Что находится внутри Цереры? Ученые получили новые данные

На десятках тысяч фотоснимков, переданных на Землю космическим аппаратом НАСА Dawn, нельзя увидеть внутренние области Цереры. Однако у ученых есть мощный метод изучения внутренней структуры Цереры – анализ собственного движения зонда.

Так как гравитация оказывает влияние на орбиту зонда Dawn вокруг Цереры, ученые могут измерять изменения гравитационного поля Цереры, анализируя тонкие изменения траектории космического аппарата. Используя данные, полученные при помощи зонда Dawn, ученые впервые составили карту изменений гравитации Цереры, которая дает ценные сведения о внутренней структуре карликовой планеты.

«Эти новые данные свидетельствуют о том, что внутренние области Цереры имеют невысокую плотность, и что вода и другие легкие материалы частично отделились от горных пород в течение фазы разогрева, имевшей место в ранней истории карликовой планеты», - сказал Райан Парк, главный автор исследования и руководитель группы изучения динамики Солнечной системы из Лаборатории реактивного движения НАСА, США.

В этом исследовании было подтверждено особое свойство Цереры, называемое гидростатическим равновесием, благодаря которому, в том числе, этот объект получил звание карликовой планеты. Кроме того, новые данные показали, что на Церере имеет место гравитационная дифференциация слоев, подобно тому, как это имеет место в случае Земли, имеющей выраженные ядро, мантию и кору. В случае Цереры, однако, слои имеют менее четкие границы. Также ученые подтвердили новыми данными высказывавшееся ранее предположение о том, что Церера является менее плотной, чем Земля, Луна, гигантский астероид Веста (предыдущая научная цель зонда Dawn) и другие каменистые тела Солнечной системы.

Исследование появилось в журнале Nature.

Источник

Астрономы впервые точно измерили количество кислорода в далекой галактике

Астрономы из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles, UCLA), США, провели первые точные измерения количества кислорода в далекой галактике. Кислород, третий по распространенности химический элемент во Вселенной, формируется внутри звезд, а затем переходит в газ межзвездного пространства после окончания жизненного цикла звезды. Определение количеств кислорода является ключом к пониманию циркуляции материи внутри галактики и за её пределами.

Определение количества кислорода в этой галактике, называемой COSMOS-1908, представляет собой важный этап на пути к более глубокому пониманию астрономами популяции тусклых, далеких галактик, наблюдаемых в то время, когда возраст Вселенной составлял всего лишь несколько миллиардов лет, и эволюции галактик. Эта галактика стала самой далекой галактикой, для которой в настоящее время с высокой точностью определено содержание кислорода.

Галактика COSMOS-1908 содержит примерно 1 миллиард звезд, что приблизительно в 100 раз меньше, чем число звезд Млечного пути. При этом содержание кислорода в галактике COSMOS-1908 составляет примерно 20 процентов от содержания кислорода в веществе Солнца.

Обычно астрономы при оценке содержания кислорода в далеких галактиках полагаются на непрямые и неточные методы. Однако в случае галактики COSMOS-1908 исследователи из UCLA смогли провести прямые измерения, сказал Райан Сандерз, обладатель магистерской степени по астрономии и главный автор исследования.

Наблюдения были проведены при помощи инструмента MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration), установленного на телескопе им. Кека №1, входящего в состав Обсерватории им. Кека.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Ученые создают электронику в стиле "жидкого терминатора"

МОСКВА, 4 авг – РИА Новости. Физики из Австралии научились создавать полупроводниковые схемы из жидких металлов, что приближает нас к созданию сверхгибких гаджетов, похожих по принципам работы на то, как был устроен "жидкий" терминатор Т-1000 в фильме "Терминатор-2", говорится в статье, опубликованной в журнале  Nature Communications.

"Поменяв химию раствора, мы смогли заставить капли жидкого металла двигаться в воде и менять свою форму, не требуя приложения электрических или механических сил, просто меняя концентрации кислот, оснований и солей. Используя этот эффект, мы создали движущиеся механизмы, выключатели и помпы, которые работали автономно, полностью сами по себе благодаря составу окружающей их жидкости", — заявил Курош Калантар-задэ (Kourosh Kalantar-zadeh) из университета RMIT в Сиднее (Австралия).

Калантар-задэ и его коллеги сделали первый шаг на пути создания машин, аналогичных по своей структуре телу Т-1000 из фильма Джеймса Кэмерона, пытаясь выяснить, как работает недавно открытый необычный эффект, связанный с физикой жидких металлов, погруженных в воду.

Как объясняют ученые, капли любых жидких металлов представляют собой сложную структуру, похожую на живую клетку — у них есть металлическое ядро, проводящее ток, и оболочка в виде тонкой пленки из оксида этого металла, обладающая полупроводниковыми свойствами.

Относительно недавно физики обнаружили, что погружение подобных капель в раствор с большим количеством ионов может приводить к их заметной деформации, произвольным движениям во все стороны и другим необычным процессам. По словам Калантара-задэ, никто не понимал, почему это происходит и что управляет движением и деформацией капель.

Меняя концентрацию различных ионов в растворе, авторы статьи поняли, как можно заставить капли из жидкого галлия, одного из самых малотоксичных жидких металлов, двигаться в произвольном направлении и исполнять различные функции. В качестве демонстрации работоспособности данной "терминаторной" технологии ученые создали несколько помп, перекачивающих воду, а также ряд механических устройств.

"В конечном итоге, азы этой технологии, представленные в нашей статье, могут быть использованы для создания трехмерных гуманоидов – таких же, как терминатор Т-1000, но с более продвинутой программной начинкой", — заключает физик.

Источник

Открытие российских ученых поможет обеспечить работу термоядерных реакторов

МОСКВА, 4 авг — РИА Новости. Сотрудники кафедры физики плазмы Национального исследовательского ядерного университета МИФИ сделали открытие, которое позволит защитить элементы термоядерных реакторов от повреждения при воздействии плазмы, и тем самым обеспечить их надежную работу, сообщила пресс-служба вуза.Термоядерные установки создаются, чтобы попытаться использовать для получения электроэнергии термоядерную реакцию, происходящую, в частности, на Солнце. В случае успеха это даст человечеству практически неисчерпаемый источник энергии. Самым крупным проектом в этой области является проект международного термоядерного реактора ИТЭР, который сейчас строится во Франции.

Одним из нежелательных явлений, которые могут происходить в таких установках, являются так называемые униполярные дуги, возникающие между термоядерной плазмой и обращенной к ней первой стенкой реактора. Это явление будет приводить к разрушению стенки реактора, загрязнению и охлаждению плазмы, что недопустимо при осуществлении управляемого термоядерного синтеза. Механизм возникновения униполярных дуг до конца еще не изучен, поэтому исследования, связанные с этой проблемой, имеют передовой характер.

Взаимодействие плазмы с вольфрамом, входящим в состав первой стенкой термоядерного реактора, приводит к тому, что металлическая поверхность покрывается огромным количеством волосков диаметром в несколько десятков нанометров и длиной до одного микрона. Ученые назвали их "вольфрамовым нанопухом".

Сотрудник кафедры физики плазмы МИФИ Дмитрий Синельников, находясь на стажировке в Нагойском университете Японии, обнаружил, что после возникновения униполярных дуг на вольфрамовом пухе возникают похожие на снежинки структуры. После этого на кафедре в МИФИ были проведены дополнительные эксперименты с целью выяснить, как такие структуры определяют свойства вольфрамового нанопуха при действии на него электрических полей высокой напряженности. Выяснилось, что такие "снежинки" в значительной мере влияют на то, каким будет воздействие электрического поля.

"Помимо внешней красоты, кратеры-снежинки могут помочь лучше разобраться в механизме перемещения дуги по поверхности", — отметил Синельников, слова которого цитируются в сообщении.

По мнению авторов работы, дальнейшее изучение этого явления поможет предотвратить возникновение вредных униполярных дуг в термоядерных установках и тем самым обеспечить их надежную эксплуатацию.

Источник

Как два пальца

Квантовая телепортация — это передача квантового состояния на расстояние. Отдельно ее объяснить трудно, это можно сделать только вкупе со всей квантовой физикой. В своей лекции, состоявшейся в рамках «Лектория 2035» на ВДНХ, профессор физического факультета Университет Калгари (Канада), член Канадского института высших исследований Александр Львовский постарался простым языком рассказать о принципах квантовой телепортации и квантовой криптографии. «Лента.ру» публикует выдержки из его выступления.

Ключ к замку

Криптография — это искусство общения защищенным образом по незащищенному каналу. То есть у вас есть некая линия, которую могут прослушивать, и вам нужно передать по ней секретное сообщение, которое никто посторонний не сможет прочесть.

Представим, что, скажем, если у Алисы и Боба есть так называемый секретный ключ, а именно — тайная последовательность нулей и единиц, которой нет ни у кого другого, они могут зашифровать сообщение с помощью этого ключа, применив операцию исключающего ИЛИ, чтобы ноль совпадал с нулем, а единица — с единицей. Такое зашифрованное послание уже можно передать по открытому каналу. Если его кто-то перехватит, это не страшно, ведь его никто не сможет прочесть, кроме Боба, у которого есть копия секретного ключа.

В любой криптографии, в любой коммуникации самым дорогим ресурсом является случайная последовательность нулей и единиц, которой владеют только два общающихся. Но в большей части случаев используется криптография с открытым ключом. Допустим, вы покупаете что-то с помощью кредитной карты в интернет-магазине по безопасному протоколу HTTPS. По нему ваш компьютер переговаривается с каким-то сервером, с которым до этого никогда не общался, и у него не было возможности обменяться с этим сервером секретным ключом.

Тайна этого диалога обеспечивается решением сложной математической задачи, в частности — разложения на простые множители. Перемножить два простых числа легко, а если уже дано их произведение, то найти два сомножителя трудно. Если число достаточно большое, оно потребует от обычного компьютера многолетних вычислений.

Однако если этот компьютер не обычный, а квантовый, он такую задачу решит легко. Когда он будет наконец изобретен, приведенный выше широко используемый метод окажется бесполезным, что, как ожидается, будет иметь катастрофические последствия для общества.

Если помните, в первой книге про Гарри Поттера главному герою нужно было пройти через защиту, чтобы добраться до Философского камня. Тут нечто похожее: тому, кто установил защиту, будет легко пройти ее. Гарри пришлось очень трудно, но в итоге он ее все же преодолел.

Этот пример очень хорошо иллюстрирует криптографию с открытым ключом. Тот, кто его не знает, в принципе имеет возможность расшифровать сообщения, однако ему будет очень трудно, и на это потенциально потребуется много лет. Абсолютной безопасности криптография с открытым ключом не дает.

Квантовая криптография

Все это объясняет необходимость квантовой криптографии. Она дает нам лучшее из обоих миров. Есть метод одноразового блокнота, надежный, но, с другой стороны, требующий «дорогого» секретного ключа. Чтобы Алиса могла общаться с Бобом, она должна послать ему курьера с чемоданом, полным дисков с такими ключами. Он их будет постепенно расходовать, так как каждый из них можно использовать только один раз. С другой стороны, у нас есть метод открытого ключа, который «дешев», но не дает абсолютной надежности.

Квантовая криптография, с одной стороны, «дешевая», она позволяет безопасную передачу ключа по каналу, в который могут залезть, а с другой стороны — гарантирует секретность благодаря фундаментальным законам физики. Смысл ее заключается в том, чтобы кодировать информацию в квантовом состоянии отдельных фотонов.

В соответствии с постулатами квантовой физики, квантовое состояние в момент, когда его пытаются измерить, разрушается и изменяется. Таким образом, если на линии между Алисой и Бобом есть какой-то шпион, пытающийся подслушать или подсмотреть, он неизбежно изменит состояние фотонов, общающиеся заметят, что линию прослушивают, прекратят коммуникацию и примут меры.

В отличие от многих других квантовых технологий, квантовая криптография является коммерческой, это не научная фантастика. Уже сейчас есть компании, производящие серверы, подключаемые к обычной оптоволоконной линии, с помощью которых можно осуществлять безопасное общение.

Как работает поляризационный светоделитель

Свет — это поперечная электромагнитная волна, колеблющаяся не вдоль, а поперек. Это свойство называется поляризацией, и оно присутствует даже в отдельных фотонах. С помощью них можно кодировать информацию. Например, горизонтальный фотон — это ноль, а вертикальный — единица (то же верно для фотонов с поляризацией плюс 45 градусов и минус 45 градусов).

Алиса закодировала таким образом информацию, и Бобу нужно ее принять. Для этого используется специальный прибор — поляризационный светоделитель, куб, состоящий из двух призм, склеенных между собой. Он пропускает горизонтально поляризованный поток и отражает вертикально поляризованный, благодаря чему происходит декодирование информации. Если горизонтальный фотон — ноль, а вертикальный — единица, то тогда в случае логического ноля щелкнет один детектор, а в случае единицы — другой.

Но что будет, если мы пошлем диагональный фотон? Тогда начинает играть роль знаменитая квантовая случайность. Нельзя сказать, пройдет такой фотон или отразится — он с вероятностью 50 процентов сделает либо одно, либо другое. Предсказать его поведение невозможно в принципе. Более того, это свойство лежит в основе коммерческих генераторов случайных чисел.

Что же делать, если у нас стоит задача различить поляризации плюс 45 градусов и минус 45 градусов? Нужно повернуть светоделитель вокруг оси луча. Тогда закон квантовой случайности будет действовать для фотонов с горизонтальной и вертикальной поляризациями. Это свойство фундаментально. Мы не можем задать вопрос о том, какая поляризация у этого фотона.

Принцип квантовой криптографии

В чем же заключается идея квантовой криптографии? Предположим, Алиса посылает Бобу фотон, который она кодирует либо горизонтально-вертикальным образом, либо диагональным. Боб тоже подбрасывает монетку, решая случайным образом, каким будет его базис: горизонтально-вертикальным или диагональным. Если их способы кодировки совпадут — Боб получит данные, которые послала Алиса, если же нет — то какую-то ерунду. Они проводят эту операцию много тысяч раз, а потом «созваниваются» по открытому каналу и сообщают друг другу, в каких базисах совершали передачу, — можно считать, что эта информация теперь доступна кому угодно. Далее Боб и Алиса смогут отсеять события, в которых базисы были разные, и оставить те, в которых они были одинаковые (их будет примерно половина).

Допустим, в линию вклинился какой-то шпион, желающий подслушать сообщения, но ему тоже необходимо измерять информацию в каком-то базисе. Представим, что у Алисы и Боба он совпал, а у шпиона — нет. В ситуации, когда данные были посланы в горизонтально-вертикальном базисе, а подслушивающий измерил передачу в диагональном, он получит случайное значение и перешлет дальше какой-то произвольный фотон Бобу, так как не знает, каким он должен быть. Таким образом, его вмешательство будет замечено.

Самая главная проблема квантовой криптографии — это потери. Даже самое лучшее и современное оптоволокно дает 50 процентов потерь на каждые 10-12 километров кабеля. Допустим, мы посылаем наш секретный ключ из Москвы в Петербург — на 750 километров, и только один из миллиарда миллиардов фотонов достигнет цели. Все это делает технологию совершенно непрактичной. Именно поэтому современная квантовая криптография работает только на расстоянии примерно 100 километров. Теоретически известно, как эту проблему решить, — с помощью квантовых повторителей, но для их реализации нужна квантовая телепортация.

Квантовая запутанность

Научное определение квантовой запутанности — это делокализованное состояние суперпозиции. Звучит сложно, но можно привести простой пример. Предположим, у нас есть два фотона: горизонтальный и вертикальный, квантовые состояния которых взаимозависимы. Один из них мы посылаем Алисе, а другой — Бобу, которые делают измерения на поляризационном светоделителе.

Когда эти измерения совершаются в обычном горизонтально-вертикальном базисе, понятно, что результат будет скоррелирован. Если Алиса заметила горизонтальный фотон, то второй, естественно, будет вертикальным, и наоборот. Это можно представить проще: у нас есть синий и красный шарик, мы не глядя запечатываем каждый из них в конверт и посылаем двум получателям — если одному придет красный, второй обязательно получит синий.

Но в случае квантовой запутанности этим дело не ограничивается. Эта корреляция имеет место не только в горизонтально-вертикальном базисе, но и в любом другом. Например, если Алиса и Боб одновременно повернут свои светоделители на 45 градусов, у них опять будет полное совпадение.

Это очень странное квантовое явление. Допустим, Алиса повернула каким-то образом свой светоделитель и обнаружила какой-то фотон с поляризацией α, который прошел через него. Если Боб измерит свой фотон в том же самом базисе, он обнаружит поляризацию 90 градусов +α.

Итак, в начале мы имеем состояние запутанности: фотон Алисы полностью неопределен и фотон Боба полностью неопределен. Когда Алиса измерила свой фотон, обнаружила какое-то значение, то теперь известно точно, какой фотон у Боба, как бы далеко он ни находился. Этот эффект многократно подтвержден экспериментами, это не фантазия.

Квантовая телепортация

Допустим, у Алисы есть некий фотон с поляризацией α, которую она еще не знает, то есть находящийся в неизвестном состоянии. Между ней и Бобом нет прямого канала. Если бы канал был, то Алиса смогла бы зарегистрировать состояние фотона и донести эту информацию до Боба. Но квантовое состояние за одно измерение узнать невозможно, поэтому такой способ не годится. Однако между Алисой и Бобом есть заранее приготовленная запутанная пара фотонов. За счет этого можно заставить фотон Боба принять первоначальное состояние фотона Алисы, «созвонившись» потом по условной телефонной линии.

Вот классический (хотя и очень отдаленный аналог) всего этого. Алиса и Боб получают в конверте по шарику — синий или красный. Алиса хочет послать Бобу информацию о том, какой у нее. Для этого ей нужно, «созвонившись» с Бобом, сравнить шарики, сказав ему «у меня такой же» или «у нас разные». Если кто-то подслушивает эту линию, то это не поможет ему узнать их цвет.

Таким образом, существуют четыре варианта исхода событий (условно, у получателей синие шарики, красные шарики, красный и синий или синий и красный — прим. «Ленты.ру»). Они интересны тем, что образуют базис. Если у нас есть два каких-то фотона с неизвестной поляризацией, то им можно «задать вопрос», в каком из этих состояний они находятся, и получить ответ. Но если хотя бы один из них окажется запутан с каким-то другим фотоном, то произойдет эффект удаленного приготовления, и третий, удаленный фотон «приготовится» в определенном состоянии. На этом и основана квантовая телепортация.

Как это все работает? У нас есть запутанное состояние и фотон, который мы хотим телепортировать. Алиса должна произвести соответствующее измерение исходного телепортированного фотона и задать вопрос, в каком состоянии находится другой. Случайным образом она получает один из четырех возможных ответов. В результате эффекта дистанционного приготовления оказывается, что после этого измерения в зависимости от результата фотон Боба перешел в определенное состояние. До этого он был запутан с фотоном Алисы, пребывая в неопределенном состоянии.

Алиса сообщает Бобу по телефону, каким был результат ее измерений. Если ее результат, допустим, оказался ψ-, то Боб знает, что его фотон автоматически преобразовался в это состояние. Если же Алиса сообщила, что ее измерение дало результат ψ+, то фотон Боба принял поляризацию -α. В конце эксперимента по телепортации у Боба оказывается копия первоначального фотона Алисы, а ее фотон и информация о нем в процессе разрушаются.

Технология телепортации

Сейчас мы умеем телепортировать поляризацию фотонов и некоторые состояния атомов. Но когда пишут, мол, ученые научились телепортировать атомы — это обман, ведь у атомов очень много квантовых состояний, бесконечное множество. В лучшем случае мы придумали, как телепортировать пару из них.

Мой любимый вопрос — когда будет телепортация человека? Ответ — никогда. Допустим, у нас есть капитан Пикард из сериала «Звездный путь», которого нужно телепортировать на поверхность планеты с корабля. Для этого, как нам уже известно, нужно сделать еще пару таких же Пикардов, привести их в запутанное состояние, которое включает все его возможные состояния (трезвого, пьяного, спящего, курящего — абсолютно все) и провести измерения на обоих. Понятно, насколько это сложно и нереализуемо.

Квантовая телепортация — это интересное, но лабораторное явление. До телепортации живых существ дело не дойдет (по крайней мере, в ближайшем будущем). Однако его можно использовать на практике для создания квантовых повторителей, для передачи информации на далекие расстояния.

Источник

Создан компактный перепрограммируемый квантовый компьютер

Физики из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США) создали небольшой компьютер, способный к перепрограммированию. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Компьютер, построенный учеными, состоит из пяти кубитов. Последние захвачены при помощи ионной ловушки и управляются лазером. Компьютер, как показали авторы, способен выполнять несколько различных квантовых алгоритмов.

Точность вычислений достигает 98 процентов, а переход к различным алгоритмам не требует аппаратных изменений устройства. Ученые допускают масштабируемость системы, в частности, подключение к ней нескольких аналогичных компьютеров, что позволит повысить вычислительный потенциал устройства.

В обычном компьютере информация представлена с помощью битов, которые могут принимать только одно из двух значений: 0 или 1. В квантовом компьютере понятие (классического) бита обобщается до квантового бита (кубита), и кроме одного из двух значений — 0 или 1 — кубит может принимать бесконечное число значений, являющееся квантовой суперпозицией базисных состояний 0 и 1. Квантовые устройства, как полагают специалисты, на порядки превосходят возможности современных вычислительных систем.

Источник

Будущее наступило: эксперты рассказали об использовании лазерного оружия

МОСКВА, 3 авг — РИА Новости. Элементы лазерного оружия, о поступлении которых в Вооруженные силы (ВС) заявил заместитель министра обороны России Юрий Борисов, могут быть размещены на самолетах, колесных и гусеничных боевых машинах, а также на кораблях, считают опрошенные РИА Новости военные эксперты.

 Выступая на торжественном мероприятии, посвященном 70-летию Российского федерального ядерного центра — Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров), Борисов отметил, что в настоящее время стало реальностью оружие на новых физических принципах.

По его словам, "это не экзотика, не экспериментальные, опытные образцы — мы уже приняли на вооружение отдельные образцы лазерного оружия".

Разработки лазерного оружия ведутся с 1950-х годов, однако о принятии его образцов на вооружение заявлено впервые.

Авиалазер как элемент национальной безопасности

Оружие на новых физических принципах, в том числе разрабатываемый в России лазер воздушного базирования, позволит надежно обеспечить безопасность страны, заявил РИА Новости член общественного совета при Минобороны России, главный редактор журнала "Национальная оборона" Игорь Коротченко.

"Что касается заявления замминистра обороны, то здесь, вероятно, речь идет о лазере воздушного базирования, прототип которого в настоящее время приступил к испытаниям", — сказал военный аналитик.

Он пояснил, что мощная лазерная установка, смонтированная на базе военно-транспортного самолета Ил-76, позволяет гарантированно поражать излучением оптико-электронные системы и различного рода датчики управления оружием на боевых самолетах, военных спутниках, наземной и морской технике потенциального противника.

"Известно, что аналогичные образцы вооружения разрабатываются и в США, однако американские "летающие лазеры" в качестве целей рассматривают иностранные межконтинентальные баллистические ракеты и их головные части. Однако особых успехов американцы здесь добиться так и не сумели, в то время как российский лазер воздушного базирования доказал свои способности успешно решать стоящие перед ним задачи", — считает эксперт.

Луч на бронешасси и палубе

Коротченко также отметил, что актуальность разработки лазерных средств поражения обусловлена, в том числе, необходимостью борьбы с различного рода беспилотными летальными аппаратами, уничтожение которых с помощью зенитно-ракетных комплексов может быть затруднительно. Боевой лазер, смонтированный на автомобильном или бронешасси, способен успешно решать такую задачу.

"Научно-технический прогресс в военной сфере неизбежно приведет к разработке и других систем вооружения, основанных на новых физических принципах — такие поисковые работы ведутся всеми передовыми в военном отношении государствами, и Россия не должна являться здесь исключением", — сказал военный эксперт.

Другой собеседник агентства — президент Академии геополитических проблем доктор военных наук Константин Сивков — предположил, что на вооружение российской армии уже могут быть приняты лазерные установки для силового подавления систем управления танковым вооружением.

"Это также могут быть образцы лазерного оружия для противоракетной обороны кораблей в ближней зоне, а также системы подавления оптико-электронных средств наблюдения и самонаведения", — сказал Сивков.

Для ослепления противника

Образцы лазерного оружия, принятые на вооружение Российской армии, будут использоваться в сухопутных войсках для ослепления оптико-электронных средств противника, считает президент Академии геополитических проблем генерал-полковник Леонид Ивашов.

"Сейчас эти образцы будут применяться, прежде всего, в сухопутных войсках как ослепляющее оружие. Лазер может засвечивать аппаратуру оптической разведки и прицельные средства. Его излучение может также нарушать работу некоторых систем управления и связи", — сказал Ивашов.

По информации Ивашова, ранее в ВС России проводились испытания боевых лазеров: мотострелковые части предполагалось оснащать лазерными излучателями, способными поражать зрение солдат противника, а в войсках ПВО — использовать установки для уничтожения лазерным лучом низколетящих целей, в том числе — крылатых ракет. Однако эти образцы не были приняты на вооружение в связи с невозможностью обеспечить их необходимыми источниками энергии.

ЛСН для всех типов вооружений

Ранее пресс-служба концерна "Радиоэлектронные технологии" (КРЭТ, входит в состав госкорпорации "Ростех") сообщила, что компания обеспечила все типы российских вооружений (наземные, воздушные, морские) высокоточными лазерными системами наведения (ЛСН).

В сообщении отмечалось, что "КРЭТ расширил номенклатуру средств применения лазерной системы наведения на наземную, воздушную и морскую военную технику". По данным пресс-службы концерна, "на предприятии концерна созданы ЛСН, обеспечивающие наведение управляемого оружия для применения в боевой машине поддержки танков, в зенитно-артиллерийском комплексе морского базирования и на ударном вертолете Ка-52".

ЛСН — это высокоточная командная система наведения оружия посредством программно-управляемого светового информационного поля с использованием технологии электронного управления лазерным лучом, отличающаяся компактностью и высокой помехоустойчивостью.

Старые физические принципы

Создание лазерного и пучкового оружия является значительно более сложным делом, чем казалось вначале, когда приступали к его созданию, заявил ранее в интервью РИА Новости глава российского Фонда перспективных исследований Андрей Григорьев.

"Когда все это только начиналось, то казалось, что лазерное, пучковое оружие будет решением всех проблем: быстро доставляется, не надо боеприпасов. Но не так все просто", — сказал Григорьев.

По его словам, оружие на так называемых "новых физических принципах" "на самом деле является оружием на старых физических принципах", которые разрабатываются уже около 50 лет. "Я, честно говоря, не ожидаю серьезных прорывов во всех этих областях. Мне все это напоминает термоядерный реактор: когда начинают по нему очередную программу, то говорят, что в ближайшие 50 лет задачу решат. Уже 50 лет решают и обещают еще за 50 лет решить", — сказал глава фонда.

Дело за размещением

Американские разработчики из компании Lockheed Martin заявили, что обладают технологиями, которые позволяют производить пригодное для боевого применения лазерное вооружение, сообщил портал Defence News.

"Технологии теперь существуют. Их можно подогнать по размеру, весу, мощности и уровню теплоизоляции так, чтобы поместить на соответствующие тактические платформы, будь то корабль, наземный транспорт или воздушная платформа", — заявил директор подразделения компании Пол Шеттак (Paul Shattuck).

Другой представитель компании Даниэль Миллер (Daniel Miller) заявил, что теперь перед исследователями стоит задача не создать само лазерное оружие, а отработать технологии его размещения на используемых на сегодняшний день носителях.

Разные лазеры

Оружие на новых физических принципах (ОНФП) — оружие, в основу создания которого положены физические процессы и явления, не использовавшиеся ранее в оружии обычном (холодном, огнестрельном) или в оружии массового поражения (ядерном, химическом, бактериологическом).

Термин носит условный характер, так как в большинстве случаев в образцах ОНФП используются известные физические принципы, а новым является их применение в оружии. В зависимости от принципа действия выделяются следующие виды ОНФП: лазерное, радиочастотное, пучковое, кинетическое оружие и иные виды оружия.

Лазер (Light Amplification by Stimulated Emission Radiation — усиление света в результате вынужденного излучения) — это оптический квантовый генератор. Лазерное оружие использует высокоэнергетическое направленное электромагнитное излучение. Его поражающее действие по цели определяется термомеханическим и ударно-импульсным воздействием, которое с учетом плотности потока лазерного излучения, может привести к временному ослеплению человека или к механическому разрушению (расплавлению или испарению) корпуса поражаемого объекта. При работе в импульсном режиме одновременно тепловое воздействие сопровождается ударным, что обусловлено возникновением плазмы.

В СССР почти получилось

В рамках Стратегической оборонной инициативы (СОИ) США планировали разместить на околоземной орбите спутники-перехватчики советских межконтинентальных баллистических ракет. В ответ СССР приступил к активной разработке лазерного оружия. Так, были построены несколько экспериментальных лазерных космических пушек. Первую пушку установили на вспомогательном судне Черноморского флота (ЧФ) "Диксон".

Для того, чтобы получить энергию не менее 50 мегаватт, дизели судна были усилены тремя реактивными авиационными двигателями. Затем при разделе ЧФ корпус "Диксона" стал собственностью Украины и, по некоторым данным, продан как металлолом в США.

В СССР также велись работы по созданию космического аппарата "Скиф", который мог бы нести лазерную пушку и обеспечивать ее энергией. Прототип космического истребителя разработки КБ "Салют" с лазерной пушкой был в 1987 году выведен на орбиту ракетой-носителем "Энергия" и сожжен в плотных слоях атмосферы по политическим мотивам — как пример отказа от гонки вооружений в космосе.

В 1977 году в ОКБ имени Г.М. Бериева начались работы по созданию летающей лаборатории "1А", на борту которой размещалась лазерная установка, предназначенная для исследования распространения лучей в верхних слоях атмосферы.

Эти работы проводились в широкой кооперации с предприятиями и научными организациями всей страны, основным из которых являлось ЦКБ "Алмаз". Базовым самолетом для создания летающей лаборатории под индексом А-60 был выбран Ил-76МД. Лазерная пушка размещалась под обтекателем, оптическая головка лазера в полете могла убираться. Верх фюзеляжа между крылом и килем был вырезан и заменен створками, которые убирались внутрь фюзеляжа, а на их место выдвигалась башенка с пушкой. Впервые летающая лабораторию "1А" поднялась в воздух в 1981 году.

По данным открытых источников, разработки боевых лазеров и элементов лазерного оружия, помимо России и США, ведутся в Израиле, Китае, Южной Корее и Японии.

Источник

Ученые наблюдают коллапс атмосферы Ио во время затмения её Юпитером

Команда исследователей, возглавляемая сотрудниками Юго-Западного исследовательского института (Southwest Research Institute, SwRI) США, зарегистрировала атмосферные изменения на Ио, спутнике Юпитера с высокой вулканической активностью, когда гигантская планета отбрасывала тень на поверхность этого спутника во время ежедневных затмений.

В этом исследовании, проведенном под руководством Константина Цанга из SwRI, было обнаружено, что тонкая атмосфера Ио, которая состоит в основном из газообразного диоксида серы (SO2), извергаемого вулканами, коллапсирует по мере того как SO2 превращается на поверхности в лед, когда Ио оказывается в тени Юпитера. Когда Ио выходит из этой тени, и лед сублимирует, атмосфера вновь наполняется газом, и атмосферное давление возрастает до исходного значения.

«В этом исследовании мы впервые наблюдали этот феномен напрямую, и теперь мы глубже понимаем этот вулканически активный спутник Юпитера», - сказал Цанг, старший научный сотрудник отдела наук о космосе и инжиниринга SwRI.

Для наблюдений команда использовала восьмиметровый телескоп «Джемини Север», расположенный на Гавайях, и спектрограф Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph (TEXES).

Затмение Ио тенью Юпитера происходит каждые сутки, которые на этом спутнике Юпитера составляют примерно 40 часов, и продолжается в течение почти двух часов.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research.

Источник

Тихое «шипение» космоса раскрыло тайны прошлого знаменитой звезды

Астрономы смогли заглянуть в прошлое близлежащей звезды, взорвавшейся несколько десятков лет назад, на глубину в несколько миллионов лет при помощи телескопа Murchison Widefield Array, расположенного на территории Австралии в месте, где радиопомехи в FM-диапазоне сведены к минимуму.

В новом исследовании, проведенном международной командой астрономов, возглавляемой Джозефом Каллингэмом из Сиднейского университета, Австралия, были проведены наблюдения остатков сверхновой 1987A в самом низкочастотном радиодиапазоне, используемом для такого рода наблюдений. Эта сверхновая была самым ярким и близким к Земле событием своего рода, когда вспыхнула почти 30 лет назад в галактике Большое Магелланово Облако.

Ранее доступной для наблюдений была лишь небольшая часть жизненного цикла этой звезды – период примерно в 20000 лет, или 0,1 процента от примерной продолжительности жизни звезды.

Команда Каллингэма при помощи методов радиоастрономии смогла наблюдать эту звезду в фазе красного сверхгиганта, в которой та находилась достаточно продолжительное время. Ранее ученые исследовали в основном материал, выброшенный в космос этой звездой на непродолжительной, финальной стадии её жизненного цикла - стадии голубого сверхгиганта.

Авторы работы открыли, что этот красный сверхгигант терял в космос материю с меньшей скоростью и генерировал менее быстрые звездные ветра, оказывающие давление на материю в его окрестностях, чем считалось ранее.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник

Физики научились "расщеплять" воду на водород и лак для ногтей

МОСКВА, 3 авг – РИА Новости. Китайские химики и физики создали необычный вариант расщепителя воды, который превращает "бесхозный" и ненужный на практике кислород и обычный этиловый спирт в основной компонент лака для ногтей с почти 100% эффективностью, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Central Science.

За последние годы физики создали множество расщепителей воды, которые разлагают молекулы воды на кислород и водород при помощи энергии света или просто электрического тока, наиболее удачные версии которых близки к коммерческой рентабельности. Как правило, промышленников и самих ученых интересует лишь один продукт этой реакции – водород, а кислород им только мешает, так как для химических целей его гораздо проще получить путем извлечения из воздуха.

Нанфэн Чжэн (Nanfeng Zheng) из университета Сямыня (Китай) и его коллеги нашли применение этому "бесхозному" кислороду, заставив воду формировать два полезных продукта, используя особый расщепитель воды на базе тонких пленок из оксида кобальта и порошка из сплава никеля и кобальта.

Эти катализаторы, как объясняют ученые, обладают особыми электрохимическими свойствами, которые позволяют атомам нейтрального кислорода, сверхактивного окислителя по своей природе, формирующимся около положительного электрода, вступать в реакции со сложными органическими соединениями и при этом не разрушать сам расщепитель воды.

Отличительной чертой такого подхода является то, что он позволяет осуществлять сложные реакции окисления при комнатных температурах и добиваться сверхвысокого выхода годного продукта, превышающего 95%.

К примеру, добавление обычного алкоголя в чан с водой, в который погружены эти катализаторы и электроды, через несколько часов приведет к тому, что почти все молекулы спирта будут окислены и превратятся в этилацетат – эфир с характерным резким "лаковым" запахом, основной компонент лака для ногтей, многих растворителей и химических реагентов. Как подчеркивают ученые, расщепитель воды породил только два продукта реакции – чистый водород и этилацетат, и не привел к формированию "ненужного" кислорода.

Схожим образом, по словам Чжэна, можно получать многие другие сложные органические вещества, чье окисление в нормальных условиях требует высоких температур или ведет к большим потерям в сырье. Дополнительным "бонусом" к такой реакции станет получение большого количества чистого водорода, не загрязненного примесями кислорода. Это, как надеются ученые, повысит коммерческую привлекательность расщепителей воды и сделает химическую отрасль более дружелюбной окружающей среде.

Источник

МФТИ: квантовый алмаз может стать сердцем квантовой связи будущего

МОСКВА, 3 авг – РИА Новости. Ученые из России и Италии научились превращать "бракованные" алмазы в излучатели одиночных фотонов, которые могут стать основой системы квантовой связи и квантовых компьютеров будущего, говорится в статье, опубликованной в New Journal of Physics.

"Наш однофотонный источник — одно из немногих, если не единственное оптоэлектронное устройство, которое нужно нагреть, чтобы улучшить его характеристики, причем эффект улучшения составляет три порядка. Обычно же, наоборот, как электронные, так и оптические устройства нужно охлаждать, прикрепляя к ним радиаторы с вентиляторами или помещая их в жидкий азот," — заявил Дмитрий Федянин из Московского физтеха в Долгопрудном.

Надежные источники одиночных фотонов считаются одним из важнейших компонентов квантовых вычислительных устройств. Такие устройства необходимы для передачи информации между отдельными узлами квантового компьютера, без чего их промышленное применение будет невозможным. Как правило, большинство существующих разработок такого рода работает лишь при температурах, близких к абсолютному нулю, что сильно ограничивает сферу их применения.

Федянин и его коллега Марио Аджио (Mario Agio) из Национального института оптики во Флоренции (Италия) создали один из немногих высокотемпературных излучателей одиночных частиц света, используя особые "бракованные" синтетические алмазы.

Речь идет о сверхчистых алмазах, в кристаллическую решетку которых вставлен один или несколько чужеродных атомов, образующих особую структуру с необычными квантовыми свойствами, способную излучать фотоны при определенных условиях. В 2012 году физики из Японии и Европы уже использовали этот эффект для создания прибора, аналогичного по свойствам излучателю Федянина и Аджио, используя азот, а не фосфор и бор.

Как пишут исследователи, этот эффект уже использовался учеными для создания однофотонных источников света, однако в почти всех таких случаях свет вырабатывался в результате действия луча лазера на алмаз, а не под действием электрического тока, что заметно ограничивало практическую применимость подобных излучателей фотонов.

В случае с изобретением Федянина и Аджио источником излучения служит так называемая квантовая электролюминесценция — свечение атомов под действием электрического поля или тока. По словам исследователей, такой эффект ранее не наблюдался при комнатной температуре, а сами источники света примерно в тысячу раз энергоэффективнее, чем их главные "конкуренты" – так называемые квантовые точки.

Кроме того, Федянин и Аджио обнаружили, благодаря разработанной ими теории того, как работают подобные приборы, одно из самых необычных свойств таких излучателей – оказалось, что эффективность их работы растет при нагреве. Так, к примеру, при комнатной температуре один дефект может излучать примерно 100 тысяч фотонов в секунду, а повышение температуры до 200 градусов Цельсия увеличивает их число до 100 миллионов.

Это, как считают физики, поможет нам создать высокоскоростные линии квантовой связи, скорость работы которых будет почти не уступать той, с которой "общаются" обычные компьютерные сети.

Источник

Группа ученых МГУ им. М.В. Ломоносова предложила новый способ применения магнитокалорического эффекта для адресной доставки лекарств в месте установки имплантата. Исследование опубликовано в журнале International Journal of Refrigeration.

Автор работы Владимир Зверев утверждает, что аналогов данного метода, использующего отрицательный магнитокалорический эффект, в мире не существует.

Суть магнитокалорического эффекта (МКЭ) сводится к тому, что при воздействии внешнего магнитного поля на магнитный материал температура этого материала изменяется, иногда повышаясь, а иногда, наоборот, падая (в зависимости от материала). Один из методов, разработанных исследователями, носит название «магнитожидкостная гипотермия» и сводится к нагреву онкологических новообразований специальными магнитными наночастицами, адресно доставляемыми в место опухоли.

Как известно, одной из проблем при имплантации в человеческий организм инородных тел — искусственных суставов, брюшных сеток, стентов пищевода, моче- и желчевыводящих протоков и пр. — является вероятность их отторжения. Авторы статьи предлагают наносить на имплантаты (еще во время их подготовки к установке в организм) специальное покрытие, состоящее из нескольких слоев.

Источник

Жизнь на Земле может оказаться «преждевременной» для Вселенной

Возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет, в то время как возраст нашей планеты составляет всего лишь 4,5 миллиарда лет. Некоторые ученые считают, что в промежутке между рождением Вселенной и рождением нашей планеты на других планетах Вселенной могла зародиться жизнь, которая к настоящему времени стала намного старше, чем жизнь на Земле. Однако в новой теоретической работе предполагается, что земная жизнь, напротив, является «преждевременной» для Вселенной.

В своем исследовании Ави Лоуэб из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, и его коллеги проводят расчеты вероятности возникновения жизни во Вселенной в зависимости от её возраста, при этом возможное зарождение жизни во Вселенной авторы работы считают ограниченным отрезком времени от 30 миллионов лет после Большого взрыва, когда первые звезды усеяли космос необходимыми для жизни элементами, до примерно 10 триллионов лет после Большого взрыва, когда «догорят» последние звезды. Ключевым фактором, определяющим вероятность зарождения жизни на одной из планет планетной системы звезды, предлагается считать продолжительность жизненного цикла звезды: чем она больше, тем более вероятно, что на одной из планет системы звезды возникнет жизнь. Самыми «долгоживущими» звездами во Вселенной являются тусклые звезды небольшого размера, продолжительность жизненного цикла которых составляет порядка 10 триллионов лет. Вероятность зарождения жизни в планетных системах таких звезд растет со временем, поэтому уже в ближайшем будущем вероятность зарождения жизни в системах таких звезд увеличится в тысячи раз, считают авторы исследования.

«Теперь вы меня спросите, почему мы живем не в будущем и не в планетной системе звезды небольшой массы, а именно сегодня и в системе звезды относительно большой массы, нашего Солнца? – говорит Лоуэб. – Одна из возможностей состоит в том, что жизнь на нашей планете является «преждевременной». Мы слишком рано появились в нашей Вселенной. Однако не стоит исключать возможность того, что этой причиной может также являться опасная обстановка в окрестностях звезд небольших масс, губительная для жизни».
Источник

Уточнена скорость собственного вращения черной дыры звездных размеров

Черная дыра в классической теории полностью характеризуется тремя параметрами: массой, собственным вращением и электрическим зарядом. Даже несмотря на то, что она представляет собой сложную смесь из материи и энергии, все детали, сообщающие индивидуальность наполняющим черную дыру субстанциям, теряются при коллапсе их в сингулярность. Эта сингулярность окружена «горизонтом событий», и все, что попадает за этот рубеж – как материя, так и свет (энергия) – не может оттуда вернуться. Поэтому сингулярность представляется черной. За пределами горизонта событий вращающийся вокруг черной дыры аккреционный диск может свободно излучать энергию.

Астрономы могут измерять скорости собственного вращения черных дыр, моделируя рентгеновское излучение, исходящее из их окрестностей, одним из двух методов: сравнивая непрерывные спектры излучения (continuum-fitting method) или моделируя форму эмиссионной линии железа, наблюдаемой в результате свечения атомов железа, ионизированных в высокой степени. На настоящее время были определены скорости собственного вращения десяти черных дыр звездных масс, и таким образом была продемонстрирована надежность метода, основанного на сравнении непрерывных спектров излучения. Недавно было обнаружено, что одна яркая черная дыра, называемая Nova Muscae 1991, вращается в направлении, противоположном направлении вращения её аккреционного диска, что стало неожиданностью для ученых, так как предполагалось, что оба объекта вращаются в одном направлении. Скорость собственного вращения черной дыры согласно проведенным ранее измерениям оказалась относительно небольшой и составила всего лишь 10 процентов от предельного значения, допускаемого в рамках теории относительности.

В новой работе астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Джеффом МакКлинтоком провели новый анализ архивных наблюдательных данных для этой черной дыры и получили уточненные данные измерений трех её ключевых параметров, необходимых в методе сравнения непрерывных спектров излучения - массы (11,0 солнечной массы), наклонения диска (43,2 градуса) и расстояния до Солнечной системы (16300 световых лет) - с определенной (умеренной) погрешностью в каждом случае. Используя эти новые цифры для оценки скорости собственного вращения черной дыры Nova Muscae 1991, ученые приходят к выводу, что эта скорость на самом деле примерно в пять раз больше, чем считалось ранее. Более того, это вращение в действительности является прямым относительно вращения аккреционного диска, а не ретроградным (обратное), как предполагалось до этого.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Ученые: "виртуальный свет" поможет ускорить квантовые компьютеры

МОСКВА, 2 авг – РИА Новости. Итальянские физики выяснили, что одна частица света может одновременно воздействовать сразу на два атома, что можно использовать для повышения надежности кубитов, базовых ячеек квантовых компьютеров, и ускорения их работы, сообщает Live Science.

"Я не помню, что я конкретно делал, когда я увидел, что один фотон может воздействовать сразу на два атома, но коллеги говорят, что я радостно воскликнул и ударил кулаком в стену. Что еще более удивительное – данный процесс может идти в обратную сторону – два атома могут вместе перейти на более низкий уровень энергии и испустить один фотон. Это произойдет случайно, но, что самое важное, одновременно", — рассказывает Сальваторе Саваста (Salvatore Savasta) из университета Мессины (Италия).

Саваста и его коллеги открыли этот необычный феномен, который они назвали "виртуальным светом", изучая то, как одиночные фотоны могут взаимодействовать с единичными атомами, используя реалистичные компьютерные модели квантового мира.

Наблюдения в ходе предыдущих экспериментов натолкнули Савасту на мысль, что фотоны с точно выверенным уровнем энергии могут воздействовать не на один, а на два атома одновременно, "расщепляясь" между ними в момент взаимодействия. Возможность подобного исхода событий давно является предметом яростных споров среди физиков, большинство которых считает, что это не возможно в принципе.

Авторы статьи показали, что такое все же может происходить, если фотон и атомы будут находиться в особой "клетке", которая будет вибрировать на частоте в два раза большей, чем частота колебаний самой частицы света. При этом эта камера, представляющая собой особую конфигурацию из лучей лазера или микроволновых излучателей, должна быть способна переводить атомы в возбужденные состояния.

Если эти условия будут выполнены, то в камере будет проходить процесс, похожий на так называемые осцилляции Раби – циклическое испускание возбужденным атомом фотона и его почти немедленное поглощение. Подобные колебания сегодня активно используется для манипуляции содержимым кубитов – простейших вычислительных модулей квантовых компьютеров и основу их памяти, которые обычно представляют собой ионы различных атомов.

Подобное поведение фотона, по мнению авторов статьи, объясняется тем, что вакуум не является абсолютно пустым — в нем постоянно рождаются пары частиц и античастиц, которые сразу же аннигилируют и исчезают. Когда фотон "расщепляется", возникает два виртуальных фотона с половиной энергии их "прародителя", которые немедленно и одновременно поглощаются атомами, что позволяет обходить принцип "нерасщепимости" частиц света.

Открытый итальянскими физиками эффект, если его существование будет подтверждено на практике, можно будет использовать для более удобного получения "запутанных" частиц, используемых в квантовых компьютерах, и для увеличения точности их работы.

Источник

Гравитационные волны помогли ученым заглянуть внутрь нейтронных звезд

МОСКВА, 2 авг – РИА Новости. Гравитационные волны, "пойманные" детектором LIGO в сентябре прошлого года, помогли астрофизикам заглянуть внутрь нейтронных звезд, сверхплотных сгустков материи, и проверить, состоят ли их недра из экзотической кварковой материи, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Нейтронные звезды представляют собой "выгоревшие" останки достаточно крупных звезд, чья жизнь завершилась в ходе мощнейшей вспышки сверхновой. Ядро светила, завершившего свою жизнь подобным образом, сжимается до "шарика" размером с крупный город на Земле, материя в котором сжата до такой степени, что электроны сливаются с протонами в ядрах атомов, и все останки звезды превращаются в гигантский комок нейтронов.

Что на самом деле представляют собой нейтронные звезды, как они выглядят изнутри и из каких слоев они состоят, является предметом ожесточенных дискуссий среди астрофизиков и физиков. Некоторые ученые считают, опираясь на известные нам детали процесса слияния пар нейтронных звезд, что их недра сжаты настолько сильно, что это давление позволяет кваркам "освободиться" от влияния сильных ядерных сил и вырваться "на оперативный простор", тем самым формируя экзотическую кварковую материю.

Алексей Куркела (Aleksi Kurkela) из ЦЕРН (Швейцария) и Алексей Вуоринен (Aleksi Vuorinen) из университета Хельсинки (Финляндия) выяснили, при каких условиях такая материя может образоваться внутри нейтронных звезд, благодаря компьютерной модели их недр, построенной при помощи данных, собранных детектором LIGO во время первого в истории обнаружения гравитационных волн.

Как показали их расчеты, материя в такой форме действительно может существовать внутри нейтронных звезд и пульсаров даже при сверхвысоких температурах их недр, превышающих триллиард градусов Кельвина. Ученые надеются, что эти расчеты помогут понять, из чего на самом деле состоят нейтронные звезды, когда LIGO или другие гравитационные обсерватории наконец-то "увидят" то, как эти объекты сливаются друг с другом, с черными дырами или белыми карликами.

Источник

Астрономы открывают новую, древнюю галактику, являющуюся гравитационной линзой

Свет, идущий от далекой галактики, может быть существенно искажен гравитационным влиянием лежащей на переднем плане галактики. Этот эффект называется гравитационным линзированием. Обычно происходит линзирование одиночной галактики, однако теоретически «гравитационная линза» способна увеличить сразу несколько находящихся позади неё галактик, в том случае, если они лежат на одной прямой линии. Хотя такие системы являются крайне редкими, они дают уникальную возможность исследовать фундаментальные физические процессы, протекающие в галактиках, и значительно расширить наши знания об устройстве Вселенной. Недавно была обнаружена ещё одна такая редкая система, причем открытие было сделано не профессиональными астрономами, а студентами. Эта система получила название Глаз Гора.

Команда телескопа «Субару» в рамках ежегодной программы работы со студентами в сентябре 2015 г. провела в Национальной астрономической обсерватории Японии несколько семинаров. В настоящее время телескоп «Субару» задействован в крупном обзоре неба, осуществляемом при помощи камеры Hyper Suprime-Cam, и поэтому группе астрономов и студентов было дано задание проанализировать результаты этих наблюдений. В результате этого анализа неожиданно была обнаружена эта редкая система, включающая гравитационную линзу.

Более подробное изучение снимков выявило две отчетливых дуги/кольца разных цветов. Это является убедительным свидетельством того, что изображения двух галактик, лежащих на заднем плане, были увеличены гравитацией лежащей перед ними галактики. Галактика-линза имеет красное смещение z = 0,79 (7 миллиардов световых лет от нас), а две галактики, лежащие на заднем плане, имеют красные смещения z = 1,3 и z = 1,99 (9 и 10,5 миллиарда световых лет от нас соответственно).

Более того, авторы статьи считают, что одна из двух дальних галактик на самом деле представляет собой не одну, а две взаимодействующие галактики, причем одна из этих взаимодействующих галактик имеет галактику- спутника.

Исследование появилось в журнале Astrophysical Journal Letters; главный автор работы Масаюки Танака.

Источник

Астрономы обнаруживают скрытую от наблюдений «звездную колыбель»

Команда астрономов из Манчестерского университета, Института астрономии общества Макса Планка и Боннского университета открыла скрывающуюся за слоем пыли «звездную колыбель» в близлежащей спиральной галактике, используя радиотелескоп, расположенный в Чили. Эти результаты демонстрируют, что скорость звездообразования в центре этой галактики – и других галактик, подобных этой – может быть выше, чем предполагалось.

Команда смогла рассмотреть это звездообразовательное молекулярное облако, лежащее близ центра галактики NGC 4945, сквозь толстый слой пыли при помощи массива радиоантенн Atacama Large Millimeter Array (ALMA), состоящего из 66 тарелок, расположенных на высоте 5000 метров над уровнем моря на севере Чили.

Астрономы обычно наблюдают звезды в ультрафиолетовой, оптической или инфракрасной областях спектра. Если молодые звезды формируются внутри молекулярного облака, то они обычно заслонены от наблюдений слоем пыли, и тогда наблюдения предпочтительно проводить в инфракрасном свете. Однако в некоторых случаях пыль межзвездного пространства оказывается настолько плотной, что не пропускает даже ИК-излучение, и в этом случае наблюдения молодых звезд могут быть проведены лишь в радиодиапазоне.

NGC 4945 представляет собой как раз такой неординарный случай, поэтому астрономы с трудом смогли догадаться о существовании области активного звездообразования в центре этой галактики. Однако телескоп ALMA помог им рассмотреть эту недоступную для наблюдения при помощи иных инструментов область галактики NGC 4945.

Эти находки будут опубликованы в журнале Monthly Notices for the Royal Astronomical Society позднее в этом году; сообщение о предварительных результатах исследования сделано доктором Джорджем Дж. Бендо из Манчестерского университета, Соединенное Королевство.

Источник

«Хор» черных дыр испускает рентгеновские лучи

Сверхмассивные черные дыры не испускают собственного света, однако при падении на них материи они разражаются мощными вспышками рентгеновских лучей. Для наглядности можно представить, что эти активные черные дыры представляют собой космический «хор» из множества «голосов», где каждый «певец» является отдельным рентгеновским источником.

На настоящее время при помощи миссии НАСА «Чандра» были определены координаты множества индивидуальных черных дыр, вносящих вклад в общий рентгеновский фон, однако координаты тех из них, которые испускают самое высокоэнергетическое излучение – «теноров» космического хора – до сих пор оставались недоступными для определения.

Новые данные, полученные при помощи космического телескопа НАСА Nuclear Spectroscopic Telescope Array, или NuSTAR, впервые дали возможность определять местоположение больших количеств черных дыр, испускающих «жесткое» рентгеновское излучение.

«Раньше мы могли определить координаты лишь 2 процентов высокоэнергетических рентгеновских источников, а теперь - не менее 35 процентов, - сказала Фиона Харрисон, профессор физики и астрономии имени Бенджамина М. Розена, руководитель проекта NuSTAR и главный автор нового исследования, описывающего эти находки. – Мы можем видеть самые глубоко скрытые под толстыми слоями газа и пыли черные дыры».

Научная команда ожидает, что со временем обсерватория NuSTAR сможет различать еще больше высокоэнергетических рентгеновских источников – и ещё эффективнее расшифровывать «рентгеновскую песню», исполняемую «хором» черных дыр.

Исследование представлено в журнале Astrophysical Journal.

Источник