Новости науки

Два диффузных «горячих юпитера» обнаружены на орбитах вокруг далеких звезд

Астрономы обнаружили два новых «горячих юпитера», радиусы которых оказались больше, чем ожидалось. Получившие обозначения WASP-113b и WASP-114b, эти экзопланеты движутся по орбитам вокруг родительских звезд, находящихся на расстояниях соответственно 1170 и 1500 световых лет от нас.

Международная команда астрономов под руководством Сусаны Баррос из Университета Порту, Португалия, обнаружила эти далекие планеты при помощи решетки из шести автоматизированных камер, расположенных в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, остров Ла Пальма Канарского архипелага. Эти наблюдения были проведены в рамках программы Super Wide Angle Search for Planets (SuperWASP), представляющей собой один из крупнейших наземных обзоров неба для поисков экзопланет транзитным методом, при помощи которого до настоящего времени было открыто уже 150 экзопланет. Кроме того дополнительные наблюдения позволили команде получить физические характеристики вновь обнаруженных планетных систем.

Согласно этой новой работе планеты WASP-113b и WASP-114b имеют радиусы больше, чем у Юпитера, равные соответственно 1,4 и 1,3 радиуса крупнейшей планеты Солнечной системы. Однако, несмотря на то, что эти вновь обнаруженные планеты имеют почти одинаковые размеры, масса планеты WASP-113b составляет менее половины массы Юпитера, в то время как масса планеты WASP-114b достигает почти двух масс Юпитера. Поэтому планета WASP-114b в 4,2 раза плотнее, по сравнению с WASP 113b.

Исследователи подчеркивают, что согласно построенным ими моделям радиусы этих двух планет должны быть меньше, чем наблюдаемые. Согласно произведенным исследователями оценкам радиусы планет должны составлять 1,05 и 1,15 радиуса Юпитера соответственно для планет WASP 113b и WASP 114b. Следовательно, обнаруженные планеты являются диффузными газовыми гигантами, делают вывод авторы работы.

С оригинальными материалами исследования можно ознакомиться на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Космический аппарат "Юнона" отправляет на Землю первые снимки с орбиты

Это цветное композитное изображение получено из первых снимков, сделанных при помощи камеры JunoCam космического аппарата НАСА "Юнона" после его вхождения на орбиту вокруг Юпитера, состоявшегося 5 июля. Этот вид демонстрирует, прежде всего, что камера JunoCam успешно перенесла прохождение через экстремальные радиационные условия, поддерживающиеся в окрестностях Юпитера, и готова начать съемку гигантской планеты, как только начнется сбор научных данных.

Этот снимок сделан 10 июля 2016 г. в 5:30 UTC, когда космический аппарат находился на расстоянии 4,3 миллиона километров от Юпитера, двигаясь по своей орбите вокруг него с периодом 53,5 суток.

Снимок демонстрирует атмосферные образования на Юпитере, включая Гигантское красное пятно, и три крупнейших спутника Юпитера. Камера JunoCam продолжит вести съемку Юпитера, пока зонд "Юнона" будет оставаться на этой орбите. Первые снимки высокого разрешения планеты будут сделаны 27 августа, когда "Юнона" совершит максимальное сближение с Юпитером.

Камера JunoCam, находящаяся на борту космического аппарата "Юнона", в настоящее время используется, и данные с нее передаются на Землю, начиная с самого прибытия аппарата к Юпитеру, состоявшегося 4 июля. Камера "Юноны", работающая в видимом свете, была включена через шесть дней после вхождения аппарата на орбиту. Тем не менее, первые снимки высокого разрешения газового гиганта будут получены не ранее, чем через несколько недель.

Источник

Международная команда астрономов открыла новую карликовую планету, обращающуюся внутри диска, состоящего из ледяных объектов и находящегося за пределами орбиты Нептуна. Этот новый объект составляет примерно 700 километров в диаметре и имеет одну из самых широких для карликовых планет орбиту. Получивший обозначение 2015 RR245 от Центра малых планет Международного астрономического союза, этот объект был обнаружен при помощи телескопа Канада-Франция-Гавайи, расположенного на вершине Маунакеа, Гавайи, в рамках ведущегося в настоящее время обзора внешней части Солнечной системы под названием Outer solar system Origins Survey (OSSOS).

Доктор Дж. Дж. Кавелаарз впервые заметил объект RR245 в феврале 2016 г. на снимках, сделанных в рамках проекта OSSOS в сентябре 2015 г. «Он был там, на экране – светящаяся точка, движущаяся настолько медленно, что она должна находиться от Солнца на расстоянии, как минимум вдвое превышающем расстояние от нашего светила до Нептуна», - сказал Банистер.

Команда ещё больше удивилась, когда поняла, что орбита объекта по самому длинному измерению достигает 120 расстояний от Земли до Солнца. Размер самого объекта RR245 до сих пор точно не известен, так как для его определения требуется более точное измерение поверхностных свойств. «Эта планета или небольшая и яркая, или же крупная и тусклая», - сказал Банистер.

Находясь в настоящее время на расстоянии свыше 80 астрономических единиц (а.е., расстояний от Земли до Солнца) карликовая планета RR245 движется в настоящее время по направлению к Солнцу, чтобы достичь точки максимального сближения с нашим светилом (34 а.е.) в 2096 г.

Источник

Древние сверхновые существенно повысили радиационный фон на ранней Земле

Опубликованное в апреле исследование предоставило убедительные свидетельства существования двух сверхновых, взорвавшихся в доисторический период на расстоянии примерно 300 световых лет от Земли. Теперь новое исследование, основанное на результатах компьютерного моделирования, показывает, что в результате этих взрывов жизненные формы на поверхности нашей планеты подвергались продолжительному действию потоков космической радиации, которая также оказала влияние на атмосферу.

«Я был удивлен, когда увидел, насколько большим оказалось это влияние, - сказал Адриан Мелотт, профессор физики из Канзасского университета, США. – Я ожидал, что этот эффект будет совсем незначительный. Эти сверхновые располагались так далеко от Земли – более чем в 300 световых годах от нее – и это совсем не «ближайшие окрестности» нашей планеты».

Согласно Мелотту первый наблюдаемый эффект, вызванный взрывами двух звезд, произошедшими соответственно 1,7-3,2 и 6,5-8,7 миллиона лет назад, на нашей планете состоял в освещении неба Земли голубым светом, достаточно ярким, чтобы изменить продолжительность сна животных на несколько недель.

Однако основной обнаруженный в этом новом исследовании эффект состоял в увеличении радиационного фона на нашей планете. Так, радиация, достигшая Земли в тот период, могла вызвать 20-кратный рост числа мюонов у поверхности Земли. Обычно мюонная составляющая отвечает примерно за 1/6 часть нормальной дозы излучения, следовательно 20-кратное увеличение этой составляющей приводит к повышению дозы радиации сверх нормальной не менее чем втрое. Как сказал Мелотт, повышение радиации за счет мюонов могло оказаться достаточным для увеличения скорости мутаций и частоты возникновения раковых заболеваний, «однако не в чрезмерно большой степени. Тем не менее, если увеличивается скорость мутаций, то ускоряется эволюция».

Кроме того, в исследовании было обнаружено, что эти космические лучи ионизировали тропосферу Земли, увеличив степень ее ионизации в восемь раз, по сравнению с нормальным уровнем. Это могло привести к повышению частоты возникновения молний на поверхности планеты.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Сюрприз: небольшая эллиптическая галактика оказалась гигантским диском

Астрономы, начиная с 1960-х гг. считали, что галактика под названием UGC 1382 является ничем не примечательной небольшой эллиптической галактикой. Эллиптические галактики являются самым распространенным во Вселенной типом галактик. В галактиках этого типа отсутствуют диски со спиральной структурой, подобные диску нашей галактики Млечный путь. Теперь при помощи обзора неба в нескольких различных длинах волн астрономы из Института Карнеги, США, открыли, что эта галактика на самом деле представляет собой Гигантскую дисковую галактику с низкой поверхностной яркостью, причем настолько крупную, что она потеснила на пьедестале текущую галактику-рекордсмена по размерам среди объектов этого таинственного класса - галактику, известную как Malin 1. Диаметр галактики Malin 1 составляет примерно 7 диаметров Млечного пути.

Гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью являются одними из самых массивных и изолированных галактик, известных науке. Они очень редко встречаются во Вселенной и состоят из двух компонентов: так называемой Дисковой галактики с высокой поверхностной яркостью, окруженной обширным Диском с низкой поверхностной яркостью.

Галактика UGC 1382 всерьез заинтересовала исследователей из Института Карнеги сравнительно недавно, когда они изучали процессы звездообразования в галактиках раннего типа при помощи спутника НАСА Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Тогда ученые при наблюдениях в ультрафиолетовой части спектра заметили спиральные рукава у галактики UGC 1382, ранее считавшейся эллиптической.

В заключение авторы статьи подчеркивают большое значение открывшейся возможности изучить галактику этого необычного типа, находящуюся на относительно небольшом расстоянии от Земли - в четыре раза ближе, чем галактика Malin 1.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal; главный автор работы Леа Хаген, магистрант Университета штата Пенсильвания, США.

Источник

Ученые составили карту «холодных ловушек» для воды на поверхности Цереры

Ученые миссии НАСА Dawn идентифицировали на поверхности карликовой планеты Цереры области, находящиеся постоянно в тени. Большинство этих областей, скорее всего, представляют собой зоны, достаточно холодные для удерживания водяного льда в течение нескольких миллиардов лет, а следовательно, в этих областях и сегодня могут находиться залежи водяного льда.

«Условия на поверхности Цереры хорошо подходят для накопления отложений водяного льда, - сказал Норберт Шоргхофер, приглашенный Гавайским университетом в Маноа ученый. – Масса Цереры достаточна для удерживания ею молекул воды, а области вечной тени, обнаруженные нами, являются экстремально холодными – холоднее, чем большинство подобных им областей, обнаруживаемых на поверхностях Луны или Меркурия».

В новом исследовании Шоргхофер и его коллеги изучили северное полушарие Цереры, более интенсивно освещенное, по сравнению с её южным полушарием. Совместное рассмотрение множества снимков, сделанных аппаратом Dawn, позволило выявить формы рельефа поверхности карликовой планеты, включая кратеры, равнины и другие формы рельефа, и построить карту поверхности в трех измерениях. Введя эти исходные данные в специально разработанную компьютерную модель, исследователи рассчитали, какие зоны поверхности получают прямой солнечный свет; насколько много солнечных лучей достигает поверхности; как изменяются условия на поверхности Цереры на протяжении года.

Исследователи обнаружили десятки довольно обширных областей поверхности, находящихся в постоянной тени, в северном полушарии Цереры. Крупнейшая из этих областей лежит внутри кратера диаметром 16 километров, расположенного на расстоянии менее 65 километров от северного полюса карликовой планеты.

Положение с «холодными ловушками» на Церере оказалось сходно с таковым для Меркурия - на обеих планетах эти зоны занимают примерно один процент от площади северного полушария – однако имеющим свои особенности, основная из которых состоит в том, что расположение этих зон на поверхности карликовой планеты более свободное и простирается до относительно низких широт, в то время как на поверхности Меркурия зоны вечной тени концентрируются в непосредственной близости от полюсов.

Согласно расчетам этого научного коллектива примерно одна из каждой тысячи молекул воды, находящихся на поверхности Цереры, в течение церерианского года попадает в холодную ловушку. Этого вполне достаточно, чтобы привести к накоплению тонких, но доступных обнаружению отложений водяного льда в течение примерно 100000 лет.

Работа увидела свет в журнале Geophysical Research Letters.

Источник

Физики запутали фотоны с наибольшим квантовым числом

Физики из Австрии, Канады и Австралии наблюдали пару одиночных фотонов с максимальным квантовым числом, достигнутым в существующих сегодня экспериментах по квантовой запутанности. Посвященное этому исследование опубликовано на сайте arXiv.org.

Ученые использовали систему со спиральными фазовыми зеркалами, которые позволяют генерировать фотоны с высокими квантовыми числами. Пары таких частиц ученые запутали, после чего измерили поляризацию одной из них.

Максимальное наблюдаемое в эксперименте квантовое число орбитального углового момента оказалось равным 10010 постоянных Планка. Также физики сообщили об измерении меньших квантовых чисел — 500 и 1000 постоянных Планка.

Теоретически закрученный свет позволяет передавать большее количество информации при помощи одного фотона (за счет высокого квантового числа).

Закрученный свет представляет собой электромагнитную волну со спиралевидным фронтом (воображаемая поверхность с колебаниями в одинаковой фазе). В квантовой механике при удалении запутанных частиц друг от друга они сохраняют информацию о своем партнере. Такие частицы нарушают принцип локальности, в котором на состояние объекта оказывает влияние только его близкое окружение.

Источник

Вычислен «квантовый» радиус сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Физики из США и Франции указали область пространства вблизи сверхмассивной черной дыры Стрелец A*, расположенной в центре Млечного Пути, где эффекты непертурбативной квантовой гравитации должны быть максимальными. Исследование опубликовано на сайте arXiv.org.

Эффекты квантовой гравитации, не поддающиеся описанию в рамках стандартных методов теории возмущений (то есть в непертурбативном режиме), как показали вычисления ученых, должны быть наиболее заметными на расстоянии примерно семи шестых радиуса Шварцшильда от центра сверхмассивной черной дыры.

Радиус Шварцшильда определяет размеры объекта со сферически-симметричным распределением материи, который не способны покинуть фотоны (движущиеся со скоростью света кванты электромагнитного поля). Определенная таким образом шварцшильдова сфера тождественна понятию горизонта событий, а массивный ограниченный ею объект — черной дыре. Массы черных дыр, возникающих на конечной стадии эволюции светил, сравнимы со звездными. Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик тяжелее Солнца в миллионы и более раз.

Стрелец A* удален от Земли на расстояние 26 тысяч световых лет, находится в центре Галактики и тяжелее Солнца в четыре миллиона раз, а его радиус Шварцшильда превышает 12 миллионов километров. В наблюдениях объект проявляет себя как компактный радиоисточник с радиусом, в два раза большим параметра Шварцшильда.

Источник

В небе экзопланеты, открытой при помощи прямых наблюдений, светят три солнца

Если вам кажется, что родная планета Люка Скайуокера из «Звездных войн» Татуин с её двумя солнцами в небе была странным миром, то вас, несомненно, удивит это новое открытие: представьте себе планету, на которой вы можете наслаждаться или затяжным «полярным днем», или тройными восходами и закатами каждый день, в зависимости от сезонов, которые, сами по себе, длятся дольше, чем может прожить человек.

Такая планета была открыта командой астрономов во главе с Даниэлем Апаи, ассистент-профессором астрономии и наук о планетах Аризонского университета, США, при помощи метода прямого наблюдения. Расположенная на расстоянии примерно 340 световых лет от Земли в созвездии Центавра, планета HD 131399Ab является одной из самых молодых известных науке планет – её возраст составляет всего лишь 16 миллионов лет – и одной из немногих экзопланет, открытых при помощи прямых наблюдений. Имея температуру на поверхности порядка 850 Кельвинов и массу около четырех масс Юпитера, эта планета является одной из самых холодных и наименее массивных экзопланет, открытых при помощи прямых наблюдений.

Открытие было сделано при помощи инструмента SPHERE (Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet Research Instrument), чувствительность которого к инфракрасному излучению позволяет обнаруживать тепловые следы присутствия молодых экзопланет. Этот инструмент является частью Очень большого телескопа, расположенного в Чили и управляемого Европейской южной обсерваторией.

Хотя для выяснения точной орбиты вновь обнаруженной планеты потребуются дополнительные наблюдения, но согласно предварительной гипотезе конфигурация системы HD 131399 такова: в центре системы лежит самая массивная (80 процентов от общей массы системы) звезда HD 131399А, вокруг которой на расстоянии примерно 300 астрономических единиц (а.е.) обращается пара звезд системы, обозначаемых B и C, разделенных между собой расстоянием порядка 10 а.е. Планета движется вокруг центральной звезды системы по орбите диаметром около 100 а.е. с орбитальным периодом порядка 550 лет. Как отмечают авторы работы, исходя из имеющихся данных невозможно сделать однозначные выводы о стабильности конфигурации системы HD 131399, поэтому требуется проведение дополнительных её наблюдений.

Исследование вышло в журнале Science.

Источник

Физики открыли целое семейство частиц из четырех кварков

МОСКВА, 8 июл – РИА Новости. Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, открыли целое семейство из экзотических элементарных частиц, состоящих из четырех кварков, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

По современным представлениям, все элементарные частицы состоят из небольших объектов, которые физики называют кварками.

Протоны, нейтроны и прочие "тяжелые" частицы, называемые барионами, содержат в себе три кварка. Их меньшие собратья, так называемые мезоны, содержат в себе два элемента – "обычный" кварк и антикварк, базовую составляющую антиматерии.

Как рассказывают ученые, накопленные в последние годы данные на БАК и Тэватроне показывают, что в "супе" из элементарных частиц, которые рождаются во время столкновений ионов и протонов в этих коллайдерах, могут встречаться не только классические мезоны и барионы, состоящие из трех "кирпичиков"-кварков, но и экзотические тетракварки и пентакварки.

Томаш Скварницкий (Tomasz Skwarnicki) из университета Сиракьюз (США) и его коллеги по коллаборации LHCb, открывшие в прошлом году "дьявольскую" частицу пентакварк, обнаружили сразу три новых экзотических частицы, которые состоят из четырех кварков, получившие временные имена X(4274), X(4500) и X(4700). Кроме того, они также подтвердили существование тетракварка X(4140), открытого в 2009 году на Тэватроне.

Все эти частицы были найдены в данных, которые БАК получил в ходе предыдущего цикла работы, когда энергия столкновений частиц составляла 8 ТэВ (тераэлектронвольт), что примерно в два раза меньше текущей мощности БАК. В анализе данных и открытии частиц участвовали в том числе и несколько десятков российских физиков, работающих в коллаборации LHCb.

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

За последний год сразу несколько групп ученых, изучавших распад В-мезонов, нашли множество намеков на то, что этот процесс не всегда можно описать при помощи Стандартной модели.

Так, открытые на LHCb частицы и их "кузен" X(4140), в отличие от пока не подтвержденного "радужного" тетракварка с Тэватрона, состоят не из четырех, а из двух типов кварков – двух прелестных (b) и двух странных (s) кварков. Подобное сочетание задает крайне странные свойства этой частицы и необычный характер ее распада, которые ученые до сих пор не могут объяснить.

 По словам Скварницкого, большое количество подобных тетракварков на БАК – ученым удалось зафиксировать почти 560 распадов X(4140) – помогло коллаборации LHCb доказать, что данная частица и три ее "кузена" действительно являются тетракварками, а не своеобразными "молекулами" из двух мезонов или протона и кварка, как считают некоторые физики-теоретики.

С другой стороны, физики пока не уверены, являются ли три других частицы полностью самостоятельными структурами или проявлениями взаимодействий других, уже изученных или пока неизвестных частиц.

"Это может быть как квартет совершенно новых для нас частиц или результат сложных взаимодействий между уже известными частицами, которые просто меняют свои личины. Какой бы ни была их природа, подтверждение и объяснение их существования перевернет то, как мы смотрим на субатомную Вселенную", — заключает Скварницкий.

Источник

Марсоход Curiosity переходит в «безопасный режим»

Научная команда, осуществляющая управление ровером НАСА Curiosity, предпринимает шаги для восстановления операционной активности вездехода после неожиданного перехода его в «безопасный режим», произошедшего на минувших выходных.

В настоящее время ровер Curiosity находится на связи с Землей, и состояние его систем остается стабильным. Ровер перешел в безопасный режим 2 июля, прекратив осуществление всех операций, кроме тех, которые необходимы для поддержания функционирования жизненно важных для него систем, и начав исполнение процедур восстановления связи с Землей.

В настоящее время инженеры НАСА пытаются определить причину перехода робота в безопасный режим. По предварительным данным это могло быть вызвано неожиданной несовместимостью между программным обеспечением камеры и системой обработки данных главного компьютера. Первыми шагами на пути к восстановлению активности ровера станут запросы расширенного набора диагностических данных от Curiosity.

Ранее марсоход НАСА уже переходил в безопасный режим трижды, все три раза в течение 2013 г.

Ровер совершил посадку в марсианском кратере Гейл в августе 2012 г. В течение первого года, проведенного ровером на Красной планете, с его помощью удалось выяснить, что более чем три миллиарда лет назад в этой области поверхности Марса существовали наполненные водой озера и реки, в которых поддерживались условия, благоприятствующие развитию микробной жизни. В ходе продолжающихся исследований планируется узнать больше подробностей об этих древних влажных условиях и определить, каким образом был осуществлен переход к современным сухим и менее пригодным для жизни условиям.

НАСА на прошлой неделе одобрило проект расширенной миссии вездехода Curiosity продолжительностью 2 года, которая начнется с 1 октября 2016 г.

Источник

Новый метод позволяет ускорить поиски темной энергии

Метод быстрого создания виртуальных Вселенных, призванный помочь понять влияние на наш мир темной материи и темной энергии, был разработан недавно учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, США, во главе с Раулем Е. Ангуло и их коллегами. Составляя вместе около 95 процентов нашей Вселенной, эти таинственные субстанции оказывают большое влияние на формирование и эволюцию галактик, и в то же время об их физической природе до сих пор ничего не известно.

Этот новый подход позволяет производить расчеты в 25 раз быстрее, чем существующие методы, при сохранении точности, и это позволит ученым теперь направить большее количество вычислительных мощностей компьютеров на выяснение причин ускоренного расширения Вселенной и характера размещения в ней галактик.

Основная идея, лежащая в основе предлагаемого исследователями метода, состоит в следующем. Известно, что каждая индивидуальная компьютерная модель Вселенной, построенная учеными, слегка отличается от аналогичных ей моделей. Для получения некоего усредненного «золотого стандарта» приходится подчас сравнивать между собой сотни моделей. Однако в новой работе показано, что для корректного усреднения достаточно использовать лишь две специально сконструированные виртуальные Вселенные: «прямую» и «инвертированную». В «инвертированной» модели Вселенной галактики замещены пустотами, а пустые области пространства – галактиками. Авторы новой работы пришли к пониманию этого метода после обнаружения математической симметрии, связывающей эти две на первый взгляд различные картины нашего мира.

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

Источник

В атмосфере коричневого карлика обнаружены признаки облаков из воды

С момента своего обнаружения, которое состоялось в 2014 г., коричневый карлик WISE 0855 привлек внимание астрономов. Расположенный на расстоянии всего лишь 7,2 светового года от Земли, он является самым холодным известным науке объектом за пределами Солнечной системы и с трудом наблюдается даже в самые большие наземные телескопы в ИК-диапазоне.

Теперь команда астрономов во главе с Эндрю Скимером, ассистент-профессором астрономии и астрофизики из Калифорнийского университета в Санта-Круз, США, успешно получила инфракрасный спектр объекта WISE 0855 при помощи телескопа «Джемини Север», расположенного на Гавайях, что позволило впервые подробно изучить состав и химию этого объекта.

«Мы ожидали, что настолько холодный объект может иметь в атмосфере облака из воды, и получили теперь подтверждение своих догадок», - сказал Скимер.

Коричневый карлик, по сути, представляет собой «неудавшуюся звезду», формирующуюся по тому же механизму, что и остальные звезды, то есть посредством гравитационного «схлопывания» облака из газа и пыли, однако не набравшую достаточной массы, чтобы инициировать протекание в недрах ядерных реакций, которые вызывают яркое свечение звезд. Имеющий массу порядка пяти масс Юпитера, объект WISE 0855 во многих отношениях напоминает газового гиганта. Так, температура на его поверхности составляет примерно 250 Кельвинов, что делает его почти таким же холодным, как Юпитер, на поверхности которого температура составляет порядка 130 Кельвинов.

Исследователи разработали модели равновесного химического состава атмосферы для этого коричневого карлика при температуре 250 Кельвинов и рассчитали результирующие спектры, исходя из различных допущений, включая «облачный» и «безоблачный» сценарии. Результаты расчетов моделей показали, что в спектрах будут доминировать линии, отвечающие за водяные пары, и подтвердили большее соответствие наблюдениям «облачной» модели, по сравнению с «безоблачной».

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

На Титане может существовать жизнь, не базирующаяся на воде

Команда исследователей из Корнелльского университета, США, построила и запустила компьютерную модель, продемонстрировавшую пребиотические реакции, которые могут протекать на поверхности крупнейшего спутника Сатурна Титана – что свидетельствует о возможности для жизненных форм развиваться даже в тех местах, где поддерживаются слишком низкие температуры и поэтому отсутствует жидкая вода. В своей работе исследователи описывают модель, которая была создана ими в ответ на открытие (при помощи зонда "Гюйгенс") того факта, что полимеры, такие как полиимин, могли самопроизвольно образовываться на поверхности спутника Сатурна.

В настоящее время ученые при поисках жизни на экзопланетах начинают все больше внимания уделять мирам, на поверхности которых из-за слишком низких температур невозможно существование воды в жидкой форме, так как в последнее время был открыт ряд химических реакций, способных приводить к появлению особого типа жизненных форм даже при отсутствии жидкой воды. Перспективным объектом для изучения такого рода процессов является Титан, на поверхности которого наблюдается большое количество углеводородов, а вода находится в твердом состоянии в глубине планеты.

В новом исследовании коллектив авторов во главе с Мартином Рамом с кафедры химии и химической биологии Корнелльского университета, анализируя данные, полученные при помощи зонда Европейского космического агентства «Гюйгенс», показал, что на поверхности спутника Сатурна присутствуют молекулы циановодорода (HCN), выпавшего в осадок из атмосферы с метановым или этановым дождем. Членами команды была построена модель, которая продемонстрировала, что развитие из молекул HCN полимеров, таких как полиимины, принципиально возможно, а кроме того, образовавшиеся сложные молекулы способны поглощать солнечный свет на тех длинах волн, которые проникают в атмосферу Титана.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник

Физики из США научились раскрывать тайные ядерные испытания

МОСКВА, 5 июл – РИА Новости. Ядерщики из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе научились находить исчезнувшие следы ядерных испытаний даже полувековой давности и определять их мощность, замеряя доли изотопов молибдена и циркония на месте предположительного взрыва, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

С сентября 1945 года текущие официальные и непризнанные члены "ядерного клуба" совершили почти 2,5 тысячи ядерных испытаний, примерно две трети которых были произведены под землей, а 520 – в атмосфере. Сила многих этих взрывов, особенно проведенных на заре "ядерного века", остается неизвестной, а сам факт проведения ядерных испытаний Израилем, ЮАР и КНДР пока является предметом споров физиков, дипломатов и историков.

Хью Селби (Hugh Selby) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе и его коллеги научились находить подобные следы взрывов ядерных бомб, а также оценивать их мощность, пытаясь раскрыть одну из самых интересных загадок Холодной войны – насколько эффективной и мощной была первая ядерная бомба Земли, взорванная в пустыне Хорнада дель Муэрто в июле 1945 года в рамках Манхэттенского проекта.

Как рассказывают ученые, оценки мощности этой бомбы сильно разнятся, так как в то время у ученых и военных просто не было инструментов для адекватного замера силы ядерных взрывов. Сила "Тринити", по разным оценкам, может составлять как 8 килотонн, так и 61 килотонну тротилового эквивалента. Реальная оценка мощности этого "первенца" ядерного века затруднена, так как почти все радиоактивные следы от этого взрыва уже распались или были перемешаны с выбросами последующих ядерных испытаний.

Группа Селби выяснила, что не все эти следы исчезают бесследно – оказалось, что во время ядерного взрыва формируются два короткоживущих изотопа циркония, цирконий-95 и цирконий-97, которые достаточно быстро превращаются в молибден-95 и молибден-97 в результате бета-распада.

Один из стабильных изотопов этого металла, молибден-96, во время ядерных взрывов не образуется, что позволяет использовать его соотношение с молибденом-95 и молибденом-97 в образцах пород с места предположительного ядерного взрыва для подтверждения его существования, вычисления его мощности и других параметров испытания.

 Руководствуясь этой идеей, физики из Лос-Аламоса получили несколько проб грунта с места взрыва "Тринити" и вычислили доли изотопов молибдена при помощи масс-спектрометра. Их расчеты показали, что доля молибдена-95 и 97 по сравнению с молибденом-96 действительно является повышенной, и что сила "Тринити", скорее всего, равнялась 22,1 килотонны тротила, что близко к оценкам американских ученых, сделанным сразу после взрыва – 21 килотонне.

Как предполагают авторы статьи, данная методика может быть использована МАГАТЭ и спецслужбами ядерных государств для проверки того, проводят ли ядерные испытания так называемые "пороговые страны" вроде Ирана или Саудовской Аравии, а также для раскрытия загадок прошлого, таких как ядерная программа ЮАР и Израиля.

Источник

Ученые нашли потенциальный ключ к рождению жизни на Титане

МОСКВА, 5 июл – РИА Новости. Химики и физики из Корнеллского университета заявляют, что жизнь на Титане, самой землеподобной луне Сатурна, все же может существовать благодаря наличию на ней особой молекулы, стимулирующей реакции между кирпичиками жизни при сверхнизких температурах, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Титан является самым близким аналогом Земли в Солнечной системе – он обладает густой атмосферой, на нем есть климат, погода, дожди и своеобразные тектонические процессы, моря и реки из органики, а также большое количество азота и других "кирпичиков жизни". По этой причине многие ученые считают, что жизнь на Титане может в принципе существовать, хотя она должна радикально отличаться от земных микробов и животных по своему облику и составу.

Не все ученые согласны с такой идеей – к примеру, Стивен Беннер (Steven Benner), известный астробиолог из НАСА, считает, что у появления жизни на Титане есть два главных и почти непреодолимых препятствия. Во-первых, на спутнике Сатурна слишком холодно для осуществления реакций между "кирпичиками жизни", а во-вторых, местный аналог земной воды, жидкий метан, является крайне плохим растворителем, что мешает "склеиванию" более простых в более сложные молекулы.

Мартин Рам (Martin Rahm) из Корнеллского университета (США) и его коллеги предполагают, что им удалось найти ключ к решению первой проблемы Беннера, изучая то, как ведут себя виртуальные аналоги молекул, которые "Кассини" нашел на поверхности Титана, на атомном и квантовом уровне.

Оказалось, что ключ к рождению жизни на Титане может скрываться в органических молекулах, прячущихся в недавно найденной "слизи" на дне метановых морей этой луны. Данные вещества, которые ученые называют полииминами, представляют собой полимерные структуры из атомов азота, водорода и углерода, связанные между собой ковалентными и водородными связями.

Полиимины, по словам ученых, в условиях Титана будут достаточно стабильными для того, чтобы играть роль заменителя воды, который будет ускорять ход химических реакций между более примитивными молекулами и поглощать энергию света и тепла, которая может использоваться для проведения этих реакций.

Кроме того, полиимины могут так же быть основой для самой жизни на Титане, так как они умеют объединяться в почти бесконечные цепочки и при этом оставаться стабильными – это свойство критически важно для образования молекул, подобных ДНК и белкам. Кроме того, пленки из этих соединений будут отталкивать углеводороды, что важно для обособления гипотетических живых клеток Титана от внешней среды.

 Помимо энергии тепла и света, реакции на Титане между "кирпичиками жизни" и полииминами могут происходить благодаря феномену квантового туннелирования. С другой стороны, сами ученые полагают, что подобные процессы происходят на луне Сатурна "традиционными" путями, так как молекулы полииминов должны хорошо поглощать свет и тепло в той форме, в которой они присутствуют на Титане.

Учитывая все это, Рам и его коллеги считают, что им удалось найти ключ к тому, как жизнь может существовать на Титане. Конечно, это не говорит в пользу того, что она действительно существует в пересыхающих озерах на его суше (в морях Титана жизнь не может возникнуть из-за присутствия в них примесей азота и этана), однако это открытие говорит нам о том, что бросать ее поиски не стоит, заключают ученые.

Источник

Гигантское столкновение: тайна происхождения спутников Марса может быть раскрыта

Откуда произошли небольшие спутники Марса Деймос и Фобос? Относительно их происхождения существует несколько взаимоисключающих гипотез, однако два новых исследования указывают на одну наиболее вероятную версию – гигантское столкновение – и не противоречат друг другу.

Основных гипотез, объясняющих происхождение двух марсианских спутников, насчитывается три. Согласно первой версии эти небольшие спутники, напоминающие из-за своей неправильной формы обломки камней, представляют собой астероиды, захваченные Марсом из астероидного пояса. Недостатком этой версии является отсутствие внятного механизма, описывающего этот процесс, в котором захваченные астероиды оказались бы на почти круговых орбитах вокруг планеты, двигаясь в её экваториальной плоскости. Вторая версия предполагает гигантское столкновение с крупным небесным телом, однако в этом случае закономерно возникает вопрос: почему вместо одного гигантского спутника, такого как спутник нашей планеты Луна, у Марса в результате этого столкновения сформировались два крохотных спутника неправильной формы? Согласно третьей версии Фобос и Деймос сформировались примерно в одно время с Марсом, однако эта версия плохо согласуется с плотностью вещества спутников, которая намного ниже средней плотности вещества Марса.

Теперь два независимых исследования свидетельствуют в пользу гипотезы гигантского столкновения – и при этом предлагают связный сценарий формирования спутников, лишенный описанных выше недостатков. В первом исследовании (1) команда бельгийских, французских и японских исследователей указывает, что гигантское столкновение между Марсом и планетным телом примерно в треть его диаметра произошло через 100-800 миллионов лет после начала формирования планеты. В результате столкновения сформировался диск обломков, включающий одно большое тело, сравнимое с Луной, во внутренней части диска и более мелкие обломки во внешней части диска. Впоследствии обломки внутренней части диска, включая самый крупный спутник Марса, упали на планету, а обломки внешней части диска оформились в современные спутники Фобос и Деймос.

Основной идеей второго исследования (2), проведенного французскими астрономами, стало доказательство невозможности сценария захвата Марсом астероидов, исходя из статистических соображений с учетом широкого разнообразия составов объектов астероидного пояса. Также авторы этой работы выяснили, что спутники Марса состоят из мелких частиц пыли размером менее одного микрона, следовательно, не могли быть сформированы из капель жидкой магмы внутренней части диска, а, скорее, формировались во внешней части диска обломков, возникшего в результате гигантского столкновения.

Исследования опубликованы в журналах: (1) Astrophysical Journal, главный автор Томас Роннет; (2) Nature Geoscience, главный автор Паскаль Розенблатт.

Источник