периоде полураспада — то есть о сроке, за который распадется половина имеющихся ядер.

Последний «почти» стабильный элемент — висмут-209, чей период полураспада немного превышает 1019 лет, с ядром, которое состоит из 83 протонов и 126 нейтронов. За висмутом следуют нестабильные элементы — полоний, астат, радон, чьи периоды полураспада варьируются от дней до микросекунд. За ними уровень стабильности ядер начинает расти: у тория и урана период полураспада составляет 1010 и 109 лет, и эти элементы в значительном количестве присутствуют в земной коре.

Для трансурановых элементов уровень стабильности начинает быстро падать: добавление 10 протонов в ядро урана, то есть переход от атомного номера 92 к 102 (нобелий), сокращает период полураспада в 1016 раз. В этом случае речь идет о так называемом альфа-распаде, когда ядро спонтанно испускает альфа-частицу — ядро гелия — и превращается в ядро элемента с атомным номером на две единицы меньше. Однако есть и второй способ распада, при котором ядро спонтанно делится на два сравнимых по массе «осколка», — спонтанное деление. И его вероятность растет еще быстрее, здесь различия между ураном и нобелием достигают 23 порядков. Пределы существования тяжелых ядер ставит вероятность именно этого типа распада.

Еще Нильс Бор подсчитал, что потенциальный барьер для спонтанного распада ядра урана составляет 6 мегаэлектронвольт — то есть столько энергии надо «закачать» в ядро, чтобы оно распалось на два осколка. В случае с более тяжелыми элементами, например с калифорнием-252, высота барьера оказывается уже 4 мегаэлектронвольта.

Изображение
Схема ускорителя ДЦ-280
ОИЯИ

Капельная модель ядра атома предсказывала, что начиная с 100-го элемента барьер для спонтанного распада становится нулевым. То есть если такое ядро все же сформируется, то тут же распадется на обломки — за период около 10-19 секунды. Когда появились ядерные реакторы и в них были синтезированы первые искусственные элементы, эта теория казалась подтвержденной — элементы тяжелее фермия получить не удавалось даже в термоядерных взрывах.

Однако в 1962 году в экспериментах в Дубне был зафиксирован странный факт: ядра хорошо изученного америция-242, делящегося спонтанно с периодом полураспада 1014 лет, распадались с двумя принципиально разными периодами — один уже известный (1014 лет), а другой — 0,014 секунды.

Позже подобного рода «двойные» сроки распада были обнаружены у 31 типа ядер элементов с номерами от 92 до 97. Ученые пришли к выводу, что эти сроки соответствуют двум принципиально разным состояниям ядер — основному и изомерному, то есть структура одного и того же ядра может различаться настолько, что периоды их полураспада могут различаться на много порядков. Это никак не соответствовало капельной модели.

Кроме того, было обнаружено, что особой стабильностью отличаются ядра с определенными — «магическими» — числами протонов и нейтронов.


Магический путь к острову стабильности

Советский физик Дмитрий Иваненко в 1930-х годах впервые дал объяснение этой «магии»: он предположил, что атомные ядра состоят из множества составленных из нейтронов и протонов оболочек (напоминающих электронные оболочки атома).

В 1949 году эту теорию развили Мария Гёпперт-Майер и Йоханнес Йенсен, за что им впоследствии была присуждена Нобелевская премия. Магические числа нейтронов и протонов соответствуют полностью заполненным оболочкам, и такие ядра отличаются большей стабильностью по сравнению со своими «соседями» с незаполненными оболочками.

Для протонов магическими являются числа Z = 2, 8, 20, 50, 82, 114, 126, для нейтронов — числа N = 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Особенно устойчивыми оказываются дважды магические ядра, в которых одновременно заполнены и протонная, и нейтронная оболочки — например, ядра кислорода-16 или свинца-208.

Цитата

Трансфермиевая война

В 1950-е годы, когда начались первые эксперименты по синтезу трансфермиевых элементов с помощью ускорителей, между США и СССР началась ожесточенная конкуренция, напоминающая космическую гонку. В ней была ясная цель — заполнить очередную клетку таблицы Менделеева, а сами эксперименты должны были наглядно продемонстрировать преимущество страны (и общественного строя) в «стратегической» науке — ядерной физике.

Главными соперниками были Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) и Лаборатория ядерных реакций имени Флерова в ОИЯИ. Позже к ним присоединились Центр исследования тяжелых ионов в Дармштадте (GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschung) и японский центр RIKEN.

Первая победа — синтез 101-го элемента, названного в честь создателя периодической системы менделевием, досталась Беркли в 1955 году. Менделевий был получен путем бомбардировки мишени из эйнштейния ядрами гелия. Ядра нового элемента существовали чуть менее двух часов, позже удалось получить изотопы со сроком жизни до 28 дней. В той же лаборатории были получены 102-й и 103-й элементы, названные нобелием и лоуренсием. Позже эти «открытия» были признаны ошибочными.

В 1963 году настала очередь Дубны — были синтезированы элементы 102, 103. В реакции плутония и неона был синтезирован 104-й элемент с периодом полураспада около 1/10 секунды. Это стало началом многолетнего конфликта, так называемой «трансфермиевой войны».

В то время считалось, что элементы за лоуренсием существовать принципиально не могут. Кроме того, советские физики предложили для 104-го элемента название «курчатовий», а американцы, получившие этот же элемент в 1969 году в реакции калифорния и углерода — «резерфордий». Главным аргументом против служил тот факт, что Игорь Курчатов был участником советского атомного проекта (впрочем, впоследствии это не помешало американцам предложить для 106-го элемента название в честь физика Гленна Сиборга, участвовавшего в Манхэттенском проекте).

В результате возникли национальные варианты таблицы Менделеева — в социалистических странах в клетке 104-го элемента стояло обозначение Ku, а в клетке 105-го элемента — Ns (нильсборий), в честь Нильса Бора, а странах Запада — Rf (резерфордий) и Ha (ганий, в честь физика Отто Гана).

Только в 1997 году «трансфермиевая война» закончилась и стороны пришли к компромиссу. За 104-м элементом было закреплено название резерфордий, 105-й был назван дубнием, 106-й — сиборгием (хотя Сиборг на тот момент был жив), 107-й — борием, 108-й — хассием, а 109-й — мейтнерием в честь физика Лизы Мейтнер.

Строго говоря, «магические» ядра не всегда оказываются настолько стабильными, как ожидалось. Например, в некоторых экспериментах ученые наблюдали, что «магичность» чисел Z = 20 и N = 28 исчезает и они заменяются числами Z = 14, 16 и N = 32, 34 соответственно. Поэтому для подтверждения «магии» приходится проводить эксперименты. Например, в 2017 году физикам удалось доказать двойную «магичность» никеля-78, а в декабре 2018 года в ЦЕРНе была подтверждена двойная «магичность» олова-132.

Однако в 1966 году оболочечная теория позволила ученым из ОИЯИ в Дубне сделать крайне интригующее предсказание: о возможности существования сверхтяжелых ядер с достаточно длительным периодом полураспада — островом стабильности. Согласно расчетам, в центре острова стабильности должен был находиться изотоп 114-го элемента, содержащий 184 нейтрона.

Изображение
Карта стабильности элементов, в правом верхнем углу — остров стабильности
Ю. Оганесян

Несмотря на то, что барьер 100-го элемента был успешно пройден (напомним, прежняя теория предсказывала, что все ядра тяжелее фермия не будут существовать дольше 10-19 секунд) и таблица Менделеева была расширена еще на 18 клеток, ученые не берутся точно предсказать, когда можно ожидать следующих шагов и в какой реакции получится синтезировать новые элементы — на этом пути множество сложностей, от непредсказуемой физики до до влияния экономических и политических факторов.

Изображение
Общий вид ускорителя ДЦ-280
ОИЯИ


Бьем аккуратно

Получить новое ядро, сталкивая два других, — крайне непростая задача. «Снаряд» и «мишень» должны слиться воедино, а для этого им надо подойти друг к другу достаточно близко, чтобы «включилось» сильное ядерное взаимодействие.

«Ядерные силы — короткодействующие. В отличие от кулоновских, они почти не выпячиваются за пределы ядра. Радиус их действия — около 10-13 сантиметров. Чтобы включились ядерные силы, нужно, чтобы ядра смогли преодолеть кулоновское отталкивание. Для этого «снаряд» необходимо разогнать примерно до 10 процентов скорости света, но ни в коем случае не больше, потому что большая энергия, «закачанная» в ядро, приведет к его распаду, и мы ничего не получим, кроме осколков», — объясняет Попеко.

Кроме того, ядро может просто не успеть сформироваться, как произойдет распад — это то, что ученые называют квазиделением.

«При столкновении снаряд начинает проникать в мишень, и в зоне контакта образуется нагретая область. Что будет с этой нагретой областью, сказать очень непросто, потому что классическое приближение не работает, это квантово-механические процессы: как распределяется энергия между частицами, как они возбуждаются, как они переселяются по оболочкам. Начинается перестройка оболочечной структуры, при этом действуют и кулоновские силы. И в какой-то момент они могут пересилить этот процесс, и система, не успев образовать единство, развалится», — объясняет ученый.

По его словам, квазиделение происходит примерно через 10-20 секунд во время столкновения. Если ядро выдержало первый удар, происходит полное слияние, энергия перераспределяется и возникает энергетическое равновесие — тогда говорят, что образовалось составное ядро, или компаунд-ядро, и оно уже может жить 10-18 секунды или дольше.

Успех синтеза во многом зависит от количества нейтронов в ядре. Чем больше нейтронов в тяжелом ядре, тем оно стабильнее. Например, у самого долгоживущего изотопа фермия, фермия-257, который «живет» примерно год, 100 протонов и 157 нейтронов. Много протонов дают сильное кулоновское расталкивание, и чтобы его «уравновесить», нужно больше электрически нейтральных частиц.

Поэтому, объясняет Попеко, нужно брать как можно более тяжелую бомбардирующую частицу, и более тяжелую мишень, обогащенную нейтронами. Легкие «снаряды», где заведомо мало нейтронов, в этом случае — не очень удачный выбор.

«Например, для синтеза 114-го элемента в качестве снаряда берут кальций-48 и самый тяжелый изотоп плутония — 244-й — в качестве мишени. Тогда вы получаете максимально нейтронно-обогащенный 114-й. И то же самое с кюрием-248: если вам нужен 118-й элемент, то доступен калифорний-249», — говорит ученый.

Хороший снаряд — настоящее сокровище. Все элементы со 112-го по 118-й были синтезированы в реакциях с обогащенным нейтронами кальцием-48, ядрами которого бомбардировали мишень из тяжелых элементов — изотопов урана, нептуния, плутония, америция, кюрия, берклия и калифорния.

Более 96 процентов природного кальция приходится на изотоп кальций-40, на долю тяжелого кальция-48 приходится всего 0,18 процента, и получить его в достаточных количествах непросто. Однако физики научились получать достаточно эффективные пучки из этих снарядов, что позволило расширить таблицу Менделеева до 118-й клетки.

Но сейчас возможности этой «волшебной пули» уже исчерпаны — для движения к 119 и 120 элементу для кальция-48 не удается подобрать мишень, поскольку нужные для этого элементы не удается получить в достаточных количествах. Требуются новые, более тяжелые снаряды.


Чем хороша новая машина

Установки для синтеза сверхтяжелых элементов — не коллайдеры физиков высоких энергий, для них не требуются фантастические скорости и энергии частиц, намного важнее точность и интенсивность пучка.

Все «российские» элементы ученые ОИЯИ синтезировали на циклотроне У-400, запущенном еще в советские времена. На этом циклотроне разгоняются снаряды (например, ионы кальция-48), которые затем бьют в мишень — быстро вращающееся колесо с секторами из титановой фольги с нанесенными на нее миллиграммовыми количествами вещества-мишени. Выбитые из мишени ядра попадают в газонаполненный сепаратор.

«Он заполнен гелием или водородом под давлением примерно 1 миллиметр ртутного столба, здесь легкие и быстрые частицы сталкиваются с атомами и теряют или приобретают электроны. Процесс этого взаимодействия для легких и тяжелых частиц разный, и их можно разделить магнитным полем», — объясняет Попеко.

По его словам, магнитное поле «заворачивает» легкие частицы, например ионы кальция, в болванку-стоппер, а тяжелые ядра летят дальше и попадают в детектор, где и фиксируется рождение нового элемента.

Главное преимущество «фабрики сверхтяжелых элементов» (так физики из Дубны называют новый ускорительный комплекс) — высокая интенсивность пучка. Как ожидается, она составит от 5 до 10 микроампер — поскольку речь идет о потоке заряженных частиц, интенсивность пучка измеряется в тех же единицах, что и сила тока. Это примерно в 10 раз больше, чем интенсивность пучка на У-400, где ток составлял примерно 1 микроампер.

Изображение
Мишень для синтеза сверхтяжелых элементов — колесо с секторами из титановой фольги с нанесенным на нее изотопом
ОИЯИ

Рост интенсивности увеличивает «объем производства» сверхтяжелых ядер: чем больше «снарядов» бьет по мишени в единицу времени, тем выше вероятность их рождения. Кроме того, более интенсивный пучок позволяет использовать более толстую мишень, а значит, более высока вероятность рождения новых ядер.

К настоящему времени ученые уже провели на ДЦ-280 серию экспериментов с разгоном ионов (использовались ионы аргона и криптона) и получили интенсивность на выходе из ускорителя до 50 микроампер.

Изображение
Схема газонаполненного сепаратора и детектора ядер
ОИЯИ

Кроме того, на «фабрике» установлен новый газонаполненный сепаратор, который отсеивает ненужные ядра, а нужные будет доставлять к детекторам примерно в 3 раза эффективнее, чем старый, за счет более совершенной конструкции. Благодаря нововведениям фоновые продукты будут лучше уходить, а нужные ядра — лучше собираться.


Следующий шаг

Эксперименты по синтезу следующих элементов таблицы Менделеева — за пределами 118-го — проводились уже не раз.

В частности, в 2008 году физики из ОИЯИ пробовали получить 120-й элемент в реакции слияния плутония-244 и железа-58, но этот эксперимент результата не дал. В 2016 году Хоффман и его коллеги описали результаты экспериментов с реакцией хрома-54 и кюрия-248. Однако и тогда синтезировать 120-й элемент не удалось — не было обнаружено достоверных событий, подтверждающих синтез нового элемента и цепочку его последовательных распадов.

По словам Попеко, эксперименты на ДЦ-280 начнутся с повторения пройденного. Сначала ученые попытаются провести хорошо изученную на ускорителе У-400 реакцию америция-243 и кальция-48 и синтезировать 115-й элемент — московий, чтобы проверить все характеристики новой установки. И только после этого можно попытаться начать синтез 119-го и 120-го элементов.

Для синтеза 119 элемента предполагается использовать реакцию титана-50 и берклия-249. Здесь, по словам Попеко, потребуется решить много непростых задач. «До сих пор никому не удавалось получить хороший — то есть с высокой интенсивностью — пучок ионов титана-50. Мы отрабатываем эту методику совместно с французскими коллегами», — пояснил он.

Непросто и с мишенью: берклий-249 с периодом полураспада 320 дней можно синтезировать из кюрия-248 на специализированных реакторах — например, на реакторе HFIR в США или СМ-3 в российском НИИ атомных реакторов в Димитровграде.

Изображение
Реактор HFIR в Окридже, где синтезировали изотопы берклия для ОИЯИ
ORNL

«Если не будет политических осложнений, то мы можем получить часть берклия из США, часть из Димитровграда», — говорит ученый. Первые эксперименты такого рода могут быть начаты до конца 2019 года, полагает он.

И уже на следующем этапе можно начинать синтез 120 элемента в реакции титана-50 и наиболее тяжелого изотопа калифорния-251.

Екатерина Жданова
https://nplus1.ru/ma.../25/120-element

#1462 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 02 Апрель 2019 - 08:50

Независимые наблюдения указали на район выделения метана на Марсе

Изображение
Область перехода формации Medusae Fossae в столовые горы Aeolis Mensae
NASA/JPL/University of Arizona

Данные аппарата Mars Express подтвердили присутствие заметных концентраций метана в атмосфере Красной планеты, также ученым удалось определить вероятный регион происхождения вещества. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Метан — простейшее органическое соединение с формулой CH4. Столь простое соединение может образовываться даже в космических условиях, что подтверждается обнаружением его спектральных линий астрономическими приборами. На Земле основным источником этого газа являются микробы — археи, объединяемые в группу метаногенов. Они выделяют метан как побочный продукт жизнедеятельности в бескислородных условиях. Эти одноклеточные ответственны за образование метана в многочисленных средах обитания, от болот до кишечника млекопитающих, в том числе коров и человека. Так как именно археи в наибольшей степени похожи на самые древние микроорганизмы на Земле, присутствие метана считается биомаркером возможного присутствия примитивных жизненных форм, хотя данное соединение может также выбрасываться в атмосферу в результате геологических процессов.

Первые данные о наличии метана в атмосфере Марса были получены 15 лет назад при помощи наземных и орбитальных наблюдений. Однако наибольший интерес привлекли измерения марсохода «Кьюриосити», который находится на планете с 2012 года и неоднократно фиксировал различные концентрации метана. По сравнению с земными концентрациями, на Марсе этого газа исключительно мало — пиковые значения достигают 10 миллиардных долей, в то время как на нашей планете в среднем наблюдается 1800 миллиардных долей. Более того, приборы на поверхности Красной планеты регистрировали заметные сезонные колебания концентрации газа, а некоторые детекторы на орбитальных аппаратах вообще не могли его уловить при сравнимой чувствительности.

Эта ситуация стала предметом большого количества исследований, некоторые из которых пытались списать обнаружение метана на ошибки, а другие предлагали варианты его происхождения, причем как связанные с деятельностью живых организмов, так и не связанные с ней — абиогенные. Несмотря на отдельные положительные результаты, полученные разными группами, научное сообщество до сих пор разделено: часть ученых по-прежнему считает свидетельства присутствия метана неубедительными. Среди причин скепсиса указываются возможные загрязнения, недостаточное спектральное разрешение приборов или зашумленность данных, не позволяющая сделать однозначных выводов. В целом существует как ряд не зафиксировавших метан наблюдений, так и множество уловивших его присутствие измерений, но ни одно из обнаружений не получило независимого подтверждения.

В работе под руководством Марко Джуранна (Marco Giuranna) из Национального института астрофизики в Италии описывается результаты работы Планетарного фурье-спектрометра на борту аппарата Mars Express. Данный прибор может работать в нескольких режимах наведения, в том числе может вести наблюдения в надире (противоположной зениту точке, то есть строго вниз) и в режиме слежения за конкретной областью. Все предыдущие оценки концентрации метана, в том числе первые, сделанные орбитальным аппаратом, были сделаны в режиме наблюдения в надире. В данной работе впервые были обработаны данные режима слежения, собранные в 2012–2014 годах, что примерно соответствует 20 месяцам измерений концентраций на поверхности планеты приборами марсохода «Кьюриосити». Авторы отмечают, что наблюдения в таком режиме подходят для поиска метана, так как позволяют получить несколько сотен спектров одной области в течение короткого промежутка времени.

Прибору удалось зафиксировать интегрированную по высоте концентрацию метана в 15,5±2,5 миллиардных долей 16 июня 2013 года, то есть на день позже, чем были сделаны первые измерения «Кьюриосити», которые показали локальную концентрацию в 5,78±2,27 миллиардных долей. Всего это соответствует 39–54 тоннами соединения на площади 49 тысяч квадратных километров. Таким образом, впервые удалось независимо подтвердить измерения, сделанные другим инструментом. В течение остального периода наблюдений длительностью почти два года других случаев присутствия метана над кратером Гейла, где находится «Кьюриосити», зафиксировано не было. Во время следующего периода регистрации метана у поверхности подобных наблюдений с орбиты не проводилось, а в дальнейшем одновременные наблюдения согласованно показывают отсутствие заметных концентраций метана.

Изображение
Геологическая карта окрестностей кратера Гейл с отмеченными разломами различной природы.
M. Giuranna  et al. / Nature Geoscience, 2019


Изображение
Модельные вероятности происхождения выбросов метана в различных областях рядом с кратером Гейла.
M. Giuranna  et al. / Nature Geoscience, 2019


Изображение
Карта высот в окрестности кратера Гейл. Точками отмечены области залегания под поверхностью больших концентраций водяного льда.
M. Giuranna  et al. / Nature Geoscience, 2019

Также авторы попытались определить возможную область появления метана. В рамках работы они рассматривали только гипотезу о выделении газа из-под поверхности и не проводили анализ для случая привнесения метана небольшой кометой, как предполагалось в некоторых исследованиях. Совместная обработка орбитальных и собранных на поверхности данных, а также результаты моделирования атмосферной циркуляции позволили выделить вероятные области выделения газа — они оказались расположены к югу, востоку, и северо-востоку от кратера Гейл. Геологический анализ с учетом известных на Земле механизмов появления метана (просачивание из разломов любого типа) и детальных карт поверхности Марса позволил установить самую правдоподобную область. Она оказалась к востоку от кратера, где столовые горы Aeolis Mensae переходят в формацию Medusae Fossae. Предыдущие исследования указывали на наличие больших количеств льда в грунте близко к поверхности в этом регионе — именно подобные залежи льда с запертыми в них пузырьками газа ранее назывались в качестве возможного источника метана.

Подробно о проблеме наличия метана в атмосфере Марса и важности этого факта мы писали в материале «Есть ли коровы на Марсе». Также мы описывали обнаружение сезонных вариаций марсходом «Кьюриосити» и связь между наличием метана на Марсе и появлением биомолекул на Земле.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...01/mars-methane





Физики ЦЕРН обнаружили следы "нечетной" глюонной квазичастицы

Изображение
Кварк-глюонная плазма
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

МОСКВА, 1 апр – РИА Новости. Эксперименты на БАК помогли физикам найти первые следы существования оддерона – причудливой квазичастицы, состоящей из нечетного числа глюонов. Ее открытие объясняет странности, открытые при наблюдениях за столкновениями протонов полвека назад, пишут ученые в статье в журнале EPJ Web of Conferences.

"До недавнего времени мы считали, что протоны всегда обмениваются четным числом глюонов при столкновениях. Мы провели первые замеры после обновления БАК, и наши новые данные оказались несовместимы с этой классической моделью. Оказалось, что в этих обменах могут участвовать три, пять, семь или больше глюонов", — заявил Кристоф Ройон (Christophe Royon), со-руководитель эксперимента TOTEM.

В соответствии со Стандартной моделью физики, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками. Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка.
Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – "обычный" кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии. Взаимодействия между кварками, а также распады и превращения различных частиц связаны со вторым ключевым компонентом элементарных частиц - глюонами, переносчиками сильных ядерных взаимодействий.

Тысячи экспериментов, проведенных на БАК, "Тэватроне" и их предшественниках, подтвердили справедливость большинства положений Стандартной модели. При этом они обнаружили несколько странностей, которые одновременно и не противоречат ей, но и не укладываются в наши представления о поведении жителей микромира.

К примеру, больше полувека назад физики из ЦЕРН обнаружили, что столкновения протонов, разогнанных до очень высоких энергий, далеко не всегда приводят к разрушению частиц и рождению "облачка" из первичной материи Вселенной или других, более нестабильных комбинаций кварков и соединяющих их глюонов.

В некоторых случаях, как обнаружили ученые, частицы просто "отскакивают" друг от друга, несколько меняя вектор движения и при этом не разлетаясь на части. Советские физики нашли теоретическое объяснение этому феномену еще в 1960 годах, предположив, что частицы обмениваются своеобразным "пакетом" глюонов, особой квазичастицей, чье поведение описывается в рамках четырехмерного пространства-времени.

"Представьте себе протоны как две фуры, чьи открытые прицепы заполнены легковыми машинами. Если они зацепят друг друга или столкнутся, оба грузовика никуда не исчезнут, однако все их "пассажиры" будут выброшены на обочину. Внутри прицепов возникнут новые автомобили благодаря тому, что энергия превратится в материю", — объясняет Тимоти Рабен (Timothy Raben), участник коллаборации.

Долгое время ученые считали, что эти объекты, которые они называют померонами в честь советского физика Исаака Померанчука, могут содержать в себе лишь четное число глюонов. Эта идея была впервые поставлена под сомнение в 1970 годах, когда польские и румынские физики предположили, что в подобных обменах могут участвовать не только "четные" помероны, но и "нечетные" оддероны – квазичастицы, содержащие три и более глюонов.

Их же теория постулировала, что их существование будет проявляться в том, что результаты подобных эластичных столкновений между протонами с одной стороны, и протонами и антипротонами – с другой, будут незаметно, но отличаться.
Прибор TOTEM занимается поисками подобных различий с момента запуска БАК в 2008 году. Изначально ученым не удавалось зафиксировать никаких расхождений, однако последнее обновление коллайдера и его выход на новый уровень мощности резко повысили и чувствительность, и скорость накопления данных по столкновениям тех и других частиц.

В общей сложности Ройону и его коллегам удалось проследить примерно за миллиардом подобных "отскоков" протонов, чего хватило для получения однозначных выводов. Как оказалось, различия в поведении частиц и античастиц действительно существовали, что говорит в пользу существования оддеронов.

Позже ученые сравнили данные с TOTEM и замеры, проведенные на коллайдере "Тэватрон" для частиц антиматерии. Их результаты не противоречили друг другу, что подтвердило их первоначальные выкладки и другие намеки на существование "нечетных" глюонных квазичастиц.

Как подчеркивают физики, само по себе это открытие не говорит о том, что Стандартная модель была серьезно нарушена — существование подобных "нечетных" квазичастиц вполне вписывается в нее. С другой стороны, обнаружение оддерона подтверждает популярную теорию, описывающую "мягкие" столкновения частиц, что важно для сужения поля поисков "новой физики".
https://ria.ru/20190...1552295234.html






Астрономы сузили число возможных прародителей "радиосигналов пришельцев"

Изображение
Магнетар, вырабатывающий быстрые радиовспышки
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, Depositphotos

МОСКВА, 1 апр – РИА Новости. Наблюдения за загадочными FRB-вспышками при помощи телескопа ASKAP указали на неожиданно высокую частоту подобных событий и исключили возможность того, что их могут порождать взрывающиеся звезды и сливающиеся черные дыры. Об этом говорится в статье, опубликованной в электронной библиотеке arXiv.org.

"Мы значительно продвинулись в изучении FRB-всплесков, однако природа их прародителей по-прежнему остается загадкой для нас. С этим связан еще один вопрос – имеют ли однократные и повторяющиеся вспышки общее происхождение. Мы попытались получить ответ на него, измерив их частоту", — пишут астрономы.

Впервые о существовании таинственных вспышек радиоизлучения (fast radio-burst, FRB) астрономы заговорили в 2007 году, когда они были случайно открыты во время наблюдений за радиопульсарами при помощи телескопа Паркс (Австралия).

В последующие годы ученым удалось найти следы еще трех десятков подобных всплесков, сравнение которых показало, что они могут носить искусственное происхождение и даже потенциально быть сигналами внеземных цивилизаций из-за необъяснимой периодичности в их структуре.

Все их объединяла одна вещь – чрезвычайно большая мощность и необыкновенно большое расстояние до их источников. Поэтому изначально астрономы предполагали, что подобные всплески рождаются в ходе слияния нейтронных звезд или других компактных объектов, превращающихся в черную дыру.

Два года назад ученые обнаружили, что это не так – телескоп Паркс зафиксировал повторные вспышки в той точке, где шесть лет назад был зафиксирован один из первых FRB-всплесков, событие FRB 121102. В начале этого года был найден второй повторяющийся источник, FRB 180814. Это сделало "сигналы инопланетян" еще более загадочными и интересными.

В августе этого года астрономы открыли еще одну странность – новый радиотелескоп CHIME, специально предназначенный для поисков этих вспышек, обнаружил новый тип подобных сигналов, чей пик приходится на совершенно другую частоту. Это поставило под сомнение новые теории, связывающие "сигналы инопланетян" с процессами в атмосфере магнетаров, особых "мертвых" звезд.

Это открытие, как отмечают Энтони Пайро (Anthony Piro) из Института науки Карнеги и его коллега Вэньбинь Лу (Wenbin Lu) из Института теоретической физики в Пасадене (США), заставило часть ученых предположить, что повторяющиеся и одиночные всплески могут носить разную природу.

Лу и Пайро проверили это предположение, используя данные по двум десяткам FRB-вспышек, недавно открытых при помощи другого нового радиотелескопа, обсерватории ASKAP – прототипа SKA, крупнейшей радиообсерватории мира площадью в квадратный километр.

Его миниатюрная версия, как объясняют ученые, покрывает значительную часть ночного неба южного полушария Земли, что позволяет использовать данные его наблюдений для оценки того, как часто происходят разные типы FRB-всплесков.

Зачем астрономам были нужны эти данные? Они опирались на простое предположение – если повторяющиеся и одиночные "радиосигналы инопланетян" порождают одни и те же источники, то их типичная частота будет одинаковой. В противном случае она будет разной и, скорее всего, совпадет с частотой рождения сверхновых, гамма-всплесков и других катастрофических событий.

Как показал их анализ, и одиночные, и повторяющиеся вспышки рождались примерно с одной частотой и имели схожий энергетический спектр. Это говорит о том, что их порождают одни и те же объекты, число возможных кандидатов на чью роль ученым удалось заметно сузить.

Дело в том, что частота вспышек, пойманных ASKAP, оказалась примерно в 10 раз ниже, чем типичная скорость возникновения сверхновых и других космических катаклизмов, связанных с гибелью звезд. С другой стороны, она была заметно выше того, как часто сливаются нейтронные звезды или черные дыры.

С другой стороны, и частота рождения, и энергетические характеристики FRB-вспышек, как утверждают Пайро и Лу, в целом похожи на аналогичные значения для магнетаров. Это, по их мнению, делает подобные "мертвые звезды" наиболее вероятными кандидатами на роль прародителей этих "внеземных сигналов".
https://ria.ru/20190...1552285542.html





Цепочка галактик Маркаряна

Изображение
Авторы и права: Сергей Каминский
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Через центр скопления галактик в Деве проходит замечательная вереница галактик, известная как цепочка Маркаряна. Показанная на этом изображении цепочка начинается с двух больших, но невыразительных линзовидных галактик, M84 и M86, находящихся внизу справа. Левее расположена пара взаимодействующих галактик, известных как Глаза. Скопление в Деве, членами которого являются все эти галактики – это ближайшее к нам скопление галактик. В нем – более двух тысяч галактик, и его гравитационное притяжение оказывает заметное влияние на Местную группу галактик, окружающую наш Млечный Путь. Центр скопления в Деве находится на расстоянии около 70 миллионов световых лет в созвездии Девы. По крайней мере семь галактик в цепочке движутся в одном направлении, остальные, по-видимому, случайно оказались в этом месте.
http://www.astronet.ru/db/msg/1464372






Это может быть самой массивной звездой в нашей Галактике - данные телескопа SOFIA поразили астрономов

Дмитрий Мушинский

Изображение

Звезды, масса которых в разы превосходит массу Солнца, намного более ярки и горячи, нежели наша звезда, но, в конечном итоге, они обречены взорваться как сверхновые. При этом они выделяют столько энергии, что могут влиять на эволюцию галактик. Однако формирование подобных звезд до сих пор является огромной загадкой для астрономов. Новые наблюдения позволили по-новому взглянуть на природу происхождения массивных звезд.

«Подобные массивные звезды составляют менее одного процента всех звезд, однако они могут влиять на формирование своих звездных братьев и сестер», — отметил Джим Де Буазер, старший научный сотрудник Ассоциации космических исследований из Научного центра SOFIA. «Звезды, подобные нашему Солнцу, имеют гораздо более тихое и скромное происхождение, и поскольку их так много, мы более тщательно понимаем природу их происхождения».

Чтобы узнать больше, исследователи использовали стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии SOFIA. Предметом изучения стала гигантская локация под названием W51. Именно в этом месте, расположенном на расстоянии почти 17 000 световых лет от Земли и состоящем в основном из водорода, образуются редкие гигантские звезды.

Учитывая, что такие звезды формируются глубоко внутри этого газопылевого облака, они невидимы для света, который может наблюдать человеческий глаз. Однако, используя бортовой телескоп SOFIA и чувствительную инфракрасную камеру, исследовательская группа астрономов таки смогла заглянуть в это плотное облако. Каково же было их удивление, когда они смогли запечатлеть самое настоящее космическое световое шоу, состоящее из формирующихся звезд, в том числе и из тех, которые астрономы никогда раньше не видели.

Исследователи объединили данные SOFIA с данными космического телескопа NASA Spitzer и космической обсерватории Гершеля для анализа звезд. Они обнаружили, что, хотя все они молоды, некоторые из них более развиты, а другие являются самыми молодыми, недавно созданными звездами в облаке.

Кроме того, астрономы смогли определить, что в облаке присутствует одна исключительно массивная звезда, масса которой равноценна массе 100 Солнц. Если будущие наблюдения подтвердят, что это действительно единственная колоссальная звезда в данной локации, а не множество звездных братьев и сестер, сгруппированных вместе, то это будет одна из самых массивных звезд в нашей Галактике.
https://rwspace.ru/n...astronomov.html

#1463 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 03 Апрель 2019 - 08:46

Астрономы подробно наблюдают близлежащую карликовую галактику с активным ядром

Изображение

Международная команда астрономов провела оптические и спектроскопические наблюдения карликовой галактики NGC 4395, содержащей активное ядро (active galactic nucleus, AGN). Эти наблюдения позволили исследователям подробно рассмотреть это AGN и помогут глубже понять природу этого объекта.

AGN представляют собой компактные области в центрах галактик, которые имеют более высокую светимость, по сравнению с окружающим их светом галактики. Их высокоэнергетическое излучение связано или с присутствием черной дыры, или со звездообразовательной активностью в центре галактики.

AGN в местных карликовых галактиках дают прекрасную возможность изучать относительно небольшие сверхмассивные черные дыры (СМЧД). Проводя подробный анализ кинематики и морфологии ионизированного газа в таких карликовых галактиках, астрономы могут получить ценную информацию об эволюции таких небольших СМЧД.

Расположенная на расстоянии примерно 14,3 миллиона световых лет, галактика NGC 4395, представляет собой пример близлежащей карликовой галактики с AGN. Она является перспективной целью для изучения природы AGN карликовых галактик, поскольку близость этой галактики позволяет хорошо рассмотреть при помощи телескопов ее ядро.

Поэтому в новом исследовании группа астрономов под руководством Карины Брум (Carine Brum) из Федерального университета в Санта-Марии, Бразилия, провела оптические и ИК спектроскопические наблюдения внутренней области галактики NGC 4395. Для этой цели астрономы использовали спектрографы Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) и Gemini Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS), расположенные в обсерватории Gemini North(«Джемини север»), Гавайи.

Эта наблюдательная кампания позволила исследователям оценить свойства ионизированного и молекулярного газа в галактике NGC 4395. В частности, исследователи наблюдали вытянутое облако, расположенное на расстоянии примерно в 78 световых годах от ядра.

Газ в этом облаке демонстрирует голубое смещение, соответствующее скорости примерно в 30 километров в секунду относительно окружающего материала. Согласно исследователям, это означает, что газ течет в сторону ядра с массовой скоростью порядка 0,00032 массы Солнца в год. Однако происхождение этого материала осталось неизвестным. Возможно, он представляет собой остатки газа галактики, которая вошла в состав галактики NGC 4395 в результате слияния, или газовое облако с низкой металличностью, считают авторы работы

Кроме того, команда Брум определила, что болометрическая светимость AGN галактики NGC 4395 составляет примерно 99 дуодециллионов эрг в секунду, а масса центральной СМЧД – порядка 250000 масс Солнца.

Исследование появилось на сервере предварительных научных исследований arxiv.org.
https://www.astronew...=20190402125915





Ученые подтверждают, что компоненты двойных звезд отражают свет друг от друга

Изображение

Ученые из Университета Нового Южного Уэльса, Австралия, показали, что каждая компонента двойной звездной системы – системы из двух гравитационно связанных звезд, движущихся по орбитам вокруг общего центра масс – не только излучает свет, но и отражает падающий на нее свет, излучаемый другой звездной компоненты системы. Авторы работы считают, что эти результаты дают новый инструмент для обнаружения двойных звездных систем.

Отражение света звездами имеет большое значение в тесной двойной системе, где две звезды обращаются по орбитам одна относительно другой. Такие двойные системы имеют весьма широкое распространение – считается, что большая часть звезд во Вселенной имеет звезд-компаньонов.

В этой новой работе ученые исследовали яркую звезду Спика (альфа Девы), которая на самом деле представляет собой две горячих звезды, обращающихся одна относительно другой с периодом всего лишь 4 суток. Исследователи обнаружили, что свет этой звезды поляризован, причем характер этой поляризации изменяется при движении звезд по их орбитам.

Профессор Джереми Бейли (Jeremy Bailey) из Школы физики Университета Нового Южного Уэльса сказал, что обычно свет, испускаемый звездой, является неполяризованным, то есть колеблется более чем в одной плоскости. Однако, когда свет одной из звезд отражается от соседнего с ней светила, он становится поляризованным, и колебания светового вектора начинают происходить только в одной плоскости.

«Наши модели показали, что звезды довольно плохо отражают свет. Например, Солнце отражает менее 0,1 процента падающего на него света».

«Однако для более горячих звезд, таких как компоненты системы Спика, имеющих температуры от 20000 до 25000 градусов Цельсия, количество отраженного света возрастает до нескольких процентов. <…> Это позволяет обнаруживать такие двойные системы, которые трудно обнаружить другими методами, например, системы, при наблюдениях которых линия наблюдения оказывается лежащей в плоскости орбитального движения обеих звезд».

Согласно профессору Бейли, наблюдения света, отраженного звездами, стали возможными, благодаря тому, что этот свет в высокой степени поляризован, и степень этой поляризации поддается измерениям при помощи чувствительных астрономических поляриметров, которые разработали он и его коллеги из Университета Нового Южного Уэльса.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
https://www.astronew...=20190402175440






Новый расчет температуры в недрах Луны позволит глубже понять ее структуру

Изображение

Нам известно совсем немного о внутренней структуре Луны, однако большой шаг вперед был сделан на днях, когда ученый из Университета Род-Айленд, США, смогла определить температуру на границе между ядром и мантией Луны.

Исследователь обнаружила, что эта температура составляет от 1300 до 1470 градусов Цельсия – значения, которые находятся на верхней границе температурного интервала в 800 градусов Цельсия, который представлял собой наиболее точную оценку этой температуры вплоть до настоящего времени.

«Чтобы глубже понять внутреннюю структуру Луны сегодня, нам необходимо точнее определить ее тепловое состояние, - сказала Ананья Малик (Ananya Mallik), ассистент-профессор геологии Университета Род-Айленд, США. – Теперь у нас есть две опорных точки: поверхность Луны и граница между ядром и мантией. Это означает, что мы можем составить профиль изменения температур по радиусу Луны. Этот температурный профиль необходим для определения внутреннего состояния, структуры и состава вещества Луны».

Температура на поверхности естественного спутника нашей планеты составляет около минус 20 градусов Цельсия.

Согласно Малик, Луна обладает железным ядром, так же, как и Земля. Кроме того, сейсмические данные, полученные в предыдущих исследованиях, указывают на то, что от 5 до 30 процентов материала на границе между ядром и мантией находятся в жидком состоянии.

Чтобы выяснить, при какой температуре происходит плавление материала на границе между ядром и мантией Луны, Малик воссоздала давление, поддерживаемое в этой зоне, в лаборатории при помощи ячейки с алмазной наковальней. Поместив в ячейку образец, близкий по составу к горным породам Луны, исследователь подвергла его сжатию с давлением 45000 атмосфер при одновременном нагреве графитовыми стержнями и обнаружила, что расплавление 5-30 процентов от массы образца происходит при температурах от 1300 до 1470 градусов Цельсия.

Исследование опубликовано в журнале Geochimica et Cosmochimica.
https://www.astronew...=20190403075746





Темной материи запретили состоять из черных дыр с массой Луны

Изображение
Туманность Андромеды в поле зрения прибора Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru. Синие области не использовались при анализе, так как давали слишком большую засветку.
H. Niikura et al. / Nature Astronomy, 2019

Низкая вероятность линзирования звезд позволила установить самые строгие ограничения на долю первичных черных дыр с массами порядка лунной. Результаты наблюдений десятков миллионов светил в Туманности Андромеды показывают, что доля таких тел в темной материи составляет не более процента. Тем не менее, еще более легкие первичные черные дыры могут составлять существенную часть темной материи, их вклад пока не удалось ограничить. Описание эксперимента опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Темной материей собирательно называют группу отдельных несостыковок современной теоретической астрофизики с наблюдениями. Например, теория предсказывает спадание скорости обращения звезд по мере удаления от центра галактик, но в большинстве случаев этого не наблюдается. Также темная материя должна отвечать за динамическую устойчивость скоплений галактик, параметры гравитационного линзирования, быстрый рост неоднородностей в ранней Вселенной, форму спектра мощности реликтового излучения и некоторые другие явления.

Природа темной материи остается предметом исследований, но большинство предложенных теорий рассматривают ее в виде новой субстанции, которая не взаимодействует посредством электромагнетизма и поэтому не может быть зафиксирована обычными телескопами. Тем не менее, в рамках этой концепции также существует огромное разнообразие вариантов. В частности, неизвестна масса частиц темной материи: высказанные гипотезы рассматривают любые возможности от сверхлегких частиц «размытой» темной материи до объектов с массами в десятки солнечных.

Большинство теорий с наиболее массивными «частицами» темной материи предлагают на их роль первичные черные дыры (ПЧД) — образовавшиеся в ранней Вселенной тела, не являющиеся продуктом эволюции звезд, что отличает их от обычных черных дыр. Идеи об их существовании были предложены еще в 1960-х, но с открытием гравитационных волн ПЧД стали намного популярнее, так как массы сливающихся объектов оказались достаточно велики, а сценарии звездной эволюции предсказывают в большинстве случаев более легкие тела. Существуют различные способы ограничить существование ПЧД. В частности, объекты легче 1015 грамм (10-18 масс Солнца) должны были испариться за счет излучения Хокинга за время существования Вселенной, а тяжелее 1035 грамм (100 масс Солнца) приводили бы к слишком сильному искажению реликтового излучения, чего не наблюдается в реальности.

В работе международного коллектива астрофизиков из Японии, США и Индии использован метод гравитационного микролинзирования для оценок количества ПЧД в гало Млечного Пути и Туманности Андромеды. Для этого ученые в течение семи часов подряд одновременно наблюдали несколько десятков миллионов звезд Туманности Андромеды при помощи 900-мегапиксельной камеры Hyper Suprime-Cam на телескопе Subaru с диаметром главного зеркала в 8,2 метра. Этот прибор обладает очень большим полем зрения в 1,5 градуса и позволяет сразу наблюдать практически всю ближайшую крупную галактику. Авторов данного исследования интересовали события микролинзирования, при которых массивный объект проходит близко к линии, соединяющей наблюдателя и звезду, из-за чего яркость последний на короткое время заметно изменяется.

Если бы ПЧД с массами, достаточными для оказания заметного гравитационного влияния на прохождение света, составляли заметную долю темной материи, то в результате подобного наблюдения ученые зафиксировали бы множество событий микролинзирования. Однако в реальности им удалось заметить только один подобный случай, что позволяет установить сильные ограничения на вклад ПЧД в массами от 10-11 до 10-6 солнечных (от 0,001 до 100 масс Луны): их доля составляет не более одного процента.

Изображение
Единственная кривая блеска, которая хорошо описывается предположением о микролинзировании.
H. Niikura et al. / Nature Astronomy, 2019

Однако результаты данной работы не исключают возможности существенного вклада ПЧД в темную материю, вплоть до 100 процентов для достаточно узкого диапазона еще меньших масс. Также стоит ответить, что все реалистичные спектры масс черных дыр не монохроматичны, то есть предполагают существование объектов разных масс. Тем не менее, все они должны соответствовать строгим ограничениям данной работы. Также авторы отмечают, что наблюдения Туманности Андромеды являются наилучшим способом установления подобных ограничений. Наблюдения еще в течение 10 ночей позволят улучшить данные оценки еще в 10 раз, а даже кратковременные наблюдения в течение десяти минут раз в несколько месяцев на протяжении лет позволят ограничить ПБХ с массами до десятков солнечных.

Изображение
Ограничения на долю в темной материи черных дыр различных масс. Красная область — результат данной работы. Чуть более легкие черные дыры по-прежнему могут отвечать за всю темную материю.
H. Niikura et al. / Nature Astronomy, 2019

О важности теории темной материи мы обсуждали с астрофизиков Андеем Дорошкевичем в материале «Невидимый цемент Вселенной». Даже если черные дыры сами не отвечают за темную материю, они все равно могут помочь ее найти. В частности, их гравитационное излучение может выдать ультралегкие частицы темной материи.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...les-dark-matter





Стратосферная обсерватория SOFIA заглянула внутрь звездной колыбели

Изображение
Инфракрасное изображение туманности W51, наложенное на оптическое изображение из обзора Sloan Digital Sky Survey
NASA / SOFIA / Lim and De Buizer et al. and Sloan Digital Sky Survey

Летающая стратосферная обсерватория SOFIA получила наиболее четкое изображение туманности W51, в которой идут процессы активного формирования массивных звезд. Самым ярким объектом на изображении может быть звезда с массой до ста масс Солнца. Если это верно, то астрономы получат возможность наблюдать за поведением одной из самых массивных формирующихся звезд в нашей галактике, сообщается на сайте NASA.

Туманность W51 является одним из самых близких к нам гигантских молекулярных облаков и расположена на расстоянии около 17 тысяч световых лет от Земли в созвездии Орла. Она содержит несколько скоплений молодых звезд, образованных из вещества туманности, и в ней продолжают идти процессы формирования новых звезд. Отследить эти процессы в оптическом диапазоне волн крайне затруднительно из-за обилия газовых и пылевых облаков, однако инфракрасные и рентгеновские обсерватории способны заглянуть внутрь туманности и дать астрономам информацию о процессах звездообразования.

W51 уже становилась целью наблюдений космических обсерваторий — например обсерватория «Чандра» смогла выяснить, что массивные звезды являются источниками высокоэнергетического рентгеновского излучения, а от обширных участков туманности не наблюдается рентгеновское излучение низких энергий, присущее горячему межзвездному газу, что может говорить либо об отсутствии его в этих областях, либо о поглощении излучения окружающими плотными и более холодными облаками газа. Наблюдали туманность и космические инфракрасные обсерватории «Спитцер» и «Гершель», которые исследовали структуру газовых потоков в ней.

Теперь W51 стала целью наблюдений для инфракрасной камеры FORCAST, работающей на борту летающей стратосферной обсерватории SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), которая получила наиболее детальные изображения туманности в инфракрасной области спектра. Ученых интересовало влияние молодых массивных звезд на эволюцию и структуру молекулярного облака, а также на процессы формирования звезд с меньшими массами.

Сопоставление данных, полученных обсерваторией SOFIA, с данными «Спитцера» и «Гершеля», показало, что можно выделить две группы молодых звезд в W51, одна из которых содержит недавно сформированные объекты, а вторая — более старые. Самый яркий объект на изображении, расположенный внутри газового облака в виде арки, может быть либо очень крупной звездой с массой до ста масс Солнца, либо компактной группой менее массивных звезд. Если верна первая гипотеза, то астрономы получать возможность наблюдать за поведением одной из самых массивных формирующихся звезд в нашей галактике.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы смогли создать трехмерную визуализацию «полета» к центральной области туманности Ориона, рассмотреть структуру отражательной туманности «Летучая мышь» и нашли «вывернутую наизнанку» планетарную туманность.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...04/02/W51-SOFIA





Черные дыры-"мачо" отсутствуют на окраинах галактик, выяснили ученые

Изображение
Так художник представил себе то, как меняется цвет звезды под действием гравитации черной дыры
© ESO/M. Kornmesser

МОСКВА, 2 апр – РИА Новости. Наблюдения за искривлением пространства в окрестностях Галактики Андромеды показали, что на ее окраинах отсутствуют так называемые MACHO, миниатюрные черные дыры, возникшие в первые мгновения жизни Вселенной. Это говорит о том, что темная материя вряд ли состоит из них, пишут астрономы в журнале Nature Astronomy.

"Мы наблюдали за десятками миллионами звезд и зафиксировали всего один случай, когда их свет мог искривляться под действием притяжения подобного объекта. Это показывает, что черные дыры-MACHO и менее крупные объекты могут объяснять существование не более 0,1% темной материи", — пишут Хироко Ниикура (Hiroko Niikura) из университета Токио и его коллеги.

Процесс рождения Вселенной, как сегодня считают ученые, сопровождался сверхбыстрым ее расширением и выделением огромного количества энергии в виде гравитационных волн и микроволнового излучения, флуктуации и неоднородности в которых определили то, как выглядят галактики и вся Вселенная сегодня.

Эти неоднородности в распределении материи и в свойствах разных уголков новорожденного мироздания, по мнению многих космологов, были такими сильными, что они привели к рождению крайне любопытных объектов, так называемых примордиальных черных дыр.

Многие подобные сингулярности, как показывают расчеты, должны были обладать достаточно скромными массами и заметно уступать в этом отношении их обычным "кузинам", возникающим в результате гравитационного коллапса умирающих звезд.

Почти все первичные черные дыры, как предполагают астрономы, должны были обладать относительно небольшой массой. По этой причине самые маленькие из них должны были давно "испариться" и взорваться в далеком прошлом, как это предсказывает теория Стивена Хокинга. Более крупные дыры, если он существуют, должны испаряться медленнее, и поэтому они могли дожить до наших дней.

Подобные объекты интересуют ученых по самым разным причинам. Во-первых, их число и размеры, как считает Бернард Карр, известный британский космолог, не может быть случайным – оно напрямую отражает то, что происходило в первые мгновения после Большого Взрыва.

Во-вторых, примордиальные черные дыры могут одновременно быть главными кандидатами на роль так называемых MACHO, сверхтяжелых "частиц" темной материи, а также выступать в качестве своеобразных "зародышей" сверхмассивных черных дыр. Их существование в первые эпохи жизни Вселенной астрономы пока не могут объяснить.

Ниикура провели первые масштабные поиски относительно небольших "мачо", чья масса должна была быть примерно в миллион или триллион раз меньше, чем у Солнца, что сопоставимо с весом Земли, а также Плутона или крупных астероидов. Для этого ученые начали наблюдать за тем, как притяжение подобных черных дыр должно было искривлять свет 100 миллионов звезд, населяющих окраины соседней Туманности Андромеды.

Для проведения подобных поисков японские ученые использовали 900-мегапиксельную камеру Hyper Suprime-Cam, установленную на телескоп Субару на Гавайских островах. Она обладает настолько высоким разрешением и скоростью работы, что она могла отслеживать сдвиги в положении всех этих светил, наблюдая за галактикой всего две минуты.

Как объясняют астрономы, если теория о "примордиальном" происхождении темной материи верна, то за одну сессию наблюдений Субару должен был зафиксировать примерно тысячу случаев того, как притяжение этих объектов искривило бы свет звезд Туманности Андромеды.

В реальности это произошло всего один раз, причем ученые не могут точно сказать, что именно заставило звезду "моргнуть". Иными словами, на долю небольших черных дыр-"мачо", если они и существуют, приходится мизерная доля темной материи.
С другой стороны, эти данные, по словам Ниикуры, не исключают возможности существования очень крупных MACHO, чья масса превышает солнечную более чем в десять раз. Их существование хорошо объясняет то, почему прародители почти всех всплесков гравитационных волн, открытых обсерваториями LIGO и VIRGO, были необычно тяжелыми.

Поисками подобных объектов, как заявили японские ученые, они планируют заняться в самое ближайшее время, используя аналогичные методики ведения наблюдений.
https://ria.ru/20190...1552329216.html






Астрономы из МФТИ доказали, что квазары не "прибиты гвоздями" к небу

Изображение
Область вокруг сверхмассивных черных дыр
© NASA / PL-CalTech

МОСКВА, 2 апр – РИА Новости. Квазары, самые яркие и далекие объекты на ночном небе, долгое время считались абсолютно неподвижными, однако ученые из России доказали, что это на самом деле не так и раскрыли причины их "блужданий". Результаты их наблюдений были представлены в журнале MNRAS.

"Еще с прошлого века существует теория, объясняющая подобное поведение квазаров излучением быстрых электронов. Однако эта модель ничего не говорит о том, как излучение может меняться со временем. До недавнего времени проще было закрыть глаза на такую переменность и для практических целей считать активные ядра галактик неподвижными", — рассказывает Александр Плавин, сотрудник МФТИ и аспирант ФИАН.

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Пять лет назад был запущен зонд-"звездочет" GAIA, наблюдающий за примерно миллиардом звезд Млечного Пути и сотнями тысяч далеких галактик, в центрах которых обитают активные черные дыры, так называемые квазары. Наблюдения за ними не были главной задачей этого телескопа, однако они позволили ученым определить их точные координаты.

Эти замеры, как выяснили недавно ученые из МФТИ и их зарубежные коллеги, раскрыли неожиданную вещь. Оказалось, что положение сверхмассивных черных дыр, вычисленное при помощи радиотелескопов, в некоторых случаях не совпадало с тем, что "видел" GAIA в оптическом диапазоне.

По их подсчетам, примерно 6-7% квазаров, за которыми наблюдал европейский зонд, имели подобные "невозможные" аномалии. Позже исследователи выяснили, что эти странности были связаны с тем, в какую сторону смотрел и насколько длинным был джет черной дыры в текущий момент времени.

Это открытие натолкнуло Плавина и его коллег на мысль, что изменения в поведении подобных "плевков" квазаров могут объяснять одну странность в их жизни, о природе которой астрономы спорили несколько десятилетий.

Дело в том, что фотографии одного и того же квазара, если получить их при помощи разных фильтров, не будут совпадать – будут отличаться как размеры его ядра, самой горячей и яркой точки, так и ее положение. Более того, длительные наблюдения за некоторыми активными ядрами галактик показывают, что "ножка" джета не стоит на месте, а колеблется в стороны.

Российские ученые раскрыли причины "сдвигов ядра", используя данные, собранные сетями наземных радиотелескопов при наблюдениях за четырьмя дюжинами квазаров с 1994 по 2016 год. Плавина и его команду интересовало не только то, менялось ли положение начальной части выброса с течением времени, но и то, как менялись другие свойства ядер галактик в эти моменты.

Эти наблюдения раскрыли два интересных момента. С одной стороны, оказалось, что положение квазара смещалось не произвольным образом, а вдоль линии выброса джета, причем подобные сдвиги были зафиксированы фактически для всех изученных ядер галактик.

С другой стороны, эти сдвиги происходили не в случайные моменты времени, а тогда, когда квазар переживал очередную вспышку, в результате которой плотность плазмы в его "плевке" достаточно сильно вырастала. Это меняло характер взаимодействий между электронами и электромагнитными волнами и приводило к "переезду" самого яркого участка джета в сторону от черной дыры или в обратном направлении.

И то, и другое говорит о том, что положение квазаров на ночном небе действительно не постоянно и может достаточно сильно меняться с течением времени. Это важно учитывать при составлении "галактических" координатных систем, необходимых для межзвездных перелетов, и изучении поведения и эволюции сверхмассивных черных дыр.
https://ria.ru/20190...1552319985.html






Силуэт космической станции на фоне Луны

Изображение
Авторы и права: Эрик Холланд
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Что это за необычное пятно на Луне? Это – Международная космическая станция (МКС). Точно рассчитав время, в прошлом месяце удалось сфотографировать обращающуюся вокруг Земли космическую платформу на фоне частично освещенной неполной Луны. Снимок был сделан из Пало Альто в Калифорнии, США, с экспозицией в 1/667 секунды. Космическая станция пролетела перед Луной за половину секунды. Внимательно рассмотрев необычно четкий силуэт МКС, можно обнаружить очертания многочисленных солнечных панелей и соединительных ферм. Яркий кратер Тихо виден внизу слева. Неровные светлые области – лунные возвышенности, а ровные и темные районы – лунные моря. На этом сайте вы можете узнать, когда Международная космическая станция будет видна из вашего района.
http://www.astronet.ru/db/msg/1464836






Телескоп TESS обнаружил свою первую экзокомету

Изображение
NASA
Телескоп TESS в художественном представлении

Экзокометами называются кометы, находящиеся вне нашей Солнчечной системы: к экзокометами относятся как межзвездные кометы, так и кометы, вращающиеся вокруг звезд, отличных от Солнца. Недавно специалисты, проанализировав данные, полученные космическим телескопом TESS, нашли новую экзокомету, передает ScienceAlert; это первая экзокомета, найденная данным телескопом. Работа, посвященная новому исследованию, была опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics и доступна в онлайн-библиотеке arXiv.

Комета, найденная TESS, вращается вокруг звезды Бета Живописца, находящейся от нас на расстоянии примерно 63 световых года. Данная звезда очень молодая — ей всего около 20 миллионов лет; как известно, она окружена крупным газопылевым диском, в котором находятся планетезимали и кометы, а также, как предполагается, в нем имеются и планеты (возможно, что процесс формирования планет в диске все еще идет).

TESS ищет экзопланеты при помощи метода транзитной фотометрии — отслеживая изменения в яркости звезды, которые могут быть связаны с прохождением планеты перед диском последней. Отмечается, что при обнаружении планеты телескоп детектирует симметричное падение яркости, однако в случае с кометой падение в яркости ассиметричное, что объясняется длинным хвостом объекта. Как говорят исследователи, они обнаружили еще ряд подобных событий, которые могут указывать на большее число экзопланет, однако меньше размеров.

TESS был запущен NASA в апреле прошлого года. В конце июля же аппарат приступил к полноценной научной работе. Как сообщалось в январе, за первые месяцы работы телескоп сумел обнаружить более 280 кандидатов в экзопланеты.
https://www.popmech....uyu-ekzokometu/






Палеонтологи нашли следы цунами от падения «динозаврового» астероида

Изображение
kids-dinosaurs.com

Палеонтологи обнаружили в американском штате Северная Дакота следы удара гигантского цунами, вызванного падением крупного астероида в трех тысячах километрах к югу, на полуострове Юкатан. Это событие, произошедшее 65 миллионов лет назад, стало причиной массового вымирания, в результате которого на рубеже мела и палеогена с лица Земли исчезли динозавры и многие другие морские и наземные животные. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Первичной причиной мел-палеогенового вымирания большинство ученых считает импактное событие, свидетельством которого является кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. Долгосрочные последствия этого события достаточно хорошо изучены на основании многочисленных свидетельств, зафиксированных в геологической летописи, но как развивались события непосредственно после астероидного удара, до сих пор было не очень понятно. Частично этот пробел в понимании восполняют результаты нового исследования.

В осадочной формации Хелл-Крик (Hell Creek) на севере США (штаты Монтана и Северная Дакота), известной большим количеством найденных здесь остатков динозавров, ученые обнаружили весьма специфический слой, образовавшийся непосредственно после импактного события. Судя по всему, материал этого слоя был принесен волной цунами, вызванной сейсмическим воздействием астероидного удара. Подтверждением цунамигенного происхождения являются не только геологическое положение самого слоя, перекрывающего глубоко врезанные речные русла, но и особенности его литологии (смесь морских и наземных отложений), присутствие в составе пород характерных импактных сферолитов, а также обнаруженное массовое захоронение осетрообразных рыб, все тела которых ориентированы в одном направлении. В жабрах рыб ученые также обнаружили застрявшие сферолиты.

Изображение
Robert DePalma et al. / PNAS, 2019

Сверху описываемый слой перекрыт знаменитым «иридиевым» слоем (глины с повышенным содержанием иридия и тектитами), на глобальном уровне фиксирующим осаждение мелкозернистых продуктов импактного события. Это значит, что цунами возникло в первые часы после падения астероида, еще до того, как начала оседать пыль, содержащая обогащенные иридием мелкие частицы взорвавшегося небесного тела.

Изображение
Robert DePalma et al. / PNAS, 2019

Это вполне согласуется с результатами моделирования, согласно которым мощные сейсмические волны, порожденные ударным событием с магнитудой 10–11 баллов у полуострова Юкатан, менее чем за час должны достичь побережья Северной Америки и вызвать появление стоячих волн сейши, приводящих к образованию цунами.
Понимание последовательности событий, связанных с крупными импактными событиями, весьма важно для понимания последующих изменений, которые вносили эти события в геологическую и биологическую эволюцию Земли. Теперь ясно, что самым первым результатом воздействия Чиксулубского астероида на все природные системы была сильнейшая ударная волна, вызвавшая мощное цунами, накрывшее своими волнами половину Североамериканского континента.

Ранее американские, британские и шведские биологи показали, что падение астероида Чиксулуб 66 миллионов лет назад привело к массовым лесным пожарам, а вместе с деревьями погибли и птицы, гнездившиеся на деревьях.

Владислав Стрекопытов
https://nplus1.ru/ne.../04/02/cemetery

#1464 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 04 Апрель 2019 - 09:08

«Новорожденная» черная дыра может быть вытолкнута из центра галактики

Изображение

При столкновениях галактик сверхмассивные черные дыры (СМЧД), расположенные в их центрах, сливаются между собой. Однако, если две исходные черные дыры сближаются с достаточно большой энергией, то вновь образовавшаяся черная дыра может быть смещена по отношению к центру галактики или даже полностью вытолкнута за пределы галактики. Поиски таких смещенных относительно центра галактики черных дыр помогут ученым определить, насколько распространены столкновения между галактиками во Вселенной, а также установить частоту гравитационных волн, которые излучаются при таких столкновениях.

Как и все черные дыры, СМЧД поглощают весь падающий на них свет и поэтому их нельзя наблюдать напрямую. Вместо этого ученые устанавливают присутствие СМЧД, наблюдая гравитационные эффекты, которые эти массивные объекты демонстрируют по отношению к окружающим их звездам, газу и пыли.

В новом исследовании Яшашри Ядав (Yashashree Jadhav), студент магистратуры из Рочестерского технологического института, США, провела поиски СМЧД, смещенных относительно центра родительской галактики. Ядав проанализировала сотни галактик, снимки которых были сделаны при помощи космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл»).

Согласно исследованию Ядав, вновь сформировавшаяся СМЧД может приобрести скорость от нескольких сотен до нескольких тысяч километров в секунду, в зависимости от того, насколько велики были массы исходных черных дыр.

Прежде чем выяснить, смещена ли новая СМЧД относительно центра объединенной галактики, Ядав пришлось выяснить, где находится этот центр галактики. Сравнивая различные снимки, сделанные при помощи «Хаббла», Ядав смогла проследить, насколько много света испускают все звезды галактики, и затем использовать эти данные для определения положения центра галактики. На втором этапе работы, используя снимки в ИК-диапазоне, исследователь определяла истинное местонахождение СМЧД.

Из 100 изученных объектов примерно 20 процентов были смещены относительно центра родительской галактики, выяснили Ядав и ее коллеги. Следующим шагом этого исследования станет установление при помощи полученных данных средней частоты столкновений между галактиками во Вселенной, пояснили они.

Исследование было представлено в январе на ежегодном зимнем собрании Американского астрономического общества, проходившем в Сиэттле, США.
https://www.astronew...=20190404073150







Конденсат Бозе — Эйнштейна схлопнулся в присутствии ферми-газа

Изображение

Ученые исследовали поведение системы, в которой между атомами одного типа существует взаимодействие, обеспечиваемое другим типом атомов. В данном случае атомы первого сорта находились в состоянии конденсата Бозе — Эйнштейна, а второго — в виде вырожденного ферми-газа. Оказалось, что взаимодействием двух облаков приводит к появлению новой динамики. В частности, конденсат оказался в дополнительном потенциале, а определенное соотношение взаимодействий привело к его схлопыванию в отдельные сгустки. Результаты опубликованы в журнале Nature.

С точки зрения современной теоретической физики любое взаимодействие обеспечивается за счет обмена реальными или виртуальными частицами из особой группы. В Стандартную модель входят несколько типов частиц-переносчиков взаимодействий: фотон, глюон, Z- и W-бозоны. Первый отвечает за электромагнетизм, второй — за сильное взаимодействие, остальные — за слабое взаимодействие. Гравитация теоретически должна допускать описание через обмен виртуальными гравитонами, но соответствующая концепция квантовой гравитации еще не установлена.

Эту идею опосредованного влияния легко проиллюстрировать примером из классической физики. Если одна лодка покоится, а мимо нее проплывет судно, то создаваемые им волны приведут лодку в движение. Аналогично происходят события и в мире элементарных частиц, только во многих случаях объекты обмениваются не реальными частицами, а виртуальными, которые существуют лишь короткое время, чтобы не нарушать закон сохранения энергии.

Свойства частиц-переносчиков определяют свойства самого взаимодействия и связанные с ним феномены. Так, отсутствие массы у фотона делает электромагнетизм дальнодействующей силой, а конечные массы Z- и W-бозонов ограничивают расстояния, на котором слабое взаимодействие может оказывать влияние, внутренностью атомных ядер. Другим примером является сверхпроводимость, ключевую роль в которой играют куперовские пары электронов, которые образуют за счет обмена квантами колебаний кристаллической решетки — фононами.

Все известные частицы-переносчики являются бозонами, то есть обладают целым спином. Вопреки этому правилу, в работе Брайана де Сальво (Brian DeSalvo) и его коллег из Чикагского университета описывается иная ситуация, в которой взаимодействие между атомами цезия-133 зависит от окружающих атомов лития-6, которые относятся к фермионам, то есть частицам с полуцелым спином. Ученые пока не могут реализовать сильного взаимодействия в таком случае, поэтому для его наблюдения приходится охлаждать вещество до перехода в квантовое состояние. Атомы цезия-133 в таком случае становятся конденсатом Бозе — Эйнштейна, так как они являются составными бозонами (суммарный спин всех протонов, нейтронов и электронов является целым числом), а литий-6 превращается в вырожденный ферми-газ.

Прямое взаимодействие между атомами цезия в такой системе существует и приводит к слабому отталкиванию. Непосредственное взаимодействие между атомами лития отсутствует, так как из-за справедливого для фермионов принципа запрета Паули такие частицы не могут занимать одинаковые квантовые состояния. По этой же причине облако атомов лития оказывалось гораздо протяженнее облака атомов цезия. В то же время, взаимодействие между цезием и литием может быть как отталкивающим, так и притягивающим, в зависимости от выбранных параметров. Физики показали, что подобная смесь квантовых состояний приводит к появлению новых феноменов.

В одном эксперименте физики возбуждали периодические колебания в облаках атомов, находящихся во внешнем электромагнитном потенциале ловушки. Оказалось, что присутствие лития меняло характерную для атомов цезия частоту. Причина этого изменения заключалось в том, что по мере смещения атомы цезия попадали в область с иной концентрацией лития, то есть они фактических находились одновременно в двух потенциалах: к потенциалу ловушки добавлялся связанный с распределением плотности лития потенциал.

В рамках другого эксперимента ученые настроили соотношение взаимодействий так, что между атомами цезия было небольшое отталкивание, которое было слегка слабее притяжения за счет взаимодействия с атомами лития. Суммарно получалось притяжение, которое приводило к коллапсу конденсата Бозе — Эйнштейна, так как составляющим его бозонам ничто не запрещает занимать одинаковые квантовые состояния. В результате одно облако разделялось на несколько меньших сгустков, которые называются последовательностью солитонов Бозе — Ферми.

Изображение
Поведение конденсата в зависимости от наличия Ферми-газа и внешнего магнитного поля, которое управлять взаимодействием частиц в конденсате. На верхней картинке суммарное взаимодействие преимущественно определяется отталкиванием в конденсате, поэтому добавление Ферми-газа существенно не влияет. На второй эффективное взаимодействие меняется на притяжение, благодаря чему конденсат коллапсирует.
B. DeSalvo et al. / Nature, 2019

Подобные исследования открывают возможность изучения новых состояний материи и уточнения теоретических моделей существующих. В частности, второй эксперимент примерно соответствует взаимодействию Рудермана — Киттеля — Касуя — Иосиды (РККИ-обменное взаимодействие), которое описывает воздействие магнитных ионов в металлах и полупроводниках посредством обменом электронами. Этот случай также относится к редкому типу, когда фермионы (электроны) выступают в роли частиц-переносчиков взаимодействия. РККИ-обменное взаимодействие ответственно за многие магнитные свойства редкоземельных элементов, в которых совокупность электронов проводимости с высокой точностью соответствует вырожденному ферми-газу. В частности, с этим связан эффект гигантского магнетосопротивления — основу функционирования жестких дисков. Также для подобных гибридных квантовых систем предсказывается возникновение других экзотических магнитных фаз.

Получение конденсата Бозе — Эйнштейна открыло новую эпоху в изучении квантовых явлений, исследования в этой области очень активны. Недавно мы писали о другой работе этого же коллектива ученых, которым удалось поймать фермионы в ловушку при помощи бозе-конденсата. В другом исследовании ученые при помощи этого необычного состояния материи получили сверхтекучесть при комнатной температуре.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...e-fermi-soliton






Астрономы впервые увидели "бублик" сверхмассивной черной дыры

Изображение
Бублик сверхмассивной черной дыры в галактике Лебедь А
© Carilli et al., NRAO/AUI/NSF

МОСКВА, 3 апр – РИА Новости. Радиотелескоп VLA получил первые четкие "фотографии" бублика из материи, окружающего одну из двух сверхмассивных черных дыр в центре галактики Лебедь A. Его открытие подтвердило теорию о "едином" происхождении всех типов квазаров, пишут ученые в статье, принятой к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters.

"Нас радует то, что мы наконец-то смогли увидеть объект, в чьем существовании мы были давно уверены. Для более точного определения формы и состава этого "бублика" нам придется провести новые наблюдения. К примеру, телескоп ALMA составит карту распределения пыли внутри него", — рассказывает Крис Карилли (Chris Carilli) из Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро.

Как сегодня считают астрономы, в центре каждой галактики обитает сверхмассивная черная дыра, непрерывно поглощающая раскаленный газ и пыль из диска аккреции – кольцеобразного скопления материи, непосредственно окружающей ее. Часть этого газа и пыли выбрасывается черной дырой в виде джетов, тонких пучков газа, разогнанных почти до скорости света и выделяющих огромные количества энергии в виде света и рентгена.

Теоретические расчеты показывают, что черная дыра и диск аккреции, в свою очередь, должны быть окружены своеобразной "шубой", очень плотным и толстым "бубликом" из газа и пыли, который мешает распространению излучения джета и кольца пыли.

Благодаря этому похожие галактики могут выглядеть совершенно по-разному, если мы смотрим на них со стороны или "сверху". К примеру, все активные галактики, в центре которых присутствуют квазары или блазары, мы видим со стороны отверстия в этом "бублике", а выбросы черных дыр в более спокойных "звездных мегаполисах" скрыты от нашего взора коконом из пыли и газа.

Некоторые астрономы так не считают и предполагают, что различия в облике "тихих" и "ярких" галактик связаны с пока неизвестными нам особенностями в устройстве их ядер. Карилли и его коллеги доказали, что "скептики" ошибались в этом вопросе, наблюдая за центральной частью галактики Лебедь А при помощи радиотелескопа VLA.

Два года назад авторы статьи случайным образом открыли вторую сверхмассивную черную дыру в центре этого "звездного мегаполиса", проводя рутинные проверки этой обсерватории после ее очередного обновления. Это открытие заставило их детально изучить оба обитателя центра Лебедя А в надежде найти следы их возможных взаимодействий.

Повторные наблюдения за Лебедем А принесли новый сюрприз. Повысив чувствительность и разрешающую способность антенн VLA, Карилли и его команда получили первые четкие фотографии "бублика" из пыли и газа, окружающего черную дыру и ее диск аккреции.

Изображение
© Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Схема устройства "бублика" из пыли и газа, окружающего черные дыры в центрах галактик

Для этого ученые получили фотографии этих объектов на разных частотах, объединили их и удалили с изображений все данные, связанные с излучением самих объектов. В результате этого стала видна дискообразная структура, расположенная на удалении от центральной дыры. Ее радиус составляет около 860 световых лет, а толщина – около 900 световых лет.

Пока астрофизики не могут точно сказать, как именно устроен этот бублик, однако соотношение яркости и предположительной плотности "шубы" черной дыры говорит о том, что она крайне неоднородна по своей структуре. Как считают ученые, она состоит из относительно небольших облаков газа и пыли с разной степенью ионизации, плотностью и другими свойствами.

Несмотря на все это, его открытие, по мнению Карилли и его коллег, полностью подтверждает теорию об общем происхождении всех типов квазаров. Как надеются ученые, наблюдения за этим бубликом при помощи других телескопов подтвердят их выводы и раскроют его химический состав и структуру.
https://ria.ru/20190...1552355523.html






Ученые выяснили, где рождаются самые мощные вспышки света во Вселенной

Изображение
Так художник представил себе рождение гамма-вспышки
© NASA / Goddard Space Flight Center

МОСКВА, 3 апр – РИА Новости. Львиная доля света, вырабатываемого во время гамма-вспышек, возникает не в глубинных слоях умирающей звезды, а в ее внешней оболочке, фотосфере. Это приближает ученых к разгадке тайны рождения самых мощных взрывов во Вселенной, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Несмотря на то, что мы поняли, где рождаются частицы света, мы пока не понимаем того, что заставляет материю умирающей звезды собираться в узкие пучки и разгоняться до околосветовых скоростей. Мы надеемся, что наши расчеты помогут раскрыть природу гамма-всплесков", — заявил Хиротака Ито (Hirotaka Ito) из Центра передовых исследований RIKEN в Сайтаме (Япония).

Вспышки гамма-излучения, отголоски космических катаклизмов длиной в несколько секунд или минут, были впервые обнаружены в 1968 году американскими спутниками, предназначенными для регистрации советских ядерных испытаний. Сегодня подобные вспышки возникают на небосводе примерно раз в день в очень далеких от нас галактиках.

Многие астрономы предполагают, что они возникают во время взрывов особенно крупных звезд и на первых фазах их превращения в черные дыры. Когда такая звезда гибнет, сила притяжения порождаемой ими черной дыры или нейтронной звезды настолько высока, что выбрасываемые клубы материи бывшего светила объединяются в "бублик", быстро вращающийся вокруг центрального объекта.

Часть этого диска поглощается черной дырой, а остатки разгоняются до околосветовых скоростей и выбрасываются во внешнее пространство в виде джетов, узких пучков материи. Во время этой "раскрутки" материи погибающая звезда порождает столько энергии и света, сколько звезда класса Солнца вырабатывает за всю свою жизнь. То, как именно происходит этот процесс, ученые пока не знают, и спорят о его сути на протяжении последних 50 лет.

Ито и его коллеги сделали большой шаг к раскрытию этой тайны, анализируя то, как был устроен спектр различных гамма-вспышек, зафиксированных космическими телескопами "Ферми" и Swift в последние несколько лет.

Они обнаружили, что яркость и мощность вспышки определенным образом зависели от того, на какую часть ее спектра приходился пик излучения. Это открытие значительно сузило число возможных теорий, описывающих механизмы их рождения, и позволило японским астрофизикам проверить их, используя суперкомпьютерную модель гибнущей звезды.

Эти расчеты показали, что львиная доля гамма-фотонов рождается не во внутренних, а во внешних слоях звезды, которые вылетают в открытый космос вместе с джетами. Они возникают в тот момент, когда узкий пучок плазмы начинает расширяться и резко становится "прозрачным" для света.

Главным "двигателем" всего этого процесса, как отмечают ученые, была температура пучка – чем она выше, тем ярче будет гамма-вспышка и тем жестче будет вырабатываемое ей излучение. Все необычные черты этих катаклизмов, как показали расчеты Ито и его коллег, можно объяснить в рамках тех процессов, которые происходят внутри джета по мере его охлаждения.

Подобное простое объяснение того, как рождается свет во время гамма-вспышек, как надеются ученые, поможет раскрыть механизмы разгона материи бывшего светила и приблизиться к пониманию того, что происходит в его центре в последние мгновения жизни.
https://ria.ru/20190...1552345302.html





Необъяснимая Вселенная. Поможет ли ученым новая физика

Изображение
Поиски новой физики на будущих электрон-позитронных коллайдерах
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

МОСКВА, 4 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые разных стран опубликовали проекты четырех ускорителей, которые могут прийти на смену Большому адронному коллайдеру (БАК). Более мощные установки нужны, чтобы детально изучить свойства бозона Хиггса, найти частицы темной материи и объяснить ряд фактов, противоречащих современной физике.


Почти идеальная модель

"Бозон Хиггса предсказали пятьдесят лет назад, что называется, на кончике пера. По тогдашней теории все элементарные частицы получались безмассовыми. Но это опровергают обычные весы. Чтобы снять противоречие, Питер Хиггс предположил существование некоего поля, при взаимодействии с которым частицы приобретают массу. Возмущение этого поля представляет собой бозон. В 2012 году его открыли, и это был триумф теории", — рассказывает РИА Новости Игорь Бойко, старший научный сотрудник лаборатории ядерных проблем имени В. П. Джелепова в ОИЯИ (Дубна) и участник проекта CLIC в ЦЕРН.

Физическую теорию, описывающую все элементарные частицы и их взаимодействия, называют Стандартной моделью. В ее основе — квантовая теория поля.

Стандартная модель отличается большой предсказательной силой, ее выводы не раз подтверждались в экспериментах. Игорь Бойко приводит в пример бозон Хиггса, который изучают на БАК. Уже выполнены тысячи измерений его параметров, и хотя небольшие отклонения от теории наблюдаются из-за случайных флуктуаций, до сих пор все его свойства идеально совпадают с предсказанными.

Стандартная модель объясняет все особенности мироздания. Вернее, почти все. Есть факты, в нее не укладывающиеся. Их объединяют термином "новая физика", хотя некоторые — совсем не новые. Например, проблеме скрытой массы галактик уже почти сто лет.


Темная материя и энергия

"Если массу звезд в нашей галактике сравнить ее с массой, вычисленной по скоростям звезд на периферии, возникает существенная разница. Оказывается, на видимую нам материю в космосе приходится всего пять процентов массы Вселенной.

Еще 25 процентов — это неизвестные частицы, по свойствам более-менее похожие на те, что мы знаем. И семьдесят процентов — что-то совсем непонятное под названием темная энергия. Считается, что она отвечает за расширение Вселенной с ускорением. Через сотни миллиардов лет скорость будет такой, что взорвутся молекулы, атомы, все превратиться в кашу, произойдет "великий разрыв", — говорит Бойко.

К поискам темной энергии ученые пока даже не знают, как подступиться, а темную материю, присутствие которой надежно доказано различными астрофизическими методами, пытаются обнаружить. Проблема в том, что ее частицы взаимодействуют с обычной материей гравитационно и, возможно, через слабое взаимодействие, поэтому зарегистрировать их на ускорителях и в детекторах не удается.

Нужны более мощные, более чувствительные установки. Когда-то нейтрино тоже считались неуловимыми, но теперь их научились наблюдать.

"Если мы найдем частицы темной материи, Стандартную модель сменит новая теория, объясняющая, как они рождаются", — уточняет физик.

Самая популярная альтернативная модель — суперсимметрия. Согласно ей у каждой частицы видимого мира есть тяжелый суперсимметричный партнер, слишком слабо взаимодействующий с остальной материей, чтобы его зарегистрировали нынешние приборы.

Ученые надеются на будущие электрон-позитронные коллайдеры, способные проверить суперсимметрию и пролить свет на тайну темной материи.

"Их преимущество перед протонными в том, что в столкновении происходит полная аннигиляция начальных частиц: электроны взаимодействуют с позитронами, превращаются в ничто — сгусток энергии, величина которой точно известна. Например, вначале было 3000 ГэВ (гигаэлектронвольт), на выходе зарегистрировали 2000. Значит, остальное пришлось на загадочные частицы, не предсказанные в Стандартной модели. Если удастся наблюдать такие события, это произведет революцию в физике", — объясняет Бойко.

Изображение
За рамками Стандартной модели
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина
Бозон Хиггса символизирует триумф Стандартной модели. Он также ключ к феноменам, которые выходят за ее рамки


Семейство бозона Хиггса

"Мы обнаружили все частицы, предсказанные Стандартной моделью. В альтернативных вариантах одних только бозонов Хиггса минимум четыре вида. Тот, что мы открыли на БАК, а еще — тяжелый бозон с массой в несколько десятков раз больше. Оба с нулевым зарядом. Плюс бозоны Хиггса с отрицательным и положительным зарядами. Предсказывают и пятый вид — с немножко другим квантовым числом. Если найти тяжелый и заряженные бозоны Хиггса, это будет означать конец Стандартной модели и необходимость другой теории", — продолжает ученый.

В бозоне Хиггса физики видят ключ ко многим тайнам материи. Но нынешние коллайдеры не позволяют детально его изучить, поскольку дают по нему мало статистики, сигнал сложно выделить из шума. Нужна фабрика, массово производящая бозоны Хиггса.

Фабрика — более мощный ускоритель, который создает сгусток частиц большей плотности, на порядки повышает светимость, то есть число соударений пучка с мишенью или встречным пучком. На данный момент готовы проекты четырех электрон-позитронных коллайдеров. Два предлагает ЦЕРН: Будущий циклический (FCC) и Компактный линейный — CLIC. Кольцевой электрон-позитронный коллайдер хотят построить китайцы, Международный линейный (ILC) — японцы.

"Допустим, в Китае или Японии решат строить ускорители, тогда и Европе нужна своя установка. FCC позволит изучить бозон Хиггса и топ-кварк с огромной точностью, и можно будет увидеть какие-то отклонения от Стандартной модели. CLIC рассчитан на большую энергию, чем FCC, на нем реально открыть новую физику, если она есть", — рассуждает Бойко.

По его словам, весь этот год Европейская комиссии по коллайдерам будет рассматривать оба проекта и в марте 2020 года опубликует рекомендации для ЦЕРН о том, какой следует поддержать.


Изображение
© Фото : CLIC
Схема Компактного линейного коллайдера CLIC в ЦЕРН


Инфляция и параметры Вселенной

Одна из загадок Вселенной — существование черных дыр в миллиард раз тяжелее Солнца. Согласно оценкам физиков, они образовались уже через 600-700 миллионов лет после Большого взрыва, что удивительно для объектов такой массы. Они просто не успели бы эволюционировать за столь короткий срок.

"Значит, нужно сразу каким-то образом сконцентрировать большое количество энергии или массы в одной области. Мы свой способ разрабатываем, и для этого нам нужен инфляционный период развития Вселенной. Он длился порядка десять в минус 36 степени секунды, но без него Вселенная выглядела бы совсем по-другому. В Стандартную модель этот период не вписывается, приходится вводить новые поля, за счет которых происходит быстрое расширение и нагрев", — рассказывает Сергей Рубин, профессор кафедры физики элементарных частиц НИЯУ МИФИ.

Одним из самых интересных вопросов, не объяснимых в рамках нынешних представлений, Рубин считает тонкую настройку параметров Вселенной. Заряд электрона, масса бозона Хиггса, W и Z-бозонов, скорость света — эти величины нельзя сильно менять. Будь они немного другими, — и ни наша материя, ни Вселенная, ни Земля, ни люди не возникли бы. Стандартная модель не объясняет причины этого удивительного совпадения.

"Будущая теория должна объяснить, как возникли заряженные частицы, почему у них такие масса, заряд, почему у поля Хиггса именно такие свойства, а не другие", — поясняет профессор.


Нейтрино и дополнительные измерения

За рамками Стандартной модели и проблема нейтрино — частиц-призраков, мириады которых рождаются внутри Солнца и в ядерных реакторах. Они очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, и чтобы их изучать, ученые строят огромные сверхчувствительные детекторы.

"Согласно Стандартной модели, масса нейтрино равна нулю, но эксперимент показал, что масса, хоть и очень маленькая, не нулевая. Ничего революционного в этом нет. Немножко подправили формулы", — говорит Игорь Бойко.

Но почему нейтрино в миллион раз легче других частиц? Почему не в тысячу? Какой механизм отвечает за это?
"Можно и не отвечать на эти вопросы, и все же хочется иметь обоснование. Ведь отличие нейтрино от других частиц из чего-то следует. Есть гипотезы о тяжелых нейтрино, смешивающихся с легкими. Это можно будет проверить на ускорителе CLIC", — подчеркивает ученый.

Не находит объяснения в Стандартной модели и гравитационное взаимодействие, проблема антиматерии, которой почему-то очень мало во Вселенной по сравнению с обычной материей.

"Вырисовывается странная картина. С одной стороны, есть необъяснимые явления, и Стандартная модель должна где-то обязательно дать сбой, с другой — отклонений от теории до сих пор не обнаружено, хотя ученые проводят все более тонкие и точные эксперименты ", — отмечает Сергей Рубин.

По его мнению, ответы на многие из этих вопросов можно получить на основе концепции дополнительных измерений.
"Я этим занимаюсь, мне эта идея очень нравится, потому что дает надежду построить со временем ту самую Следующую Теорию. Но, боюсь, эти измерения окажутся такими маленькими, что мы никогда не откроем их напрямую. Впрочем, объяснить с их помощью все наблюдаемые эффекты — тоже достойная цель. Думаю, тут потребуются усилия многих ученых", — заключает профессор.
https://ria.ru/20190...1552364840.html

#1465 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 05 Апрель 2019 - 07:30

Астрономы увидели пережившее превращение звезды в белый карлик планетное ядро

Изображение
University of Warwick / Mark Garlick

Астрономы обнаружили свидетельства существования небольшого плотного тела на близкой орбите у белого карлика. Это исключительно редакая ситуация, так как объект обращается вокруг звезды всего за два часа, в то время как предыдущая эволюция светила должна была очистить непосредственное окружение от подобных тел. Это всего второй случай, когда планетоподобное тело обнаруживают на орбите у белого карлика. Авторы статьи, опубликованной в Science, считают, что это металлическое ядро бывшей планеты.

Большинство звезд, в том числе и наше Солнце, в конце эволюции превратятся в белые карлики — компактные объекты по размеру сравнимые с Землей, удерживаемые от дальнейшего коллапса давлением вырожденного ферми-газа электронов. Такая судьба ждет все светила с начальной массой примерно от 0,8 до 8 солнечных. Однако перед достижением этого состояния звезды проходят через ряд относительно непродолжительных стадий красных гигантов, во время которых их размер значительно увеличивается, иногда до нескольких сотен раз. Также само превращение в белый карлик сопровождается сбрасыванием внешних оболочек. Соответственно, в такие периоды светила должны поглощать или сводить с орбит все находящиеся рядом тела.

Получается, что в окрестностях белых карликов не должно быть каменных тел, богатых тяжелыми элементами. Тем не менее, спектры около четверти белых карликов указывают на наличие таких атомов в атмосферах звезд, в то время как благодаря большой гравитации и маленькому размеру, они должны очень быстро тонуть во внутренней области, оставляя на поверхности лишь гелий. Существование таких белых карликов, называемых загрязненными (polluted white dwarfs), объясняют постоянным попаданием вещества из окружающего пространства. Этому также есть и наблюдательные подтверждения, так как у около четырех процентов белых карликов наблюдаются пылевые диски. Подробнее о планетных белых карликов можно узнать в видео Постнауки.

Тем не менее, обнаружение относительно крупных тел в этих дисках — исключительно редкое событие. До недавнего времени был известен только один подобный случай — белый карлик WD 1145+017, который наблюдался телескопом «Кеплер». В его данных ученым удалось выделить серию периодических уменьшений яркости, что говорило о прохождении непрозрачного тела по диску звезды. Однако эти изменения были несимметричны во времени и существенно менялись от раза к разу. Авторы пришли к выводу, что им удалось наблюдать разрушение карликовых планет, планетезималей или ядер каменных планет под действием яркого излучения и приливных сил со стороны белого карлика.

В работе астрономов под руководством Кристофера Менсера (Christopher Manser) из Уорикского университета описывается второй подобный случай. В данной ситуации астрономы использовали спектроскопические данные с наземного Большого Канарского телескопа. Они обнаружили периодические вариации в величине и форме линии излучения Ca II, которая порождается веществом в остаточном газовом диске. Период обращение обнаруженного объекта составляет около двух часов, что говорит о близости тела к белому карлику SDSS J1228+1040.

Оценки ученых показывают, что для противодействия приливному воздействию звезды тело должно быть очень плотным по планетным меркам: минимальная плотность для твердого объекта составляет около восьми грамм на кубический сантиметр, что примерно соответствует железу, а если данное тело жидкое, то оно должно быть еще в пять раз плотнее. Соответствующие оценки для размера дают значение от 200 до 4 километров. Также астрономы выдвигают гипотезу о его происхождении — скорее всего это, металлическое ядро каменной планеты, кора и мантия которой разрушились и отделились при приближении к звезде на более ранних этапах.

Результаты работы показывают возможность существования относительно крупных каменных тел на близких орбитах к белым карликам. Этот вывод важен как в контексте эволюции звезд и их планетарных систем, так и в контексте геологии, так как исследования испаряющихся с поверхности такого объекта веществ может рассказать о составе ядер каменных планет, что невозможно узнать непосредственно в случае Солнечной системы. Также необходимо отметить, что авторы использовали не транзитный метод исследования, благодаря которому удалось обнаружить большинство известных на данный момент экзопланет, а спектроскопические наблюдения. Данный подход не чувствителен к геометрическому расположению плоскости орбит, в то время как для наблюдения транзитов объекты обязаны проходить между звездой и наблюдаталем.

Исследования белых карликов важны для предсказания будущего всех звезд средних масс, в том числе Солнца. Недавно международный коллектив предсказал превращение ядер таких светил в гигансткие кристаллы. Также за последние годы ученым первые удалось напрямую наблюдать сжатие белого карлика.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...ted-white-dwarf





Инженеры миссии InSight подтвердили столкновение бура с препятствием

Изображение
NASA / JPL-Caltech

Инженеры миссии InSight провели диагностические работы по определению состояния бура HP3, который ранее приостановил свою работу из-за столкновения с препятствием в грунте. Анализ данных еще продолжается, однако факт наличия препятствия в виде горной породы подтвержден. Несмотря на то, что у исследователей есть еще идеи по восстановлению работоспособности буровой установки, не исключается вероятность провала операции, сообщается на портале Spaceflight Now.

Старт новой автоматической исследовательской миссии InSight состоялся в мае 2018 года. Основная ее задача — исследование внутреннего строения Марса и геологических процессов, идущих в его недрах. Посадка на поверхность планеты произошла в ноябре 2018 года в районе нагорья Элизиум. В середине декабря прошлого года на поверхность Марса спустили сейсмограф SEIS, который вскоре накрыли ветро- и теплоизолирующим колпаком. В феврале 2019 года на поверхность планеты опустили второй научный инструмент миссии — бур HP3, предназначенный для измерения тепловых потоков в марсианском грунте. В начале февраля начала свое полноценное функционирование система APSS, собирающая данные о погодных условиях, а не так давно станция смогла пронаблюдать три кратковременных затмения Солнца одним из спутников Марса, Фобосом.

В настоящий момент все научные инструменты миссии функционируют в штатом режиме, кроме инструмента HP3, который ранее приостановил свою работу на глубине в 30 сантиметров. Предполагалось, что бур столкнулся с крупным фрагментом скальной породы и не может пройти дальше, либо его задняя часть зацепилась за опорную конструкцию при встрече с небольшим камнем, из-за чего сейчас сохраняется наклон примерно на 15 градусов относительно вертикальной оси. Ранее было принято решение провести короткую серию диагностических ударов и подключить к работе датчики сейсмографа.

Это удалось сделать и данные еще анализируются, при этом задачу усложняет необходимость учитывать поглощение вибраций почвой и элементами буровой установки. Тем не менее, уже обработанные данные подтвердили наличие препятствия, похожего на горную породу. Команда миссии также рассматривает возможность использовать 2,4-метровую роботизированную руку IDA (Instrument Deployment Arm), чтобы изменить положение опорной конструкции и, возможно, облегчить задачу возвращения буру функциональности — если мешает небольшой камень, бур сможет обойти его, если будет наклонен под углом 45 градусов к вертикали.

«Полностью мы еще не сдались», — сказал Брюс Банердт (Bruce Banerdt), руководитель миссии InSight, на прошлой неделе на заседании комитета Национальной академии наук по астробиологии и планетологии. «Это не выглядит многообещающе, но у нас все еще есть достаточно разумный шанс завершить бурение».

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 другом нашем материале «Сейсмограф для Марса».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne.../maybe-fail-HP3





В окрестностях туманности Конская Голова

Изображение
Авторы и права: Марио Заунер
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Знаменитая туманность Конская Голова в Орионе не одинока. Глубокая экспозиция показывает, что темная фигурка с такими знакомыми очертаниями, которая видна прямо под центром картинки – это часть огромного комплекса поглощающей свет пыли и светящегося газа. Чтобы хорошо рассмотреть окрестности Конской Головы, астроном-любитель использовал телескоп за заднем дворе в Австрии. Он наблюдал за этой областью неба в течение 7.5 часов, регистрируя излучение водорода (показано красным цветом), кислорода (зеленый цвет) и серы (синий цвет). На полученной в результате эффектной картинке видны подробности запутанного узора из клочков газа и заполненных пылью волокон, которые в течение миллиардов лет возникали и формировались под воздействием звездных ветров и древних сверхновых. Туманность Пламя видна левее Конской Головы, а яркая звезда вверху слева – Альнилам – центральная звезда в Поясе Ориона. Туманность Конская Голова находится на расстоянии 1500 световых лет в созвездии Ориона.
http://www.astronet.ru/db/msg/1465006




Мессье 2

Изображение
Авторы и права: ЕКА, телескоп им.Хаббла, НАСА, Дж.Пиотто и др.
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Это гигантское звездное скопление – второй после Крабовидной туманности, или M1, объект в знаменитом списке "не комет", составленном астрономом 18-го века Шарлем Мессье. М2 – одно из самых больших шаровых звездных скоплений, населяющих гало нашей Галактики Млечный Путь. Мессье описал этот объект как туманность без звезд, однако на этом великолепном изображении, полученном телескопом им.Хаббла, видны звезды в центральной области М2 размером в 40 световых лет. Скопление состоит из около 150 тысяч звезд, а его полный диаметр – 175 световых лет. Скопление расположено в созвездии Водолея и удалено от нас на 55 тысяч световых лет. Возраст этого древнего обитателя Млечного Пути, известного также как NGC 7089 – 13 миллиардов лет.
http://www.astronet.ru/db/msg/1465116





Инструмент для изучения темной энергии сделал первый снимок

Инструмент Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), предназначенный для изучения темной энергии, получил свой первый снимок.

Редакция ПМ

Изображение
DESI Collaboration

Инструмент Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) получил свой первый снимок 1 апреля: он смог заснять галактику Водоворот (Messier 51), находящуюся в созвездии Гончие Псы, в 23 миллионах световых лет от Земли. На данный момент установка DESI, впрочем, еще не завершена: инструмент продолжают устанавливать на телескоп Mayall в Аризоне, США; первые же снимки были сделаны инструментом в ходе ранних тестов, в ходе которых были протестированы шесть недавно установленных больших линз (они, как отмечается, увеличили поле обзора примерно в 16 раз).

The Making of the Largest 3D Map of the Universe
https://youtu.be/kPXx9tqyzYg

Как ожидается, когда подготовка DESI будет завершена, он сможет изучить спектры более чем 30 млн галактик и квазаров, что может сообщить об удаленности и скорости данных объектов. Последнее же, в свою очередь, поможет больше узнать о темной энергии — гипотетической энергии, которая помогает объяснить ускорение расширения Вселенной.
https://www.popmech....-pervyy-snimok/






Ферровулканизм на металлических астероидах

Изображение
sciencenews.org

Ученые исследуют новый тип планетарной активности – ферровулканизм – по металлическим астероидам, - пишет sciencenews.org.

Представьте себе металлический астероид, извергающий расплавленное железо, и вы получите суть ферровулканизма - нового типа планетарной активности, предложенного недавно двумя исследовательскими группами.

Когда в 2022 году НАСА запустит исследование металлического астероида Психея, ученые-планетологи смогут найти признаки такой вулканической активности в прошлом объекта. В рамках нового исследования «впервые кто-то выяснил, как вулканизм может выглядеть на этих астероидах», - говорит ученый-планетолог Джейкоб Абрахамс из Калифорнийского университета в Санта-Крус.

Считается, что металлические астероиды - это открытые, богатые железом ядра планетезималей, которые потерпели катастрофическое столкновение по мере развития Солнечной системы, прежде чем превратиться в полноразмерные планеты. Обнаженное ядро ​​могло быть подвержено воздействию холодного пространства, еще будучи расплавленным. По словам Абрахамса и планетолога Фрэнсиса Ниммо, также из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, в таком случае ядро замерзло и застыло бы снаружи, образуя твердую железную корку, которая была бы плотнее, чем лежащее в центре расплавленное железо.

Такое несоответствие плотности является одной из предпосылок образования вулканов на Земле, то есть более легкий и плавучий материал, поднимающийся сквозь трещины в коре мог бы привести образованию извергающих железо вулканов на металлических астероидах.

Другой способ, которым ферровулканизм мог произойти на металлических астероидах, был описан ученым-планетологом Брэндоном Джонсоном из Университета Брауна в Провиденсе. Если бы в остывающем железном ядре также было немного камня и серы, ядро могло бы быть заключено в кокон под каменистой, а не железной корой. При дальнейшем охлаждении активной зоны участки обогащенной железом жидкости с растворенной в них избыточной серой затвердевали бы медленнее, чем окружающие материалы. По словам Джонсона, эти жидкие участки должны были быть более плавучими, чем порода над ними, что заставило бы их пробираться вверх и наружу.

Джонсон говорит, что, если у Психеи тако скалистый покров над железом, это может объяснить, почему астероид выглядит гораздо менее плотным, чем ожидалось.

«Мы продолжали думать, что это слишком дико и не может быть верным, - говорит Джонсон, об идее ферровулканизма. - Но мы не могли доказать себе, что это не сработает. Если другая группа в то же время выступила с той же идеей, то она не могла быть абсолютно невозможной».

Космический корабль «Психея» начнет искать признаки прошлого ферровулканизма, когда достигнет одноименного астероида, расположенного в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, в 2026 году, - говорит главный исследователь миссии и ученый-планетолог Линди Элкинс-Тантон из Университета штата Аризона в Темпе.

Важно также, что, если бы Психея вращалась во время охлаждения, ее расплавленное ядро ​​могло бы генерировать магнитное поле. Вулканические потоки, которые охлаждались на поверхности астероида, могли бы зафиксировать это магнитное поле, которое ученые тоже смогут увидеть.

Источник: www.sciencenews.org
https://scientificru...skih-asteroidah

#1466 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 06 Апрель 2019 - 07:36

Израильский лунный зонд сфотографировал обратную сторону Луны

Изображение
Снимок Земли и обратной стороны Луны, полученный «Берешитом» во время маневра выхода на окололунную орбиту
SpaceIL

Первый израильский посадочный лунный аппарат «Берешит» прислал снимки, сделанные во время маневра выхода на окололунную орбиту. На кадры попала обратная сторона Луны и Земля, сообщается в твиттере миссии.

Старт лунного зонда «Берешит» (‏первое слово книги Бытия, «в начале») состоялся 22 февраля 2019 года. Аппарат создан израильской некоммерческой организаций SpaceIL в рамках конкурса Google Lunar XPRIZE, однако после того, как конкурс был закрыт, команде разработчиков все же удалось собрать необходимые средства для продолжения работы и оплаты запуска. Стартовая масса зонда составляет 585 килограмм (из которых 160 килограмм приходится на сам аппарат), а его размер в поперечнике вместе с раскрытыми посадочными опорами составляет 2,3 метра, что делает его самым маленьким аппаратом, когда либо запускавшимся к естественному спутнику Земли. Зонд несет на себе шесть 8-мегапиксельных цветных камер, магнитометр, цифровую капсулу времени и лазерные уголковые отражатели.

После успешного запуска аппарат вышел на эллиптическую орбиту и пережил два сбоя в работе, последствия которых удалось устранить, после чего выполнил все запланированные маневры по поднятию апогея орбиты и сделал несколько фотографий, на которые попала Земля. 31 марта «Берешит» последний раз пролетел вблизи Земли, после чего вышел на траекторию, финалом полета по которой вечером 4 апреля стал успешный маневр выхода на окололунную эллиптическую орбиту, на которой зонд находится сейчас. Таким образом Израиль стал седьмой по счету страной, у которой получилось доставить свой аппарат к естественному спутнику Земли. Во время сближения с Луной аппарат при помощи камер получил несколько кадров, на которые попала поверхность обратной стороны Луны и Земля.

Изображение



Изображение
#Beresheet is in an excellent orbit! during the critical maneuver yesterday Beresheet took some amazing photos of the far side of the #Moon!
picture A: The far side of the moon during the maneuver at 470 km Hight.
picture B: The far side of the moon with Earth in the background
https://twitter.com/...5687424/photo/1

В течение следующей недели ожидаются новые включения двигателей, для того, чтобы зонд вышел на круговую 200-километровую орбиту вокруг Луны. «Берешит» совершит мягкую посадку на Луну 11 апреля 2019 года в северо-восточной части Моря Ясности, где находится одна из магнитных аномалий, в нескольких сотнях километров от мест посадки миссий «Аполлона-15» и «Аполлона-17». После прилунения аппарат проработает на Луне два-три земных дня, после чего выйдет из строя, так как не имеет системы защиты от перегрева.

Ранее мы рассказывали о том, что Индия повредила посадочную платформу своего лунохода во время испытаний, и как NASA отдаст доставку грузов на Луну частникам.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...eresheet-photos





Спускаемая камера «Хаябусы-2» подтвердила создание ударного кратера на астероиде

Изображение
Вид пенетратора SCI после отделения от «Хаябусы-2»
JAXA

Снимки с камер японской межпланетной станции «Хаябуса-2» подтвердили, что на поверхности астероида Рюгу удалось создать искусственный ударный кратер, из которого затем произведут забор новой пробы вещества, сообщается (1,2) на сайте Японского агентства аэрокосмических исследований.

Автоматическая межпланетная станция «Хаябуса-2» была запущена в конце 2014 года и предназначена для исследования околоземного 500-метрового астероида (162173) Рюгу в течение полутора лет. В июне прошлого года станция прибыла к астероиду и вышла на стабильную орбиту вокруг него, а затем высадила на поверхность астероида два небольших спускаемых модуля MINERVA-II и аппарат MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), а также совершила первую операцию по забору пробы грунта, выстрелив танталовой пулей в поверхность астероида в момент максимального сближения, после чего при помощи грунтозаборного устройства собрала пыль и мелкие обломки породы, поднявшиеся вверх, и вернулась на рабочую 20-километровую орбиту. Весь процесс снимался при помощи камер и вскоре был опубликован таймлапс операции.

Новой задачей для миссии стал забор пробы грунта из внутренних слоев Рюгу. Для этого 4 апреля 2019 года станция начала спуск с 20-километровой орбиты до высоты 500 метров, после чего ранним утром 5 апреля сбросила пенетратор SCI (Small Carry-on Impactor), состоящий из медного снаряда массой 2,5 килограмма и 4,5-килограммового заряда взрывчатого вещества, который сработал через 40 минут на расстоянии 100–200 метров от поверхности, разогнав снаряд до двух километров в секунду. Момент отделения пенетратора от станции запечатлела бортовая камера ONC-W1, после чего станция начала резкий набор высоты, чтобы избежать столкновения с выброшенным с поверхности веществом. За самим процессом создания кратера наблюдала спускаемая камера DCAM3, которая была также сброшена с борта «Хаябусы-2», ей удалось запечатлеть выброс вещества с поверхности, что служит подтверждением успешности операции SCI.

Изображение
Момент соударения медного снаряда с поверхностью Рюгу. Снимок камеры DCAM3
JAXA

Ударный кратер станет местом дальнейшей научной работы орбитального аппарата. Через две недели «Хаябуса-2» снизится и осмотрит кратер в рамках операции CRA2 и лишь потом будет принято решение о снижении и заборе грунта. Далее проба будет помещена в возвращаемую на Землю капсулу.

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

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...eration-success







Марсоход Curiosity смог запечатлеть сразу два солнечных затмения

Марсоход NASA Curiosity запечатлел транзит Фобоса и Деймоса, спутников Марса, по диску Солнца. Уникальные кадры не только впечатляют, но и помогают науке.

Прохождение по солнечному диску Деймоса, меньшего спутника Марса, произошло 17 марта 2019 года, а более крупный Фобос совершил транзит 26 марта 2019 года.


Изображение
Анимация транзита Деймоса по диску Солнца 17 марта 2019 года. Credit: NASA/ JPL-Caltech/MSSS.


Изображение
Анимация транзита Фобоса по диску Солнца 26 марта 2019 года. Credit: NASA/ JPL-Caltech/MSSS.

Для наблюдения этого явления марсоход Curiosity имеет специальный фильтр на своей камере Mastcam. Точное время затмения для определённого региона Марса рассчитывается специальными алгоритмами на Земле. На основе этих данных специалисты готовят соответствующие команды для марсохода, а после их заранее отправляют на Красную планету. Curiosity автоматически устанавливает фильтр и направляет камеру в нужную точку марсианского неба, а в момент транзита начинает проводить съёмку явления. Полученные данные отправляются на Землю.

Подобные транзиты также наблюдались марсоходами Spirit и Opportunity. Они работали на Марсе с 2004 года и, к сожалению, уже отключись. Curiosity же в строю с 2012 года.

Эти кадры действительно завораживают, но они также очень важны для науки. Об этом рассказал член команды миссии Curiosity Марк Леммон из Техасского университета A&M:

«До того, как в 2004 году совершили посадку марсоходы Spirit и Opportunity, в данных об орбите каждой из лун была гораздо большая неопределенность, чем сегодня. Например, когда мы впервые увидели, как Деймос затмевает Солнце, мы обнаружили, что он был в 40 километрах от места, в котором по расчётам должен был находиться. Дополнительные наблюдения помогают определить детали орбиты каждой луны, так как они всё время меняются в ответ на гравитационное притяжение Марса, Юпитера или даже от взаимного притяжения».

За всю историю было запечатлено около сорока транзитов Фобоса и лишь восемь Деймоса.
https://kosmos-x.net...2019-04-04-5663






Ночное небо от телескопа Pan-STARRS

Изображение
Авторы и права: Р.Уайт (Научный институт космического телескопа) и Научный консорциум PS1
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Эта картинка астрономического неба – мозаика из изображений, полученных обсерваторией Pan-STARRS. Снимки были получены на 1.8-метровом телескопе, расположенном на горе Халеакала на острове Мауи, на планете Земля. Северный полюс мира находится в центре картинки. Круглый внешний край картинки соответствует склонению -30 градусов, до этого предела южное небо можно наблюдать на Гавайях. Богатые звездные поля и облака космической пыли в плоскости нашей Галактики Млечный Путь протянулись вдоль всего изображения, яркая центральная область Галактики находится внизу. Картинка представляет данные, полученные в течение четырех лет телескопом Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System – Панорамный обзорный телескоп и система быстрого реагирования), в настоящее время это самый большой цифровой обзор неба на нашей планете. В 2017 году Pan-STARRS был использован для подтверждения межзвездного происхождения объекта Оумуамуа, посетившего нашу Солнечную систему.
http://www.astronet.ru/db/msg/1465264






Ученые Самарского университета и их коллеги из США выяснили механизмы образования стройматериала для метеоритов и планет

Изображение

Коллектив ученых Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева, Международного университета Флориды, Гавайского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса (Беркли) предложил и в ходе эксперимента подтвердил механизмы образования первичного строительного блока для части метеоритов и планет — молекулы трифенилина, сообщает пресс-служба Самарского национального исследовательского университета. Результаты исследования опубликованы в статье "Gas-Phase Synthesis of Triphenylene (C18H12)" и помещены на обложку высокорейтингого журнала ChemPhysChem.

Трифенилин является ключевым элементом, вокруг которого формируются более крупные графеноподобные структуры. Его молекулы постепенно "слипаются" в слоеные наночастицы. Последние, сталкиваясь друг с другом, соединяются в частицы сажи и углеродной пыли. Благодаря силе притяжения пыль собирается в простейшие метеориты — углистые хондриты, а затем в другие, более крупные небесные тела, в том числе планеты.
Эту гипотезу подтвердили квантово-механические расчеты, проведенные коллективом ученых Самарского университета из научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения", созданной при поддержке мегагранта правительства России "Разработки физически обоснованных моделей горения" (грант № 14.Y26.31.0020). Целью исследований является изучение механизмов образования вредных веществ в камерах сгорания, к которым относятся полиароматические углеводороды (ПАУ), наночастицы и сажа.

"По сути, мы нашли один из стартовых механизмов реакций, запускающих процесс образования наночастиц, сажи и углеродной пыли как в камерах сгорания двигателей, так и в молекулярных облаках галактик", — говорит руководитель лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета, профессор Международного университета Флориды Александр Мебель.

Расчеты показали, что процесс формирования трифенилина может протекать не только в пламенах при высоких температурах, но и в условиях сверхнизких температур в межзвездном пространстве, запуская механизм роста плоских полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) вплоть до наноразмерных частиц. Кроме того, как показывает анализ частиц сажи и залетевших на Землю из космоса углистых хондридов, в их составе содержится весь спектр частиц — начиная от простейших ПАУ до наночастиц графена.

"Наша работа вызвала широкий интерес у научного сообщества не только потому, что мы нашли механизм образования молекулы трифенилина, но и определили все кинетические константы процессов задействованных в этой реакции", — добавил Александр Мебель. По этой причине полученные в ходе исследования данные, уверен профессор Международного университета Флориды, будут востребованы как инженерами-разработчиками для создания экологичных камер сгорания авиационных и автомобильных двигателей, работающих на углеводородных топливах, так и учеными, которые исследуют процессы формирования различных галактических макроструктур из атомно-молекулярных скоплений.

Источник: ssau.ru
https://scientificru...oritov-i-planet

#1467 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 07 Апрель 2019 - 08:16

OSIRIS-REx показал экваториальный хребет Бенну крупным планом

Изображение
NASA/Goddard/University of Arizona

Межпланетная станция OSIRIS-REx прислала новый снимок, на котором показан крупный план участка экваториального хребта астероида Бенну. Съемка проводилась в рамках программы создания глобальных детальных карт астероида и его точной трехмерной модели, сообщается на сайте миссии.

Старт автоматической межпланетной станции OSIRIS-REx состоялся в сентябре 2016 года. Главная цель миссии — изучение 500-метрового околоземного астероида (101955) Бенну, относящегося к спектральному классу В. Станция достигла своей цели 3 декабря 2018 года, после чего начала изучение состава грунта при помощи спектрометров. Ожидается, что в начале июля 2020 года станция сблизится с поверхностью астероида и при помощи специального манипулятора соберет с нее 60 граммов пыли и фрагментов породы. После этого в марте 2021 года космический аппарат отправится к Земле и сбросит капсулу с грунтом в сентябре 2023 года.

В настоящий момент OSIRIS-REx проводит наблюдения по программе Detailed Survey: Baseball Diamond, которая завершится к середине апреля. Задачей программы является построение точной модели формы астероида по данным лидара OLA, а также создание детальных (с разрешением до 35 сантиметров на пиксель) цветных и панхроматических карт поверхности при помощи бортовых камер MapCam и PolyCam.

29 марта 2019 года в рамках этой программы камера PolyCam сделала снимок участка экваториального хребта на астероиде Бенну. На момент съемки аппарат находился над северным полушарием астероида и совершал четвертый по счету близкий пролет мимо Бенну. Ширина области, показанной на снимке, составляет 51,2 метра, яркий небольшой прямоугольный валун в центре изображения имеет ширину 2,4 метра. Можно заметить, что поверхности хребта покрыта реголитом, который темнее, чем окружающие хребет скалы и валуны — это может указывать на различия в минеральном составе.

Исследование астероида Бенну может дать важную информацию о формировании и эволюции Солнечной системы, включая и ответ на вопрос о том, какие малые тела могут быть ответственны за поставку аминокислот и воды на молодую Землю. О том, что уже узнали ученые об астероиде, читайте в нашем материале «Небесное тело алмазной формы».

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...ial-ridge-Bennu





Звезда, которая не должна существовать: аномальное открытие

Астрономы обнаружили невероятно древнюю звезду, которая родилась еще на заре формирования Вселенной — и она не перестает удивлять научное сообщество.

Василий Макаров

Изображение

В ореоле Млечного Пути кружит крошечная древняя звезда под названием J0023 + 0307. С одной стороны — это вполне заурядное небесное тело, но если изучить его более пристально — внезапно выяснится, что у нее нет углеродного следа, который могли бы отследить астрономы. Это настолько странно, что команда исследователей, которая обнаружила светило, даже заявила, что эта звезда «попросту не должна существовать».

Теперь же они открыли еще одно удивительное обстоятельство. По всей видимости, звезда полна лития. Само по себе это обстоятельство у старых звезд встречается довольно часто, однако J0023 + 0307 сформировалась в первые 300 миллионов лет после Большого взрыва, сразу после того, как начало умирать самое первое поколение звезд. И вот тут начинаются странности.

Когда Вселенная только сформировалась (ученые придерживаются теории о том, что это произошло примерно 13,8 миллиардов лет назад), естественным путем образовались только самые легкие элементы. Среди них водород и гелий, а также очень небольшое количество лития и, возможно, бериллия. Процесс, в результате которого эти элементы образовались из первичного моря нейтронов, протонов, электронов, позитронов, фотонов и нейтрино, называется нуклеосинтезом Большого взрыва.

В свою очередь, тяжелые элементы появились позже. Они сформировались внутри первых звезд под воздействием колоссального давления и температуры. Позже, когда первое поколение звезд отжило свое, эти элементы были высвобождены во внешний космос и захвачены новорожденными звездами. Именно благодаря этому обстоятельству астрономы и могут довольно точно установить возраст той или иной звезды. Если в звезде нет большого количества тяжелых элементов (такие светила носят аббревиатуру EMP, или звезд с низким содержанием металлов) — то это яркий признак того, что звезда сформировалась еще в те времена, когда во Вселенной попросту не было этих веществ.

Содержание железа в J0023 + 0307 в 1000 раз меньше, чем у Солнца, что делает ее звездой с одним из самым низким содержанием железа среди известных светил. При этом содержание лития в ней примерно такое же, как у прочих родственных звезд. Это очень странно: обычно при колоссальных температурах, необходимых для синтеза водорода внутри звезды, литий попросту разрушается. Науке известны более крупные звезды, литий внутри которых худо-бедно удерживается в более холодных, внешних слоях газа. Но вот в мелких, горячих звездах, литий обычно отсутствует полностью.

У ученых существует предположение, что температура древних звезд с низким содержанием металлов ниже, чем у более молодых. Вероятно, J0023 + 0307 содержит атомы лития, которые образовались еще в процессе нуклеосинтеза Большого взрыва. Если эта теория верна, то в будущем они могут помочь нам пролить немного света на самую главную тайну Вселенной — тайну ее рождения.
https://www.popmech....alnoe-otkrytie/

#1468 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 08 Апрель 2019 - 08:51

Взгляд в бездну

Сможет ли Телескоп горизонта событий увидеть черную дыру

Согласно сообщению Европейской южной обсерватории, 10 апреля астрофизики сообщат о важных результатах работы Телескопа горизонта событий — крупной сети радиотелескопов. Этот международный проект затевался с целью детального исследования непосредственных окрестностей сверхмассивных черных дыр, расположенных в центрах каждой галактики, в том числе и Млечного Пути. Ожидается, что совместная работа многих телескопов позволит разглядеть саму черную дыру, точнее ее тень. Как менялось наше представление об образе черных дыр, что в этом контексте означает «увидеть» и как здесь помогут радиотелескопы?

Безусловно, наиболее распространенным в массовой культуре изображением черной дыры является образ Гаргантюа в фильме «Интерстеллар», за научную достоверность которого отвечал известный американский астрофизик Кип Торн. Получившаяся картинка действительно изобилует деталями и проявлениями непривычных оптических эффектов. Однако по настоянию режиссера Кристофера Нолана научная точность была частично принесена в жертву зрелищности, что, тем не менее, не превращает результат в абсурдное творение компьютерной графики. Будут ли впервые полученные астрономами изображения хотя бы отдаленно напоминать порождение цифровых технологий?

Цитата

Определение черной дыры гласит: это объект с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может отдалиться от него на бесконечное расстояние. Так как скорость свет является предельной скоростью движения любого материального объекта, то из черной дыры не может выбраться никакое тело. Сама концепция таких объектов близко связана с современным взглядом на гравитацию — общей теорией относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна — и представлением тяготения в ней через искривление пространства-времени.

Черные дыры в некотором смысле остаются объектами гипотетическими, но астрономы практически не сомневаются в их реальности, так как получено огромное количество косвенных свидетельств их существования, начиная от наблюдений тесных двойных систем и до гравитационных волн. Однако непосредственных наблюдений черных дыр до сих пор не существовало.
Это связано в первую очередь с их чрезвычайно малым размером и большой удаленностью: так, силуэт сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, согласно оценкам, должен быть виден под углом около 10 микросекунд дуги. Также существуют дополнительные осложнения: находящиеся рядом объекты могут мешать наблюдениям, а распространяющийся сквозь космическую среду сигнал будет поглощаться или рассеиваться, искажая изображение.

Тем не менее, ученые давно задумались над вопросом о том, как могла бы выглядеть черная дыра, — ведь в смысле гравитации это объект с экстремальными свойствами, у которого должны происходить необычные явления.

В частности, притяжение черной дыры будет значительно искривлять траектории лучей света в окрестности, а время будет течь иначе с точки зрения удаленного наблюдателя. Также изучение теней черных дыр позволит исследовать ряд фундаментальных вопросов, таких как точность предсказаний теории Эйнштейна в случае настолько сильных полей, корректность текущего понимания механизмов выделение энергии в их окрестности и многие другие, в том числе связанные с экзотическими теориями вроде кротовых нор.

Изображение
Жан-Пьер Люмине. Черная дыра (модель, 1979)

Первое научно обоснованное изображение черной дыры получил французский астрофизик Жан-Пьер Люмине (Jean-Pierre Luminet) в 1979 году. Так как сама черная дыра по определению не может быть источником света, на изображении показано свечение газа, вращающегося вокруг черной дыры и постепенно падающего в нее.

На этой картинке, сделанной при помощи математических выкладок, расчета на раннем компьютере IBM 7040 и туши, уже заметны основные необычные эффекты: видимый почти с ребра светящийся газовый диск оказывается искривлен из-за действия гравитации, а все изображение несимметрично, так как с одной стороны значительно усилено из-за движения вещества в сторону наблюдателя, а с противоположной стороны — ослаблено.

Однако это ранее изображение не учитывает рассеяния на межзвездной среде и сделано для всех длин волн одновременно. Настоящие телескопы регистрируют лишь небольшую часть электромагнитного спектра. Более того, работающие в разных диапазонах приборы значительно отличаются друг от друга по оптическим параметрам, таким как, например, разрешающая способность. Оказывается, что единственным подходящим для подобных наблюдений инструментом является сеть радиотелескопов, а наилучшим объектом — сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути.

Цитата

Центральный объект нашей Галактики, называемый Стрелец A* или Sgr A*, является достаточно ярким и компактным источником радиоизлучения. Также регистрируется его излучение в инфракрасной, рентгеновской и других частях спектра. Однако в оптическом диапазоне он фактически невидим из-за очень сильного поглощения межзвездной пыли на таких частотах. Его исследования начались еще в середине XX века, но значительно продвинуло наше понимание его природы открытие звезд на его орбите ближе к концу столетия. Слежение за их движением в течение последних лет позволили с высокой точностью определить массу центрального объекта, которая оказалась равна примерно четырем миллионам солнечных. По современным представлениям, никакой другой объект кроме черной дыры не может обладать такой большой массой и быть при этом настолько маленьким.

Чем же радиотелескопы выгодно отличаются в данном случае? Во-первых, только в этом диапазоне на данный момент возможно полноценное объединение приборов в сеть — интерферометр. Во-вторых, в области радиоволн можно подобрать частоту, на которой галактический центр относительно легко просматривается без чрезмерного рассеяния.

Идея интерферометра заключается в том, что один и тот же объект наблюдают несколько инструментов, а затем их данные с указанным точным временем наблюдений сводятся и совместно обрабатываются. Проведя множество таких сеансов при различных расстояниях между принимающими телескопами, можно с высокой точностью восстановить изображение объекта с таким угловым разрешением, как будто его наблюдал инструмент с размером, равным максимальному расстоянию между приемниками.

Изображение
Расположение отдельных радиотелескопов, образующих вместе Телескоп горизонта событий
eso.org

Наиболее крупный проект подобного типа — это Телескоп горизонта событий, который представляет собой интерферометр, собирающий данные с распределенных по всему земному шару радиотелескопов. Что сможет увидеть этот комбинированный прибор?

Совместные наблюдения должны обладать разрешающей способностью на уровне 15 микросекунд. Диаметр самого горизонта событий Sgr A* — 10 микросекунд, но излучения не должно быть из области размером примерно 37 микросекунд, потому что настолько близко к черной дыре нет устойчивых орбит, все вещество должно быстро поглощаться ей. Следовательно, мы ожидаем увидеть провал в яркости в центре светящегося пятна — такое предсказывается только в случае черной дыры.

Изображение
Вид черной дыры в зависимости от угла между лучом зрения и плоскостью диска
J.-A. Marck, 1989

Следующий важный аспект — неизвестная геометрическая ориентация газового диска. Если его плоскость расположена перпендикулярно лучу зрения, то картина должна быть симметричной, а потемнение в центре будет наиболее заметно.

Если же между направлением к наблюдателю и диском будет другой угол, то изображение окажется более сложным, но и потенциально более информативным, так как искажения формы диска будут зависеть от гравитации, что позволит проверить теоретические модели. В случае малого угла между лучом зрения и плоскостью диска связанные со скоростью движения вещества эффекты будут максимальными, что приведет к настолько большой асимметрии, при которой будет наблюдаться только яркое пятно в форме полумесяца сбоку от положения черной дыры.

Изображение
Вид черной дыры с джетом в зависимости от ориентации и учета рассеяния. Левый столбец — данные моделирования, средний столбец — искаженное рассеянием изображение, правый столбец — предсказываемый вид изображения, восстановленного при помощи наблюдений на Телескопе горизонта событий
F. H. Vincent et al. / Astronomy & Astrophysics, 2019

Еще одним не до конца известным параметром является темп падения вещества на черную дыру в центре Галактики. Существуют оценки этой величины, но весьма неточные, в то время как она определяет степень активности объекта и, в частности, должна быть связана с возможным наличием джетов — узких струй вещества, с большой скоростью двигающихся от черной дыры перпендикулярно плоскости диска. Такие образования также должны вносить значительную асимметрию в распределение яркости.

Изображение
Компьютерные симуляции возможного вида черной дыры. Слева направо: черная дыра с диском в картинной плоскости без учета рассеяния и с ним, черная дыра с диском вдоль луча зрения без учета рассеяния и с ним
H. Falcke et al. / Classical and Quantum Gravity, 2013

Не стоит забывать и о рассеянии на межзвездной среде. Телескоп горизонта событий наблюдает в наиболее благоприятной области субмиллиметровых волн, но и в ней расположенные между нами и центром Млечного Пути облака заметно размоют изображение и сделают его менее четким, скрыв детали. Астрономы хорошо осведомлены об этом проблеме и умеют ее частично преодолевать, то есть улучшать качество получаемых данных, учитывая при обработке известные по другим измерениям параметры межзвездной среды и создаваемое ею искажение. Тем не менее, полностью избавиться от этого эффекта не получится.

Изображение
Черная дыра из фильма Кристофера Нолана «Интерстеллар»

В любом случае, мы не увидим картинки, подобной той, что была показана в фильме «Интерстеллар». Во-первых, в ней намеренно не учтены некоторые физические эффекты, а во-вторых, на текущем уровне развития техники нам не хватит разрешающей способности.

Научный консультант фильма Кип Торн, ставший нобелевским лауреатом за открытие гравитационных волн, подобно описывает процесс создания визуального образа черной дыры в книге «Интерстеллар: наука за кадром». Там рассказано как о деталях расчетов, так и о решении режиссера картины Кристофера Нолана не использовать максимально достоверное изображение.

Что же ученые хотят узнать от подобных измерений? Во-первых, как уже говорилось, это позволит протестировать общую теорию относительности и получить очередное, в некотором смысле, наиболее прямое доказательство существования черных дыр.

Во-вторых, ученые хотят лучше разобраться почему одни черные дыры являются центрами колоссальных источников излучения — квазаров, в то время как другие, в том числе Стрелец A*, ведут себя исключительно скромно и спокойно. С этим связаны как свойства аккреционных дисков из падающего вещества, так и наличие джетов.

В-третьих, будущие более детальные наблюдения помогут проверить экзотические гипотезы, например гипотезу о кротовых норах. В таком случае в центре изображений, где в классическом случае должна быть чернота горизонта событий, могут быть видны отдельные точечные или продолговатые источники — образы объектов с другой стороны туннеля в пространстве-времени.

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ma...lack-hole-photo





Эффектное небо в Скорпионе

Изображение
Авторы и права: Стефан Гуисар, Ночной мир
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Если бы Скорпион выглядел так хорошо для невооруженного глаза, люди запомнили бы его лучше. Обычно зодиакальное созвездие Скорпион выглядит как несколько ярких звезд. Оно хорошо известно, но на него редко обращают внимание. Чтобы получить такой эффектный снимок, нужна хорошая камера, цветные фильтры и программа цифровой обработки изображений. Чтобы подчеркнуть детали, для создания этого изображения были использованы длительные экспозиции в нескольких цветах, причем одна экспозиция была сделана в специфическом красном цвете, который излучается водородом. В результате на снимке можно увидеть замечательные детали. Слева на снимке вертикально проходит часть плоскости нашей Галактики Млечный Путь. В ней видны огромные облака из ярких звезд и длинные волокна из темной пыли. По диагонали от Млечного Пути к центру картинки идет темная пылевая полоса, известная как Темная Река. Эта река соединяется с некоторыми яркими звездами справа, которые являются частью головы и клешней Скорпиона, и включают яркую звезду Антарес. Выше и правее Антареса видна еще более яркая планета Юпитер. По всему снимку разбросаны красные эмиссионные туманности и голубые отражательные туманности. Скорпион постоянно виден на южном небе после заката в середине года.
http://www.astronet.ru/db/msg/1465552





Жители Самары засняли на видео падение метеорита

https://youtu.be/VeryB2shUG4

САМАРА, 7 апр — РИА Новости. В Самаре засняли яркую вспышку света, по словам директора клуба любителей астрономии "АстроСамара" Евгения Баранского, это было падение метеорита.

Видео появилось в группе "Подслушано. Самара" во "ВКонтакте". В комментариях люди писали, что накануне видели яркую вспышку света, которая сопровождалась громким звуком, похожим на взрыв. Очевидцами явления стали жители Самары в разных районах города.

"Судя по словам очевидцев и видео с камер наблюдения, это было падение метеорита", — сказал РИА Новости Баранский.
В ГУ МЧС по Самарской области подтвердили, что накануне вечером поступило сообщение о раздавшемся глухом звуке в Самаре, а также в центральных и южных районах региона.

"По результатам проведенной проверки происшествий и аварийных ситуаций в муниципальных образованиях области не происходило", — уточнили в ведомстве.
https://ria.ru/20190...1552457668.html

#1469 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 09 Апрель 2019 - 08:33

Объекты, похожие на астероид Оумуамуа, могут ускорять формирование экзопланет

Изображение

Астероид Оумуамуа может однажды стать ядром внесолнечной планеты.

Свободно странствующие по Вселенной небесные тела, такие как необычный астероид Оумуамуа в форме «сигары» - первый объект из межзвездного пространства, когда-либо наблюдаемый в Солнечной системе – могут стать центрами формирования экзопланет, говорится в новом исследовании.

Такие «пришельцы» из космоса помогут планетам в планетных системах звезд формироваться намного быстрее, чем это происходило бы при их отсутствии, сообщается в этой научной работе.

«В течение десятилетий мы изучали, как происходит рост планет из зерен размером в несколько миллиметров до гигантов размером с Юпитер. Этот рост должен происходить очень медленно, однако наблюдения не подтверждают нашу модель – некоторые планеты мы обнаруживаем в системах очень молодых звезд», - рассказала главный автор нового исследования Сюзанна Пфальцнер (Susanne Pfalzner) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка, Германия.

«Присутствие объектов размером около 100 метров среди этих зерен пыли может значительно ускорить процесс формирования планет, - сказала Пфальцнер. – Притягивая своей гравитацией пыль и газ из окружающего пространства, некоторые «гости» из иных планетных систем могут со временем превратиться в полноразмерные планеты».

Объект Оумуамуа был впервые замечен во внутренней части Солнечной системы в октябре 2017 г. Необычная траектория этого объекта указывала на то, что он прибыл из иной планетной системы, и последующие наблюдения позволили подтвердить это предположение. Оумуамуа представляет собой вытянутый объект с высокой отражательной способностью, длина которого примерно в шесть раз превышает ширину. При движении этот объект непрерывно «кувыркается», рассказали исследователи.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.
https://www.astronew...=20190409053653






NASA насыпало в полярное сияние барий и стронций

Изображение
NASA

В ночь на субботу жители северной Норвегии стали свидетелями необычного эксперимента — на фоне полярного сияния возникли цепочки из ярких зеленовато-голубых пятен, которые затем исчезли. Такой эффект получился после запуска геофизических ракет в рамках проекта NASA AZURE. С помощью этих ракет на большой высоте распыляются частицы триметилалюминия, бария и стронция, что позволяет ученым исследовать поведение заряженных частиц в ионосфере, где возникают полярные сияния, сообщает SpaceWeather.com

Эксперимент AZURE (Auroral Zone Upwelling Rocket Experiment), который финансируется NASA, предполагает серию из восьми пусков геофизических ракет на высоту до 250 километров для изучения поведения заряженных частиц в ионосфере, в особенности, двух ее слоев, E и F. Оба этих слоя содержат свободные электроны, «содранные» с атомов ионизирующим излучением Солнца (этот процесс называется фотоионизацией). С наступлением ночи, когда излучение Солнце уже не обеспечивает ионизацию, электроны и ионы начинают «воссоединяться». Суточный цикл ионизации и рекомбинации делает поведение слоев E и F достаточно сложным и малопредсказуемым.

Изображение
Подготовка геофизических ракет к пуску
NASA’s Wallops Flight Facility

Ракетное зондирование в рамках AZURE призвано в первую очередь измерить параметры вертикальных потоков воздуха в ионосфере, которые непрерывно перемешивают «суп» из заряженных частиц. Измерения с земли не позволяют увидеть эти процессы на всех высотах, кроме того, некоторые данные противоречат теоретически предсказанным. Решить эту проблему и должна проверка с помощью рассеивания облака аэрозолей прямо на месте и наблюдения за поведением частиц с земли.

Short: AZURE rocket launches
https://www.youtube....h?v=YD4ghvmREI8

Вечером 5 апреля с территории космического центра Андоя в Норвегии были запущены две ракеты, которые на высотах от 100 до 250 километров выпустили вещества-маркеры: триметилалюминий и смесь бария и стронция. Триметилалюминий реагирует с кислородом и порождает химическую люминесценцию, что позволяет следить за потоками воздуха. Продуктом реакции являются оксид алюминия, углекислый газ и водяной пар. Барий быстро ионизируется и порождает пурпурно-красные облака, наблюдения за которым позволяют следить за потоками ионов в атмосфере. Неионизованный барий тоже светится голубовато-белым цветом и может послужить маркером для нейтральных частиц. Стронций в смесь добавляют, чтобы усилить свечение нейтрального бария.

За поведением светящихся облаков, которые были видны на небе в течение получаса, наблюдали астрономы из обсерватории Аломар на севере Норвегии, их основным инструментом были серийные «зеркалки».

Сергей Кузнецов
https://nplus1.ru/ne.../04/08/borealis





Российские ученые уточнили, как космические лучи действуют на мозг

Изображение
Электрон как частица и волна
© Depositphotos

МОСКВА, 8 апр – РИА Новости. Нейрофизиологи из МФТИ, НИИ Анохина и Курчатовского института проследили за действием нейтронов на мозг мышей и пришли к выводу, что они не ухудшают интеллектуальные способности грызунов, но подавляют формирование новых клеток в центре памяти. Их выводы были представлены в журнале NeuroReport.

"Насколько нам известно, это третья в мире работа, в которой описано влияние нейтронного излучения на нейрогенез. Мы обнаружили сильные негативные эффекты нейтронов на деления стволовых клеток гиппокампа. При том, что число самих стволовых клеток, которые в большинстве своем находятся в покоящемся состоянии, не изменялось", — рассказывает Александр Лазуткин из Московского физико-технического института в Долгопрудном.

В последние годы медики активно изучают последствия длительного пребывания в космосе для организма человека. Большая часть таких исследований проводилась или на борту американских "шаттлов", или непосредственно на МКС, а также на борту ряда российских биоспутников. Ученым удалось раскрыть целый ряд угроз для здоровья будущих марсианских колонистов или исследователей дальнего космоса.

Так, эксперименты на мушках-дрозофилах показали, что длительная жизнь в невесомости приводит к ослаблению врожденного иммунитета и делает насекомых уязвимыми для грибков, а также нарушает считываемость целого ряда генов. Кроме того, жизнь в космосе ускоряет старение костного мозга, внутри которого формируются новые иммунные клетки, а длительная бомбардировка головного мозга космическими лучами необратимо снижает IQ.

Заявления подобного рода, как отмечают исследователи, часто вызывают массу споров, так как ученые наблюдают не за реальным действием космических лучей на мозг человека или других млекопитающих, а очень мощных пучков тяжелых или легких ионов или прочих разогнанных частиц, имитирующих их действие.

Дискуссии подогреваются и тем, что разные группы экспериментаторов часто приходят к противоположным выводам, используя одни и те же типы частиц, но в разных дозах или облучая животных разными способами. Все это не позволяет дать точную оценку того, как именно радиация будет влиять на здоровье мозга экипажа МКС и будущих лунных или марсианских колонистов.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Лазуткин и его коллеги заполнили один из самых важных пробелов в этой области, проследив за тем, как влияет на работу мозга относительно малоизученный тип частиц – нейтроны, возникающие в атмосфере или внутри космических кораблей при взаимодействиях космических лучей с их атомами.

Несколько лет назад корейские исследователи показали, что нейтронное излучение негативно воздействует на гиппокамп, центр памяти млекопитающих, ухудшая память грызунов. Они связали этот негативный эффект с тем, что потоки нейтральных частиц начали уничтожать стволовые клетки, необходимые для формирования новых клеток в этой части мозга.

Российские нейрофизиологи проверили, изменятся ли результаты эксперимента, если уменьшить дозу радиации примерно в два раза. Для проведения этих опытов они разработали новую методику подсчета стволовых клеток внутри гиппокампа, позволяющих работать с этой частью мозга целиком, не разрезая ее на множество тонких слоев.

Как оказалось, низкие дозы нейтронного облучения действовали на мозг грызунов иначе. С одной стороны, они действительно подавляли работу стволовых клеток, участвующих в формировании новых нейронов гиппокампа, но при этом сами "заготовки" нервных клеток не гибли, а просто прекращали развиваться.

С другой стороны, облучение почти не повлияло на умственные способности мышей и их поведение. Они столь же хорошо запоминали новые для себя помещения и предметы, как и грызуны из контрольной группы, и не страдали от видимых отклонений психики.

"Мы не утверждаем, что поведение и память у облученных мышей остались абсолютно неповрежденными. Данные о других типах излучений говорят о том, что, несмотря на видимую сохранность памяти, могут страдать ее отдельные тонкие компоненты. А значит, наша работа — только начало подобного рода исследований", — заключает Лазуткин.
https://ria.ru/20190...1552473033.html





Астрономы нашли «корональные дожди» у самой поверхности Солнца

Охлажденная плазма возвращается на поверхность Солнца со сравнительно небольшой высоты, указывая на место загадочного разогрева солнечной короны.

Сергей Васильев

Изображение

На Земле капли дождя свободно падают вниз под действием гравитации. Заряженная плазма Солнца направляется его магнитными полями и, поднявшись слишком высоко, остывает и проливается «корональным дождем». Падение вдоль изогнутых силовых линий напоминает спуск с горки, и поднятый над поверхностью звезды плазматический тяж замыкается в громадную петлю. У ее «ножек» плазма раскаляется до сотен тысяч и даже миллиона градусов, а ближе к вершине остывает и понемногу скапливается. Отсюда она и может падать вниз, словно дождь.

NASA SDO - Fiery Looping Rain on the Sun
https://youtu.be/3Ghaf2du-XM
©LittleSDOHMI

Некоторые из таких петель плазмы достигают по-настоящему гигантских размеров. При солнечных затмениях они видны как длинные, сужающиеся на концах лепестки — шлемовидные корональные стримеры. Эти образования служат источниками медленных частиц солнечного ветра, которые переживают несколько разогревов и остываний, прежде чем отправятся в полет. Высота, на которой прекращается их разогрев при подъеме по стримеру, интересна и с точки зрения одного из самых известных парадоксов Солнца — экстремального разогрева его короны, раскаленной на порядки сильнее недр звезды.

Изображение
Шлемовидные корональные стримеры поднимаются высоко в солнечную корону и лучше всего видны во время затмений / ©Úpice observatory, Vojtech Rušin, Miloslav Druckmüller

Поэтому ученые из Центра космических полетов им. Годдарда NASA решили рассмотреть остывание плазмы и выпадение коронального дождя в шлемовидных стримерах. Для этого они использовали данные, полученные зондом SDO, который был запущен еще в 2010 году и с тех пор снимает Солнце каждые 12 секунд. Однако никаких свидетельств коронального дождя в таких стримерах заметить не удалось.

Зато он постоянно появлялся в петлях куда меньшего размера, поднимающихся максимум на 50 тысяч километров — считаные проценты от высоты шлемовидных стримеров. Об этом Николин Вайалл (Nicholeen Viall) и ее коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters. «Мы по-прежнему не знаем, отчего происходит разогрев короны, — говорят авторы, — но мы знаем, где именно он происходит».

При этом ученые заметили, что корональный дождь обнаруживается не только в замкнутых петлях, на вершине которых плазма теоретически способна скапливаться и остывать, но и в разомкнутых структурах, откуда она должна убегать в космос, внося вклад в появление солнечного ветра. Ученые предполагают, что это происходит в моменты перезамыкания силовых линий магнитных полей Солнца. Следуя за ними, замкнутая петля, накопившая плазму, может размыкаться, вызывая резкое расширение и охлаждение ее частиц. В этом случае часть из них унесется солнечным ветром, а часть — упадет снова, пролившись корональным дождем.

Авторы сообщают, что теперь работают над созданием компьютерной модели этих процессов, а также ожидают прибытия к Солнцу нового зонда Parker. Запущенный в 2018 году, он подбирается к звезде все ближе. Аппарат сблизится с ней теснее, чем какой-либо другой до него, и наверняка сможет наблюдать корональные дожди во всех грандиозных деталях.
https://naked-scienc...shli-koronalnye

#1470 alexandrion12

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 9 699 сообщений

Отправлено 10 Апрель 2019 - 08:42

На ближайших к нам экзопланетах жизнь может развиваться прямо сейчас

Изображение

Воодушевление, охватившее ученых в момент открытия каменистых планет размером с Землю в обитаемых зонах ближайших к нам звезд, начало сменяться разочарованием, когда стало известно о том, что поверхность этих планет подвергается бомбардировке жестким излучением родительских звезд.

Планета Проксима b, расположенная на расстоянии всего лишь 4,24 светового года от нас, получает в 250 раз больше рентгеновского излучения, чем Земля, а кроме того, ее поверхность подвергается воздействию более мощных потоков ультрафиолетового излучения. Может ли жизнь сохраниться и эволюционировать в этих условиях? Астрономы из Корнеллского университета, США, говорят, что это возможно, и приводят убедительный аргумент – факт существования человека на Земле.

Согласно авторам работы, жизнь на древней Земле развивалась в еще более жестких радиационных условиях, чем текущие условия на экзопланете Проксима b и других близлежащих экзопланетах. 4 миллиарда лет назад Земля представляла собой раскаленную, хаотичную планету, подвергающуюся воздействию потоков жестких излучений – и тем не менее, жизнь на нашей планете сохранилась и проэволюционировала.

Аналогичные процессы могут в настоящее время происходить на ближайших к Земле экзопланетах, согласно главному автору новой работы Лизе Калтенеггер (Lisa Kaltenegger), адъюнкт-профессору Корнеллского университета и директору Института Карла Сагана этого же университета. В своей работе Калтенеггер и ее соавторы смоделировали уровень ультрафиолетового фона на поверхностях четырех ближайших к Земле экзопланет, которые могут оказаться обитаемыми: Проксимы b, TRAPPIST 1e, Росс 128b и LHS-1140b. Согласно авторам, эти планеты в настоящее время получают от родительских звезд не больше жесткого излучения, чем получала Земля 4 миллиарда лет назад - и следовательно, шансы этих планет оказаться обитаемыми вновь повышаются!

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
https://www.astronew...=20190410075919






Планетологи предсказали извержения железных вулканов на несостоявшихся планетах*

Изображение
Огюст Бартелеми Глэз, «Психея»

Ученые предсказали наличие выбросов расплавленного железа на поверхности металлических астероидов — зародышей планет, которым не удалось вырасти в крупные тела. Подобные процессы должны были происходить на раннем этапе формирования планетной системы, когда изначально полностью расплавленные тела не успели полностью затвердеть, сообщают авторы в журнале Geophysical Research Letters.

Небесные тела, окружающие звезды, формируются из протопланетного диска. По современным представлениям, на начальных этапах частицы пыли соударяются и слипаются, постепенно формируя планетезимали — тела размером с километр, которые способны заметно влиять на движение окружающих объектов посредством собственной гравитации. Такие тела затем могут объединяться в протопланеты, из которых, в конце концов, получатся полноценные планеты. Однако далеко не все планетезимали войдут в состав планетных ядер — многие будут выброшены во внешние области системы, а пережившие бурный этап раннего формирования упадут на крупные тела в виде метеоритов.

В современной Солнечной системе встречается три типа слагающих кору материалов: силикаты в случае каменных планет, их лун и многих астероидов, льды на большинстве лун планет-гигантов, некоторых астероидов и объектах пояса Койпера, а также металлы, которые встречаются у некоторых тел главного пояса астероидов. Последний тип — наиболее редкий, он считается результатом разрушения более легкой мантии достаточно крупных тел в результате соударений на ранних этапах формирования планетной системы. Самым большим подобным телом является Психея — крупный астероид, на который приходится около одного процента всей массы главного пояса.

По одной из гипотез, такие тела с металлической поверхностью являются ядрами сохранившихся до наших дней планетезималей, потерявших каменные внешние слои. Следовательно, их детальное исследование поможет узнать детали формирования планет. Однако текущее понимание их особенностей и эволюции весьма ограничено, так как первые качественные изображения подобного объекта будут получены не ранее 2022 года, когда к Психее должен отправиться американский зонд.

В ранней Солнечной системе из-за частых соударений оголенные ядра планетезималей должны были находиться в жидком состоянии. Во многих случаях первыми будут затвердевать внешние слои таких тел — тогда постепенная кристаллизация вещества создаст неустойчивую ситуацию, так как плотность металлов в твердом состоянии выше, из-за чего расплавленное вещество будет стремиться подняться на поверхность. При накоплении достаточного напряжения в твердой коре она будет разламываться с излиянием жидкого содержания внутренностей, считают авторы исследования Френсис Ниммо (Francis Nimmo) и Джейкоб Абрахамс (Jacob Abrahams) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

Изображение
Предложенный авторами механизм возникновения извержений на телах из расплавленного металла с твердой корой
J. Abrahams et al. / Geophysical Research Letters, 2019

«В случае практически чистого железа будут извержения с появлением потоков низкой вязкости, покрывающих поверхность тонким слоем, что совершенно не похоже на густую лаву земных вулканов, например, на Гавайях, — комментирует Абрахамс возможный внешний вид таких процессов. — Другим крайним случаем является высокое содержание примесей легких элементов и газов, они будут быстро расширяться, что приведет к взрывному вулканизму, который может оставить ямы в поверхности».

Расчеты ученых показывают, что в целом металлический вулканизм похож на известный на Земле силикатный и не похож на криовулканизм на телах внешней Солнечной системы. Так происходит, потому что в первых двух случаях расплав обладает меньшей плотностью, а условия движения по трещинам подобны. Однако само образование разломов в случае металлов сложнее из-за пластичности и прочности железа — одного из основных компонентов подобных тел. Также вязкость жидких металлов значительно ниже, чем у силикатов, что обеспечит иные свойства излияний. Тем не менее, детальное описание на данный момент невозможно из-за существования неизвестных факторов, основными из которых являются концентрации растворенных летучих веществ, а также частота возникновения достаточных для разлома металлической коры напряжений.

Миссия NASA «Психея» должна быть запущена в 2022 году и сможет достичь одноименного астероида в 2026 году. Одной из целей зонда будет поиск следов вулканической активности в прошлом. В частности, свидетельством подобных процессов могут быть отличия в цвете или материале различных частей поверхности. Также не исключено обнаружение вулканических кратеров, в то время как наличия крупных конических возвышенностей, подобных земным стратовулканам, не ожидается. Тем не менее, такие тела из-за небольшого размера должны были полностью затвердеть достаточно рано, из-за чего в течение миллиардов лет их поверхность находилась под воздействием внешних факторов, которые могли стереть следы внутренней активности.

Альтернативным способом исследования астероидного вулканизма является изучение известных металлических метеоритов, которые также могут быть осколками подобных тел. В случае попадания жидкого металла на поверхность, он должен был кристаллизоваться очень быстро по космическим меркам, что сказывается на микроскопической структуре и составе. Например, там могут находить небольшие пузыри и отверстия, оставленные выделившимися после падения давления газами.

Одной из наиболее интригующих особенностей металлических астероидов является потенциальное наличие в них большого количества ценных веществ, в том числе драгоценных металлов. В этой связи отдельные группы развивают проекты по добыче полезных ископаемых на таких космических телах, однако инвесторы не оценили несвоевременные идеи энтузиастов. Подробнее об астероидах можно узнать из нашего теста «Строительный мусор Солнечной системы».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne.../iron-volcanism





Астрономы нашли гигантский экзоюпитер в двойной звездной системе

Изображение
LEANDRO ALMEIDA

Бразильские астрономы нашли первые доказательства существования гигантской экзопланеты в двойной звездной системе, один из объектов которой является белым карликом. Если будущие наблюдения подтвердят факт наличия планеты, то исследователи получают возможность узнать больше о формировании и эволюции планет в мультизвездных системах. Статья опубликована в журнале The Astronomical Journal.

Когда одна из маломассивных звезд в двойной системе заканчивает свой жизненный путь, она проходит через стадию красного гиганта, при этом она может поглотить свою звезду-компаньона. В дальнейшем, когда внешние слои гиганта будут сброшены в космос, останется короткопериодическая двойная звездная система, обозначаемая как PCEB (Post-Common-Envelope Binary), состоящая из белого карлика и звезды главной последовательности. В последние годы было обнаружено, что несколько близлежащих подобных звездных систем демонстрируют эффект вариации времени затмения звездами друг друга (Eclipse Timing Variation), который объясняется либо наличием других тел в системе, гравитационно взаимодействующих со звездами, либо влиянием циклов магнитной активности звезд. Однако до конца разобраться в природе этого эффекта пока не удается, так как не хватает данных наблюдений.

В новой работе группа астрономов во главе с Леонардо Андраде де Алмейдой (Leonardo Andrade de Almeida) сообщает о результатах исследований звездной системы KIC 10544976, расположенной в созвездии Лебедя и состоящей из двух звезд — красного и белого карлика, массы которые составляют, соответственно, 0,61 и 0,39 масс Солнца. Один оборот вокруг друг друга звезды совершают за 8,4 часа. Наблюдения за системой велись при помощи наземных телескопов WHT и IHT в 2005-2017 годах и орбитальным телескопом «Кеплер» в 2009-2013 годах. Исследователи хотели убедиться, действительно ли в системе нет третьего тела.

Анализ данных показал, что цикл магнитной активности красного карлика длился 600 дней, что согласуется с оценками магнитных циклов для изолированных маломассивных звезд. Оказалось, что за изменение орбитального периода в системе ответственна не магнитная активность, а наличие третьего тела, гигантской экзопланеты, с массой примерно в 13 раз больше Юпитера и орбитальным периодом 16,83 года.

Планета могла зародиться одновременно со звездами миллиарды лет назад, или же образоваться из вещества внешних слоев красного гиганта. В любом случае, как отмечают астрономы, наличие планеты лишь одна из гипотез, наиболее хорошо объясняющая наблюдения, и необходимы данные с наземных телескопов нового поколения, таких как телескоп GMT, чтобы подтвердить факт ее существования.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали атмосферу у экзопланеты земного типа и обнаружили оксид титана в атмосфере горячего Юпитера, а также о том, где находится горячий сатурн, богатый водяным паром.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...piter-in-binary





Солнечный ветер подогрел стратосферу Юпитера

Изображение
Изображение Юпитера, полученное при помощи инструмента COMICS 12 января 2017 года. Более теплые цвета указывают на более горячие области.
NAOJ and NASA/JPL-Caltech

Высокоэнергетические частицы солнечного ветра, ответственные за образование полярных сияний на Юпитере, могут проникать глубоко в его атмосферу, вызывая нагрев стратосферы, выяснили астрономы благодаря наземным наблюдениям. Это позволяет не только понять процессы, идущие на газовом гиганте, но и использовать их для описания юпитероподобных экзопланет в других звездных системах. Статья опубликована в журнале Nature, кратко о работе рассказывается на сайте NASA.

За возникновение полярных сияний в атмосфере Земли и других планет в основном ответственны частицы солнечного ветра, которые взаимодействуют с магнитным полем планеты. Заряженные частицы, захваченные магнитосферой, двигаются вдоль силовых линий магнитного поля, достигают полюсов, где проникают в более глубокие и плотные слои атмосферы. Здесь они сталкиваются с молекулами и атомами газов атмосферы, передавая им энергию. Возбужденные молекулы переизлучают ее в виде квантов света. Подобные явления наблюдаются не только на Земле или Марсе, но и в полярных регионах газовых гигантов, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

В новой работе группа астрономов во главе с Джеймсом Синклером (James Sinclair) проанализировала данные наблюдений за Юпитером в инфракрасном диапазоне, проведенных при помощи инструмента COMICS (Cooled Mid-Infrared Camera and Spectograph), установленного на телескопе «Субару», в январе, феврале и мае 2017 года. Им удалось выяснить, что рост интенсивности свечения в инфракрасном диапазоне, связанного с молекулами метана и других углеводородов, находящихся в стратосфере газового гиганта, совпадает с ростом интенсивности свечения в ультрафиолетовом диапазоне в полярных областях Юпитера, которое связано с полярными сияниями.

Изображение
Изображение Юпитера, полученное при помощи инструмента COMICS в январе 2017 года. Более яркие области являются более горячими.
NAOJ and NASA/JPL-Caltech

Это говорит о том, что процессы, ответственные за образование сияний, и стратосфера Юпитера связаны между собой. Предполагается, что во время возмущений магнитосферы Юпитера, которые вызваны солнечным ветром, высокоэнергетические частицы могут проникать глубоко в атмосферу планеты, в частности, в стратосферу, где в ходе столкновений с атомами и молекулами отдают им свою энергию, увеличивая температуру окружающего газового слоя. Эти результаты важны не только для понимания механизмов, идущих на газовом гиганте, но и для описания юпитероподобных экзопланет в других звездных системах, где интенсивность сияний может быть на порядки выше.

Ранее мы рассказывали о том, как была выяснена природа пульсирующих полярных сияний и услышано «пение» волн в плазмосфере Земли, а также о том, как MAVEN впервые обнаружил в верхних слоях атмосферы Марса долгоживущие слои из ионов металлов.

Александр Войтюк
https://nplus1.ru/ne...oras-in-Jupiter





LIGO поймала первую гравитационную волну нового сезона

Изображение

В базе данных о регистрации гравитационных волн появилось новое событие-кандидат под номером S190408an. Это произошло спустя менее 10 дней после начала нового наблюдательного этапа работы американских антенн LIGO. На данный момент не было зафиксировано вспышки электромагнитного излучения из этого же направления — это значит, что наиболее вероятным объяснением является слияние черных дыр.

1 апреля начался новый сеанс поиска гравитационных волн на паре американских установок LIGO и европейской антенне Virgo. Обсерватории приступили к работе после обновления и повышения чувствительности, которое продолжалось в течение предыдущих 19 месяцев. Чувствительность аппаратуры существенно возросла, как и объем Вселенной, где слияния черных дыр породят заметное возмущение. Предварительные оптимистичные оценки показывали, что можно ожидать темпа регистрации на уровне одного события в неделю.

Новое событие было зафиксировано в 18:18:02 по всемирному времени (21:18:02 по Москве) 8 апреля, спустя всего 8 дней после начала нового наблюдательного периода. Источник находился в районе созвездия Ящерицы, но точности и количества гравитационных антенн по-прежнему не хватает для определения направления с маленькими ошибками: область локализации с 90-процентной точностью занимает на небе площадь в 387 квадратных градусов. Оценочное расстояние до объекта составляет 1427 мегапарсек с ошибками порядка 350 мегапарсек.

На данный момент нет информации о размере и массе черных дыр, но, судя по достаточно большому расстоянию и уверенному детектированию, о чем говорит высокое соотношение сигнал/шум, это были крупные тела, с массами порядка 30 солнечных. Обычные телескопы, такие как работающий в оптическом диапазоне МАСТЕР и улавливающий гамма-кванты Fermi также смотрели в данную область, но не смогли зафиксировать вспышки в указанное время.

Антенны LIGO позволили впервые в истории зафиксировать гравитационные волны, о чем было объявлено в 2016 году, а в 2017 вручена Нобелевская премия по физике. Подробнее про регистрацию гравитационных волн можно прочитать в материалах «На гребне метрического тензора», «Точилка для квантового карандаша»и «Тоньше протона».

Тимур Кешелава
https://nplus1.ru/ne...9/04/09/ligo-03





Доказано существование новой формы вещества

Изображение
Фото: Wikipedia

Ученые Эдинбургского университета в Шотландии обнаружили, что некоторые металлы при определенных условиях могут находиться в новом агрегатном состоянии, объединяющем твердые и жидкие фазы. Оно напоминает губку, содержащую воду. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи провели моделирование поведения 20 тысяч атомов калия в экстремальных условиях, характеризующихся высоким давлением и температурой. Оказалось, что атомы образуют две взаимосвязанные кристаллические решетки. Химическая связь между атомами одной решетки остается сильной, что обуславливает сохранение твердого состояния при сильном нагревании. Другая часть калия плавится и приобретает свойства жидкости.

Показано, что в условиях высокого давления (2-4 гигапаскалей) атомы калия организуются в сложную структуру. Четыре атомные трубки встают в угол квадрата, одна трубка размещается в его середине, и все они связаны между собой цепочками из атомов. При нагревании до 400-800 кельвинов (126-526 градусов Цельсия) происходит переходный процесс, при котором цепочки разрушаются (chain-melting transition) и образуется жидкость. Новое агрегатное состояние называется фазой расплавленных цепочек (chain-melted phase). Оно не является переходным как, например, плавление льда при нуле градусов Цельсия.

Ученые считают, что фаза расплавленных цепочек может возникать в различных веществах, включая натрий и висмут, однако необходимые для того условия могут отличаться от тех, что нужны для калия. Результаты исследования могут помочь в разработке новых типов материалов.
https://lenta.ru/new...4/09/new_state/





Процессы звездообразования в галактических центрах

Звезды образуются из газа и пыли в молекулярных облаках в результате ряда сложных процессов, которые в настоящее время поняты лишь частично. Эволюция же этих облаков управляет эволюцией звездных популяций во вселенной. Астрономы, исследующие образование звезд, сфокусировались на протяжении нескольких последних десятилетий на нескольких областях активных процессов звездообразования: окрестностях Солнца, диске галактики Млечный Путь и соседних Магеллановых облаках.

Изображение
Инфракрасное изображение центра нашей галактики, полученное космическим телескопом Spitzer. © Susan Stolovy (SSC / Caltech) et al., NASA Spitzer / IRAC)

Однако эта среда в определенной степени ограничена и не отражает условий, при которых возникло большинство звезд во Вселенной. Например, плотности, отношения давления и движения газа в этих локальных средах существенно меньше, чем те, которые в настоящее время считаются имевшими место в период пиковой активности процессов звездообразования около десяти миллиардов лет назад. Также неравные условия затрудняют определение эффектов развития.

Недавние программы наблюдений на галактическом уровне в широком диапазоне длин волн, включая такие инструменты, как субмиллиметровая матрица и телескопы ALMA, позволили изучить эволюцию и формирование облаков и звезд в Центральной молекулярной зоне (CMZ). Центральная молекулярная зона представляет собой центральные 1500 световых лет галактики Млечный Путь, чьи экстремальные физические условия приближается к тем, что были во время пиковой активности процессов космического звездообразования.

Астрономы Эрик Кето и Кижоу Чжан из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и их коллеги провели серию компьютерного моделирования массивных молекулярных облаков в среде CMZ. Цель проекта состояла в том, чтобы охарактеризовать ее морфологическую и кинематическую эволюцию, поскольку она окружает галактический центр в этой плотной, сложной области. Эти расчеты являются первыми, специально предназначенными для моделирования облаков на пороге CMZ, и они были разработаны для сравнения их с недавними наблюдениями.

Команда отметила, что окружающая среда CMZ вызывает сжатие облаков, при этом напряжение и силы сдвига фрагментируют их и развивают такие особенности, как нити и вращающиеся блиноподобные структуры. Моделирование может воспроизвести наблюдаемые ключевые особенности, такие как «кирпич» - очень плотное, сплющенное молекулярное облако, в котором отсутствует звездообразование, несмотря на его плотный газ. Моделирование может воспроизводить их общую морфологию, наклон и градиенты скорости.

Результаты показывают, что эволюция молекулярных облаков вблизи галактических центров тесно связана с их орбитальной динамикой. А когда эти облака сопровождаются аккрецией газа, они могут эволюционировать и производить новые звезды, что наблюдается в виде вспышек во многих ядрах галактик.
https://kosmos-x.net...2019-04-08-5670





Луна закрывает Сатурн

Изображение
Авторы и права: Кори Шмитц
Перевод: Д.Ю.Цветков

Пояснение: Иногда Сатурн скрывается. Конечно, он не исчезает, а просто становится невидимым, когда наша Луна оказывается перед ним. Такое затмение Сатурна можно было наблюдать в конце прошлого месяца из полосы на поверхности Земли, протянувшейся от Бразилии до Шри-Ланки. Это цветное изображение получено цифровым сложением самых четких кадров, полученных при видеосъемке этого явления. Съемка осуществлялась с красным, зеленым и синим фильтрами, отдельно для Сатурна и гораздо более яркой Луны, из Южной Африки перед покрытием, и перед восходом Солнца. Когда Сатурн через два часа появился с другой стороны Луны, Солнце уже взошло. В этом году затмения Сатурна Луной происходят почти в каждом месяце, однако их можно наблюдать только из некоторых мест на Земле, при ясном и темном небе.
http://www.astronet.ru/db/msg/1465923





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных