Новости науки

Быстрые радиоимпульсы (Fast Radio Bursts, FRB), представляющие собой кратковременные, но яркие вспышки космических радиоволн, приводили ученых в недоумение с самого момента их открытия, которое произошло примерно десять лет назад. И хотя похоже, что эти вспышки рождаются далеко в космосе, но до настоящего времени истинное местонахождение источников этих вспышек так и не было установлено ни разу за всю историю наблюдений космоса.

Проанализировав свыше 500 часов архивных данных, полученных в свое время при помощи телескопа «Грин Бэнк» Национального научного фонда США, команда астрономов получила наиболее подробное на сегодняшний день описание FRB. Их исследование демонстрирует, что эти вспышки рождаются в областях пространства с сильными магнитными полями, возможно, близ недавно взорвавшейся сверхновой или в пределах активной звездообразовательной туманности.

«Теперь мы знаем, что энергия, идущая от этого FRB, проходит сквозь плотную, магнетизированную область пространства вскоре после своего формирования. Это существенно сужает круг возможных источников вспышек такого рода», – рассказал Киоши Масуи, астроном из Университета Британской Колумбии и Канадского института перспективных исследований, обе научных организации Канада.

Проведя компьютерный анализ более чем 40 терабайт архивной информации, астрономы выделили один необычный FRB, излучение которого имеет линейную поляризацию, в отличие от всех других вспышек такого рода, до сих пор демонстрировавших лишь круговую поляризацию излучения. Наличие этого необычного свойства свидетельствует о том, что этот FRB прошел сквозь мощное магнитное поле, пояснили ученые. Кроме того, дальнейший анализ сигнала показал, что источник сигнала расположен не в нашей галактике; этот источник окружен звездообразовательной туманностью или находится в окрестностях черной дыры.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Японские физики создали первые в мире трехмерные голограммы, которых можно касаться руками, не боясь ожогов, и использовать эти касания для того, чтобы манипулировать самими голограммами или другими вещами.

МОСКВА, 1 дек – РИА Новости. Ученые из Японии научились использовать сверхбыстрые лазеры для создания голографических изображений, которые в буквальном смысле можно пощупать руками и использовать касания для управления их поведением или работой компьютера, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

"Мы не можем пощупать картинки или видеокадры, и даже если вы выведете их на проекционный экран, с ними все равно нельзя будет взаимодействовать. И, поэтому, если мы, к примеру, сможем вывести трехмерную картинку и сделать ее доступной для ощупывания, тогда мы сможем создать иллюзию того, что на столе стоит предмет, которого на самом деле там нет", — заявил Ёити Отиай (Yoichi Ochiai) из университета Цукубы (Япония).

Отиай и его коллеги смогли воплотить эту мечту в реальность, научившись создавать трехмерные голограммы прямо в воздухе при помощи сверхскоростных фемтосекундных лазеров, чьи импульсы реагируют на человеческие пальцы и другие предметы, нажимающие или щупающие изображение.

Эта футуристическая технология, которую ее создатели называют "огнями фей", работает благодаря тому, что короткие, но мощные вспышки лазера порождают небольшие облачка плазмы в той точке, где рождается голограмма, и любые взаимодействия чужеродных объектов – пальцев или предметов — можно отслеживать по тому, как меняется его форма.

Короткие импульсы лазеры делают подобные касания безопасными для наших рук, однако японские физик не рекомендуют выводить картинку таким образом в окрестностях глаза человека. Единственным раздражительным фактором является заметный шум, возникающий в результате генерации плазмы.

Как полагают ученые, их технология может быть использована для самых различных целей – для создания воздушных дисплеев, вывода информации (к примеру, часов) прямо на руки и другие части тела, для создания декораций на сценах театров и в концертных залах, а также для медицинской визуализации и непрямой манипуляции определенными хирургическими инструментами.
Другие, более сложные варианты применения – виртуальные клавиатуры, выводящиеся прямо на стол или любой другой предмет, а также системы "4-мерного" чата, позволяющие пощупать собеседника с другого края Земли.

Источник

Квазары представляют собой галактики с массивными черными дырами в их центрах, в окрестностях которых излучаются гигантские количества энергии. В самом деле, квазары излучают настолько много света, что ядро галактики становится намного ярче, чем вся остальная часть родительской галактики, и эта колоссальная светимость делает квазары доступными для наблюдений даже с очень больших расстояний. Квазар SDSSJ1029+2623, например, находится настолько далеко от нас, что его свету пришлось идти до Земли в течение 11,4 миллиарда лет, что составляет 83 % от возраста Вселенной. Этот квазар особенно необычен тем, что ему «посчастливилось» иметь по соседству в небе ещё пять квазаров, которые выглядят очень похожими на него и, более того, расположены примерно на одинаковом с ним космологическом расстоянии.

SDSSJ1029+2623 на самом деле является квазаром, свет которого подвергся гравитационному линзированию. Его свет был «собран» и искажен действием гравитации скопления галактик, лежащего на линии наблюдения между нами и этим квазаром, точно в соответствии с предсказаниями в рамках Общей теории относительности Эйнштейна. Астрономам известно лишь ещё несколько других множественных квазаров, свет которых искажен гравитацией скопления галактик. Свыше 50 лет назад астрономы предсказывали, что в таких случаях из-за того, что свет, идущий от каждого отдельного квазара, проходит сквозь Вселенную по своей траектории, отличной от других, то любые временные задержки между вспышками на снимках могут быть использованы для измерения таких космологических параметров, как возраст и скорость расширения Вселенной.

В новом исследовании астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, предприняли попытку измерить временные задержки прибытия света на снимках квазара SDSSJ1029+2623 при помощи Северного оптического телескопа, Канарские острова, Испания. Проводя систематические наблюдения этого объекта в течение более чем трех лет, астрономы зафиксировали задержку в 722 дня между снимком, на котором прибывает первый свет, и снимком, на которой яркость этого компонента достигает максимума; кроме того, ученые наблюдали временную задержку в 47,7 дня между прибытиями двух самых ярких компонентов света. К сожалению, этих данных пока недостаточно для расчета упомянутых здесь космологических параметров, однако ученые планируют продолжить свои наблюдения в ближайшие несколько лет и дополнить полученные результаты.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Проведенное на суперкомпьютере в течение всего лишь 10 миллисекунд моделирование коллапса массивной звезды в нейтронную звезду подтверждает, что эти катастрофические космические события, часто называемые гиперновыми, способны генерировать сверхмощные магнитные поля, необходимые для взрыва звезды и испускания ею гамма-лучей, видимых на протяжении половины нашей Вселенной.

Результаты этого моделирования, проведенного группой ученых во главе с Филиппом Моста, обладателем ученой степени доктора философии и сотрудником Калифорнийского университета в Беркли, США, показали, что по мере того как вращающаяся звезда коллапсирует, эта звезда и связанное с ней магнитное поле вращаются все быстрее и быстрее, формируя динамо, которое «раскручивает» магнитное поле ещё сильнее, делая его в миллион миллиардов раз мощнее магнитного поля Земли.

Настолько мощного поля оказывается достаточно, чтобы ускорить газ вдоль оси вращения этой звезды, что приводит к формированию двух джетов, которые в конечном счете приводят к выбросу двух высокоэнергетических потоков гамма-лучей в противоположных направлениях от звезды.

Первыми электрическими генераторами были динамо-машины, генерирующие ток при вращении рамки из проволоки в магнитном поле. Звездные динамо генерируют электрические токи при движении магнитных полей в пространстве, в то время как эти токи, в свою очередь, усиливают магнитные поля, создавая петлю обратной связи, которая приводит к формированию сверхмощных магнитных полей.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Вы бы предпочли пить кофе из чашки или из пакета?

Иногда эти мелочи могут иметь большое значение – и когда вы находитесь на Международной космической станции, вдали от дома, это чувствуется особенно остро. Вы знали, что астронавты на МКС пьют напитки из пакетов, чтобы исключить проливы?

Поэтому можно представить, насколько члены космических экспедиций обрадовались шести забавно выглядящим кружкам из прозрачного полимера, выполненным на 3-D принтере.

В прошлом году Италия отправила на МКС кофе-машину для Саманты Кристофоретти, астронавта Европейского космического агентства. Это воодушевило команду исследователей на разработку необычных феноменов, связанных с поведением жидкостей в условиях микрогравитации – таких как образование и оседание пенки эспрессо, поверхности раздела между несмешивающимися жидкостями и безопасное удержание потенциально опасных жидкостей в емкостях в условиях микрогравитации.

Одним из практических приложений результатов этих исследований стала кружка, представляющая собой устройство оригинальной конструкции, которое позволяет использовать для удержания жидкости силу поверхностного натяжения вместо гравитации. Эти результаты были представлены группой ученых во главе с Марком Вейслогелем, профессором инженерной механики из Портлендского государственного университета, США, на 68-м ежегодном собрании Подразделения гидродинамики Американского астрономического общества, которое проходило с 22 по 24 ноября 2015 г. в Бостоне, штат Массачусетс, США.

Источник

Источник

Астрономы из Тюбингенского и Потсдамского университетов, оба научных учреждения Германия, идентифицировали самого раскаленного белого карлика, когда-либо открытого в нашей галактике. Эта умирающая звезда, температура которой достигает 250000 градусов по Цельсию, уже вступила в фазу остывания. Кроме того, другая группа исследователей впервые наблюдала межгалактическое газовое облако, движущееся в направлении Млечного пути – это указывает на то, что галактики поглощают материю из окружающего их космического пространства, чтобы использовать её в дальнейшем для формирования новых звезд.

Звезды с относительно небольшими массами – такие, как наше Солнце – становятся экстремально горячими к концу своего жизненного цикла. Температура на поверхности Солнца достигает примерно 6000 градусов Цельсия и поддерживается примерно постоянной с самого момента рождения нашей звезды. Непосредственно перед тем, как источник ядерной энергии Солнца иссякнет примерно через 5 миллиардов лет, оно достигнет в тридцать раз более высокой температуры, то есть порядка 180000 градусов Цельсия, перед тем как начать остывать в фазе белого карлика. Компьютерное моделирование демонстрирует, что существуют даже более горячие звезды. Самая высокая температура наблюдаемой учеными умирающей звезды составляла 200000 градусов Цельсия.

В новом исследовании астрономы во главе с К. Вернером, исследуя ультрафиолетовые спектры, снятые при помощи космического телескопа «Хаббл», обнаружили звезду, устанавливающую новый рекорд самой высокой для белого карлика температуры – 250000 градусов Цельсия. Этот белый карлик под названием RX J0439.8-6809 уже вступил в фазу остывания, но максимум его температуры будет достигнут лишь через тысячу лет, когда его температура составит порядка 400000 градусов Цельсия. Звезда расположена на окраинах нашей галактики Млечный путь.

В это время другая группа исследователей во главе с П. Рихтером, проанализировав эти ультрафиолетовые спектры звезды RX J0439.8-6809 выявила в них признаки, указывающие на присутствие газа, не принадлежащего этой звезде. Дальнейшие исследования показали, что это облако газа вообще не принадлежит галактике Млечный путь, а имеет межгалактическое происхождение. Это подтверждает гипотезу о том, что галактики поглощают газ из интергалактического пространства, чтобы затем формировать из него новые звезды.

Оба исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Исследователи нашли способ улучшения работы монослойных проводников с помощью органической суперкислоты. Химическая обработка привела к 100-кратному увеличению световой производительности в сравнении с количеством вложенной энергии (к увеличению квантового выхода фотолюминесценции материала). Данное исследование было опубликовано в журнале Science.

В мире современного материаловедения с недавних пор большую роль играют монослойные полупроводники. Толщина таких проводников всего 0,7 нм — для сравнения, толщина ДНК человека составляет 2,5 нм в диаметре. Они открывают перспективы к разработке прозрачных светодиодных дисплеев, высокоэффективных солнечных батарей, фотодатчиков и мн. др., но их пленка имеет дефекты, что снижает их производительность.

Ученые смогли увеличить квантовый выход фотолюминесценции с 1 до 100%, опустив материал в суперкислоту, там самым улучшив работу данного проводника. Данная химическая реакция помогла заполнить дефекты пленки, которая по своей природе имеет сетчатую структуру, и удалить нежелательные загрязнения, прикрепленные к поверхности полупроводника.

Монослойные проводники поглощают мало света и способны противостоять разнообразным механическим деформациям, что делает их такими привлекательными для использования в прозрачных и гибких устройствах. Результаты данного исследования открыли путь к практическому применению монослойных материалов в оптико-электронных устройствах и высокоэффективных транзисторах.

Источник

Изображение: pubs.acs.org

Источник

Международная команда астрономов во главе с ученым из Университета Джона Хопкинса, США, впервые стала свидетелем того, как звезда поглощается черной дырой, испуская струю вещества, движущегося со скоростью, близкой к скорости света.

Объектом этого нового исследования стала звезда размером примерно с наше Солнце, которая отклоняется от своей обычной траектории, попадая в гравитационные «объятия» сверхмассивной черной дыры, сказал Жоэрт ван Вельцен, член команды космического телескопа «Хаббл» из Университета Джона Хопкинса.

«Эти события крайне редкие, – сказал ван Вельцен. – Мы впервые наблюдаем разрушение звезды, сопровождаемое испусканием выброса конической формы, также называемого джетом, и мы наблюдали это событие в течение нескольких месяцев».

За то время, пока происходило это событие, ученые собрали данные наблюдений в различных длинах волн, включая рентгеновские, радио- и оптические сигналы, и составили «портрет» этого события в разных длинах волн.

Астрономам помогло то, что эта исследуемая галактика находится ближе к Земле, по сравнению с галактиками, в которых ученые прежде пытались зафиксировать событие разрушения звезды черной дырой. Эта галактика лежит на расстоянии всего лишь 300 миллионов световых лет от нас, в то время как те другие галактики находились на расстоянии, как минимум в три раза большем.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Источник

Эксперты считают, что Луна сформировалась при столкновении молодой Земли с небесным телом размером с Марс, в результате которого в космос было выброшено множество обломков, часть которых объединилась, став тем, что мы сегодня называем естественным спутником нашей планеты. Однако, развивая эту гипотезу, ученые неизбежно приходят к выводу, что наклон орбиты Луны вокруг Земли по отношению к орбите нашей планеты вокруг Солнца в этом случае должен был достигнуть не более одного градуса. На самом деле, сегодня этот наклон составляет целых 5 градусов, а 4,5 миллиарда лет назад, когда Луна только формировалась, он составлял и того более – порядка 10 градусов. Так что же могло стать причиной такого изменения наклона орбиты Луны?

В новом исследовании два астронома из обсерватории Ниццы, Франция, Каве Палеван и Алессандро Морбиделли, предлагают оригинальное объяснение этого космического парадокса. Ученые считают, что молодая Луна была «вытянута» из своей первоначальной орбитальной плоскости действием гравитации проходящих мимо неё крупных космических объектов.

Согласно результатам компьютерного моделирования, проведенного Палеваном и Морбиделли, ни одно крупное небесное тело в одиночку не могло изменить орбиту Луны настолько значительно, однако совместное действие гравитации нескольких объектов могло оказаться вполне достаточным для достижения этого эффекта.

Кроме того, теория Палевана и Морбиделли объясняет необычную ситуацию с наличием на поверхности Земли относительно больших количеств золота и платины. Дело в том, что эти металлы имеют высокое сродство к железу, и в том случае, если бы они присутствовали на ранней Земле в то время, когда она представляла собой смесь расплавов, то платина и золото погрузились бы при дифференциации слоев нашей планеты к её центру, будучи растворенными в железе. Однако на самом деле мы наблюдаем на поверхности Земли относительно большие количества этих металлов. Согласно теории Палевана и Морбиделли, золото и платина были доставлены на Землю с несколькими крупными космическими объектами, в то время как в Луну врезались другие небесные тела, в составе вещества которых эти металлы отсутствовали.

Исследование вышло в журнале Nature.

Источник