Новый интернациональный проект MarsPolar ставит своей целью основать человеческие поселения на Красной планете. В проект вошли специалисты из России, Объединенных Арабских Эмиратов, Польши, США и Украины, которые предложили смелую идею основания человеческого поселения в приполярной области Марса, в той части планеты, где находятся большие количества водяного льда. Эта область Красной планеты может быть интересна с точки зрения возможного существования в ней внеземной жизни, потому что, как заявляет команда MarsPolar: «Жизнь начинается там, где есть вода». В планах руководства проекта основать колонию поселенцев на Марсе примерно к 2029 г. «Мы хотим отправлять на Марс команду из 4-6 астронавтов каждые 2 года», — рассказал Роман Юранек, директор по связям с общественностью проекта в интервью astrowatch.net.

Юранек и его коллеги хотели бы использовать для запуска миссии ракету Falcon 9 или Falcon Heavy американской частной авиакосмической компании SpaceX, а также космический аппарат этой же компании Red Dragon для доставки грузов и экипажа на Марс.

Но прежде чем отправить на Марс пилотируемую миссию, в рамках проекта предполагается отправить к Красной планете несколько космических кораблей, которые доставят к ней жилища и припасы для будущих колонистов. Запуск ровера запланирован на 2018 год, спустя 2 года после того, как будет запущена марсианская миссия НАСА InSight, на основе которой и будет разработана конструкция вездехода.

В 2020 г. космический аппарат Mars Transportation Vehicle (MTV) доставит 35 тонн полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО). MTV будет загружен: едой, водой и запасами кислорода, а также более чем 20 тоннами оборудования для будущих марсианских пионеров, такого как: космический аппарат Dragon, жилища, системы жизнеобеспечения, солнечные панели, системы подготовки воды.

Через месяц после прибытия первой ступени MTV на НОО, вторая ступень, оснащенная резервуарами с 40 тоннами топлива и дополнительным двигателем, будет запущена на НОО и пристыкована к первой ступени. Когда MTV прибудет на орбиту вокруг Марса, КА Dragon отшвартуется от материнского модуля и будет направлен к Земле. Оставшаяся часть MTV совершит тем временем посадку на поверхность Марса.

Команда астронавтов будет отправлена к Марсу лишь после того, как доставленные с беспилотной миссией оборудование и системы жизнеобеспечения будут размещены на поверхности планеты и пройдут необходимые проверки.

В качестве основного источника финансирования для своей амбициозной кампании по освоению Марса и для старта строительства космического центра, фирма MarsPolar видит пожертвования, инвестиции и будущие возможные бизнес-проекты.

Источник

Сверхновые могут работать в качестве «горничных» нашей Вселенной.

Ученые считают, что эти взрывы, которые знаменуют собой окончание жизненного цикла звезды, работают совместно со сверхмассивными черными дырами, очищая галактики от газа и снижая уровень звездообразования в них вплоть до его приостановки.

Проведенное недавно исследование, возглавляемое астрономами из Университета штата Мичиган (MSU), США, показало, что черные дыры, расположенные в центрах галактик, выпускают «фонтаны» заряженных частиц, которые могут перемешивать газ, находящийся в галактиках, и временно приостанавливать звездообразование.

Впрочем, в дальнейшем, если ничто не помешает, газ вновь охладится и звездообразование вернется на прежний уровень.

Однако один гигантский выброс вещества черной дырой может разогреть газ, окружающий галактику, до температур, достаточных для того, чтобы в дело вступили сверхновые и «навели порядок» в галактике. Небесное «клининговое партнерство» может помочь астрономам понять, почему некоторые массивные галактики прекратили формировать звезды миллиарды лет тому назад.

«Наше предыдущее исследование показало, что выбросы из черных дыр могут ограничить звездообразование в массивных галактиках, но они не могут остановить его полностью, — сказал руководитель исследовательской группы Марк Войт, профессор физики и астрономии Колледжа естественных наук MSU. — «Вычищать» галактики от газа, который умирающие звезды постоянно «сбрасывают» в галактику должен ещё какой-то процесс, и взрывы сверхновых идеально подходят на эту роль».

Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Сеансы компьютерного моделирования, проведенные исследователями Шигеру Ида из Токийского технологического института, Япония, и Фенгом Тианом из Университета Цинхуа, КНР, показали, что землеподобные планеты чаще можно встретить на орбитах вокруг звезд, подобных Солнцу, чем на орбитах вокруг менее массивных звезд — на которые в настоящее время ориентированы в основном поиски обитаемых планет — с точки зрения содержания воды на планетах.

Чтобы планета могла оказаться обитаемой, необходимо выполнение ряда условий. Во-первых, планета должна находиться в «обитаемой зоне» звезды, где не слишком жарко, и не слишком холодно. Во-вторых, недавние исследования обитаемости планет показали, что отношение вода-суша для планеты должно быть схожим с таковым для Земли (примерно 0,01 % (мас.)): на планетах со слишком большим содержанием воды (> 1 % (мас.)) — «планетах-океанах» — наблюдается нестабильный климат и недостаток питательных веществ; бедные водой планеты, подобные Венере — «планеты-пустыни» — слишком засушливы для существования на них жизненных форм.

Ида и Тиан смоделировали распределение планет, находящихся на орбитах вокруг звезд массами 0,3; 0,5 и 1,0 массы Солнца. Они обнаружили, что планеты с массами, примерно равными массе Земли, и отношением вода-земля, примерно равным таковому для нашей планеты, встречаются в 10-100 раз реже на орбитах вокруг карликов спектрального класса М (звезд малых масс), чем на орбитах вокруг карликов спектрального класса G (звезд с массами, близкими к массе Солнца).

Результаты компьютерного моделирования, проведенного Идой и Тианом выглядят следующим образом. На одну тысячу звезд массами < 0,3 массы Солнца приходится 69000 планетарных тел, из них 5000 имеют массу, близкую к массе Земли и 55 лежат в обитаемой зоне звезды. Из планет, лежащих в обитаемой зоне, 31 планета представляет собой планету-океан, 23 планеты являются планетами-пустынями и лишь на 1 планете отношение вода-земля близко к таковому для нашей планеты. На одну тысячу звезд массами около 0,5 массы Солнца приходится (в том же порядке): 75000 планетарных тел / 9000 из них массой с Землю / из них 292 в обитаемой зоне звезды / из них 60 планет-океанов; 220 планет-пустынь и 12 планет, подобных Земле. На одну тысячу звезд массами, близкими к массе Солнца приходится: 38000 планетарных тел / из них 8000 массой с Землю / из них 407 в обитаемой зоне звезды / из них 91 планета-океан; 45 планет-пустынь, но 271 планета — то есть, большая часть — имеет отношение вода-земля, схожее с таковым для Земли.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Источник

Группа физиков из инженерной школы прикладных наук Колумбийского университета разработала технологию получения полноценных диодов размером всего в одну молекулу. Работа велась под руководством помощника профессора прикладной физики Латы Венкатараман.

Мэтт Шульц, аспирант из Уиверситета Квинс, в ходе своего исследования магнитных массивных звезд поднимает вопросы, касающиеся поведения плазмы в пределах их магнитосфер.

Опираясь на обширную базу данных, собранную в рамках международного проекта «Магнетизм в массивных звездах» (Magnetism in Massive Stars), ведущим исследователем которого стал Грегг Уэйд, профессор из Университета Квинс и научный руководитель Шульца, а также на свои собственные наблюдения, Шульц проводит первое систематическое исследования звезд с магнитосферами. Аспирант собирал данные с помощью Канадско-франко-гавайского телескопа и телескопа VLT (Very Large Telescope) в Европейской южной обсерватории.

«Для всех массивных звезд характерны ветры: сверхзвуковые потоки плазмы, движимые интенсивным излучением звезды. Если поместить эту плазму внутрь магнитного поля, Вы получите магнитосферу звезды», - поясняет Шульц. «Начиная с 1980-х годов ученые предполагают, что плазма должна выбрасываться из магнитосферы в виде случайных сильных извержений, происходящих тогда, когда магнитное поле не способно удерживать всю плазму. К такому выводу ученые пришли в результате построения теоретических моделей. Однако, никаких доказательств того, что такие процессы действительно происходят, пока не было получено. Именно поэтому данное предположение ставится под сомнение». 

Аспиранту удалось найти разногласия между действительностью и существующими моделями. Изучая всю совокупность массивных звезд с магнитосферами, Шульц определил, что плотность плазмы вблизи магнитосферы гораздо меньше предельного значения, установленного в результате моделирования. Это говорит о том, что плазма может вытекать постепенно, не нарушая устойчивого состояния магнитосферы.

Источник

На сегодняшний день ученым известно 565 экзопланет, которые по своим размерам достигают Юпитера или превосходят его. Они составляют примерно одну треть от общего числа открытых экзопланет. Орбиты примерно четверти крупных небесных тел расположены близко к их звездам. Периоды обращения некоторых экзопалнет составляют менее десяти дней (период обращения Земли вокруг Солнца составляет 365 дней). Нагретые излучением материнских звезд, эти гиганты часто называются горячими Юпитерами. 

Несмотря на столь большое количество известных экзопланет-гигантов лишь две из них вращаются вокруг погасших звезд. Откуда взялось так много гигантских планет, расположенных близко к материнским звездам, до сих пор остается загадкой: быть может, со временем они мигрировали из более отдаленных частей своей планетарной системы, или все же родились там? Погасшие звезды, по мере того как они остывают и с течением времени увеличиваются в диаметре, могут разрушить или даже полностью поглотить любую из ближайших планет. Такие примеры позволяют астрономам уточнить существующие модели формирования планет и их эволюцию.

Дэйв Латэм, Дэвид Кипинг, Мэттью Пэйн, Дэвид Слиски, Ларс Бухэйв, Гилберт Эсквердо, Мишель Калкинс, Перри Берлинд и их коллеги из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра обнаружили две новые гигантские экзопланеты вокруг погасшей звезды. Экзопланета Kepler-432b, масса которой превосходит примерно в 5,4 раза массу Юпитера, оборачивается вокруг своей звезды за 52,5 дня. Это третий известный пример экзопланеты, расположенной близко к погасшей звезде. Вторая из обнаруженных планет – Kepler-434c – в 2,4 раза тяжелее Юпитера и расположена значительно дальше от звезды; период ее обращения составляет 406 дней. Масса материнской звезда Kepler-432 примерно в 1,35 раза превосходит массу Солнца. Ее возраст около 3,5 млрд лет. Недавно процесс горения водорода в ядре звезды остановился, а сама звезда начала увеличиваться в размерах. В настоящее время ее диаметр в 4,16 раза превосходит диаметр Солнца. 

Обнаруженная внутренняя планета Kepler-432b вызвала удивление астрономов, что обусловлено, по меньшей мере, двумя причинами. Во-первых, она менее нагрета, нежели типичные горячие Юпитеры. Во-вторых, ее орбита отклонена от круговой траектории (расстояние до звезды значительно варьируется в разных точках орбиты). Это дает основание предположить, что планета могла мигрировать на данную орбиту. 

Все это может означать либо то, что экзопланета Kepler -432b является по своей природе редким случаем, либо то, что она относится к распространенному классу экзопланет, которые уничтожаются по мере того, как эволюционируют их материнские звезды. И если верна вторая гипотеза, то вероятно дни экзопланеты Kepler-432b – сочтены (вероятно, она просуществует еще лишь несколько сотен миллионов лет).

Источник

Источник

В минувший четверг марсоход Curiosity агентства НАСА взобрался на возвышенность, что позволит ученым изучить геологические границы. Место, в котором пребывает ровер, является труднодоступным; исследователи миссии не были до конца уверены в том, что ему удастся покорить данную высоту. 

Марсоход прошел 22 метра по склону под углом в 21 градус. Проделав этот нелегкий путь, он достиг своей цели – области, где встречается материнская порода двух различных типов. Так, исследователи миссии намерены сравнить светлую горную породу, которую удалось изучить у подножья горы Шарп, и темную, которую команде еще не представлялось возможности рассмотреть вблизи.

Исследователи составили несколько маршрутов для достижения цели. Две недели назад марсоход Curiosity был направлен на юг. Однако путь в этом направлении оказался непреодолимым. Ровер сорвалась, двигаясь по скользкому склону. После этой неудачи команда выбрала другой маршрут и перенаправила транспортное средство на запад. 

«Поверхность Марса может быть очень обманчивой, - говорит Крис Румелиотис, инженер миссии в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. «Мы знали, что марсоход может соскользнуть, двигаясь по песчаной ряби, и это случалось в прошлом. Однако мы полагали, что выбранная поверхность является более каменистой, и это увеличит сцепление. Но в действительности она оказалось рыхлой, чем мы были порядком удивлены».

«Перед исследовательской командой стоит множество целей. При выборе одной мы учитываем время, которое предстоит потратить на ее достижение. Это является одним из важнейших факторов», - говорит Эшвин Васавада, ученый миссии Curiosity из лаборатории реактивного движения. «Чтобы выбрать подходящее место для изучения геологии в области Logan Pass мы использовали данные, полученные от межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter агентства НАСА. Это просто удивительно, что марсоходу удалось взобраться на возвышенность и достичь того места, которое ранее мы видели лишь на снимках со спутника».

Марсоход Curiosity изучает Красную планету с 2012 года. В прошлом году он достиг подножия горы Шарп, а затем начал свое восхождение. На сегодняшний день основная задача ровера – последовательно изучить высшие слои горы Шарп.

Источник

Физики создали полноценный диод размером всего в одну молекулу из 50 атомов, который проводит ток только в одну сторону и делает это с эффективностью, сопоставимой с классическими диодами.

МОСКВА, 25 мая – РИА Новости. Международный коллектив физиков создал необычную молекулу из примерно 50 атомов, которая проводит ток только в одну сторону и делает это с эффективностью, сопоставимой с классическими диодами, что открывает дорогу для атомной микроэлектроники, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.

"Создание устройства из одной молекулы давно было одним из недостижимых чаяний всех ученых, занимающихся нанотехнологиями. Эта задача была нашим "священным граалем" с 1974 года, с момента появления идеи о молекулярном диоде, и она является тем пределом, который можно в принципе достичь в деле миниатюризации электроники", — заявила Лата Венкатараман (Latha Venkataraman) из университета Колумбии в Нью-Йорке (США).

Как объясняет Венкатараман, за последние годы ученые неоднократно предпринимали попытки создать молекулярный диод, и в некоторых случаях им даже удавалось собрать молекулу, похожую на него. Один из первых подобных приборов был разработан еще в 2009 году.

Проблема заключалась в том, что на таких масштабах работе устройства начинают мешать силы межатомного взаимодействия и квантовые эффекты, благодаря чему они начинают пропускать ток в обоих направлениях, хотя и с разной силой, и работают только при очень высоких напряжениях.  И то и другое не позволяет применять такие диоды в атомной микроэлектронике.

Венкатамаран и ее коллеги смогли обойти эту проблему, научившись использовать эти эффекты в качестве базы для работы диода. Их молекулярный выпрямитель тока состоит из четырех простых компонентов – воска, двух золотых пластин, соединяющей их молекулы-диода, и особой жидкости-электролита.

Одна из золотых пластинок, подсоединенная к "плюсу" диода, была почти полностью покрыта воском и контактировала с ним и с токопроводящей жидкостью лишь частично. Когда через него течет ток, положительно заряженные ионы из жидкости устремляются к открытой части электрода, что заметно повышает плотность заряда на "плюсе" устройства.

Как объясняют ученые, это делает диод более устойчивым к пробою, так как электроны в таких условиях менее охотно "просачиваются" на другую сторону диода благодаря квантовым эффектам.

Благодаря такому простому приему, молекулярный диод Венкатамаран и ее коллег пропускает в 250 раз меньше тока в "неправильном" направлении, чем в правильном. При этом работает даже при очень низких напряжениях и силе тока. По словам ученых, подобный результат в 50 раз лучше, чем удавалось достигнуть в предыдущих экспериментах, и такой надежности выпрямления в принципе достаточно для создания атомных транзисторов и прочих электронных приборов.

Источник

Марсианский ровер НАСА Curiosity обнаружил новый маршрут к представляющим научный интерес камням Красной планеты, после того как выяснилось, что по исходному маршруту вездеход проехать не способен.

Ученые хотят, чтобы Curiosity — марсоход размером примерно с легковой автомобиль — подробно изучил стык двух различных типов марсианских горных пород. Curiosity пытался добраться до этого геологического стыка ранее в этом месяце, однако шесть колес ровера слишком сильно проскальзывали во время трех из четырех поездок, совершенных вездеходом НАСА между 7 и 13 мая, сообщили представители НАСА.

«Марс может быть обманчив», — сказал Крис Роумелиотис, главный водитель ровера Curiosity из Лаборатории реактивного движения НАСА, в своем заявлении.

«Мы знали, что при движении вездехода по песчаным дюнам в прошлый раз его колеса сильно скользили, однако нам представлялось, что на этот раз мы справимся, так как мы обнаружили участки более плотного грунта, лежащими прямо рядом с этими дюнами, — добавил Роумелиотис. — Поэтому мы пустились в объезд вокруг этих дюн, надеясь, что достигнем участка, на котором сцепление колес вездехода с поверхностью будет лучше. Однако и эта поверхность оказалась довольно рыхлой, что немало удивило и нас, и самого Curiosity».

Поэтому команда ровера решила проложить новый маршрут, используя снимки, сделанные как самим Curiosity, так и марсианским орбитальным аппаратом НАСА Mars Reconnaissance Orbiter. Этот альтернативный маршрут позволит Curiosity исследовать аналогичный стык горных пород, расположенный к западу от текущего местоположения вездехода на поверхности Марса.

Основной целью научной миссии ровера Curiosity является установить, мог ли Марс когда-либо поддерживать на своей поверхности микробную жизнь. Ученые миссии уже ответили на этот вопрос утвердительно, определив, что область марсианской поверхности вокруг места посадки марсохода была миллиарды лет назад обитаемой системой, состоящей из озера и питающих его водных потоков.

Источник

Астрономы впервые наблюдали «предсмертную агонию» сверхновых и обнаружили, что спектр разновидностей этих звездных вспышек, позволяющих ученым измерять расстояния между галактиками Вселенной, намного шире, чем ожидалось.

Ученые использовали космический телескоп «Кеплер» НАСА, чтобы сфотографировать три сверхновых типа Ia, находящихся на ранних стадиях развития вспышки. Затем исследователи проследили процесс дальнейшего развития этих вспышек в мельчайших подробностях вплоть до достижения вспышками максимальной яркости, что имело место примерно три недели спустя, и далее наблюдали затухание вспышек, происходившее в течение следующих нескольких месяцев.

Исследователи обнаружили, что начальные стадии взрывов сверхновых некорректно описываются существующими теориями.

«Взрыв каждой из этих звезд по-своему уникален. Никакие обобщения здесь не работают, — сказал доктор Брэд Такер из Австралийского национального университета, Австралия. — Но вот что интересно: хотя каждая из исследованных нами вспышек на начальных этапах процесса протекает по-своему, однако ближе к окончанию процесса мы наблюдаем поразительное сходство между этими различными вспышками».

В прежних исследованиях самым ранним из наблюдаемых этапов взрыва сверхновой был этап, имевший место более чем через 2,5 часа после начала взрыва, когда все взрывы уже развиваются по примерно одинаковым сценариям. Это позволило астрономам в свое время сделать вывод, что процессы, протекающие при взрывах сверхновых, идентичны друг другу. Астрономы предполагали, что причиной всех сверхновых, является постепенное «стягивание» плотной звездой материи с её более «рыхлого» звездного соседа, до тех пор, пока «звезда-каннибал» не становится настолько плотной, что в её ядре загорается углерод.

«Однако, к нашему удивлению, полученные результаты свидетельствуют в пользу альтернативной гипотезы, согласно которой взрыв сверхновой происходит в результате мощного космического столкновения между двумя небольшими белыми карликами», — сказал руководитель исследования доктор Роберт Оллинг из Университета штата Мерилэнд, США.

Как пояснил доктор Такер, эти новые результаты не оспаривают существование темной энергии — открытой в конце XX века таинственной силы, ускоряющей расширение Вселенной.

Исследование появилось в журнале Nature.

Источник

Астрономы, используя космический телескоп НАСА «Хаббл», открыли удивительные новые подробности о массивной, быстро стареющей звезде, которая ведет себя совершенно уникальным для нашей галактики образом. Эта звезда, получившая по каталогу обозначение NaSt1, а у астрономов — прозвище “Nasty 1” («трудно разрешимый», англ.), может представлять собой кратковременную стадию эволюции сверхмассивных звезд.

Открытая впервые несколько десятилетий тому назад, Nasty 1 была идентифицирована как звезда Вольфа-Райе, стремительно эволюционирующая звезда, намного более массивная, чем наше Солнце. Эта звезда теряет свои богатые водородом внешние оболочки с большой скоростью, обнажая раскаленное до сверхвысоких температур, сверхяркое ядро из гелия.

Однако Nasty 1не похожа на типичную звезду Вольфа-Райе. Астрономы, использующие для наблюдений космический телескоп «Хаббл», ожидали увидеть газ в виде двух «долей», берущих начало из двух полюсов звезды, подобно картине, наблюдаемой в случае Эты Киля, которая является кандидатом в звезды Вольфа-Райе. Исходя из текущих оценок, возраст туманности, окружающей эти звезды, составляет лишь несколько тысяч световых лет, и она находится на расстоянии примерно в 3000 световых лет от Земли.

«Мы были взволнованы, когда увидели такую «дисковую» структуру, так как она может указывать на возможность формирования звезды Вольфа-Райе в результате взаимодействия в двойной системе», — сказал Йон Мауэрхан из Калифорнийского университета в Беркли, США.

Согласно предложенному командой сценарию, массивная звезда эволюционирует очень быстро, и по мере того как подходят к концу запасы её водорода, звезда раздувается. Связь её внешней водородной оболочки с ядром становится менее прочной, чем прежде, и водородная оболочка становится «обедом» для близлежащей звезды-компаньона, попадая в гравитационные «когти» этой звезды. Более компактная «звезда-каннибал» постепенно перетягивает на себя материю с исходной массивной звезды, при этом последняя теряет свою водородную оболочку и обнажает гелиевое ядро, становясь таким образом звездой Вольфа-Райе.

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

Источник

Далекая галактика светимостью, эквивалентной светимости 300 триллионов Солнц, была открыта при помощи телескопа НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Эта галактика является самой яркой из галактик Вселенной, открытых на настоящее время, и принадлежит к новому классу объектов, недавно открытому миссией WISE — классу экстремально ярких инфракрасных галактик, или сокращенно ELIRG.

«Мы наблюдаем очень бурную фазу эволюции галактики, — сказал Чао-Вей Тсай из Лаборатории реактивного движения НАСА, главный автор новой научной работы. — Это ослепительное сверкание, скорее всего, обусловлено стремительно растущей центральной черной дырой галактики».

Эта сверхяркая галактика, известная как WISE J224607.57-052635.0, может иметь в центре гигантскую черную дыру, поглощающую окружающий её газ с большой скоростью. Сверхмассивные черные дыры стягивают материю в окружающий их диск, при этом диск разогревается до температур порядка нескольких миллионов градусов Цельсия и испускает излучение высокой энергии в видимой, ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра. Этот свет блокируется окружающими черную дыру «коконами» из пыли. Пыль нагревается и излучает в инфракрасном диапазоне.

Черные дыры, лежащие в центрах галактик, всегда имеют большие массы, однако центральная черная дыра галактики WISE J224607.57-052635.0 просто феноменально огромная. В своем исследовании Тсай и сотрудники для объяснения гигантского размера этой черной дыры предложили несколько гипотез. Согласно первому предположению, черная дыра изначально росла из необычно крупного зародыша. Альтернативные гипотезы предполагают, что эта черная дыра или превысила теоретический «предел роста», называемый пределом Эддингтона, или же «обошла» этот предел за счет того, что скорость её вращения вокруг собственной оси была необычно низкой. Кроме того, в исследовании сообщается об обнаружении в общей сложности 20 новых объектов типа ELIRG. Эти галактики не были замечены астрономами ранее, так как они покрыты слоем пыли, затрудняющим их наблюдения в видимой области спектра, несмотря на высокую светимость этих галактик в ИК-диапазоне.

Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Команда австралийских и испанских астрономов обнаружила «прожорливую» галактику, «проглатывающую» своих галактических соседей и даже оставляющую «крошки» после своих «пиршеств».

Галактики во Вселенной могут расти либо за счет переработки свободного газа, находящегося в их окрестностях, в новые звезды, либо за счет поглощения целиком соседних галактик. Однако, как правило, галактические «каннибалы» не оставляют следов, позволяющих подробно изучить состав их «обеденного меню».

В новом исследовании международная группа астрономов во главе с Анхелем Р. Лопес-Санчесом из Австралийской астрономической обсерватории не только открыли спиральную галактику, поглощающую близлежащую компактную карликовую галактику, но и продемонстрировали свидетельства былых «перекусов» этой спиральной галактики в мельчайших подробностях.

Объектом этого нового исследования стала галактика NGC 1512, для которой ученые определяли уровень обогащения газа тяжелыми химическими элементами на всем протяжении галактического диска. Обогащение газа галактик элементами тяжелее водорода и гелия происходит за счет звезд, внутри которых в течение их жизненного цикла протекают реакции термоядерного синтеза, ведущие к образованию тяжелых элементов Периодической системы. После «смерти» звезды эти элементы выбрасываются в космос, обогащая космическое пространство различными газами, например кислородом, уровень которого определяла команда.

Исследователи ожидали увидеть в галактике «свежий» газ или газ, обогащенный на том же уровне, что и газ в поглощаемой галактике, однако вместо этого обнаружили во внешних областях галактики NGC 1512 газ, который уже был «переработан» звездами галактик, поглощенных галактикой-«каннибалом» ранее. Наблюдения в радиодиапазоне, выполненные при помощи решетки радиотелескопов Australia Telescope Compact Array, показали, что в галактике NGC 1512 большая часть галактического диска занята холодным водородом, в котором наблюдаются очаги активного звездообразования. Анализ наблюдений привел астрономов к выводу, что этот газ, по всей видимости, поглощался галактикой NGC 1512 в течение всего её жизненного цикла, на протяжении которого галактика периодически «поедала» своих более мелких галактических соседей.

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

Источник

Ослепительные звездные вспышки, называемые сверхновыми типа Iа, происходят, когда небольшие, плотные звезды, называемые белыми карликами, взрываются с огромной силой. На пике своей светимости сверхновые могут сверкать ярче целой галактики. И хотя в последние несколько десятилетий были открыты тысячи сверхновых этого типа, однако процесс, в ходе которого белый карлик превращается в сверхновую, до сих пор остается не до конца выясненным.

Однако ситуация в этой научной области изменилась к лучшему 3 мая 2014 г., когда команда астрономов из Калифорнийского технологического университета во главе с Йи Цао, работающая на автоматизированной системе наблюдений intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), открыли сверхновую типа Iа, получившую обозначение iPTF14atg, которая расположена в близлежащей галактике IC831, находящейся на расстоянии в 300 миллионов световых лет от нас.

Сверхновые типа Ia являются для астрономов «стандартными свечами», позволяя измерять космические расстояния. Существует две основные теории происхождения сверхновых этого типа: сценарий «двойного вырождения», в котором компаньоном взрывающегося белого карлика является второй белый карлик, и сценарий «одиночного вырождения», в котором звезда-компаньон взрывающегося белого карлика является полноценной звездой — желтым карликом или красным гигантом. Сложность отнесения конкретного взрыва звезды к той или иной модели обусловлена относительной редкостью и кратковременностью вспышек сверхновых.

Поэтому неоценимую помощь астрономам оказала автоматизированная система наблюдений iPTF, которая 3 мая зафиксировала необычный сигнал в галактике IC831 и послала ученым предупреждение, после чего Цао и сотрудники тут же подключили к наблюдениям наземные и космические телескопы, включая обсерваторию Swift НАСА, которая позволила наблюдать эту сверхновую в ультрафиолетовом диапазоне спектра.

Характер регистрируемого при помощи обсерватории Swift УФ-импульса находился в хорошем согласии с таким сценарием образования сверхновой, когда материя, извергаемая при взрыве белого карлика, врезается в звезду-компаньона, порождая ударную волну, «зажигающую» окружающее вещество. Иными словами, полученные данные хорошо согласуются с моделью «одиночного вырождения».

Говоря о значении своего открытия, члены команды отмечают, что оно «предоставляет прямое доказательство существования звезды-компаньона в системах сверхновых типа Ia и демонстрирует, что по крайней мере некоторые из представителей сверхновых типа Ia формируются в соответствии с моделью «одиночного вырождения».

Исследование появилось в журнале Nature.

Источник

Работа ученых из РАН попала на обложку топового журнала Английского королевского общества

Фото: Science Picture Co. / Corbis

Метод, предложенный учеными, основан на свойстве наночастиц металлов, которые избирательно адсорбируются по краям дефектов, в результате чего контуры дефектов «прочерчиваются» цепочками металлических наночастиц, и их видно в электронный микроскоп.

С помощью этого подхода химикам удалось установить, что на поверхности углеродных материалов дефекты располагаются не хаотически, а образуют упорядоченные структуры.

Работа выполнена учеными с участием международного исследовательского коллектива, а ее результаты опубликованы в журнале Chemical Science Королевского химического общества Великобритании и отмечены на его обложке. Авторы исследования рассказали «Ленте.ру» о своей работе.

По следам графеновых дефектов

Экспериментальные исследования свойств графена, проведенные в последнее десятилетие, спровоцировали настоящий «графеновый бум». Сегодня исследования графена и других двумерных материалов на его основе можно условно выделить в отдельную область нанотехнологий.

Особенность графена — высокая подвижность носителей заряда. Графен отличается высочайшей теплопроводностью, электропроводностью и способностью изменять эти свойства в зависимости от модификации своей структуры и от природы внешних воздействий. Поэтому графен и его производные часто рассматриваются как перспективные компоненты электронных устройств нового типа и химических сенсоров.

Например, присоединение к плоскости графена различных функциональных групп не только изменяет электронную проводимость этого материала, но и обеспечивает ему избирательное сродство к определенным молекулам из внешней среды, в том числе биологическим. Свойства графена можно изменить и за счет замещения части его атомов углерода на другие атомы, в частности кремний или германий.

Графен — родоначальник целого класса двумерных структур. Условно этот класс разделяют на две группы. К первой группе относятся структуры на основе самого графена, функционализированного графена (то есть модифицированного различными химическими группами), гибридных графеновых материалов (например, гибриды графена и углеродных нанотрубок). Вторая группа — это когда графен выступает в роли только структурного образца, прообраза, но непосредственного отношения к графену эти структуры не имеют. Например, силицен — структурный аналог графена, состоящий не из атомов углерода, а из атомов кремния.

Важнейший способ управления свойствами двумерных материалов и, в частности, графена — направленное введение в их двумерную сетку структурных дефектов. «Идеальный» графен состоит только из строго упорядоченных шестичленных циклов. Однако отклонения от этой идеальности дают возможность регулировать как физические, так и химические свойства графена.

Неуловимые дефекты

Прямое наблюдение дефектов графена чрезвычайно затруднено. Более того, некоторые дефекты являются динамическими, то есть способны менять свое местоположение и «мигрировать» по поверхности углеродного материала. В результате дефекты могут самоорганизовываться — сливаться или выстраиваться вдоль определенного направления. В работе было показано, что повышенную реакционную способность графеновых дефектов можно использовать для их локализации в пространстве и сортировки по химической активности. Методика поиска графеновых дефектов проста и поэтому эффективна.

На первой стадии готовится раствор комплекса палладия в органическом растворителе. При небольшом нагревании в этом растворе образуются наночастицы палладия. Добавление углеродного материала приводит к быстрой адсорбции наночастиц палладия на его поверхности, и этот процесс легко контролируется даже визуально: темно-красный раствор превращается в бесцветный.

Затем образец углеродного материала можно исследовать под микроскопом. На микрофотографиях отчетливо видно, что наночастицы группируются на точечных дефектах или выстраиваются в линии вдоль линейных дефектов. Более активные дефекты связываются с наночастицами металла более прочно. Значит, есть возможность не только установить пространственное положение дефектов, но и оценить их химическую активность.

В результате исследований было установлено, что на одном квадратном микрометре поверхности углеродного материала может быть до двух тысяч дефектов (реакционноспособных центров). При этом в некоторых случаях дефекты располагаются по поверхности в виде упорядоченных структур.

Предложенный метод — эффективный инструмент подбора условий для получения графеновых материалов с заданным пространственным расположением дефектов определенной химической активности. А это открывает путь для создания новых типов наноструктурированных катализаторов, в которых молекулы реагентов размещаются не хаотически, а только на выделенных и упорядоченных местах, то есть подвергаются предварительной организации. Это еще один контролируемый способ получения новых графеновых продуктов с заданными свойствами.

Дорогостоящее соревнование

«Исследование графеновых систем — чрезвычайно сложная задача на передовом крае современной науки. Провести работу подобного уровня нам удалось только при поддержке Российского научного фонда, обеспечившего достойное финансирование этого проекта», — подчеркнул руководитель работы профессор Анаников.

Помимо финансирования самих исследований, для графеновой гонки крайне важен доступ к новейшему оборудованию. Как правило, первыми добиваются успеха научные группы, располагающие уникальными установками. Наши ученые в своей работе использовали целый комплекс из высокопроизводительных установок — синхротрон во Франции, высокоразрешающий электронный микроскоп в Японии и мощнейший суперкомпьютер в Московском государственном университете.

Выполненное на суперкомпьютере молекулярное моделирование — принципиальный момент, поскольку теоретическое исследование представляет независимое доказательство природы наблюдаемых явлений. К счастью для российских ученых, суперкомпьютер МГУ, входящий в верхние строчки мирового рейтинга, обеспечивает такую возможность и делает российскую науку более конкурентноспособной в столь сложной и динамичной области науки.

Дефекты неизбежны и даже необходимы

Дефекты кристаллов — важнейший объект изучения физики и химии твердого тела. От концентрации дефектов напрямую зависят эксплуатационные характеристики изделий. Например, дефекты уменьшают механическую прочность материала, изменяют его токопроводящие свойства. В полупроводниковой промышленности стараются получить кристаллы полупроводниковых материалов с как можно меньшим количеством дефектов.

Если в области материаловедения дефекты играют, скорее, негативную роль и от них стараются по возможности избавиться, то в химии дефекты кристаллов весьма полезны. Так, в гетерогенном катализе химическая реакция происходит на твердой поверхности частицы катализатора, и именно дефекты поверхности зачастую выполняют функцию каталитических центров, то есть мест, где и происходит каталитическая реакция. Поэтому для химии и химической технологии умение контролируемо управлять дефектами поверхности — это путь к созданию катализаторов с заданной каталитической активностью и селективностью (то есть способностью ускорять именно целевую реакцию из всего множества реакций, осуществимых с данным набором реагентов).

Такие каталитические системы активно используются в настоящее время как в крупнотоннажной химической промышленности (переработка нефти и газа, получение топлива), так и в тонком органическом синтезе (синтез лекарств и биологически активных соединений).

Источник