Новости науки

Физики из США создали металлический композитный материал, который обладает высокой прочностью и малой массой. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко об этом сообщается на сайте Gizmodo.

Композит создан из сплава магния и цинка. В него в жидком состоянии равномерно ввели наночастицы карбида кремния. Затем полученный образец охладили и сжали при помощи кручения под высоким давлением.

Полученный композит на 14 процентов (по массе) состоит из карбида кремния и на 86 процентов — из магния. Тесты показали, что новый материал, по сравнению с образцами, имеющими похожую плотность, обладает рекордно высокой прочностью.

Создатели материала полагают, что он может найти применение в аэрокосмической промышленности, где легкость и прочность являются одними из основных критериев отбора используемых композитов. Команда ученых отмечает, что технология нового металлического композитного материала допускает масштабирование (возможность организации промышленного производства).

Источник

Полярные сияния тускло мерцают на небе в приполярных областях земного шара, однако иногда они внезапно вспыхивают, в несколько раз увеличивая свою яркость. Сегодня японские ученые открыли тайную причину этого атмосферного явления, известного как «распад полярных сияний».

В новом исследовании команда ученых из Киотского университета и Университета Кюсю, оба научных учреждения Япония, открыла, что горячие заряженные частицы, образующие плазму, собираются в околоземном пространстве – чуть выше верхних слоёв атмосферы над полярными областями планеты – когда линии магнитного поля перезамыкаются в космосе. Это заставляет плазму вращаться, создавая импульсы электрического тока над полярными областями планеты. Этот электрический ток «переливается за края» полярного сияния, приводя к разрядке избыточно заряженной плазмы. Это приводит к возникновению «волны», очень ярких вспышек света, которые указывают на распад полярных сияний.

«Такой сценарий ещё не предлагался прежде физиками», – сказал автор исследования Юсуки Эбихара из Киотского университета.

Основой для исследования доктора Эбихара послужила компьютерная модель, разработанная Такаши Танака, почетным профессором Университета Кюсю.

Это новое исследование базируется на ранних работах этих же авторов, объясняющих причины внезапных вспышек полярных сияний. В этих работах описаны процессы, сопровождающие распады полярных сияний, в частности рассматривается перерастание этих событий в крупномасштабный распад полярных сияний.

Это исследование ставит целью прогнозировать опасные проблемы, связанные с распадами полярных сияний, которые могут привести к серьезным повреждениям спутников и наземных энергосистем.

Работа вышла в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Источник

Первая партия специального топлива для миссий по исследованию глубокого космоса за последние 30 лет была произведена с участием исследователей из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) Министерства энергетики США, расположенной в штате Теннесси.

Выпуск пятидесяти грамм плутония-238 – примерно столько весит мяч для игры в гольф – стал первой демонстрацией возрожденного процесса производства этого ядерного топлива, которое было приостановлено в США в конце 1980-х гг.

Радиоизотопные источники энергии превращают тепло, полученное в результате естественного радиоактивного распада изотопа плутония-238, в электричество. Эти системы использовались для обеспечения энергией космических аппаратов, исследовавших Солнечную систему и даже покинувших её пределы, начиная с марсианских КА серии «Викинг» и межпланетных научных станций серии «Вояджер» и заканчивая новейшим марсианским ровером НАСА Curiosity и зондом «Новые горизонты», предназначенным для исследования системы Плутона.

Этот успех инженеров и техников из ORNL увенчал собой два года напряженной работы, прошедших с момента старта этого проекта, финансируемого НАСА. Такая демонстрация ключевых этапов производства ядерного топлива позволяет убедиться, что эта важная технология может быть использована в ближайшем будущем для удовлетворения растущих потребностей космической отрасли, в которой вскоре ожидается реализация ряда амбициозных проектов по исследованию Солнечной системы и межзвездного пространства.

Продолжив работать совместно, НАСА и Министерство энергетики США, планируют организовать производство 300-400 граммов плутония-238 ежегодно, а после того как технология будет окончательно отработана, произвести масштабирование производственного процесса, с тем чтобы выпускать до 1,5 килограмма этого ядерного топлива в год.

Источник

Используя новые снимки, демонстрирующие беспрецедентный уровень деталей, ученые открыли, что материал, обращающийся вокруг очень молодой протозвезды, вероятно, был притянут к ней действием гравитации и «скрутил» магнитные поля в обширной области вокруг звезды. Это открытие, сделанное при помощи радиотелескопа Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Национального научного фонда США, позволяет сделать важные выводы о механизмах роста вокруг звезд пылевых дисков – «сырьевой базы» для формирования планет.

Эти исследователи изучали молодую протозвезду, расположенную на расстоянии примерно 750 световых лет от Земли в созвездии Персея. Их наблюдения, проведенные в 2013 и 2014 гг., позволили измерить поляризацию радиоволн, излучаемых материалом, в основном пылью, падающей на диск, формирующийся вокруг молодой звезды. Изучение поляризации света выявляет конфигурацию магнитных полей в окрестностях звезды.

«Ориентация магнитных полей в окрестностях молодых звезд имеет очень большое значение для развития дисков, обращающихся вокруг них. В зависимости от ориентации это магнитное поле может либо приостановить рост диска, либо сформировать канал, облегчающий падение материала на этот диск – то есть ускорить рост диска», – сказал один из авторов работы Лэсли Луни из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, США.

Падающий на диск материал из газопылевого облака, окружающего формирующуюся звезду, вероятно, искривляет линии магнитного поля в окрестностях звезды. Поэтому структура магнитного поля близ звезды отличается от структуры магнитного поля межзвездного пространства.

Эта звезда, получившая название NGC1333 IRAS 4A, является одной из двух молодых звезд, формирующихся внутри общей оболочки из пыли и газа. Диск вокруг этой звезды содержит материал, общая масса которого эквивалентна примерно удвоенной массе Солнца.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

К числу наиболее опасных для человека явлений, имеющих отношение к космической физике, можно отнести солнечные извержения, мощные взрывы, в результате которых миллионы тонн плазмы и излучения выбрасываются в космическое пространство. Эти вспышки могут быть смертельно опасными: если бы во время одной из первых пилотируемых миссий к Луне астронавтам пришлось столкнуться с одной из таких вспышек, то это могло привести к смертельному исходу. Когда такие извержения достигают магнитного поля, окружающего Землю, они могут вызывать геомагнитные бури, оказывающие влияние на системы сотовой связи, повреждающие космические спутники, находящиеся на орбите, и энергетические сети, расположенные на поверхности нашей планеты.

В Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США исследователи во главе с Клэйтоном Майерсом идентифицировали механизм, благодаря которому развитие извержений прекращается ещё до того, как они покинут Солнце. Эти находки включают признаки, однозначно указывающие на развитие будущего извержения на поверхности нашего светила, что позволяет исключить «ложные срабатывания» систем обнаружения солнечных извержений.

Исследователи нашли в лабораторных экспериментах, что не нашедшие выхода солнечные извержения («неудачи») происходят в тех случаях, когда «направляющее магнитное поле» – сила, проходящая вдоль «жгута» из магнитных линий – является достаточно мощной, чтобы не дать жгуту перекручиваться и таким образом дестабилизироваться. В этом случае происходит прекращение развития солнечного извержения. Исследователи указывают в своей работе, что роль направляющего магнитного поля в развитии солнечных извержений велика и была недооценена в ранних исследованиях.

Работа опубликована в журнале Nature.

Источник

Планета Земля подвергается более высокому риску столкновения с космическими телами, чем считалось ранее, согласно астрономам, которые в новом исследовании обратили свое внимание на далекие гигантские кометы.

Большая доля исследований небесных тел, представляющих потенциальную угрозу для Земли, рассматривает объекты Главного астероидного пояса Солнечной системы, расположенного примерно между орбитами Марса и Юпитера. Однако, как отмечают авторы новой работы, в последние два десятилетия были открыты сотни гигантских комет, называемых «центаврами», которые, хотя и имеют довольно широкие орбиты, должны быть внесены в список потенциальных угроз для нашей планеты.

Эти шары изо льда и пыли, как правило, составляют 50-100 километров в диаметре и лежат на нестабильных, эллиптических орбитах, начинающихся далеко за пределами Нептуна, крайней внешней планеты Солнечной системы.

Траектории этих комет пересекаются с траекториями гигантских планет нашей планетной системы, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, чьи гравитационные поля в некоторых случаях направляют комету к Земле – примерно один раз в 40000-100000 лет.

По мере того как эти кометы подходят к Солнцу, они постепенно распадаются на части, что приводит к появлению характерного кометного хвоста – «и это обусловливает неизбежность влияния этих комет на нашу планету».

«Дезинтеграция таких гигантских комет должна привести к прерывистым, но продолжительным периодам бомбардировки нашей планеты, которые могут длиться по 100000 лет», – отмечает один из соавторов этой работы Билл Нейпир из Букингемского университета, Великобритания.

Исследование появилось в журнале Astronomy and Geophysics.

Источник

Галактика Андромеда IV, открытая в 1972 г. канадским астрономом Сиднеем Ван Ден Берганом, считалась до настоящего времени галактикой-спутником соседней с нами галактики Андромеда, также известной как Месье 31. Теперь новое исследование, проведенное международной группой ученых, возглавляемой Игорем Караченцевым из Специальной астрофизической обсерватории, п. Нижний Архыз, Российская Федерация, поведало нам совершенно иную историю об истинной природе галактики Андромеда IV. В исследовании сообщатся, что этот космический объект является уединенной богатой газом карликовой галактикой неправильной формы.

Исследователи в своей работе проанализировали данные, полученные в результате наблюдений, проведенных при помощи камеры Advanced Camera for Surveys (ACS), установленной на борту космического телескопа «Хаббл», в августе 2014 г. Эти данные помогли авторам публикации получить важную информацию о расстоянии до галактики и её поверхностной яркости.

Согласно этому новому исследованию галактика Андромеда IV расположена на расстоянии примерно 22-24 миллиона световых лет от Млечного пути. Голубая абсолютная звездная величина этой галактики по данным, полученным исследователями, составляет -12,81.

Система Андромеда IV находится в области космического пространства с очень низкой плотностью материи. Согласно результатам исследования средняя плотность звездной материи в пределах сферы радиусом 3,26 миллиона световых лет, описанной вокруг этой системы, составляет лишь 0,04 средней космической плотности звездной материи, что очевидно указывает на уединенность галактики Андромеда IV.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Необычная «лента» из горячего газа, движущегося следом за галактикой, подобно хвосту, была обнаружена при анализе данных, полученных при помощи рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Происхождение этой «ленты», или рентгеновского «хвоста», по всей вероятности, связано с газом, потерянным этой галактикой в процессе её движения сквозь обширное облако горячего межгалактического газа. Составляющий в длину не менее 250000 световых лет, этот «хвост», вероятно, является самым крупным космическим образованием такого рода, когда-либо обнаруживаемым учеными.

Этот «хвост» находится в скоплении галактик Zwicky 8338, которое расположено на расстоянии почти 700 миллионов световых лет от Земли. Длина этого «хвоста» более чем в два раза превышает диаметр целой галактики Млечный путь. Этот «хвост» содержит газ при температурах около десяти миллионов градусов Цельсия, который примерно на двадцать миллионов градусов холоднее окружающего его межгалактического газа, однако тем не менее достаточно горячий, чтобы ярко светиться в рентгеновском диапазоне, в котором проводит наблюдения обсерватория «Чандра».

Авторы исследования, описывающего эти находки, возглавляемые Герритом Шелленбергом из Боннского университета, Германия, считают, что этот «хвост» был создан галактикой, известной как CGCG254-021, или, возможно, группой галактик, в которой доминирует эта крупная галактика, при движении этой группы галактик сквозь раскаленный газ в скоплении галактик Zwicky 8338. Давление, возникающее при этом стремительном движении галактики, выдавило из неё некоторое количество газа. Астрономы смогли различить структуру «хвоста», выделив в нем «голову» с высокой плотностью рентгеновского излучения и «хвост» из рассеянного рентгеновского излучения. Перед «головой» этого образования наблюдается ударная волна, отмечают исследователи.

Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics.

Источник

Спустя несколько месяцев после того, как ученые объявили о «самом неоспоримом на сегодняшний день доказательстве» присутствия воды в жидкой форме на Марсе, вышло в свет новое исследование, в котором говорится об отсутствии жидкой воды, по крайней мере в долинах, которыми прорезаны многочисленные склоны марсианских оврагов.

В отличие от земных речных долин, вырезаемых в горных породах потоками жидкой воды, эти марсианские долины, вероятнее, были сформированы в результате таяния сухого льда, заключают два французских ученых.

«Роль жидкой воды в формировании этих долин следует… пересмотреть», – пишут Франсуа Форже и Цедрик Пилорже, сотрудники французского национального исследовательского института CNRS.

Ученые отмечают, что их находки не опровергают результаты одного нашумевшего исследования, представленного в сентябре, в котором сообщалось о том, что темные линии, сбегающие по марсианским склонам в тропической зоне Красной планеты, являются полосами из пересыщенного раствора соли – что может указывать на присутствие воды, способной поддерживать жизнь.

В новой работе рассматриваются геологические образования, не связанные с формами рельефа, изучаемыми в сентябрьском исследовании, и находящиеся в другой части планеты, в основном на средних широтах, между 30 и 60 градусами, на обращенных в сторону полюса холодных склонах. Для объяснения происхождения темных полос, расположенных на этих склонах, ученые сначала предположили, что эти отрицательные геологические формы были вырезаны на поверхности планеты потоками жидкой воды, однако при дальнейшем рассмотрении выяснилось, что формирование этих темных полос продолжается и сегодня, хотя в настоящее время температура на Марсе слишком низкая, чтобы поддерживать существование жидкой воды. Для объяснения этого факта Форже и Пилорже предположили, что такие долины образуются в результате обрушения корки льда из диоксида углерода при таянии и переходе в газообразное состояние внутренних слоев сухого льда в леднике. Проведенное компьютерное моделирование позволило исследователям подтвердить расчетами справедливость выдвинутой гипотезы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Источник

Космический аппарат НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) недавно запечатлел уникальный вид Земли с лунной орбиты.

На этом комбинированном снимке мы видим, как Земля восходит над лунным горизонтом, если смотреть на неё с этого космического аппарата, при этом центр диска Земли на снимке чуть смещен в сторону от побережья Либерии (4,04 градуса к северу и 12,44 градуса к западу). Обширная коричневатая зона в правой верхней части снимка представляет собой пустыню Сахару, чуть дальше которой находится Саудовская Аравия. Атлантическое и тихоокеанское побережья Южной Америки лежат в левой части изображения. На Луне мы видим кратер Комптон, расположенный за восточным краем диска Луны, на её обратной стороне.

Этот снимок был составлен из серии изображений, сделанных 12 октября, когда зонд LRO находился на высоте 134 километра над кратером Комптон на обратной стороне Луны.

Узкоугольная камера высокого разрешения зонда LRO позволяет делать черно-белые снимки, в то время как Широкоугольная камера делает цветные снимки более низкого разрешения, поэтому при взгляде на представленное здесь фото может возникнуть закономерный вопрос, как ученым удалось получить цветное изображение Земли высокого разрешения. Так как космический аппарат, Земля и Луна – все находятся в движении, то ученые миссии применили специальную обработку, чтобы создать изображение, на котором представлены на одном виде Земля и Луна. Итоговый снимок Земли содержит информацию, полученную при помощи обеих этих камер.

Источник

Совместно движущееся облако из звезд было обнаружено в созвездии Дракона на расстоянии примерно 8500 световых лет от нас командой астрономов из Китайской академии наук. Согласно выдвинутому исследователями предположению эта вновь обнаруженная группа звезд является разорванным шаровым звездным скоплением.

Используя данные, полученные при помощи телескопа Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST), установленного на Наблюдательной станции Синлун, КНР, ученые смогли получить важные сведения об этом скоплении, такие как расстояние до него, возраст, масса, светимость, скорость и параметры орбиты. Астрономы использовали в своей работе примерно 2,5 миллиона звездных спектров, которые стали доступны в результате второй публикации данных, полученных в ходе спектроскопического обзора, проведенного инструментом LAMOST. Исследователи искали в этих данных уплотнения полей металличности и скоростей звезд, возможно, указывающие на присутствие крупномасштабных космических структур.

Джон Джейсон Викерс, главный автор этого нового исследования, оценивает массу этого скопления, получившего название Lamost 1, примерно в 25000 солнечных масс, а светимость скопления – примерно в 15000 светимостей Солнца. Исследователи на 90 процентов уверены, что возраст обнаруженного ими звездного скопления составляет примерно 11 миллионов лет.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Через пять месяцев после триумфального пролета зонда НАСА «Новые горизонты» мимо Плутона, сопровождавшегося фотосъемкой и измерением ряда параметров этого ледяного мира и системы его спутников, ученые продолжают углублять наши знания об этой далекой системе.

Члены научной команды зонда «Новые горизонты» представили последние находки, сделанные при помощи этого космического аппарата на прошлой неделе на собрании Американского геофизического союза, проходившем в Сан-Франциско, США.

Полученные при помощи зонда «Новые горизонты» данные указывают на ледниковую активность, проявляющуюся на значительной доле площади поверхности Плутона и обусловливающую формирование сетей эродированных долин. Ключом к пониманию такой активности на поверхности Плутона является роль нижнего слоя из твердого азота и льдов из других летучих веществ, из которых состоит левая сторона «сердца Плутона» – обширной котловины диаметром около 1000 километров, получившей неформальное прозвище Равнин Спутника. Новые численные модели тепловой конвекции внутри этого ледяного слоя не только объясняют многочисленные многоугольные ледяные формы рельефа, наблюдаемые на Равнинах Спутника, но и указывают на то, что толщина этого слоя может достигать нескольких километров, рассказали ученые. Испарение этого азота и конденсация его на более высоко расположенных участках поверхности приводит к сползанию ледников обратно в котловину; дополнительные численные модели потоков льдов из азота демонстрируют непрерывные изменения ландшафтов Плутона.

Среди других работ, представленных на этой конференции, можно выделить исследование «дымки» атмосферы Плутона, раскрывающее подробности структуры и свойств этой дымки, а также исследование взаимодействия атмосферы Плутона с солнечным ветром, ставящее целью оценить скорость потери Плутоном атмосферы в космос.

Источник

Китайская народная республика разместила спутник под названием Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) на солнечно-синхронной орбите вокруг Земли. Миссия этого спутника состоит в изучении высокоэнергетических частиц и гамма-лучей как часть более общей цели, заключающейся в расширении наших знаний о темной материи. Этот спутник был запущен в небо при помощи ракеты Chinese Long March 2D rocket, стартовавшей с территории одной из северо-западных провинций Китая.

Этот спутник, прозванный китайской общественностью как Wukong («Король обезьян»), является совместным проектом Китайской академии наук, нескольких академических институтов Италии и Женевского университета – его запуск отмечает собой крупный прорыв для этой страны в освоении космоса. На борту этого спутника находятся четыре сенсора: калориметр BGO, Кремниево-вольфрамовое устройство слежения, нейтронный детектор и пластиковый сцинтилляционный детектор. Каждое из этих устройств служит общей цели, состоящей в регистрации высокоэнергетических частиц и выяснении их происхождения, которое, как полагают ученые, связано со столкновениями частиц темной материи. Эти датчики были спроектированы для обнаружения фотонов и электронов с разрешением, большим, по сравнению с разрешением датчиков, находящихся в подземных лабораториях, или Альфа-магнитного спектрометра, размещенного на борту Международной космической станции.

Отслеживание частиц темной материи вплоть до их источника, как считает научная команда зонда, поможет пролить свет на природу темной материи, загадочной субстанции, не поддающейся наблюдениям.

 

Источник

Черные дыры, лежащие в центрах галактик, могут увеличивать свою массу до 50 миллиардов солнечных масс, прежде чем исчезнут питающие их газовые диски, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Университета Лестера, Великобритания.

В этом исследовании профессор факультета физики и астрономии Университета Лестера Эндрю Кинг рассматривает сверхмассивные черные дыры, лежащие в центрах галактик, вокруг которых имеются вращающиеся диски из газа.

Этот газ может терять энергию и падать на черную дыру. Однако такие диски могут становиться гравитационно нестабильными и начинать формировать звезды.

Профессор Кинг рассчитал, насколько может вырасти черная дыра, прежде чем газовый диск у её внешнего края перестанет формироваться, и получил значение в 50 миллиардов солнечных масс.

В этом исследовании утверждается, что, лишенная диска, черная дыра прекратит расти, и это означает, что масса в 50 «солнц» является верхним пределом массы черной дыры. Единственный механизм, посредством которого черная дыра может стать ещё более массивной, состоит в падении крупного космического объекта на эту черную дыру – например, падение случайной звезды или слияние с другой черной дырой.

Профессор Кинг сказал: «Значение этого открытия состоит в том, что астрономы уже обнаружили черные дыры с массами, близкими к максимально возможным, наблюдая гигантские количества излучения, высвобождаемого в результате падения газа из газового диска на черную дыру. Установление в результате этого исследования предела массы для черных дыр означает, что в результате наблюдений такими методами мы не обнаружим черные дыры с массами, намного превышающими этот предел, так как вокруг таких черных дыр попросту не будет ярких светящихся дисков».

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник