Долгое время терзавшая астрофизиков тайна крохотных звезд, которые взрываются, формируя гигантские вспышки, известные как сверхновые типа Ia, наконец-то может быть окончательно разрешена.

В течение нескольких десятилетий ученые вели дискуссии относительно того, что порождает эту конкретную разновидность сверхновых: система с одним или двумя белыми карликами? Ответ на этот вопрос нужен ученым не только для того, чтобы заполнить соответствующие главы школьных учебников по астрономии, но имеет большую практическую ценность. Понимание физики и многообразия сверхновых типа Ia поможет в изучении эволюции галактик и таинственной космической силы, известной как темная энергия.

«Мы стоим на пороге понимания одной из последних загадок, связанных со звездами», – сказала ассистент-профессор Факультета физики и астрономии Университета штата Мичиган, США, Лора Чомиук в интервью представителям Фонда Кавли во время проходивших на днях научных дискуссий за круглым столом. – Мы начинаем понимать причины возникновения сверхновых типа Ia».

Ответ на этот вопрос ученые связывают с новой теорией, предложенной физиком Даниэлем Кейзеном. Согласно его теории при взрыве в системе из двух звезд первой звезды образуется «звездный труп», или белый карлик, и происходит доступная наблюдениям с Земли вспышка в ультрафиолетовом диапазоне, вызванная взаимодействием отходящей от взорвавшейся звезды материи с материей звезды-компаньона. Когда в дальнейшем сформировавшийся в результате первого взрыва белый карлик перетягивает на себя часть материи от звезды-компаньона, происходит взрыв сверхновой типа Ia. В альтернативном сценарии происходит слияние двух белых карликов.

Астрономы уже наблюдали сверхновые, происходившие как с ультрафиолетовой вспышкой, предсказанной Кейзеном, так и без неё. Таким образом, в настоящее время ученые получили достоверный критерий, помогающий различать между собой разные подтипы сверхновых типа Ia.

Источник

Таинственное кольцо из частиц льда, обращающихся вокруг Сатурна и собранных в узкую ленту двумя крохотными спутниками гигантской планеты, могло образоваться в результате космического столкновения, согласно новому исследованию.

Так называемое кольцо F находится на расстоянии около 140000 километров от края шестой планеты от Солнца, на границе между остальными кольцами Сатурна и несколькими его спутниками.

На меньших расстояниях от гигантской планеты миллионы ледяных фрагментов, разбросанных вокруг неё, не могут соединяться между собой с образованием спутников из-за действия мощных приливных сил.

На больших расстояниях от Сатурна располагаются его основные спутники, достаточно удаленные от планеты, чтобы иметь возможность соединяться в сферы под действием собственной гравитации: Мимас, Энцелад и Титан, который является единственным спутником планеты в Солнечной системе, имеющим достаточно плотную атмосферу.

На границе же между этими зонами располагаются ледяные частицы кольца F, образующие ленту шириной примерно 100 километров, по разные стороны которой движутся по орбитам так называемые «спутники-пастухи» – Прометей и Пандора.

В новом исследовании, проведенном астрономами Рюки Хьодо и Кейжи Оцуки из Университета Кобе, Япония, авторы при помощи компьютерного моделирования показывают, что спутники Сатурна Прометей и Пандора являются, по всей вероятности, обломками, образовавшимися в результате космического столкновения, которое произошло на краю системы Сатурна. Модель демонстрирует, что при скользящем столкновении двух космических объектов, имеющих размеры, близкие к размерам спутников-пастухов, эти небесные тела не разрушаются полностью, но в результате столкновения образуется в том числе и шлейф обломков, подобный кольцу F Сатурна.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Источник

Источник

На поверхности небольшой скалистой планеты может иметься жидкая вода. Условием для этого является наличие углекислого газа в ее атмосфере.

Планета, которую ученые назвали Kepler-62F, может содержать океаны воды, если ее атмосфера удерживает тепло. В диаметре Kepler-62F на 40 процентов превосходит Землю.

«Атмосфера с высоким содержанием углекислого газа может обеспечить возможность наличия жидкой воды на этой планете», - заявила Аомава Шилдс (Aomawa Shields), ученая из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор нового исследования, на Научной конференции по Астробиологии в Чикаго в июне. 

Кеплер-62 является маленькой тусклой звездой, размеры которой составляют две третьи от размеров Солнца, а яркость лишь одну пятую от яркости нашего светила. Звезда расположена на расстоянии 1 200 световых лет от Солнца в созвездии Лиры, и вокруг нее вращаются пять планет. Лишь две из них находятся в обитаемой зоне – области вокруг звезды, при расположении в которой на поверхности планеты может находиться жидкая вода.

Наличие жидкой воды считается необходимым условием для эволюции жизни. Обе планеты являются супер-Землями – скалистыми экзопланетами, превосходящими по своим размерам Землю. В то время, когда планета Kepler-62F была обнаружена, она считалась наиболее похожей на Землю из всех известных планет с точки зрения размера и орбиты.

Вторая планета, Kepler-62e, лежит на внутренней грани обитаемой зоны. Планета примерно на 60 процентов больше Земли. В процессе моделирования орбит Шилдс и ее коллегам не удалось найти такие, находясь на которых планета могла бы иметь на своей поверхности жидкую воду. «Планета [Kepler]-62e, скорее всего, является слишком горячей для существования жидкой воды», - говорит ученая.

Планета Kepler-62f больше удалена от своей звезды. Она является самой отдаленной из пяти планет, обнаруженных вокруг звезды. Орбитальный период данной планеты составляет 267,3 земных суток. Ученые смогли лишь измерить радиус планеты. Для того чтобы определить ее массу, а исходя из нее – плотность и состав, они полагались на статистические данные предыдущих исследований и пришли к выводу, что, скорее всего, планета является либо каменистым телом либо таким, которое имеет твердую воду, но не газовым гигантом.

В ходе моделирования Шилдс задала вращение, подобное Земному, и атмосферу, в состав которой входит углекислый газ. Затем она изучала характеристики планеты при различных углах наклона по отношению в звезде. При нескольких сценариях вода на поверхности планеты должна была замерзать, создавая ледяной шар.

Однако в одной из моделей с наклонной орбитой, температура на южном полюсе планеты поднялась выше точки замерзания в течение летних месяцев на полушарии.

«Когда в южном полушарии царит лето, температура поднимается до таких значений, что ледяной щит, укрывающий поверхность, может начать таять», - говорит Шилдс. 

Периодическое таяние ледников может позволить атмосфере, океану и части излучения звезды взаимодействовать друг с другом, что способно привести к развитию жизни.

При достаточном количестве углекислого газа в атмосфере планеты Kepler-64f на ней может произойти глобальное потепление, достаточное для того, чтобы замерзшие океаны частично растаяли.

«Если бы в атмосфере имелись парниковые газы, то на поверхности могла существовать жидкая вода», - говорит Шилдс.

Результаты данного исследования были представлены для публикации.

Источник

Ученые НАСА пытаются определить, что делает Большое Красное Пятно на Юпитере красным, в лаборатории. 

Несмотря на более 150 лет исследований, Большое Красное Пятно на Юпитере остается загадкой для ученых. Гигантский ураган-антициклон, в два раза превосходящий по своим размерам Землю, кружится над крупнейшей планетой Солнечной системы. Скорость ветра при этом достигает 644 км в час. Тем не менее, причины столько мощной бури до сих пор остаются неизвестными.

В попытке раскрыть тайны урагана Марк Леффлер и Реджи Хадсон, ученые из Центра космических полетов имени Годдарда агентства НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, подвергли некоторые из составляющих атмосферы Юпитера воздействию излучения, имитирующего космические лучи. Цель такого эксперимента состоит в том, чтобы определить, могут ли компоненты измениться таким образом, чтобы обеспечить красноватый цвет загадочного пятна-урагана.

Изучение атмосферы Юпитера для определения источника красного цвета Большого Пятна представляет сложную задачу для ученых. Слой облаков планеты препятствует наблюдению нижних слоев атмосферы. Не намного больше ученым известно и о верхних слоях атмосферы. Исследователи предполагают, что верхние слои атмосферы Юпитера образуют облака аммиака, сульфгидрата аммония и воды. Однако ученые не знают, могут ли эти химические компоненты, которые составляют лишь небольшую часть атмосферы планеты, образовать новые соединения и сформировать цвета, отличающие Большое Красное Пятно. 

«Мы говорим о том, что составляет лишь небольшую часть атмосферы», - говорит Эми Саймон, эксперт в области планетарной атмосферы также из Центра имени Годдарда. «Именно эти составляющие и делают столь сложным для понимания то, что именно создает цвета, которые мы видим».

Сульфгидрат аммония является неустойчивым при воздействии атмосферных условий Земли. Поэтому, чтобы получить это соединение, Леффлер нагрел сероводород и аммиак, а затем с помощью заряженных частиц воссоздал космические лучи, проходящие сквозь облака Юпитера. Исследователи идентифицировали продукты облучения бесцветного соединения, и сейчас их задача состоит в том, чтобы определить, может ли какой-либо из этих продуктов обеспечить красноватый оттенок Большого Пятна на Юпитере. 

По словам ученых, объяснением цвета может служить и совокупность атмосферных условий Юпитера.

«Теоретически, то, что мы видим, является результатом соединения всех составляющих атмосферы Юпитера в определенных количествах при определенной температуре и определенном уровне облучения», - объясняет Саймон. Именно воспроизведений условий Юпитера и может дать ключ к разгадке тайны Большого Красного Пятна. «Все, что мы пытаемся сделать – это воссоздать атмосферные условия Юпитера в лаборатории», - добавляет ученая. 

Пятно-ураган остается объектом научных исследований на протяжении 150 лет. Таким образом, продолжительность урагана значительно превышает продолжительность любого шторма на Земле. 

В отличие от Земли, Юпитер является газовым гигантом. Его ядро окружает океан жидкого водорода, а в атмосфере преобладают водород и гелий. Ввиду отсутствия твердой поверхности мощнейший ураган продолжается более столетия.

По словам Саймон, изучение Большого Красного Пятна может помочь ученым лучше понять метеорологические условия на Земле. В конечном итоге, на обеих планетах они определяются одними и теми же законами физики. Ученая также отметила, что изучение Юпитера может расширить наши представления о планетах за пределами Солнечной системы.

Источник

Новый инструмент Gemini Planet Imager (GPI) в обсерватория Джемини в Чили, предназначенный для поиска экзопланет, совершил свое первое открытие. Им стал окутанный метаном газовый гигант, во многом похожий на Юпитер. Открытие может стать ключом к пониманию того, как большие планеты формируются в аккреционных дисках вокруг звезд. 

Инструмент GPI, установленный на 8-метровом телескопе «Джемини юг» (Gemini South) в Чили, был разработан, построен и оптимизирован для отображения и анализа атмосфер тусклых планет, подобных Юпитеру, которые расположены вокруг ярких звезд. Это становится возможным благодаря устройству, затемняющему яркий свет звезд. 

В декабре 2014 года инструмент GPI начал искать сотни близлежащих молодых звезд. После месяца поисков, ученый Роберт Де Роза из Калифорнийского университета в Беркли стал изучать исходные данные. Вскоре он заметил нечто большое на орбите молодой звезды в тройной звездной системе, расположенной на расстоянии лишь 100 световых лет от Земли. Вскоре ученые команды проекта GPI подтвердили открытие планеты. 

Планета, получившая название 51 Eridani b, в миллион раз тусклее своей звезды – 51 Eridani. Открытая планета характеризуется наиболее явными признаки метана в сравнении со всеми другими, открытыми когда-либо экзопланетами. Это может дать ученым подсказку в раскрытии тайны формирования планеты. Планетарная система еще очень молода: ее возраст составляет около 20 млн лет (для сравнения возраст нашей собственной Солнечной системы достигает 4,5 млрд лет). Открытая планета представляет собой то, как выглядел Юпитер на ранних этапах своего развития.

«Это как раз и есть одна из планет, которые мы и надеялись обнаружить, разрабатывая инструмент GPI», - говорит Джеймс Грэм, профессор астрономии из Калифорнийского университета в Беркли и ученый проекта GPI. «Мы стремимся обнаружить молодые планеты. Это позволит нам изучить процесс их формирования».

Масса открытой планеты, по оценкам исследователей, примерно в два раза превосходит массу Юпитера. Данный объект вращается вокруг своей звезды на расстоянии около 13 а.е., что немного больше, нежели расстояние между Сатурном и Солнцем (а.е. приравнивается к расстоянию от Земли до Солнца или 150 млн км). 

Спектр планеты позволил выявить в ее атмосфере метан и пары воды. «Низкая светимость, низкая температура и явные признаки метана и делают экзопланету похожей на Юпитер», - говорит Грэм. 

«Многие экзопланеты, которые астрономы изучали прежде, имеют атмосферы, которые напоминаю очень холодные звезды», - говорит Брюс Макинтош, профессор физики из Стэнфордского университета, руководивший установкой инструмента GPI, а ныне возглавляющий исследование. «Этот же объект походит на планету». 

Результаты данного исследования были опубликованы 13 августа в журнале Science Express.

Источник

Почему кольца Сатурна ТАК выглядят? Новое исследование ученых Университета Лестера (Великобритания) объясняет, почему легендарные кольца газового гиганта такие, как они есть.

Кольца Сатурна состоят из глыб льда и горной породы, размер которых варьируется от нескольких сантиметров до трех метров. Ученые долгое время пытались узнать, свойственно ли распределение элементов колец по размеру только для Сатурна или и для других планет, например, Урана и Нептуна, тоже.

Источник

При проведении строжайшего теста фундаментального свойства Стандартной модели физики элементарных частиц, известного как CPT-симметрия, исследователи из коллаборации BASE, возглавляемой исследовательским институтом RIKEN Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), выполнили самые точные на сегодняшний день измерения отношения масс протона и его «антагониста» антипротона к зарядам этих частиц. При проведении этой научной работы использовался Замедлитель протонов CERN, устройство, дающее возможность получения антипротонов с низкими энергиями для исследований антиматерии.

CPT-инвариантность – которая проверялась в этом эксперименте – означает, что система не меняется, если изменить на противоположные три её фундаментальных свойства: C (charge) ¬ заряд, позволяющий отличить материю от антиматерии; P (parity) – четность, подразумевающую «переворот» в пространстве на 180 градусов; T (time) – время. CPT-инвариантность является ключевым свойством в концепции Стандартной модели и из него следует, что античастицы должны быть точными «зеркальными отражениями» частиц нормальной материи и отличаться от них лишь зарядами.

В ходе исследования физики во главе со Стефаном Ульмером сначала замедляли пары «антипротон- водородный анион (источник протонов)» в Замедлителе антипротонов, а затем производили дальнейшее замедление этих пар в магнитной ловушке Пеннинга до сверхнизких энергий. Далее ученые измеряли циклотронные частоты полученных пар, определяя с их помощью отношение масса/заряд для каждой пары. В общей сложности исследователи провели измерения для 6500 таких пар и обнаружили, что измеренные отношения отличаются между собой не более чем на 69 частей на миллиард. Это стало подтверждением положения о том, что материя и антиматерия с погрешностью в пределах одной части на миллион ведут себя одинаковым образом.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Источник

Комета на комете? Именно такое впечатление может сложиться при рассмотрении одного из последних снимков объекта 67P/Чурюмова-Герасименко. Однако на нем запечатлена самая мощная из всех вспышек, свидетелем которых стал космический аппарат «Розетта». 29 июля, всего за две недели до перигелия, комета выбросила в космическое пространство мощнейшую струю газа и пыли. 

На серии снимков, полученных от камеры OSIRIS, которой оснащен космический аппарат «Розетта», отчетливо видна струя, источаемая кометой в космическое пространство со стороны шеи в области Анукет. Впервые она была замечена на снимке, сделанном в 8:24 утра по CDT. На снимке, сделанном 18-ью минутами ранее, данной струи не видно. На снимке, сделанном 18-ью минутами позже, струя еле различима. По оценкам ученых команды миссии, скорость материала, образующего данную струю, составляла минимум 10 метров в секунду. 

Ученые ожидают, что по мере приближения кометы 67P/Чурюмова-Герасименко к перигелию, им удастся наблюдать настоящие фейерверки. Период обращения кометы вокруг Солнца составляет 6,5 лет. Кометы находятся на пике яркости в момент прохождения перигелия и сразу после него, когда они буквально «ощущают» солнечное тепло. Солнечное излучение испаряет и те льды, которые находятся на поверхности, и те, которые скрыты под корой кометы. В результате сублимации подповерхностных льдов образуется газ, который либо высвобождается через существующие дыры, либо прорывает пористую поверхность кометы и извергается в космическое пространство подобно гейзерам.
Струи увлекают за собой пыль, которая создает нечеткую кому кометы или временную атмосферу. В дальнейшем солнечный ветер и давление солнечного света модифицируют ее в хвост. Комета 67P/Чурюмова-Герасименко достигнет своего перигелия уже завтра, 13 августа. Активность кометы может резко возрасти сразу после его прохождения.

Источник

Использовав рентгеновскую обсерваторию «Чандра» агентства НАСА и 6,5-метровый телескоп Clay в Чили, астрономы открыли самую маленькую сверхмассивную черную дыру из всех, что были когда-либо обнаружены в центре галактики. Этот противоречивый объект может дать ключ к пониманию того, как формировались более крупные черные дыры вместе с их галактиками более 13 миллиардов лет назад.

По оценкам астрономов, масса обнаруженной сверхмассивной черной дыры примерно в 50 000 раз превосходит массу Солнца. Это составляет менее половины от массы обнаруженной ранее черной дыры в центре галактики, которая считалась наименьшей до нового открытия. 

Крошечная сверхтяжелая черная дыра лежит в центре диска карликовой галактики RGG 118, расположенной на расстоянии примерно 340 миллионов световых лет от Земли. 

Исследователи оценили массу черной дыры, изучая движение холодного газа вблизи центра галактики с помощью телескопа Clay. Последний производит наблюдения в видимом свете. Данные полученные с помощью обсерватории «Чандра» позволили определить яркость в рентгеновских лучах горячего газа, циркулирующего в направлении черной дыры. Сопоставив свойства других сверхмассивных черных дыр, ученые определили, что внешнее давление излучения этого горячего газа составляет около 1% от внутренней силы тяжести черной дыры. 

Масса черной дыры в галактике RGG 118 почти в 100 раз меньше массы сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Также вновь обнаруженный объект по своей массе в 200 000 раз уступает тяжелым черным дырам, найденным в центрах других галактик.

Астрономы пытаются понять, как формировались черных дыр, масса которых достигает миллиардов солнечных масс, менее чем через миллиард лет после Большого Взрыва. Открытие черной дыры в галактике RGG 118 позволило ученым изучить объект, не принадлежащий к первому поколению черных дыр. Черные дыры первого поколения невозможно обнаружить при помощи имеющихся сегодня технологий.

В дальнейшем исследователи продолжат поиски других сверхмассивных черных дыр, которые по своей массе сопоставимы с объектом в галактике RGG 118 или же меньше его. Это позволит прояснить вопросы формирования и роста черных дыр.

Источник

Последние научные данные, собранные космическим аппаратом НАСА «Новые горизонты», обнаружили множество интересных особенностей на поверхности Плутона и в его атмосфере, в которой доминирует азот. Однако небольшая масса Плутона не позволяет ему эффективно удерживать свою атмосферу, и карликовая планета ежечасно теряет в космическое пространство сотни тонн азота.

Так откуда берется весь этот азот? В новом исследовании обладатель ученой степени доктора философии и научный сотрудник Юго-Западного исследовательского института (SwRI), США, Келси Сингер и её наставник доктор Алан Штерн, помощник вице-президента SwRI и руководитель проекта «Новые горизонты» обсуждают возможные источники азота для атмосферы Плутона. Произведя необходимые расчеты, авторы работы показывают, что количества азота, доставляемого к поверхности Плутона с кометами или поднимаемого в результате столкновений с кометами из приповерхностных залежей твердого азота, возможно, имеющихся на Плутоне, недостаточно для восполнения потерь газообразного азота из атмосферы карликовой планеты в космос. Поэтому в качестве наиболее вероятного источника азота для атмосферы Плутона ученые называют геологическую активность карликовой планеты. Важно отметить, что эта работа была представлена к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters 15 июля, то есть на следующий день после знаменитого пролета зонда «Новые горизонты» мимо Плутона, и сделанные в ней выводы в настоящее время косвенно подтвердились данными, полученными от этого зонда.

Источник

Когда Солнце выбрасывает в космос миллиарды тонн высокоэнергетических частиц, сопровождаемых мощными магнитными полями, со скоростями свыше миллиона километров в час, то, в случае подходящих условий «космической погоды», результирующая геомагнитная буря на Земле может привести к нарушениям в работе систем связи и навигации, наземных электрических сетей, а также представлять радиационную угрозу для астронавтов и даже экипажей и пассажиров воздушных судов.

Умение прогнозировать эти условия «космической погоды» является важной научной целью, и исследователи из Центра наук о космосе (SSC) Нью-Хэмпширского университета, США, сегодня добавили несколько новых научных инструментов к арсеналу средств, предназначенных для этой цели, используя в своей работе данные, полученные ранее космическим аппаратом НАСА MESSENGER, который обращался вокруг ближайшей к Солнцу планеты нашей Солнечной системы, Меркурия, начиная с марта 2011 г. и вплоть до 30 апреля 2015 г., когда учеными было произведено плановое столкновение зонда с поверхностью Меркурия.

В новой научной работе обладатель ученой степени доктора философии исследователь Река Винслоу из SSC с сотрудниками использовали наблюдения, проведенные при помощи КА MESSENGER, для изучения мощных корональных выбросов массы в межзвездное пространство (ICME) вблизи от их источника с целью анализа эволюции этих солнечных бурь и повышения качества прогнозов времен их прибытия к Земле. Основным результатом этой работы стало установление того факта, что замедление ICME до постоянной скорости при движении по направлению к Земле происходит за пределами меркурианской орбиты. Для выяснения точного расстояния от Солнца, на котором происходит замедление ICME до постоянной скорости, авторы работы намерены произвести более обширное исследование.

Статья принята к публикации в журнале Journal of Geophysical Research.

Источник

Международная команда астрономов, изучив свыше 200000 галактик, смогла измерила энергию, заключенную внутри обширной области пространства с большей точностью, чем когда-либо прежде. Это исследование стало самой всесторонней оценкой энергии, заключенной в ближайшей к нам области Вселенной. Астрономы подтвердили, что энергия, заключенная в этой части Вселенной в настоящее время, составляет лишь половину от того её количества, которое было заключено здесь два миллиарда лет назад, и обнаружили, что это наблюдаемое «угасание» Вселенной происходит во всех длинах волн от ультрафиолетового до дальнего ИК-диапазона. Иными словами, Вселенная медленно умирает.

Исследование проводилось с использованием самых мощных в мире телескопов, включая обзорные телескопы VIST и VST, расположенные в Паранальской обсерватори, Чили. Для проверки были также проведены наблюдения при помощи двух космических телескопов НАСА под названиями GALEX и WISE и космического телескопа «Гершель» Европейского космического агентства.

Это исследование является частью проекта Galaxy And Mass Assembly (GAMA), самого крупного из когда-либо проводимых обзоров неба во всех длинах волн электромагнитного спектра.

«Мы задействовали при проведении нашего исследования настолько много наземных и космических телескопов, насколько смогли, чтобы измерить с их помощью энергию, заключенную внутри более чем 200000 галактик», – сказал Саймон Драйвер, сотрудник Международного центра радиоастрономических исследований и Университета Западной Австралии, оба научных учреждения Австралия, возглавляющий научную команду проекта GAMA.

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

Источник