Новости науки

Физики из России научили наночастицы из кремния жонглировать светом

МОСКВА, 22 авг – РИА Новости. Ученые из Московского Физтеха и университета ИТМО создали особые кремниевые наночастицы, которые можно использовать в качестве световых наноантенн для обработки информации в линиях оптоволоконной связи и в чипах световых компьютеров будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Photonics.

"Сегодня мы умеем передавать информацию по оптоволокну с рекордными скоростями, до сотен Гбит в секунду. Однако кремниевая электроника не позволяет обрабатывать информацию настолько быстро. Создание нелинейных оптических наноантенн позволит нам решить эту проблему и откроет дорогу к сверхбыстрой обработке оптической информации", — заявил Денис Баранов из МФТИ в Долгопрудном.

Баранов и его коллеги решили эту проблему, создав особые наночастицы из обычного кремния, которые обладают нелинейными оптическими свойствами – они взаимодействуют со светом крайне необычным образом, заставляя его менять направление движения в зависимости от его интенсивности и других физических свойств.

Подобное свойство критически важно для создания первых полностью оптических транзисторов, диодов и других "световых" аналогов обычной электроники, в компонентах которой подобная избирательная проводимость и "прозрачность" достигается при помощи использования уникальных свойств полупроводников. Пока полная имитация всех этих свойств нам недоступна, что не дает ученым создать первые полноценные световые компьютеры.

Ученые из МФТИ и Университета ИТМО нашли возможный путь для решения этой проблемы, создав особые наноантенны из кремниевых наносфер, настроенных на работу с пучками света с определенной длиной волны, силы и продолжительности.

Когда на такой "шарик" падает свет, дальнейшая его судьба зависит от его собственных свойств и того, как ведет себя так называемая электронная плазма внутри этой наночастицы, возникающая при поглощении энергии света кремнием. Свойства этой плазмы можно менять при помощи коротких и мощных импульсов света, что позволяет "переключать" свойства наноантенн и заставлять их иным образом взаимодействовать с более слабым светом в режим практически реального времени.

Как показали эксперименты, эти переключения не были необратимыми и постоянными – наночастица возвращалась в исходное состояние примерно через 100 фемтосекунд (10 в минус 15 степени секунды), что позволяет использовать подобные структуры в качестве базы для сверхбыстрых систем связи, в десятки раз превосходящих существующие сегодня системы оптоволоконного обмена информации. Кроме того, ее можно использовать также и в качестве основы для световых вычислительных приборов.

Источник

Пятая фундаментальная сила? Легкая частица поможет понять темную материю

Новые находки, указывающие на возможное открытие прежде неизвестной субатомной частицы, могут быть свидетельством существования пятой фундаментальной силы природы, согласно работе, опубликованной коллективом физиков-теоретиков из Калифорнийского университета в Ирвайне (University of California, Irvine, UCI), США.

В своей работе ученые из UCI во главе с Джонатаном Фенгом, профессором физики и астрономии, взяли за основу экспериментальное исследование, проведенное в 2015 г. физиками-ядерщиками из Венгерской академии наук, которые искали «темные фотоны», частицы, указывающие на таинственную темную материю, которая, как считается, составляет до 85 процентов от массы Вселенной. В этой работе венгерских ученых была обнаружена аномалия, связанная с радиоактивным распадом, указывающая на существование легкой частицы, масса которой составляет всего лишь порядка 30 масс электрона.

Группа исследователей из UCI изучила полученные венгерскими учеными данные, а также других предыдущих экспериментов из этой научной сферы, и показала в своей работе, что свойства этой частицы таковы, что её нельзя причислить ни к частицам материи, ни к «темным фотонам». Они предложили новую теорию, обобщающую все имеющиеся экспериментальные данные, и указывающую на существование пятой фундаментальной силы в природе. До сих пор ученым известно лишь четыре фундаментальных взаимодействия: электромагнетизм, гравитация, слабые и сильные ядерные силы. Частицу этой новой силы ученые назвали «протофобным бозоном», поскольку частица, вместо того чтобы реагировать с электронами и протонами, как частицы электрической силы, реагирует с электронами и нейтронами.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Источник

Физики описали три сценария растрескивания капли воды при замерзании

Ученые из Института Жана Лерона ДАламбера публиковали исследование, в котором рассмотрели три сценария возникновения трещин при замерзании капель при падении на холодную металлическую поверхность.

Под каждый сценарий физики предложили математическую модель и предельную температуру, при которой один сценарий будет переходить в другой. Благодаря этому исследованию удастся разобраться в том, как при остывании трескаются лаки, эмали и другие материалы.
Экспериментаторы установили высокоскоростную камеру и стали следить за тем, как замерзают капли (их температура была всегда на уровне 0 градусов Цельсия) после их падения на холодную металлическую поверхность — от 0 до −60 градусов Цельсия. В момент, когда капля соприкасалась с металлом, она его смачивала и примерзала, оставаясь неподвижной. Однако капля переживала температурное сжатие, которое и приводило ее к образованию в ней механических напряжений, заставляя ее трескаться.

Таким образом ученые описали три сценария замерзания: без трещин, с трещинами, идущими из одной точки, и с иерархическим образованием трещин. Трещин удавалось избежать, если разница температуры между каплей и металлом была незначительной. Второй сценарий проходил, если поверхность металла была охлаждена до −27 градусов: напряжение постепенно накапливалось и внезапно рассеивалось при появлении первого центра трещинообразования. Третья схема срабатывала при перепаде температур — 42 градусов. Капля растрескивалась вся, оставляя отдельные целые островки.
Далее физики переложили свои наблюдения на математический язык, используя теорию Гриффита, которая позволила установить взаимосвязь между энергией, запасенной в механическом напряжении, и размерами трещин.

Исследователи сравнивают второй сценарий растрескивания капли с поведением батавских слезок, которые также называют каплями принца Руперта. Эти стеклянные капли образуются при резком охлаждении расплавленного материала. При этом верхняя часть капли становится невероятно прочной и может выдержать удар молотка. В том время, как если отломить частичку от ее хвоста, она моментально рассыпается на осколки.

Источник

Новая теория рассказывает о движении Вселенной сквозь время

Адъюнкт-профессор доктор Джоан Ваккаро из Центра квантовой динамики Университета Гриффита, Австралия, разрешила крупную проблему современной физики и показала, что таинственный эффект, называемый «нарушением Т-симметрии», может быть причиной происхождения эволюции времени и законов сохранения.

«Я начала с того, что отринула законы физики – что, я признаю, было довольно смело с моей стороны – однако я хотела глубже понять природу времени, и традиционная физика не может мне в этом помочь», - говорит доктор Ваккаро.

«В конечном счете я все же получила законы традиционной физики из своих рассуждений. Это означает, что те правила, которые я нарушила, не есть фундаментальные законы. Это также означает, что теперь я могу понять, почему во Вселенной существуют эти законы. И я также могу видеть, почему Вселенная развивается во времени».

В своем новом исследовании доктор Ваккаро показывает, что большинство современных физических теорий имеют общий недостаток, состоящий в том, что они допускают нарушение Т-симметрии (движение времени лишь в одном, прямом направлении) и соответствующее прямому движению времени поведение мезонов, которые распадаются в случае «обратного» времени по иной схеме, чем в случае «прямого» времени. Доктор Ваккаро указывает на асимметричность таких физических теорий и, считая, что симметрия есть фундаментальное свойство Вселенной, в исходной точке своих рассуждений допускает оба направления времени и обе модели поведения мезонов. Однако Вселенная без принципа нарушения Т-симметрии была бы очень странной – объект мог бы существовать в один момент времени так же, как он существует в одной точке пространства. На самом деле объекты существуют во времени всегда, а не в какой-то отдельный момент, то есть не появляются и вновь исчезают в мгновение ока, а «продолжают быть», находясь во временном потоке. Поэтому сейчас мы находимся именно в нашем времени, а не продолжаем оставаться внутри Большого взрыва, объясняет доктор Ваккаро. Таким образом, из нарушения принципа Т-симметрии в рамках предложенной физиком теории вытекают законы сохранения фундаментальных физических величин и неизбежность эволюции времени.

Исследование появилось в журнале Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science.

Источник

Кристаллы коровьего инсулина, выращенные на МКС (слева) и на Земле. © NASA

Кристаллы белков, которые используются в медицинских исследованиях, в космосе выращивать выгоднее, чем на Земле. Как показали недавние эксперименты, проведенные на Международной космической станции, в космических условиях кристаллы белков растут лучше и больше, сообщает портал Space.com.
Исследования в области медицины очень часто концентрируются на изучении работы белков — как использовать их в производстве лекарственных средств, а также какие из них вызывают различные заболевания. Понимание трехмерной структуры белка может помочь ученым улучшить эффективность того или иного лекарства или установить наилучшие способы борьбы с возбудителем заболевания.

Чтобы расшифровать трехмерную структуру белка, исследователи часто прибегают к особому методу моделирования — преобразуют белок в кристалл (по сути замораживают белок, придавая ему твердую форму), а затем сканируют кристаллы с помощью рентгеновских или нейтронных лучей. Чем больше и чище кристалл белка, тем выше вероятность того, что ученые смогут расшифровать трехмерную структуру данного белка.

Большинство трехмерных структур белка (на сегодняшний день их создано более 100 тысяч) были получены с помощью рентгеновского сканирования. Однако, рентгеновское сканирование не способно обнаружить атомы водорода, которые составляют порядка 50 процентов атомов в данных белках и могут играть важную роль в деятельности белка. Нейтронное сканирование может определить точное расположение атомов водорода, но для этой процедуры необходимы кристаллы протеина больших размеров, а выращивать их гораздо сложнее. Из-за этого с использованием нейтронных лучей были определены не более сотни трехмерных структур белков.

Предыдущее исследование показало, что выращивание крупных чистых кристаллов белка на Земле затруднено из-за высокого воздействий силы тяжести планеты. В земных условиях тяжелые жидкости опускают вниз, а более легкие — поднимаются вверх, в результате чего конвекция или перемешивание жидкостей мешает образованию чистых кристаллов. Ученые предположили, что в условиях микрогравитации на орбите Земли эти проблемы будут практически равны нулю.
Эту теорию в космических условиях недавно проверили на примере неорганической пирофосфатазы. Этот белок представляет собой фермент, который присутствует в большинстве живых организмов и играет важную роль в формировании костной ткани, синтезе ДНК и образовании и разрушении жиров.
В системе кристаллизации белка, разработанной учеными специально для данной серии экспериментов, используются крошечные трубки для управления потоком раствора, содержащего растворенные белки. Геометрия трубок такова, что белки концентрируются в определенной части раствора, в результате чего он становится перенасыщенным, то есть в нем содержится слишком много белка. Эти «лишние» белки вынуждены покидать раствор, в результате чего и образуется кристалл.

Данная система была отправлена на Международную космическую станцию еще в апреле 2014 года, на борту грузового корабля «Дрэгон» частной компании SpaceX. Обратно на Землю аппаратуру вернул другой грузовик этой компании через шесть месяцев.
Для сканирования белка с использованием нейтронных пучков размер кристалла должен составлять не менее одного кубического миллиметра. Если на Земле исследователям удавалось получать кристаллы в среднем в 0,5 кубических миллиметров, то средний размер выращенных в космосе кристаллов составлял 6 кубических миллиметров.

Кроме того, как пояснил ведущий автор исследования Джозеф Нг, биохимик и руководитель биотехнологической и научно-технической программы в Университете штата Алабама в Хантсвилле, выращенные в космосе кристаллы превосходят земные не только по размеру, но и по чистоте. Это улучшение качества позволило исследователям достичь по крайней мере 50-процентного увеличения разрешения при нейтронном сканировании.
В будущем исследователи планируют вырастить еще больше белковых кристаллов в условиях микрогравитации, в том белки инфекционных бактерий и прочих белков, связанных с здоровьем человека, и даже поставить выращивание кристаллов белка на коммерческий поток.

Источник

Новая «обитаемая зона» для потенциально обитаемых планет

Охотникам за потенциально обитаемыми экзопланетами нужно переосмыслить понятие «обитаемой зоны», считает исследователь из Йелля.

В течение нескольких десятилетий считалось, что ключевым фактором, определяющим возможность существования жизни на поверхности планеты, является её расстояние от звезды. В нашей Солнечной системе, например, Венера находится слишком близко к Солнцу, а Марс – слишком далеко от нашей звезды, но Земля находится «там где нужно». Это расстояние ученые называют «обитаемой зоной».

Также раньше считалось, что для планет возможна саморегуляция внутренней температуры через конвекцию вещества мантии – подземные смещения горных пород, вызываемые внутренним нагреванием и охлаждением. Планета вначале может быть слишком холодной или слишком горячей, но в конечном счете она примет «правильную температуру».

В новом исследовании показывается, что только лишь нахождение планеты в обитаемой зоне звезды отнюдь не является достаточным условием для возможного существования на её поверхности жизни. Начальная температура планеты также должна быть строго определенной.

«Обнаруженное нами отсутствие механизмов температурной саморегуляции для планет имеет огромное значение для потенциальной обитаемости далеких миров», - сказал Джун Коренага, профессор геофизики и геологии Йелльского университета, США, и главный автор нового исследования.

Работа увидела свет в журнале Science Advances.

Источник

Классическая новая запечатлена до, после и во время взрыва

Команда исследователей из обсерватории Варшавского университета, Польша, впервые запечатлела события, предшествовавшие взрыву классической новой, сам взрыв, а также его последствия.

Эта новая, известная как Новая Центавра 2009, вспыхнула на небе в 2009 г., однако по счастливому стечению обстоятельств исследовательская группа во главе с Прземеком Мрозом наблюдала эту же часть неба, работая над другим проектом. Когда ученые заметили этот взрыв, они пересмотрели свои архивные наблюдения, чтобы выделить события, предшествовавшие взрыву.

Классическая новая происходит, когда в двойной звездной системе вещество перетекает от одной звезды к другой, при этом разрушения звезды, на которой наблюдается вспышка, как правило, не происходит. В этом частном случае новая произошла в двойной системе, состоящей из белого и красного карликов, при этом материя перетекала от красного карлика к белому карлику. Изучая события, предшествовавшие взрыву, авторы исследования обнаружили флуктуации яркости, указывающие на перенос массы между компонентами системы, которые наблюдались в течение продолжительного времени и прекратились лишь за шесть суток перед взрывом. Кроме того, после взрыва скорость переноса массы в системе возросла.

Эти наблюдения подтверждают теорию, согласно которой такие события имеют так называемые периоды гибернации, считают авторы статьи – основываясь на том, что они наблюдали периодические изменения яркости в течение шести лет перед взрывом. Гибернация представляет собой период относительно низкой активности звездной системы. Также эта теория подразумевает, что такие события имеют циклический характер, при этом взрывы повторяются с периодом порядка нескольких миллионов лет. Дальнейшие наблюдения, которые планирует провести команда, ставят целью выявить снижение скорости переноса массы в звездной системе, что станет дополнительным подтверждением теории гибернации.

Работа опубликована в журнале Nature.

Источник

В атмосфере экзопланеты, подобной Венере, возможно, присутствует кислород

Далекая планета GJ 1132b заинтриговала астрономов сразу после её открытия, состоявшегося в прошлом году. Расположенная на расстоянии всего лишь 39 световых лет от Земли, эта планета может иметь атмосферу, несмотря на то, что температура на её поверхности составляет примерно 250 градусов Цельсия. Но что собой представляет эта атмосфера, плотная она или рассеянная? В новом исследовании делается вывод, что, скорее, для атмосферы этой планеты подходит последний эпитет.

Астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Лора Шефер и её коллеги смоделировали эволюцию планеты GJ 1132b, исходя из того, что в начальный период планета имела богатую водяными парами атмосферу.

Планета GJ 1132b, обращающаяся вокруг родительской звезды на расстоянии всего лишь 2,2 миллиона километров, подвергается мощному воздействию ультрафиолетовых лучей. УФ излучение расщепляет молекулы воды на водород и кислород, причем водород, как более легкий газ, быстро улетучивается из атмосферы в космос, в результате чего атмосфера планеты обогащается кислородом.

Так как водяные пары представляют собой парниковый газ, на планете должен был наблюдаться мощный парниковый эффект, в результате которого поверхность GJ 1132b оставалась расплавленной в течение весьма продолжительного времени. Эта магма могла поглотить до 10 процентов кислорода из атмосферы планеты, при этом остальные 90 процентов кислорода со временем должны были улетучиться в космос, хотя какая-то часть этого газа могла остаться у поверхности планеты, считают Шейер и её команда.

Если какое-то количество кислорода все же осталось на планете GJ 1132b, его можно будет увидеть при помощи телескопов нового поколения, таких как Гигантский Магелланов телескоп или космический телескоп «Джеймс Уэбб», отмечают авторы работы.

Исследование появилось в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Ученые подтверждают, что древние строения имеют астрономическое назначение

Исследователи из Аделаидского университета, Австралия, впервые статистически доказали, что самые ранние каменные сооружения на территории Британии, так называемые Великие круги (grеat circles), отражают своим расположением и формой перемещения, которые Солнце и Луна совершали 5000 лет назад.

В этом исследовании для расчетов конфигураций звезд и планет, нашедших отражение в этих древних каменных сооружениях, широко используются инновационные 2-D и 3-D технологии.

«Никто до нас не подтверждал статистическими расчетами, что то или иное конкретное каменное сооружение связано с определенными астрономическими явлениями – это все высказывалось лишь на уровне предположений», - сказал руководитель проекта и приглашенный сотрудник Аделаидского университета доктор Гэйл Хиггинботтом.

Исследуя древнейшие из Великих каменных кругов, построенные в Шотландии (Калланиш, остров Льюис, и Стеннес, Оркнейские острова – оба сооружения построены раньше, чем мегалит Стоунхендж, примерно на 500 лет), исследователи обнаружили высокий процент соответствий с конфигурациями, в которых находились в то время Солнце и Луна.

Однако размещение и форма этих камней связаны не только с расположением Солнца и Луны. Исследователи обнаружили сложную взаимосвязь между конфигурацией камней, окружающим ландшафтом и горизонтом, а также перемещениями Солнца и Луны по небу на фоне этого ландшафта.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Archaeological Science: Reports.

Источник

Девять новых рассеянных звездных скоплений обнаружены в окрестностях Солнца

Астрономы из Гейдельбергского университета, Германия, и Страсбургской обсерватории, Франция, обнаружили девять новых рассеянных звездных скоплений, находящихся на расстояниях менее 1500 световых лет от Солнца. Это исследование существенно пополняет «копилку» известных науке звездных скоплений, находящихся в окрестностях нашей Солнечной системы.

Недавние наблюдения показали, что старые рассеянные звездные скопления очень редко встречаются в пределах области вокруг нашего Солнца радиусом примерно 3000 световых лет. Для исследования причин этой аномалии исследователями во главе с Сигфридом Розером из Гейдельбергского университета была проведена научная работа, включающая анализ фотометрических данных и данных измерений собственного движения звезд из каталога «Тихо-2», содержащего информацию о 2,5 миллионах ярких звезд, и каталога URAT1, содержащего данные о координатах примерно 228 миллионов звезд со звездной величиной от 3 до 18,5.

«Мы уточнили собственные движения звезд при помощи комбинации каталогов «Тихо-2» и URAT1. Мы обнаружили девять прежде неизвестных рассеянных скоплений звезд в окрестности Солнца, причем возраст этих скоплений разнится от 70 миллионов до 1 миллиарда лет, а расстояния до них составляют от 200 до 500 парсеков», пишут исследователи в своей работе.

Ученые подчеркивают, что их находки помогут углубить наши знания о близлежащих звездных скоплениях, включая древние звездные скопления.

Работа появилась на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Физики подтвердили возможное открытие пятой силы природы

Американские физики в своей работе подтвердили возможное открытие пятого фундаментального взаимодействия. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Калифорнийский университет в Ирвине (США).

Работа физиков посвящена возможным взаимодействиям новой частицы — протофобного Х-бозона. Она, по мнению ученых, вступает в реакции только с электронами и нейтронами, а также входит в состав темного сектора природы. С ее помощью физики попытались объяснить аномалию, наблюдавшуюся в эксперименте при переходе в основное энергетическое состояние бериллия-8.

На особенность впервые обратили внимание венгерские физики, которые посчитали ее свидетельством существования гипотетической частицы, участвующей в пятом взаимодействии, — темного фотона массой 17 мегаэлектронвольт.

Американские ученые подтвердили существование аномалии в статье, опубликованной в апреле 2015 года, и тогда же предложили для нее другое объяснение. Новый протофобный Х-бозон, по мнению физиков, объясняет ряд экспериментов, в которых наблюдается аномальный магнитный момент мюона.

В настоящее время известны четыре фундаментальных взаимодействия: сильное, слабое, гравитационное и электромагнитное. С пятым взаимодействием ученые связывают темную материю — гипотетическую субстанцию, проявляющую себя только в гравитационном взаимодействии.

«Если в будущих экспериментах подтвердится открытие пятой силы, то это полностью изменит наше представление о Вселенной и будет иметь последствия для объединения взаимодействий и темной материи», — сказал ведущий нового исследования Джонатан Фенг.

Источник

Физик наблюдал испарение черной дыры

Физик Джефф Штайнхауэр из Техниона (Израиль) создал квантовый аналог черной дыры, наблюдал ее испарение (эффект Хокинга), а также впервые обнаружил квантовую запутанность между парой частиц, одна из которых упала на объект, а другая удалилась от него. Результаты своих исследований ученый опубликовал в журнале Nature Physics.

Полученные экспериментальные результаты согласуются с данными численного моделирования. В частности, температура излучения соответствует спектру, предсказываемому Хокингом.

В эксперименте был создан лабораторный аналог черной дыры — область сверхзвукового движения в ультрахолодном конденсате Бозе-Эйнштейна. Этот участок пространства, движущийся с постоянной скоростью, играл роль, аналогичную горизонту событий в черной дыре. В качестве материи конденсата Штайнхауэр использовал атомы рубидия, охлажденные до менее чем одной миллиардной доли градуса выше абсолютного нуля. При таких температурах вещество ведет себя коллективным образом как одна большая частица.

С помощью лазера израильский ученый заставил квантовую жидкость течь быстрее скорости звука и наблюдал экспоненциальный рост стоячей волны, возникший из-за интерференции между аналогами частиц с отрицательной и положительной энергиями в результате излучения Хокинга.

Излучение Хокинга предполагает испарение черной дыры вследствие квантовых флуктуаций, связанных с образованием пар виртуальных частиц. Одна частица из такой пары улетает от черной дыры, а другая — с отрицательной энергией — падает в нее.

Квантовой запутанностью называется явление, при котором квантовые состояния частиц (например, спин или поляризация), разнесенных друг от друга, не могут быть описаны взаимонезависимо. Процедура измерения состояния одной частицы приводит к изменению состояния другой.

Источник

Китай произвел запуск первого в мире «квантового» спутника связи

Китай произвел сегодня, во вторник 16 августа, запуск первого в мире спутника, который позволит осуществлять связь по каналу, почти недоступному для хакерских атак, говорят эксперты.

Этот спутник, который был отправлен в космос с площадки космодрома Цзюцюань, расположенного в северо-западной части пустыни Гоби, позволит китайским исследователям производить передачу тестовых сообщений между Пекином и северо-западной частью территории Китайской народной республики, а также другими точками земного шара.

Если эти тесты пройдут успешно, Китай сделает большой шаг вперед на пути к созданию всемирной сети, в которой передаваемые сообщения будут защищены от хакерских атак, осуществляемых «традиционными» методами.

«Это приведет к тому, что желающим «подслушать» чужие разговоры или прочитать чужие сообщения, придется овладеть куда более замысловатыми приемами, чем сейчас, - сказал Александр Линг, руководитель проекта из Центра квантовых технологий, Сингапур. – Множество людей в мире считают, что осуществление безопасной связи на квантовом уровне является важной задачей».

Исследователи на сегодняшний день неоднократно успешно передавали сообщения по квантовым каналам на земле, однако спутниковые квантовые сети передачи данных являются новым шагом на пути к повсеместному внедрению квантовых технологий передачи данных.

Кибербезопасность в последние годы приобретает всё большее значение для Китая, который постепенно вводит законодательные ограничения на импорт из США технологий, после нашумевшей истории с Эдвардом Сноудэном, раскрывшим подробности слежки за пользователями ПК, осуществляемой американскими спецслужбами при помощи ввозимого из США компьютерного оборудования.

Источник

Земля взаимодействовала с остатками сверхновой в течение одного миллиона лет

Физики из Мюнхенского технического университета, Германия, провели успешный анализ с привязкой ко времени сигнала, указывающего на сверхновую, который был обнаружен в микроокаменелостях, расположенных на поверхности Земли. Как показала группа профессора Шона Бишопа, главного автора новой работы, этот сигнал, указывающий на сверхновую, впервые появляется в микроокаменелостях примерно 2,7 миллиона лет назад. Согласно анализу, проведенному исследователями, наша Солнечная система в течение приблизительно одного миллиона лет проходила сквозь эти остатки сверхновой.

При взрыве сверхновой её осколки бомбардируют поверхности близлежащих космических объектов, при этом в случае Земли на её поверхности оказываются специфические радиоактивные изотопы, такие как Fe-60, который не имеет естественных источников происхождения на нашей планете.

В новом исследовании профессор Бишоп и его команда смогли не только определить наличие радиоактивного изотопа Fe-60 в веществе коры Земли, но и оценить продолжительность периода бомбардировки планеты обломками сверхновой. Ученые использовали в своем исследовании керны осадочных горных пород со дна Тихого океана, содержащие слои с изотопом Fe-60. Обязательным требованием для привязки сигнала Fe-60 к определенному геологическому периоду является отсутствие перемещения атомов железа в отложениях осадочных пород. Этому требованию удовлетворяют далеко не все горные породы, однако исследователи смогли найти такую форму окаменелостей, в которой радиоактивное железо находилось в связанной форме – в форме нанокристаллов оксида Fe3O4, в который его превращали железосвязывающие бактерии – и почти не перемещалось с потоками вещества в следующие за периодом отложения геологические периоды.

Наиболее вероятными кандидатами на роль этой сверхновой исследователи видят звезды OB-ассоциации Скорпиона-Центавра, которая примерно 2,3 миллиона лет назад находилась на расстоянии примерно 300 световых лет от Солнечной системы. На протяжении 10-15 миллионов лет в этой ассоциации звезд произошло от 15 до 20 сверхновых.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник

Астрономы открывают новый субзвездный объект в скоплении Плеяды

Международная команда астрономов обнаружила новый субзвездный объект, являющийся компаньоном одной из звезд открытого звездного скопления Плеяды. Это открытие может пролить свет на механизмы формирования этого звездного скопления.

Благодаря близости к нашей планете знаменитое скопление звезд Плеяды часто наблюдают и изучают как астрономы любители, так и профессиональные ученые. Возраст этого скопления звезд, расположенного на расстоянии 440 световых лет от нас, составляет примерно 120 миллионов лет, что делает его одним из самых молодых открытых звездных скоплений, известных науке. Оно также является прекрасной целью для поисков новых субзвездных объектов небольшой массы, таких как коричневые карлики.

В период с 2011 по 2015 гг. международная команда астрономов во главе с Михоко Кониши из Национальной астрономической обсерватории, Япония, провела серию наблюдений одной из звезд этого скопления под названием Плеяды HII 3441 в поисках компаньонов субзвездных или планетарных масс при помощи 8,2-метрового телескопа «Субару», расположенного на Гавайях.

Этот вновь обнаруженный объект получил обозначение Плеяды HII 3441B. Согласно исследованию он был обнаружен «к юго-востоку» от основной звезды на расстоянии примерно 66 астрономических единиц (расстояний Солнце-Земля) от неё.

Примерная масса объекта Плеяды HII 3441B составила 68 масс Юпитера, а его температура оценивается согласно фотометрическим данным приблизительно в 2700 Кельвинов. Более того, как отмечают исследователи, в спектре излучения этого объекта отсутствует линия поглощения, соответствующая метану. Авторы работы подчеркивают, что отсутствие метана, разлагающегося при температурах выше 1300 К, в атмосфере этого объекта также свидетельствует о высокой температуре у его поверхности.

Этот объект был классифицирован как коричневый карлик спектрального класса М7, так как его масса ниже порогового значения в 72 массы Юпитера, соответствующего началу термоядерного горения водорода. Однако, как отмечают исследователи, объект Плеяды HII 3441B «близок к границе между звездным и субзвездным объектом».

Работа появилась на сервере препринтов arxiv.org.

Источник

В системе Альфа Центавра, возможно, обнаружена новая землеподобная планета

Ученые готовятся раскрыть информацию о новой планете в наших галактических окрестностях, которая представляет собой «предположительно, планету земного типа» и находится в обитаемой зоне родительской звезды, сообщило еженедельное немецкое издание Der Spiegel вчера, в пятницу.

Эта экзопланета обращается вокруг знаменитой звезды Проксимы Центавра, являющейся частью звездной системы Альфа Центавра, пишет журнал, ссылаясь на анонимный источник информации.

«Эта все ещё не получившая имени планета обращается вокруг Проксимы Центавра на расстоянии, на котором возможно существование воды в жидкой форме на поверхности планеты – важное обязательное требование, обусловливающее возможность зарождения и развития жизни на экзопланете», сообщается в заметке.

«Никогда раньше ученые не открывали «близнеца Земли» так близко к Солнечной системе», отмечает издание, добавляя, что Европейская южная обсерватория (European Southern Observatory, ESO) объявит об этих находках в конце августа.

Больше никаких подробностей в отчете не приводится.

Представитель ESO по связям с общественностью Ричард Хук сказал связавшимся с ним журналистам информагентства «Франс Пресс», что знает о существовании этого отчета, однако подтвердить или опровергнуть содержащуюся в нем информацию отказывается.

Звезда Проксима Центавра находится на расстоянии всего лишь 4,24 светового года от Солнечной системы. Эта звезда, входящая в состав ближайшей к Земле звездной системы Альфа Центавра, включающей три звезды, была открыта в 1915 г.

Источник

Много шума из ничего: астрономы изучают пустоты пространства Вселенной

Исследователи в поисках новых способов изучения природы гравитации и темной энергии Вселенной выбрали замысловатую стратегию: искать там, где ничего нет.

В новой научной работе международная команда астрономов сообщает, что смогла достичь в четыре раза более высокой точности измерения параметров крупномасштабной структуризации доступной наблюдениям материи Вселенной путем изучения пустот, заполняющих пространство между этими материальными структурами.

Пол Саттер, один из соавторов новой работы и штатный научный сотрудник Университета штата Огайо, США, сказал, что эти новые результаты помогают подвергнуть проверке Общую теорию относительности Эйнштейна, которая описывает механизмы «работы» гравитации.

Основной принцип, положенный в основу этого нового подхода, состоит в том, чтобы проверить положения ОТО в тех уголках Вселенной, где действие гравитационных сил сведено к минимуму, вместо того чтобы проверять их в местах скопления больших масс материи, подобно тому как ходовые качества автомобиля следует проверять на трассе, а не в городской «пробке». Кроме того, отсутствие в космических пустотах нормальной материи не отменяет возможного наличия в них загадочной темной энергии – «двигателя» расширения Вселенной, поясняют авторы работы.

В этом исследовании Саттер совместно с коллегами из Германии, Франции и Италии разработал компьютерную модель физики космических пустот и сравнил результаты расчета этой модели с наблюдательными данными, полученными в результате проведения Слоуновского цифрового обзора неба. Статистический анализ выявил в четыре раза более высокую точность моделей плотности материи и роста космологических структур в том случае, когда в расчет принималась физика космических пустот.

В ходе исследования команда Саттера искала крохотные отклонения от положений ОТО в пределах космических пустот, однако в итоге таких отклонений зафиксировано не было. Поэтому одним из выводов из проделанной работы стало очередное подтверждение положений гравитационной теории гениального немецкого физика начала 20-го века.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Источник